Качество бетонных и железобетонных изделий и конструкций в значительной степени зави-сит от эффективного и действенного контроля прочности и однородности бетона, защитного слоя бетона и расположения арматуры, напряжений в арматуре предварительно напряженных железо-бетонных конструкций.
Прочность бетона может определяться стандартными методами путем изготовления и испытания образцов. Однако достоверность контроля прочности и однородности бетона по стандартным образцам является недостаточной из-за ряда причин: объем испытания стандартных образцов не превышает 0,01 % уложенного в конструкцию бетона, условия виброформования и режимы твердения образцов и кон-струкций различны, стандартными методами невозможно определить однородность бетона в изделии и прочность отдельных его участков. При обследовании конструкций зданий и сооружений стандартные методы испытания бетона вообще неприменимы.
Перечисленные недостатки стандартных методов испытания прочности бетона обусловили разви-тие неразрушающих методов контроля и методов, связанных с испытаниями бетона в нестандартных образцах, извлекаемых из конструкции.
Для неразрушающего контроля (НК) прочности бетона используются приборы, основанные на ме-тодах местных разрушений (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, отрыв стальных дисков), ударно-го воздействия на бетон (ударный импульс, упругий отскок, пластическая деформация) и ультразвуко-вого прозвучивания.
При обследовании монолитных конструкций и больших массивов бетона применение ударно-импульсных и ультразвуковых приборов должно сочетаться с испытаниями бетона методами отрыва со скалыванием, скалывания ребра или отбора образцов (кернов).
При выборе методов НК и приборов для проведения испытаний бетона пользователь должен знать их особенности и рекомендуемые области применения.
Достаточно полно методы НК классифицированы в работах Б.Г. Скрамтаева и М.Ю. Лещинского «Испытание прочности бетона» (М., 1964) и М.Г.
Коревицкой «Неразрушающие методы контроля качест-ва железобетонных конструкций» (М., 1989). В этих изданиях даны рекомендации по выбору методов и средств НК в зависимости от вида контролируемого изделия и условий его эксплуатации.
Однако современная приборная база НК существенно отличается от рекомендуемой авторами. С начала 90-х годов ХХ века активно ведется разработка и производство приборов НК нового поколения с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиваются их функциональные возможности.
Особого внимания заслуживают методы отрыва со скалыванием, скалывания ребра и отрыва стальных дисков, которые часто называют методами местных разрушений. Эти методы характеризуются большей точностью по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.
В настоящее время в РФ выпускается несколько модификаций сертифицированных приборов, реализующих перечисленные методы (таблицы 1 и 2).
Таблица 1. Отрыв со скалыванием
Тип
Предельное усилие вырыва, кН,
индикация
Тип
анкера
Предел погрешности, %
Масса, кг
Изготовитель
ПОС-30МГ4
цифровая
II-30, II-35
СКБ «Стройприбор», Челябинск
ПОС-50МГ4
цифровая
II-30, II-35,
II-48
СКБ «Стройприбор», Челябинск
ПОС-2МГ4
2 цифровая
спиральный для ячеистых бетонов
СКБ «Стройприбор», Челябинск
манометр
III-35
ИТЦ «Контрос»,
Москва
ВМ-2.4
стрелочный индикатор
I-35, II-35
ВЗ «Эталон»,
Москва
Оникс-ОС
цифровая
II-35, II-48
НПП «Интерприбор»,
Челябинск
Таблица 2. Скалывание ребра
Тип
Предельное усилие, кН,
индикация
Размер грани
контролируемого изделия, мм
Предел погрешности, %
Масса, кг
Изготовитель
ПОС-30МГ4 «Скол»
30 цифровая
200…400
±2
7,9
СКБ «Стройприбор», Челябинск
ПОС-50МГ4 «Скол»
60 цифровая
200…600
±2
9,8
СКБ «Стройприбор», Челябинск
Приборы, основанные на методах местных разрушений, применяются в основном в монолитном до-мостроении и при обследовании конструкций зданий и сооружений. Недостатки этих методов обусловле-ны повышенной трудоемкостью и необходимостью определения оси арматуры и глубины ее залегания, что ограничивает их применение при определении прочности бетона отдельных конструкций или их уча-стков, а также при уточнении градуировочных зависимостей ультразвуковых и ударно-импульсных при-боров в соответствии с ГОСТ 22690.
НК прочности бетона выполняется, как правило, высокопроизводительными приборами после уста-новления корреляции их косвенной характеристики (базовой зависимости) с фактической прочностью контролируемого бетона. Для этих целей применяются приборы ударного действия, основанные на мето-дах ударного импульса (упругого отскока, пластической деформации) и ультразвуковые измерители ско-рости (времени) распространения УЗ колебаний в бетоне. Характеристики основных приборов ударного действия, выпускаемых в РФ, приведены в табл. 3.
Таблица 3
Тип
Диапазон, МПа индикация
Основная погрешность %, не более
Количество базовых градуировок
Объем памяти связь с ПК
Масса, кг
Изготовитель
ИПС-МГ4.01
3…100
цифровая
±10
1
500 /
RS-232
0,85
СКБ «Стройприбор», Челябинск
ИПС-МГ4.03
3…100
цифровая
±8
44
15000 /
USB
0,85
СКБ «Стройприбор», Челябинск
Beton Pro
Condtrol
3…100
цифровая
±10
1
1000 /
RS-232
0,95
НПП «Кондтроль», Челябинск
Оникс-2,5
0,5…100
цифровая
±8
12
18000 /
USB
0,3
НПП «Интерприбор», Челябинск
ОМШ-1
5…40
стрелочная
ок ±20
нет
нет
1,5
Фирма ВНИР, Москва, ИТЦ «Контрос», Москва
Молоток
Кашкарова
5…40
нет
ок ±20
нет
нет
1,2
Фирма ВНИР, Москва, ИТЦ «Контрос», Москва
Следует отметить, что погрешности приборов, указанные в табл. 3, обеспечиваются после уточнения их базовых градуировок в соответствии с требованиями ГОСТ 22690 либо в случае установления пользо-вателем индивидуальных градуировок для конкретного вида бетона (в приборах типа ИПС предусмотрена возможность установления до 20 индивидуальных градуировок).
Характеристики ультразвуковых приборов, выпускаемых в РФ и Молдове, приведены в табл. 4.
Таблица 4
Тип
База прозвучивания, мм
Диапазон измерения времени, мкс
Предел погрешности измерения времени, %
Рабочая частота, кГц
Масса, кг
Изготовитель
УК1401
150
15…100
±1
70
0,35
ООО АКС,
Москва
УК-14ПМ*
120
20…9900
±(0,01Т+0,1)
20…300
2,3
АО «Интроскоп», Молдова
УК-10ПМС*
–
10…5000
±0,5
25…1000
8,7
АО «Интроскоп», Молдова
Пульсар 1.0*
120
10…9999
±1
ок 60
1,04
НПП «Интерприбор», Челябинск
Бетон-32*
120
15…6500
±(0,01Т+0,1)
ок 60
1,4
ИТЦ «Контрос», Москва
УКС-МГ4*
110
15…2000
±(0,01Т+0,1)
60…70
0,95
СКБ «Стройприбор»,
Челябинск
А1212
Дефектоскопия и толщинометрия бетона на глубину до 1050 мм
20…150
1,6
ООО АКС,
Москва
При использовании ультразвуковых приборов для определения прочности бетона следует учиты-вать, что диапазон контролируемых прочностей ограничивается классами В7,5…В35 (10…40 МПа) со-гласно ГОСТ 17624-87. При более высоких прочностях возможна лишь дефектоскопия бетона и локали-зация скрытых дефектов (трещины, раковины, несплошности).
Контроль прочности ударными и ультразвуковыми методами ведется в поверхностных слоях бетона (кроме сквозного УЗ-прозвучивания), в связи с чем состояние поверхностного слоя может оказывать существенное влияние на результаты контроля. В случаях воздействия на бетон агрессивных факторов (химических, термических или атмосферных) необходимо выявить толщину поверхностного слоя с нарушенной структурой.
Подготовка бетона таких конструкций для испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность бетона в этих случаях необходимо определять преимущественно приборами, основанными на методах местных разрушений, либо путем отбора образцов. При использовании же ударно-импульсных и ультразвуковых приборов контролируемая поверхность должна иметь шероховатость не более Ra 25, а градуировочные характеристики приборов требует уточнения.
Пользователь должен знать, что базовая либо типовая градуировочная зависимость, с которой может поставляться прибор, с достаточной степенью точности воспроизводит прочность бетона того вида (класса), на котором прибор калибровался. Изменение вида крупного заполнителя, влажности, возраста бетона и условий его твердения приводит к увеличению погрешности измерений.
Для ультразвуковых приборов перечень факторов, влияющих на точность измерений, еще шире (Лещинский М.Ю. Испытание бетона. М., 1980).
Источник: журнал современных строительных технологий «Красная линия»
