Неразрушающий контроль бетона

Что вы узнаете:

Метод неразрушающего контроля бетона — это метод получения прочности на сжатие и других свойств бетона от существующих конструкций. Этот тест обеспечивает немедленные результаты и дает информацию о фактической прочности и свойств бетонной конструкции.

Стандартный методы оценки качества бетона в зданиях или сооружениях заключается в испытании образцов одновременно на прочность, на сжатие, изгиб и растяжение.

Основными недостатками являются то, что результаты не получены сразу; бетон в исследуемых образцах может отличаться от такогоже в реальной структуре в результате различных условий отверждения и уплотнения; А также прочностные свойства конкретного образца зависят от его размера и формы.

Для определения в измерение прочностных свойств конструкционного бетона, было разработано несколько неразрушающих методов оценки.

Эти методы оценки измеряют свойства бетона: твердость, устойчивость к проникновению зарядов, способность к отскоку и способность передавать ультразвуковые импульсы или рентгеновские и гамма-лучи.

Эти методы неразрушающего контроля бетона могут быть классифицированы как тесты на проникновение, тесты на отскок, методы путем извлечения, динамические тесты, радиоактивные тесты, ультразвуковые тесты.

Виды неразрушающего контроля бетона

Метод проникновения в бетон
Метод отскока молотка
Метод выдвижного извлечения
Ультразвуковой метод
Рентгенографические методы

Метод проникновения в бетон

Зонд, как правило, считается лучшим средством при проверки прочности бетона методом проникновения. Оборудование состоит из пистолета, приводимого в действие порохом, ряда датчиков из закаленного сплава, заряженных картриджей, глубиномера для измерения проникновения зонда и другого сопутствующего оборудования.

Зонд диаметром 6,5 мм и длиной 8,0 см вводится в бетон с помощью точного порохового заряда. Глубина проникновения обеспечивает показатель прочности бетона на сжатие.

В каждом зонде есть калибровочные таблицы предоставлены производителем, прибор должен быть откалиброван по типу бетона, а также по типу и размеру используемого заполнителя.

Ограничения и преимущества

Испытание с помощью зонда дает весьма переменные результаты, и не следует ожидать, что оно даст точные значения прочности бетона. Однако он обладает потенциалом для обеспечения быстрых средств проверки качества и зрелости бетона на месте.

Это также дает возможность оценить развитие силы при отверждении бетона. Испытание по сути неразрушающее, поскольку бетонные и конструкционные элементы могут быть испытаны на месте, в результате теста получаются незначительные пятна отверстий на открытых поверхностях.

Метод отскока молота

Отбойный молоток Шмидта — это твердомер поверхности, для которого была установлена эмпирическая корреляция между прочностью и силой (числом) отскока.

Единственным известным инструментом, использующим принцип отскока для испытания бетона, является молоток Шмидта, который весит около 1,8 кг и подходит как для лабораторных, так и для полевых работ. Он состоит из пружинной молотковой массы, которая скользит по поршню внутри трубчатого корпуса.

Молоток прижимается к поверхности бетона пружиной, а расстояние отскока измеряется по шкале. Поверхность испытания может быть горизонтальной, вертикальной или под любым углом, но прибор должен быть откалиброван в этом положении.

Калибровка может быть выполнена с помощью цилиндров (6 на 12 дюймов) из того же цемента и заполнителя, которые будут использоваться в работе. Цилиндры бетона должны быть закрыты и надежно удерживаться в компрессионной машине для испытания прочности бетона. И только после того когда несколько измерений взяты среднее значение представляет прочность бетона на сжатие.

Ограничения и преимущества

Молот Шмидта обеспечивает недорогой, простой и быстрый метод получения показателя прочности бетона, но точность в пределах ± 15–20% возможна только для образцов, отвержденных и испытанных в условиях, для которых были установлены калибровочные кривые.

На результаты влияют такие факторы, как гладкость поверхности, размер и форма образца, влажность бетона, тип бетона и крупного заполнителя, а также степень карбонизации поверхности.

Выдвижные испытания на бетоне при неразрушающим контроле бетона

Испытание на выдвижение измеряет с помощью специального плунжера усилие требуемое для того, чтобы вытащить из бетона стальной стержень специальной формы, увеличенный конец которого был залит в бетон на глубину 7,6 см.

Бетон одновременно проверяется на растяжение и сдвиг, но сила, необходимая для вытягивания бетона может быть связана с его прочностью на сжатие.

Таким образом, метод выдвижения может количественно измерить прочность бетона на месте, когда были сделаны соответствующие корреляции. Было обнаружено, что в широком диапазоне значений прочность на разрыв имеет коэффициент вариации, сравнимый с коэффициентом прочности при сжатии. Другими словами они почти равны.

Ограничения и преимущества при испытание на выдвижения

Хотя испытания на выдвижение или вынос не измеряют внутреннюю прочность массового бетона, они дают информацию о зрелости и развитии прочности его характерной части. Такие испытания имеют преимущество в количественном измерении прочности бетона на месте.

Их главный недостаток заключается в том, что они должны быть спланированы заранее, а сборочные узлы должны быть установлены в опалубку до укладки бетона. Выдвижение, конечно, создает небольшой ущерб конструкции.

Испытание может быть неразрушающим, однако, если приложено минимальное усилие отрыва, которое не разрушает опалубку и гарантирует, что была достигнута минимальная сила. Это информация имеет особую ценность и в случаи, когда тест не пройдет и бракуется вся партия бетона.

Ультразвуковой метод исследования бетона

В настоящее время ультразвуковой метод измерения скорости импульса является единственным методом такого типа, который демонстрирует потенциал для испытания прочности бетона на месте. Он измеряет время прохождения ультразвукового импульса, проходящего через бетон.

Основные конструктивные особенности всех имеющихся в продаже приборов очень похожи, они состоят из генератора импульсов и приемника импульсов.

Импульсы генерируются ударно-возбуждающими пьезоэлектрическими кристаллами с аналогичными кристаллами, используемыми в приемнике. Время прохождения импульса через бетон измеряется электронными измерительными цепями.

Тесты скорости импульса могут быть выполнены как на лабораторных образцах, так и на готовых бетонных конструкциях, но некоторые факторы влияют на измерение:

Должен быть ровный контакт с тестируемой поверхностью; Обязательная среда, такая как тонкий слой масла.
Желательно, чтобы длина пути составляла не менее 30 см, чтобы избежать любых ошибок, вызванных неоднородностью.
Следует признать, что при температуре ниже нуля происходит увеличение частоты импульса вследствие замерзания воды; — от 5 до 30 ° C скорости импульса не зависят от температуры.
Наличие арматурной стали в бетоне заметно влияет на скорость импульса. Поэтому желательно и часто обязательно выбирать пути прохождения импульсов, которые исключают влияние арматурной стали, или вносить поправки, если сталь находится на пути прохождения импульсов.

Приложения и ограничения ультразвука в бетоне

Метод измерения скорости импульса (ультразвуковой метод) является идеальным инструментом для определения однородности бетона. Его можно использовать как на существующих, так и на строящихся сооружениях.

Обычно, если большие различия в скорости импульса обнаруживаются внутри конструкции без видимой причины, есть веские основания полагать, что имеется дефектный или поврежденный бетон.

Показания высокой скорости импульса, как правило, свидетельствуют о хорошем качестве бетона. Общее соотношение между качеством бетона и скоростью импульса приведено в табл.

Качество бетона и импульсная скорость при проведении неразрушающего м

Общие условия	Скорость импульса, сек
Отлично	Свыше 15 000
Хорошо	12000-15000
Сомнительный	10000-12000
Плохой	7,000-10,000
Очень плохой	ниже 7000

Достаточно хорошая корреляция может быть получена между силой сжатия куба и скоростью импульса. Эти соотношения позволяют прогнозировать прочность конструкционного бетона в пределах ± 20% при условии, что типы заполнителя и пропорции смеси постоянны.

Метод скорости импульса был использован для изучения влияния на бетон действия замерзания-оттаивания, сульфатного воздействия и кислых вод. Как правило, степень повреждения связана с уменьшением скорости импульса. Таким методом также могут быть офранцужены и трещины.

Однако следует проявлять большую осторожность при использовании измерений скорости импульса для этих целей, поскольку зачастую трудно интерпретировать результаты. Иногда импульс не проходит через поврежденную часть бетона.

Метод скорости импульса также можно использовать для оценки скорости твердения и развития прочности бетона на ранних стадиях, чтобы определить, когда следует удалять опалубку. В опалубке необходимо вырезать отверстия, чтобы преобразователи могли непосредственно соприкасаться с бетонной поверхностью.

По мере старения скорость увеличения скорости импульса замедляется гораздо быстрее, чем скорость развития силы, так что при превышении силы от 800 до 1200 кг (13,6-20,4 МПа) точность определения прочности составляет менее ± 20%. ,

Таким образом, ультразвуковые тесты скорости импульса имеют большой потенциал для контроля бетона, особенно для установления однородности и обнаружения трещин или дефектов. Его использование для прогнозирования плотности и отвердевания бетона намного более ограничены из-за большого количества переменных влияющих на связь между силой и скоростью импульса.

Рентгенографические методы неразрушающего контроля на бетоне

Рентгенографические методы испытаний бетона можно использовать для определения местоположения арматуры, измерения плотности и возможно, установления, образование ячеистых структур в бетонных конструкциях.

Гамма-рентгенография все чаще применяется в России. Для этих целей активно используются переносные рентгеновские аппараты ERESCO MF4. От компании General Electrics, а также существуют специально разработанные рентгеновские плёнки как пример agfa F8 созданная специально для анализа бетонных конструкций.

Оборудование довольно простое и эксплуатационные расходы невелики, хотя начальная цена может быть высокой. Бетон толщиной до 45 см можно исследовать без труда.

Цель неразрушающего контроля бетона

Различные методы неразрушающего контроля (НК) были разработаны или разрабатываются для исследования и оценки бетонных конструкций.

Эти методы направлены на оценку прочности и других свойств; мониторинг и оценка коррозии; измерение размера трещины и покрытия; оценка качества раствора; обнаружение дефектов и выявление относительно более уязвимых мест в бетонных конструкциях.

Интересно: Многие из методов неразрушающего контроля, используемые для испытания бетона, берут свое начало от испытания более однородной металлической системы.

Эти методы имеют прочную научную основу, но неоднородность бетона затрудняет интерпретацию результатов. Там может быть много параметров, таких как материалы, смесь, качество изготовления и окружающей среды, которые влияют на результаты измерений.

Кроме того, методы неразрушающего контроля бетона измеряют некоторые другие свойства бетона (например, твердость), и результаты интерпретируются для оценки другого свойства бетона, прочности.

Таким образом, интерпретация результатов является очень важной и сложной работой, где обобщение невозможно, только опытный месте может сделать качественный анализ и вывод о качестве бетона.

Таким образом, операторы могут проводить испытания, но интерпретация результатов должна предоставляться специалистам, имеющим опыт и знания по применению таких неразрушающих испытаний.

Цели неразрушающего контроля при исследовании бетона:

Оценка прочности на сжатие на месте
Оценка однородности и неоднородности
Оценка качества по отношению к стандартному требованию
Выявление областей более низкой целостности по сравнению с другими частями
Обнаружение наличия трещин, пустот и других дефектов
Мониторинг изменений в структуре бетона, которые могут произойти со временем
Состояние предварительно напряженной / арматурной стали по отношению к коррозии
Содержание хлоридов, сульфатов, щелочей или степень карбонизации
Измерение упругости
Состояние цементации в преднапряжённых кабельных каналах