ГОСТ 26134-84Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкости

Ультразвуковой контроль прочности бетона – это неразрушающий метод определения прочностных характеристик материала, который основан на зависимости косвенной характеристики (показаний прибора) от прочности бетона. Косвенный показатель – это время и скорость распространения ультразвука или другие показания, которые получают при измерении прочностных характеристик. Косвенный показатель с прочностью материала связывает градуировочная зависимость (аналитическая или графическая).

Согласно ГОСТ 17624, контроль монолитных сооружений с помощью УЗК выполняется методом сквозного прозвучивания. Также опыт работы лаборатории ГУП НИИЖБ показал, что относительно монолитных конструкций возможно применение ультразвукового метода контроля способом поверхностного прозвучивания. База прозвучивания – это расстояние между центрами излучателя и приемника, т.е. ультразвуковых преобразователей, которые установлены при поверхностном прозвучивании на одну и ту же поверхность, либо между центрами ультразвуковых преобразователей при сквозном прозвучивании.

Особенности УЗК

УЗК применяют, чтобы определить прочность бетона в промежуточном и проектном (обычно 28 суток) возрасте, а также в возрасте, который превышает проектный при обследовании конструкций. Возраст устанавливается проектной документацией. При ультразвуковом контроле прочности бетона используют сквозное или поверхностное прозвучивание. При этом чаще применяют поверхностное прозвучивание. Сквозной способ используют, если есть возможность измерения базы с относительной погрешностью не более 0,5%.

Прочностные характеристики определяют по градуировочным зависимостям, установленным экспериментально, на участках конструкций, которые не имеют видимых повреждений, например, трещин, каверн, отслоений защитного слоя. Температура материала при этом не должна быть ниже -5 градусов.

Виды ультразвукового оборудования для дефектоскопии бетона

Испытание бетона выполняют приборами, которые измеряют время и скорость распространения ультразвука. Оборудование должно быть аттестовано и проверено в установленном порядке. Погрешность измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплектацию прибора, не должна превышать +/-0,01t+0,1 (t – это время распространения ультразвукового излучения, мкс).

Если определение прочности бетона методом УЗК выполняется несколькими приборами на одном объекте, показания перед построением градуировочной зависимости оттаривают на одном эталоне таким образом, чтобы они не превышали 0,5%. Размер базы при поверхностном прозвучивании должен составлять 120-200 мм. Между поверхностью материала и рабочими поверхностями ультразвуковых приборов обеспечивается надежный акустический контакт. При этом способ обеспечения контакта не различается и при контроле бетона, и при построении градуировочной зависимости. Применять УЗ-приборы, градуированные в единицах прочности бетона, чтобы определить его характеристики, недопустимо. Косвенный показатель используют только после того, как установлена или уточнена градуировочная зависимость, установленная в приборе согласно требованиям ГОСТ.

Сущность метода

Испытание бетона ультразвуком относится к категории неразрушающих косвенных методов контроля. Оно может проводиться на любом объекте и не требует его вывода из эксплуатации. Отличие косвенных методов от прямых заключается в том, что в процессе измерений регистрируется не прочность, а измерения времени и скорости распространения ультразвука, от которых зависит результат прочностной характеристики и соответствие проектному классу бетона.

При ультразвуковом исследовании измеряется время или скорость прохождения волны при поверхностном или сквозном прозвучивании. Эти показатели находятся в корреляционной зависимости с прочностью. Особенность такой зависимости состоит в том, что одному и тому же значению регистрируемого показателя могут соответствовать разные значения искомой величины. То есть корреляционная зависимость между скоростью прохождения волны и прохождения волны зависит также от других параметров: тип и марка цемента, крупность и вид заполнителя, влажность, условия твердения, температура на момент проведения измерений, карбонизация и другие.

Для получения значения прочности бетона необходимо построить градуировочную зависимость между характеристиками ультразвука (косвенный метод) и прочностью бетона, определенной прямым методом. Для этого выполняется измерение одним из следующих способов, построенных на прямой зависимости:

  • При проведении испытаний по определению прочности бетона, например, сразу же после распалубки проводят испытания на прочность подготовленных образцов, которые заранее изготавливают из бетонной смеси, используемой при заливке. Образцы стандартной формы (кубы, реже – цилиндры) возрастом 28 суток нагружают в прессе с постоянной скоростью нарастания усилия до полного разрушения.
  • При исследовании объектов, которые находятся в эксплуатации, с неизвестным составом бетона выполняют измерения методом отрыва со скалыванием. В конструкции пробуривают отверстие, ввинчивают анкер и вырывают его специальным прибором, который регистрирует усилие. Для густоармированных или тонкостенных конструкций применяют другие методы местных разрушений: скалывание ребра или отрыв дисков.

В состав прибора для проверки прочности бетонных конструкций ультразвуком входят следующие основные элементы:

  • Генератор сигнала – генерирует электрические импульсы определенной частоты;
  • щуп-излучатель – преобразует импульсы в механические колебания;
  • щуп-приемник регистрирует ультразвук, который прошел через бетон и преобразует его обратно в электрические импульсы.

Прибор регистрирует время прохождения волны и вычисляет ее скорость. Показания преобразовываются в цифровой вид и остаются в памяти.

Прибор для определение прочности бетона ультразвуковым методом

Существует две техники проведения ультразвуковых исследований:

  • Поверхностное прозвучивание. Источник и приемник сигнала располагают на одной поверхности. Такой способ позволяет оценить прочность на небольшую глубину. Приемник регистрирует отраженный сигнал. Техника используется при исследовании тонкостенных или полых изделий из бетона.
  • Сквозное прозвучивание. Щупы располагаются на противоположных поверхностях исследуемой конструкции. Таким способом прозвучивают колонны, ригели, балки и другие линейные конструкции.

Для корректной работы прибора важно получить хороший акустический контакт между щупами и поверхностью исследуемой конструкции. В зависимости от состояния поверхности и геометрических параметров объекта используются щупы с сухим или мокрым контактом.

Подготовительные мероприятия

Подготовка к испытанию проводится поэтапно и включает проверку приборов согласно инструкции по их эксплуатации, а также получение сведений для построения градуировочных зависимостей.

Построение градуировочных зависимостей при поверхностном прозвучивании выполняется на основании результатов:

  • параллельных испытаний одинаковых участков конструкций УЗ-методом и способа отрыва со скалыванием (ГОСТ 22690);
  • испытаний УЗ-методом и механических испытаний кернов, которые отобранны из тех же участков сооружений и испытаны по ГОСТ 28570;
  • испытаний УЗ-способом и механических испытаний одинаковых стандартных бетонных образцов (ГОСТ 10180).

При сквозном прозвучивании градуироворочную зависимость строят на основании следующих результатов:

  • испытаний УЗ-методом участков конструкций и исследований по ГОСТ 28570 образцов-кернов, которые отобраны из тех же участков;
  • испытаний УЗ-методом и механических испытаний одинаковых стандартных бетонных образцов (ГОСТ 10180).

Построение градуировочных зависимостей выполняется отдельно по каждому типу нормируемой прочности для бетонов с одним номинальным составом. Допустимо строить одну зависимость для материала одного вида, если он отличается по значению нормируемой прочности и номинальному составу, но не больше 3-х нормированных классов.

Возраст бетона на отдельных участках не может отличаться больше чем на 25% от среднего возраста материала зоны конструкции или группы сооружений, где проводятся испытания. Возраст на отдельных участках не учитывают, если градуировочная зависимость устанавливается для сооружений, построенных не больше 2-х месяцев назад. Предварительно на исследуемых участках определяют положение арматуры.

Преимущества ультразвукового метода

  • Точность результатов. Показатели прочности у монолитных конструкций, залитых на строительной площадке и у лабораторных образцов могут иметь значительные различия. Это вызвано разницей в укладке смеси и условиях твердения. Ультразвуковое исследование бетона непосредственно на объекте позволяет дать более полную оценку локальной и средней прочности конструкций.
  • Оперативность. Для проведения испытаний прочности бетона ультразвуковым методом на строительном объекте не требуется масштабных подготовительных работ. Используемые нами приборы для прозвучивания компактны и автономны. После построения градуировочной зависимости не нужно проводить дополнительных вычислений. На экран прибора выводятся показатели прочности, а не скорости или времени прохождения колебаний.
  • Контроль всего объема конструкции. Ни один из методов разрушающего и неразрушающего контроля кроме ультразвукового не дает возможности определения прочности глубинных слоев бетона при сквозном прозвучивании.
  • Неограниченное количество точек измерения. Считывание показаний преобразователей происходит практически мгновенно. Приборы для ультразвукового контроля имеют встроенную память и разъемы для подключения к ПК, что позволяет создавать и анализировать значительные массивы данных.
  • Обнаружение скрытых дефектов. Ультразвук позволяет найти расслоения и трещины в бетоне, которые выходят на поверхность.
  • Сохранение целостности конструкции. Отрыв со скалыванием, отрыв диска и другие прямые методы относятся к неразрушающим, поскольку не снижают прочность бетонных конструкций. Ультразвуковое исследование, отличие от них, не оставляет после себя даже косметических дефектов.
  • Универсальность. При помощи ультразвукового метода можно проводить постоянный контроль нарастания и снижения прочности. Поэтому в качестве заказчиков исследований выступают производители бетонных конструкций, подрядчики, занятые монолитным строительством, а также должностные лица, ответственные за эксплуатацию зданий и сооружений.

Своевременно проведенные исследования позволяют обнаружить дефекты и предотвратить их развитие. Сотрудники лаборатории помогут подобрать наиболее эффективный способ упрочнения конструкций или состав гидрофобизирующих добавок для каждого конкретного объекта. Для получения консультаций и заказа услуги ультразвукового исследования бетона свяжитесь с представителем ООО «СтройЛаборатория СЛ» любым удобным способом.

Как проводится контроль прочности

Ультразвуковой метод исследования бетона – сложный процесс. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 17624. Согласно стандарту, число и расположение исследуемых в конструкции участков должно соответствовать требованиям ГОСТ 18105 и указываться в проектных документах либо устанавливаться с учетом:

  • вида конструкции: балки, колонны, плиты и пр.;
  • задач контроля: установление фактического класса бетона, отпускной либо разопалубочной прочности, выявление зон пониженной прочности и пр.;
  • порядка бетонирования и размещения захваток;
  • армирования конструкции.

Определяют прочностные характеристики на каждом участке методами поверхностного либо сквозного прозвучивания. В монолитных или сборных конструкциях, где применение сквозного прозвучивания затрудняется, проводят поверхностное. Это ребристые, плоские или многопустотные панели перекрытий, трубы, стеновые панели и др.

При поверхностном прозвучивании база должна быть аналогична той, которая была при построении градуировочной зависимости. При этом возраст бетона исследуемой конструкции не может отличаться от возраста материала образца, который был испытан для построения градуировочной зависимости больше чем на 50% при установлении нормируемой прочности и больше чем на 25% при определении характеристики в процессе твердения материала.

При сквозном прозвучивании измерения проводят в направлении, которое перпендикулярно направлению рабочей арматуры. Чтобы исключить влияние арматуры на результаты, полученные при поверхностном прозвучивании, исследования проводят по специальной схеме. При этом при поверхностном прозвучивании каждый участок измеряют не меньше 2-х раз, а при сквозном – 1 раз.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Морозостойкость бетона контролируют по результатам измерения времени распространения ультразвука в образцах в процессе их попеременного замораживания и оттаивания.

1.2. Морозостойкость бетона определяют по критическому числу циклов замораживания и оттаивания, начиная с которого происходит резкое увеличение времени распространения ультразвука в контролируемом образце, соответствующее началу интенсивного разрушения материала.

1.3. Марку бетона по морозостойкости определяют сравнением полученного значения критического числа циклов замораживания и оттаивания с установленным в стандарте его контрольным значением.

1.4. Морозостойкость бетона по настоящему стандарту допускается определять при удовлетворительных результатах сопоставительных испытаний бетона по настоящему стандарту и ГОСТ 10060, проводимых в соответствии с приложением 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Протокол ультразвукового метода проверки бетона

Протокол испытаний оформляют в рамках приложения ГОСТ 17624. Здесь указывают участок, где выполнялись исследования УЗ-методом, а также прочность материала на данном участке. Далее фиксируют среднюю прочность бетона по конструкции, а на основании полученных результатов материалу присваивают класс. Результаты испытаний представляют в форме таблицы. В ней указан тип конструкции, проектный класс материала, возраст, прочность бетона на каждом контролируемом участке и фактический класс по прочности, рассчитанный согласно ГОСТ 18105. Формат таблицы результатов исследований можно посмотреть в приложении Ж ГОСТ 17624.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: