Справочник строителя

Бетоны. Материалы, технологии, оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Контроль прочности бетона по результатам испытаний на сжатие образцов-кубов не может полностью удовлетворять работников лабораторий, проектировщиков и строителей, потому что результаты испытаний образцов не всегда отражают действительную прочность бетона в изделиях и конструкциях.

В ряде случаев контроль прочности бетона путем испытания стандартных образцов создает определенные трудности. Например, часто возникает необходимость дополнительно определить прочность бетона в более поздние сроки, чем предполагалось ранее; однако отсутствие контрольных образцов не позволяет это сделать. Не представляется возможным оценить прочность бетона ранее возведенных железобетонных конструкций и сооружений. В таких случаях прочность бетона конструкции проверяют путем высверливания из нее цилиндров (кернов) с последующим испытанием их на сжатие. Обычно в лабораторию доставляют керны с неправильными основаниями, поэтому перед испытаниями на сжатие их необходимо выровнять, залить цементным раствором и подшлифовать. Подготовленные цилиндры испытывают на сжатие на гидравлическом прессе.

Для определения марки бетона полученную прочность цилиндров размером d = h = 50 мм умножают на коэффициент 0,8. Однако этот метод нельзя применять для испытания бетона некоторых сборных железобетонных конструкций из-за малой толщины и высокого процента армирования. Такие конструкции надо испытывать неразрушающими методами.

Существует ряд механических и физических методов, позволяющих определить прочность и однородность бетона в различных местах железобетонных изделий и конструкций без их разрушения. В этих методах используются различные приборы, основанные на принципе получения пластической деформации поверхности бетона путем заглубления в него бойка (шарика) при ударе с определенной силой, а также на принципе упругого отскока от поверхности бетона и получения значения упругой деформации. К таким приборам относятся шариковый молоток конструкции И. А. Физделя, эталонный молоток НИИМосстроя конструкции К. П. Кашкарова, прибор КИСИ.

Шариковый молоток конструкции И. А. Физделя. состоит из металлической рабочей части массой 250 г, которая с одной стороны заострена, а с другой, ударной, имеет сферическое гнездо с завальцованным вращающимся шариком и деревянной ручкой длиной 300 мм и массой 100 г.

При ударе молотком шарик, вминаясь в бетон, образует лунку глубиной, зависящей от прочности бетона, вернее от прочности основной составной части структуры бетона - цементного камня. Чтобы обеспечить постоянство силы удара, испытание рекомендуется производить локтевым ударом, осуществляемым частью правой руки до локтя. Бетон следует испытывать со стороны боковых поверхностей конструкции, предварительно очистив их от пыли и посторонних предметов. В случае испытания со стороны верхней поверхности намечаемые места ударов должны быть предварительно очищены от слабой цементной пленки.

Для оценки прочности бетона в данном месте конструкции необходимо сделать 6-10 ударов молотком и измерить (с погрешностью 0,1 мм) получившиеся лунки штангенциркулем или градуированной лупой с 10-кратным увеличением. Средний диаметр лунок вычисляют как среднее арифметическое значение диаметров, близких по размерам, нескольких лунок(4-6 шт.). Случайные лунки, полученные при неточном ударе, а также такие, которые образованы при попадании шарика в раковины или щебень, не измеряют. Прочность бетона в данном месте конструкции определяют, пользуясь графиком зависимости размера лунки от прочности. Точность данного метода в значительной мере зависит от умения и опыта работника, выполняющего испытание.

Рассмотрим эталонный молоток НИИМосстроя конструкции К. П. Кашкарова. Метод определения прочности бетона этим молотком заключается в том, что при ударе им по поверхности железобетонной конструкции одновременно образуются два отпечатка: первый диаметром do на бетоне, второй диаметрм d3 на эталонном стержне молотка. За косвенную характеристику прочности бетона принимают отношение do/d3, по которому определяют прочность бетона в данном месте конструкции. Эталонный стержень изготовлен из стали марки СтЗ, длина его 150 мм, диаметр 10 мм, конец стержня заострен.

При испытании бетона эталонным молотком наносят не менее десяти ударов в различных точках по длине или площади конструкции. Во время испытания необходимо следить за тем, чтобы ось головки молотка была перпендикулярна поверхности испытуемой конструкции. После каждого удара эталонный стержень передвигают в стакане молотка таким образом, чтобы расстояние между центрами соседних отпечатков было не менее 10 мм. Удары по поверхности испытуемой конструкции следует наносить с таким расчетом, чтобы расстояние между отпечатками не превышало 30 мм.

Диаметры лунок на бетонной поверхности и эталонном стержне измеряют с погрешностью 0,1 мм угловым масштабом, состоящим из двух стальных измерительных линеек, соединенных под углом.

Прочность бетона в конструкциях устанавливается по графику согласно вычисленному отношению dydj, как среднее арифметическое результатов десяти ударов молотка. Полученные таким образом значения Ясж справедливы для бетона с влажностью 2-6%. В случае повышенной влажности определенный таким способом предел прочности бетона необходимо умножить на поправочный коэффициент влажности. Этот коэффициент имеет значение 1,1 и 1,2 при влажности соответственно 8 и 12% и 1,4 - для мокрой поверхности.

При испытании бетона эталонным молотком учитываются влажность поверхностного слоя бетона, изменение режима его твердения, колебания механических свойств эталонных стержней и ряд других факторов. Прочность бетона в испытуемой конструкции оценивается по достаточно большому числу отпечатков (20-30 шт.). Все это повышает точность данных, получаемых при использовании эталонного молотка конструкции К. П. Кашкарова.

Прибор КИСИ служит для определения прочности бетона в конструкциях. Принцип действия его основан на измерениях величины отскока молотка, падающего с постоянной высоты под действием пружины.

Перед испытанием кольцо опускают в крайнее нижнее положение и, нажимая взводную кнопку, оттягиа-ют молоток кольцом в верхнее положение, где он удерживается стопорной скобой. После этого прибор устанавливают на предварительно выбранную гладкую поверхность испытуемой конструкции и, нажимая на спусковую кнопку, освобождают молоток. Молоток под действием растянутой пружины ударяет по бойку и, отскакивая от него, перемещает указательную стрелку вверх по градуированной шкале. Указательная стрелка фиксирует величину отскока молотка в мм. Прочность бетона определяют на основании показаний прибора в результате 6-7 испытаний по тарировочному графику.

Прочность бетона в конструкциях может быть определена методами, основанными на вдавливании ударников или образовании вмятин мощным ударом -стрельбой или взрывом (например, с помощью строительно-монтажного пистолета СМП-1).

Кроме того, существует еще целый ряд различных механических способов определения прочности бетона без разрушения изделий, однако все они дают ориентировочные показатели прочности поверхностного слоя бетона в данном месте изделия.

Физические методы контроля прочности бетона изделий и конструкций находят в настоящее время широкое применение. Эти методы могут быть разделены на следующие основные виды: ультразвуковой импульсный, метод волны удара, резонансный и радиометрический.

Ультразвуковой импульсный метод контроля прочности бетона основан на измерении распространения в бетоне продольных ультразвуковых волн и степени их затухания. По заранее составленным графикам зависимости скорости ультразвука от прочности бетона данного состава определяется прочность контролируемой конструкции. Наибольшее распространение в практике получили приборы: Бетон-8, УК-ЮП, УК-16П ИУК-12П.

Контроль прочности бетона методом волны удара основан на измерении скорости распространения в бетоне продольных волн, вызванных механическим ударом. Для испытания бетона этим методом разработан ряд приборов (ПИК-6, Удар-1, Удар-2, МК-1 и др.).

Резонансный (вибрационный) метод контроля прочности бетона в конструкции основан на определении частоты собственных колебаний и характеристики их затухания. Для данного метода используют приборы: измеритель амплитудного затухания ИАЗ, ПИК-8 конструкции Союздорнии и др.

Радиометрический метод испытания заключается в измерении интенсивности потока радиоактивных лучей, проходящих через исследуемое изделие. В изменении интенсивности у-лучей судят о плотности бетона, его объемной массе и других характеристиках. Этот метод находит также применение для выявления скрытых дефектов в железобетонных конструкциях.

Кроме определения прочности и выявления внутренних дефектов проверяют правильность расположения арматуры и толщину защитного слоя бетона конструкции. В условиях строительной площадки расположение арматуры (для тонкостенных конструкций) и толщину защитного слоя бетона в железобетонных конструкциях проверяют с помощью электромагнитах приборов ИЗС-10Н, ИЗС-2. Принцип действия приборов основан на изменении магнитного сопротивления датчика при различном расстоянии его от остальной арматуры. Этим прибором можно измерять защитный слой бетона толщиной 5-70 мм в железобетонных конструкциях с арматурой диаметром 6-16 мм. Для определения толщины защитного слоя датчик устанавливают на ровную поверхность конструкции и передвигают по ней, наблюдая за показаниями стрелки прибора.

Для контроля качества строительных материалов и железобетонных конструкций в организации «Главле-нинградстрой» созданы специальные стационарные и передвижные электронно-акустические и радиометрические лаборатории. С помощью аппаратуры этих лабораторий модуль упругости сборных железобетонных элементов, выявляют внутренние дефекты конструкций, проверяют расположение арматуры в железобетонных элементах.