1.10 Неразрушающий контроль прочности бетона

Неразрушающие методы классифицируют:

по назначению: методы контроля прочности бетона; методы контроля положении арматуры в железобетонных конструкциях, методы обнаружения плохо уплотненных участков бетона внутри конструкций, раковины и т. п. (методы дефектоскопии): методы контроля плотности бетона; методы контроля влажности бетона и заполнителей; методы контроля натяжения арматуры;

по физическим признакам: механические, в том числе основанные на измерении свойств поверхности бетона и местном разрушении поверхности бетона; ультразвуковой; магнитный; основанный на использовании ионизирующих излучений; диэлькометрический.

Неразрушающие методы применяют для контроля прочности и плотности бетона, контроля нарастания прочности бетона, обнаружения внутренних дефектов конструкции, положения арматуры, влажности бетона и заполнителя, качества сварных соединений, натяжения арматуры. В совокупности неразрушающие методы служат для оценки прочности, жесткости и трещиностойкости массовых железобетонных конструкций, например, плоских, многопустотных и ребристых плит перекрытий и покрытий, внутренних и наружных стеновых панелей.

Контроль прочности бетона. Неразрушающие методы применяют для контроля отпускной прочности бетона, перед отпуском натяжения арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций (передаточной прочности). При проверке прочности и однородности бетона в конструкциях, изготовляемых в кассетах или с использованием центрифугирования, про­ката, гидропрессовання и других способов уплотнения бетонной смеси, когда условия уплотнения и твердения бетона не могут быть воспроизведены при изготовлении образцов-кубов.

Контроль нарастании прочности бетона. Для регулирования режима тепловой обработки бетона применяют неразрушающие методы контроля нарастания прочности бетона. В этом случае можно обеспечить наиболее экономичные по расходу пара режимы обработки, позволяющие получить заданную прочность бетона в наиболее короткие сроки.

Ультразвуковой импульсный метод контроля прочности бетона.

Ультразвуковой импульсный метод — один из самых распространенных неразрушающих методов, используемый для контроля прочности бетона и дефектоскопии железобетонных конструкций.

Сущность ультразвукового метода состоит в том, что измеряют скорость распространения через бетон переднего фронта продольной ультразвуковой волны (в дальнейшем называемой скоростью ультразвука). Между скоростью ультразвука и прочностью бетона существует корреляционная зависимость, на которую влияют различные факторы: возраст бетона, его влажность, водоцементое отношение и тип заполнителя, условия уплотнения бетона и его хранении, вид применяемых добавок. Поэтому при использовании ультразвукового метода для контроля прочности бетона необходимо устанавливать градуировочную зависимость для каждого конкретного бетона.

Скорость ультразвука в бетоне колеблется от 2500 до 4500 м/с (в зависимости от его прочности). Поэтому приходится определять очень малые интервалы времени, измеряемые в микросекундах,

Ультразвуковой метод используют также для контроля нарастания прочности бетона в процессе, его твердения.

При контроле нарастания прочности можно не только регулировать режим тепловлажностной обработки по стабилизации времени, но и определять прочность бетона. Для этого следует построить градуировочные зависимости «скорость – прочность».

Механические методы неразрушающего контроля прочности бетона

Существует несколько механических неразрушающих методов контроля прочности бетона. Они различаются совокупностью тех механических свойств, которые непосредственно определяют величину косвенного показателя прочности бетона. По этому признаку механические неразрушающие методы можно разбить на три группы:

первая - основанная на существующей зависимости между прочностью бетона на сжатие и поверхностной твердостью, называемая методом пластической деформации;

вторая - основанная на зависимости между прочностью бетона и его упругими свойствами;

третья - основанная на зависимости между прочностью бетона и усилием, необходимым для местного разрушения с помощью специальных приспособлений небольшого участка бетона.

Метод пластической деформации. Твердость - это сопротивление поверхности материала местному деформированию при внедрении в материал более твердого тела - наконечника (индентора). В зависимости от метода испытания, свойств наконечника и испытуемого материала твердость может быть оценена различными величинами. В большинстве случаев твердость оценивают по размерам оставшегося на поверхности отпечатка. Эти методы уже более 100 лег тому назад начали использовать для определения твердости металлов (методы Бринелля, Роквелла). В дальнейшем они нашли широкое распространение и при определении твердости других материалов, в частности бетона. Твердость связана с прочностью на сжатие. Чем выше твердость материала, тем выше его прочность. На этом основана первая группа механических неразрушающих методов определения прочности бетона. Различают метод пластической деформации при динамическом воздействии или вдавливании. При динамическом воздействии производится удар по поверхности бетона индентором в виде шарика. При вдавливании в по­верхность бетона вдавливается индентор обычно в виде сферы или шарика. Косвенным показателем служит диаметр отпечатка, а при вдавливании - иногда и его глубина.

Методы, основанные на зависимости между прочностью бетона и его упругими свойствами. Если на бетонную поверхность бросить стальной шарик, он отскочит. Причем чем выше упругие свойства бетона, тем выше высота отскока. Упругие свойства связаны с прочностью бетона на сжатие: чем выше прочность, тем большую упругость имеет материал. В настоящее время применяют методы: упругого отскока и ударного импульса, при которых удар производится о поверхность бетона. При упругом отскоке измеряют высоту отскока ударяющегося элемента прибора, а при ударном импульсе - электрический импульс, возбуждаемый при отскоке.

Методы, основанные на местном разрушении бетона. Прочность бетона влияет на усилие, необходимое для местного разрушения бетона, например при вырыве из бетона заделанного в него стержня (метод отрыва со скалыванием), при сколе ребра конструкции или при отрыве от конструкции приклеенного металлическою диска.