Аккредитованная строительная лаборатория
+7 495 414 12 00
заказать звонок

Неразрушающий контроль бетона

📅 2020-08-04 🙎 Айронкон-Лаб

Методы неразрушающего контроля прочности бетона – это проверка прочности на сжатие и других характеристик материала. Испытания бетона проводятся на существующих конструкциях. Благодаря тестам можно получить результаты немедленно и узнать сведения о фактических свойствах бетонного сооружения.

Неразрушающий контроль прочности бетона позволяет установить класс материала по прочности. Например, бетон B30 способен выдержать нагрузку до 400 кг на см2, В40 – до 500 кг на см2.

Разрушающие методы

Стандартно качество бетонной смеси оценивают в ходе испытаний образцов. Их тестируют на сжатие, прочность, растяжение, изгиб. При этом используют разрушающие методики, не лишенные недостатков. Например, результаты после таких испытаний можно получить только спустя какое-то время, материал в исследуемых образцах часто отличается от реального в структуре конструкции. Кроме того, прочностные характеристики образца зависят от его конфигурации и размеров.

Разрушающие методы предполагают отбор образцов с исследуемой конструкции или изготовление проб, сделанных по той же технологии, что и планируемое сооружение. На образцы осуществляется воздействие с разной нагрузкой, в результате которого они разрушаются. Поэтому методы разрушающего контроля чаще применяют в лабораторных условиях.

Особенности неразрушающих методик

Испытание неразрушающими методиками подразумевает оценку бетонных конструкций посредством анализа разных факторов, влияющих на диаметр арматуры, прочность, влажность, адгезию и прочие свойства. Данный тип диагностики актуален тогда, когда сведений о характеристиках конструкции и арматуры нет, а объемы контроля значительные. Применяют неразрушающие способы как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Главные преимущества методик:

  • Сохранение свойств, целостности проверяемой конструкции.
  • Возможность проведения непосредственно на объекте, без отбора образцов и доставки в лабораторию.
  • Широкая сфера применения.

Основной показатель качества бетона – это прочность. От нее зависят условия использования, долговечность, надежность конструкции. Например, если материал пластичный и морозостойкий, но недостаточно прочный, здание разрушится. Поэтому проверка прочностных характеристик выполняется с особой тщательностью. Исследования проводят в соответствии с ГОСТ 17624, 22690, 18105. К неразрушающим относятся механические способы: скол, отрыв, вдавливание, удар, а также ультразвуковое и радиографическое обследование.

Проверки проводят по графику в возрасте сооружения, установленном проектом, либо при необходимости. Благодаря испытаниям удается оценить распалубочную/отпускную прочность, а также сравнить реальные показатели с теми, которые указаны в паспорте.

Виды неразрушающих методов контроля

На данный момент существует несколько методов оценки материала, условно их классифицируют на косвенные и прямые. Рассмотрим каждый из них подробно.

Прямые способы неразрушающего контроля

К таким способам относятся:

  • Отрыв со скалыванием, при котором оценивают усилие, необходимое для разрушения бетона при вырывании из него анкера. Способ обладает высокой точностью, но не подходит для исследования тонкостенных или густоармированных сооружений. К тому же, он трудоемкий.
  • Скалывание ребра. При таком исследовании измеряют усилие, которое требуется для скалывания бетона в углу конструкции. Способ применяют, чтобы выявить прочностные характеристики линейных сооружений – свай, опорных балок, колонн с квадратным сечением. Метод прост в реализации, не требует предварительной подготовки, но не подходит для поврежденных монолитов и бетона с толщиной больше 2 см.
  • Отрыв диска из металла. Во время испытания фиксируется усилие, которое разрушает бетон при отрыве от него металлического диска. Эту методику часто применяли в Советском Союзе, а сегодня к ней практически не прибегают из-за ограничений в плане температуры. Способ подходит для густоармированных конструкций, отличается простотой выполнения, но требует дополнительной подготовки. На поверхность бетонной конструкции приходится заранее клеить металлические диски. Примерно за 3-24 часа до проверки.

У прямых методов есть ряд недостатков. При реализации исследований нужно рассчитывать глубину залегания и частоту армирования, тщательно готовиться. Кроме того, поверхность монолита частично повреждается, что может оказать несущественное, но все же влияние на эксплуатационные характеристики.

Испытания с применением ударного импульса

Испытание бетона методом неразрушающего контроля за счет ударно-импульсного воздействия более производительное, в сравнении с прямыми способами. Но с его помощью можно проверить бетон толщиной не больше 25-30 мм. Перед проверкой поверхность зачищается. Исследование проводится с использованием зонда Виндзора. Это специальный прибор, который состоит из пистолета, работающего от пороха, зондов из закаленного сплава, картриджей и глубиномера, который измеряет глубину проникновения. Также используется дополнительное оборудование.

Диаметр зонда 6,5 мм, длина – 8 см. Его вводят в бетон посредством порохового заряда. Показатель прочности на сжатие зависит от глубины проникновения зонда. Перед проведением испытания прибор калибруют по типу бетона, по виду и размеру заполнителя.

Этот неразрушающий метод дает переменные результаты, поэтому назвать его максимально точным нельзя. Но получить примерные расчеты на месте, непосредственно в конструкции, с его помощью можно. После теста на поверхности остаются небольшие пятна, других повреждений нет.

Испытания на отскок

Для проведения теста применяют молоток Шмидта. Весит инструмент 1,8 кг, используется в лабораторных и полевых условиях. Состоит из пружинной массы, которая находится в поршне внутри трубчатого корпуса. За счет пружины молоток прижимается к бетонной поверхности. Расстояние отскока измеряют по шкале. Применяют инструменты на горизонтальных, вертикальных, наклонных поверхностях. Главное, откалибровать прибор в правильном положении.

Калибровку выполняют посредством цилиндров из заполнителя и цемента, которые будут применять в работе. Закрытые цилиндры надежно фиксируются в аппарате. После нескольких измерений выводится среднее значение – это и есть прочность на сжатие.

Главные особенности исследования:

  • Прочность определяется по градуированным кривым, которые учитывают положение молотка, т.к. величина отскока зависит от направления.
  • Средний показатель высчитывается после 5-10 измерений. Расстояние между местами, где сделаны удары, составляет минимум 3 см.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля с применением молота Шмидта – это простой, быстрый, недорогой способ исследования. Но абсолютной достоверностью способ не обладает – прочностные характеристики можно определить только в поверхностном слое материала толщиной 2-3 см. На достоверность результатов влияет ряд факторов: размер, конфигурация образца, гладкость поверхности, тип, влажность бетона, степень карбонизации поверхности.

Метод пластической деформации

Это самое недорогое исследование, которое определяет твердость поверхности посредством измерения следа, оставленного встроенным в молоток стальным шариком. Молоток ставят перпендикулярно поверхности конструкции, делают два удара. Затем измеряют отпечаток на бойке и бетонной поверхности. Данные фиксируют, рассчитывают среднее значение. По соотношению размеров определяют характеристики.

Работает прибор для испытания методом пластической деформации по принципу вдавливания штампа статическим давлением или ударом. Чаще применяют приборы ударного воздействия. Это ручные или пружинные молотки, маятниковые инструменты с шариковым или дисковым штампом.

Для проведения испытания действует ряд требований. Так, диаметр шарика не должен быть меньше 1 см, твердость стали – от HRC60, толщина диска – не менее 1 мм, а энергия удара – от 125 Нм. Такой способ используют для проверки бетона класса не выше В40, а также густоармированных конструкций.

Ультразвуковой неразрушающий контроль прочности бетона

Ультразвуковое измерение на данный момент – самый точный метод испытания прочностных характеристик бетона на месте. Суть исследования – в измерении времени, за которое ультразвук проходит через бетон. Для проведения теста применяют специальные приборы, которые состоят из генератора и приемника импульсов.

Генерация ультразвука осуществляется за счет пьезоэлектрических кристаллов. Такие же кристаллы установлены в приемнике. Время прохождения измеряют электронные измерительные цепи.

Ультразвуковое тестирование проводится в полевых и лабораторных условиях – на образцах и в готовых конструкциях. На точность измерений влияет ряд факторов, например:

  • Наличие ровного контакта с проверяемой поверхностью.
  • Длина пути не меньше 30 см, иначе из-за неоднородности могут возникнуть ошибки.
  • Подходящий температурный режим в пределах 5-30 градусов. Если температура ниже нуля, увеличивается частота импульсов.
  • Наличие арматуры в бетонной конструкции, которая оказывает влияние на скорость импульсов. Поэтому при наличии стали на пути прохождения ультразвука придется делать поправки.

Ультразвуковой неразрушающий контроль прочности бетона – идеальный инструмент, который определяет однородность бетона. Применять метод можно на готовых или строящихся объектах. Учтите, что значительные различия скорости импульса внутри конструкции стопроцентно указывают на дефект. Если скорость высокая, бетон обладает хорошим качеством. Таким образом, ультразвуковой контроль позволяет установить однородность бетона, выявить трещины, дефекты.

Радиографический метод неразрушающего контроля прочности бетона

Радиографическая методика используется для определения расположения арматуры, исследования плотности, установления пористости бетонной конструкции. Способ основан на использовании рентгеновских лучей. Для проверки материалов применяют специальное оборудование. Нужно учесть, что метод несет угрозу для здоровья людей, поэтому важно соблюдать требования по технике безопасности во время его использования.

Существуют и другие неразрушающие методики: акустическая, вибрационная, инфракрасная. Но применяют их редко. Базовые – это ультразвук, ударный импульс, отрыв со скалыванием. Сложнее всего тестировать конструкции, находящиеся под воздействием агрессивных сред: солей, кислот, масел, высоких или низких температур. В этом случае поверхностный слой, где нарушена структура, выявляют простукиванием, визуально, смачиванием фенолфталеиновым раствором. При подготовке бетонных конструкций такого типа удаляют поверхностный слой в зоне контроля, затем участок зачищают наждачным камнем. Прочностные характеристики определяют только разрушающими методами, путем отбора образцов.

У каждой технологии есть свои градации и рекомендованные значения прочностных характеристик. Максимальные показатели регламентируются значениями, полученными от производителей приборов, эмпирическими результатами. Данные исследований сводят в специальных таблицах.

Определение прочности бетона проводят на участках поверхности монолита, где нет аморфных отслоений и видимых повреждений.

Измерения диаметра арматуры и защитного слоя

Данные испытания также проводят в обязательном порядке, т.к. главная задача защитного слоя – обеспечение надежного сцепления бетона и арматуры при монтаже и эксплуатации конструкции. Также слой защищает от высокой влажности, перепадов температуры, агрессивного воздействия. Толщина защитного слоя регламентируется условиями эксплуатации монолита, диаметром и видом арматуры. Контроль толщины выполняют по ГОСТ 22904.

Для проверки качества арматуры и защитного слоя применяют специальные приборы – арматурные локаторы. Работа приборов основана на принципе импульсной магнитной индукции. Они измеряют толщину защитного слоя, находят арматуру в структуре бетона, определяют ее местоположение, фиксируют сечение, диаметр и прочие показатели. Также обязательными считаются контроль влажности, морозостойкости бетона, адгезии облицовочных и защитных покрытий.

Цель неразрушающих исследований

Методы НК предназначены:

  • для оценки прочности и других свойств бетонных конструкций;
  • для отслеживания и выявления коррозионных процессов;
  • для измерения размеров трещин, определения локализации дефекта;
  • для оценки качества раствора;
  • для выявления уязвимых мест в бетонной конструкции.

Методики имеют прочную научную основу, но так как бетон неоднороден, интерпретация результатов сильно затруднена. На достоверность исследований влияют качество изготовления смеси, условия окружающей среды. Правильно интерпретировать результаты может только опытный специалист с необходимыми навыками и знаниями.

Основные цели и задачи неразрушающего контроля заключаются в оценке прочности, однородности и неоднородности бетонной конструкции, выявлении трещин, пустот, изменений в структуре, в определении содержания сульфатов, щелочей, хлоридов в материале.

Заключение

Таким образом, чтобы определить прочность бетонной конструкции, особенно в полевых условиях, актуально применение разнообразных неразрушающих методик, с помощью которых можно быстро и без внушительных финансовых затрат проверить показатели без разрушения монолита.

Чтобы показатели были максимально достоверными, доверить проведение испытаний лучше профессионалам. Специалисты аккредитованной строительной лаборатории IRONCON выберут метод проверки бетона, тщательно изучат особенности анализа, интерпретируют результаты, сведут значения и определят искомые показатели быстро, точно и с использованием современного оборудования. Чтобы воспользоваться услугами лаборатории или узнать подробную информацию по поводу сотрудничества с нами, обратитесь к менеджерам. Контакты – на сайте.