Прочность бетона прибор для поверхностного измерения. Методы измерения прочности материалов. Самостоятельное измерение прочности бетона

В статье освещены современные методики и приборы, позволяющие неразрушающими методами контролировать прочность бетона. Проведен сравнительный анализ преимуществ современных приборов неразрушающего контроля прочности. Проанализирован ряд проблем, возникающих при разработке методик контроля.

Приборы неразрушающего контроля (ПНК) - условно принятый в технической литературе термин, включающий в себя приборы для толщинометрии и дефектоскопии покрытий и материалов, для определения твердости и прочности материалов, а также ряд других характеристик. Измерения вышеназванных параметров производятся различными методами: ультразвуковым (УЗ), рентгенографическим, вихретоковым, ударно-импульсным, упругого отскока, пластической деформации, магнитным, магнитопорошковым, термографическим, оптическим, импедансным, а также рядом других менее распространенных методов.

Точное определение твердости торкретбетона в раннем возрасте обусловлено повышением стандартов безопасности, а также спросом на эффективность времени цикла как в коммерческом туннелировании, так и в горнодобывающей промышленности. В текущей литературе показано, что наиболее распространенные сбои, связанные с торкретбетоном в подземных раскопках, происходят из рыхлых пород и трещиноватых блоков, пробивающихся сквозь свежие торкретбетонные накладки.

Однако неточности, зависимость оператора и нецелевое использование - это некоторые из неблагоприятных аспектов их применения, которые не позволяют им считаться «успешными» методами. Пневматический штыревой инструмент, хотя и является хорошей попыткой продвинуть технологию тестирования, требует больше исследований и разработок для широкого использования. Это подчеркивает, что, хотя существует множество методов тестирования, доступных с многочисленными преимуществами на рынке, все методы, даже более широко используемые, страдают от присущих негативных аспектов, в том числе очень ограниченных диапазонов, неточностей, несоответствий и непрактичности.

Вы можете сразу перейти к выбору .

Само название метода, по-видимому, происходит от принятого в зарубежной литературе термина "non-destructive testing" (NDT), также периодически встречающегося в отечественной технической литературе.

Наибольшее распространение методы НК получили в области дефектоскопии металлов и изделий из твердых пластмасс. По этому вопросу выпущено огромное количество литературы, проводятся сотни исследований и экспериментов. Но в данной статье мы рассмотрим использование методов и средств НК применительно к изделиям и сооружениям из искусственного камня или, другими словами, бетонов.

Ограничения существующих методов требуют усовершенствования методов или разработки методов для создания лучших стандартов тестирования в интересах туннельного и горнодобывающего секторов, что улучшает не только безопасность, но и эффективность. Возможные испытания на будущее будут полезны при измерении прямолинейной футеровки непосредственно для определенного параметра прочности, такого как сжатие, сдвиг или растяжение. Устройство, которое могло бы непосредственно измерять прочность на сжатие, сдвиг или растяжение без какого-либо значительного повреждения футеровки, несомненно, станет ценным инструментом в использовании торкретбетона, что представляет собой большую выгоду для уникального мира подземного строительства, в частности, в туннелировании и добыче промышленности.

Параметрами, подвергаемыми неразрушающему контролю в бетонах, являются прочность, величина защитного слоя, влажность, морозоустойчивость, влагонепроницаемость и ряд других. При производстве ЖБИ также контролируют натяжение арматуры и величину вибрации при уплотнении бетонной смеси. Но основным контролируемым параметром для бетонов является прочность на сжатие.

Прочность на изгиб на самом деле является показателем предела прочности при изгибе. Затем пучок загружается в его центральную точку до отказа. Поскольку испытание на изгиб включает в себя изгиб образца луча, будет задействовано некоторое сжатие, и, следовательно, прочность на изгиб обычно будет немного выше, чем прочность на растяжение, измеренная с использованием теста на растяжение. Обычно конструкции смешивания обычно испытывают как на изгиб, так и на прочность на сжатие; они должны соответствовать минимальной прочности на изгиб, которая затем коррелирует с измеренными прочностями при сжатии, так что прочность на сжатие может использоваться при проведении полевых испытаний.

Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами (стесненная усадка, неравномерное нагревание и т. п.)

Существует несколько методов испытания бетонов на прочность:

Метод стандартных образцов. Как правило, изготавливают образцы кубической формы, иногда - цилиндрической. Образцы для испытаний изготавливают из проб бетонной смеси, применяемой при изготовлении контролируемого изделия. Пробы берут из одного замеса или из одного кузова автомобиля, перевозящего бетонную смесь. Образцы, изготовленные из бетонной смеси, испытывают через 28 суток после изготовления. Образцы устанавливают в пресс и нагружают его непрерывно и равномерно до разрушения образца. Разрушающая нагрузка фиксируется и затем по ней рассчитывают прочность бетона.
Использование выбуренных из конструкции кернов, которые затем испытывают подобно стандартным образцам под прессом. Бетон кернов полностью соответствует реальному материалу конструкции. Однако сложность отбора образцов-кернов, высокая трудоемкость и стоимость выбуривания кернов, опасность нарушения целостности конструкции, возможное нарушение структуры керна при выбуривании и обработке торцов, - все это во многих случаях ограничивает использование этого метода.
Методы неразрушающего контроля . Основное отличие метода от двух предыдущих состоит в том, что при использовании этого метода непосредственно измеряемой величиной является не прочность, а какой-либо физический показатель, связанный с измеряемой величиной корреляционной зависимостью.

Корреляционной называется зависимость, в которой каждому значению измеряемой величины может соответствовать несколько значений искомой величины. Другими словами, на соотношение измеряемый показатель - показания прибора (прочность) оказывают влияние несколько свойств материала, не все из которых поддаются четкой и однозначной математической, а, следовательно, и приборной интерпретации.

Существуют два основных теста на изгиб: загрузка третьей точки и загрузка центральной точки. Луч поддерживается на каждом конце и загружается в его третьих точках или посередине до отказа. Затем модуль разрыва рассчитывается и сообщается как прочность на изгиб. Третий точечный нагрузочный тест является предпочтительным, поскольку, в идеале, в средней трети диапазона образец подвергается чистому моменту с нулевым сдвигом. В центральном тесте область возможного разрушения содержит не только моментные напряжения, но также напряжение сдвига и неизвестные области концентрации напряжений.

Для установления этой корреляционной зависимости, а, значит, и для определения прочности бетона предварительно устанавливают градуировочную (тарировочную) зависимость между прочностью бетона и косвенной характеристикой. Градуировочную зависимость устанавливают для бетонов одного проектного возраста и приготовленных из одинаковых материалов по результатам испытаний на прочность образцов-кубов. Итак, все методы неразрушающего контроля прочности бетона требуют построения индивидуальных градуировочных зависимостей по результатам испытаний стандартных образцов-кубов, изготовленных из бетона такого же состава и возраста, что и испытываемый образец.

В целом, нагрузочный тест с центральной точкой дает результаты примерно на 15 процентов выше. Устройство для крепления нескольких преобразователей смещения в испытаниях бетонной плиты. В статье описываются и обсуждаются результаты проектирования, реализации и экспериментальной оценки нового устройства для измерения вертикального перемещения в нескольких местах при испытаниях бетонной плиты при вертикальных квазистатических нагрузках. Предложенное устройство представляет собой рычаг для размещения нескольких преобразователей, которые записывают перемещения в восьми различных местах плиты.

На точность измерения прочности при измерении неразрушающими методами могут оказывать влияние такие факторы как: тип цемента, состав цемента, тип заполнителя, условия твердения, возраст бетона, влажность и температура поверхности, тип поверхности, карбонизация поверхностного слоя бетона и еще ряд других менее значимых факторов.

Предложенное устройство может использоваться при испытаниях квадратных плит 600 мм, 500 мм и 400 мм. Результаты, полученные и измеренные в тесте поглощения энергии бетонных плит, усиленных стальными волокнами и электросварной сеткой, показали, что устройство позволяет адекватно регистрировать вертикальное смещение в разных местах образца.

Ключевые слова: Преобразователь, бетонная плита, испытание на поглощение энергии, многократная зажимная консоль. В статье описываются и обсуждаются результаты проектирования, реализации и экспериментальной оценки нового устройства для измерения вертикального перемещения в нескольких местах во время испытания бетонных плит при квазистатических вертикальных нагрузках. Предлагаемое устройство представляет собой жесткий рычаг для зажима нескольких преобразователей, которые регистрируют перемещения в восьми разных местах плиты.

Далеко не все из перечисленных факторов можно учесть при построении градуировочной зависимости. Поэтому такие факторы нужно учитывать при разработке методики измерений на конкретный объект тестирования.

Основных методов НК, основанных на построении индивидуальных градуировочных зависимостей, несколько:

1. Метод пластической деформации основан на измерении размеров отпечатка, который остался на поверхности бетона после соударения с ней стального шарика. Метод устаревший, но до сих пор его используют из-за дешевизны оборудования. Наиболее широко для таких испытаний используют молоток Кашкарова.

Предлагаемое устройство может использоваться для измерения относительного вертикального смещения во время испытаний квадратных плит 600, 500 и 400 мм. Результаты, полученные и измеренные во время испытаний на строительство и энергопоглощение бетонных плит, усиленных стальными волокнами сварной сетки, показали, что устройство позволяет соответствующим образом регистрировать вертикальное смещение в разных местах образца.

Ключевые слова: Преобразователь, бетонная плита, тест поглощения энергии, кронштейн для нескольких зажимов. Гражданские структуры подвергаются различным видам экстремальных нагрузок, которые могут нанести значительный материальный ущерб и подвергнуть риску своих обитателей. По этой причине структурное проектирование связано с проектированием и расчетом инфраструктурных работ, таких как здания и мосты, и его целью является создание безопасных, функциональных и экономических структур. Для оценки безопасности структурных элементов и систем, калибровки аналитических моделей и прогнозирования поведения структур необходимо провести лабораторные испытания, чтобы наблюдать и экспериментально проверять характеристики конструкций.

2. Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника при соударении с поверхностью бетона. Типичным представителем приборов для испытаний по этому методу является склерометр Шмидта и его многочисленные аналоги. Метод упругого отскока, как и метод пластической деформации, основан на измерении поверхностной твердости бетона.

При разработке этих экспериментальных программ требуются сложные устройства для генерации и измерения сил и перемещений, а также универсальные системы сбора данных. Некоторые из устройств предлагаются правилами, которые регулируют тесты. Например, для определения модуля упругости и коэффициента использования Пуассона бетона в испытании на сжатие используется экстенсиометр с компрессионным усилителем, одномерный ярмо используется для размещения преобразователя смещения на каждой стороне образца типа пучка во время испытаний на изгиб. из бетона, армированного стальными волокнами, и одноосное устройство используется для размещения преобразователя, который измеряет поперечное смещение при испытаниях на поперечное сжатие стен каменной кладки.

3. Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара, возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона. В России этот метод, пожалуй, больше всего распространен. Типичные представители приборного ряда для испытаний этим методом - семейство приборов ИПС , выпускаемых "СКБ "Стройприбор"" г.Челябинск и приборы ОНИКС , выпускаемые "НПП "Интерприбор"" г. Челябинск.

Результаты патентного поиска показали, что устройства в настоящее время официально зарегистрированы для крепления преобразователей, в некоторых случаях считыватели магнитных дисков, контроля давления в нефтегазопроводах, а также других устройств для медицинских целей.

Эти компании управляют обширными портфелями с альтернативами для учреждений, которые осуществляют обучение, исследования или мероприятия по расширению, связанные с лабораторными испытаниями материалов и конструкций. Большинство из этих решений являются дорогостоящими и ориентированы на конкретную деятельность. В случае испытательного оборудования основным ограничением является количество преобразователей или датчиков оборудования, так как большинство альтернатив предлагают несколько преобразователей ниже, чем требуется в специальных тестах для исследований или процессов расширения.

4. Метод отрыва со скалыванием и скалывания ребра конструкции заключается в регистрации усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции, либо местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.

Это самые точные из методов НК прочности, поскольку для них допускается использовать универсальную градуировочную зависимость, в которой изменяются всего два параметра: 1) крупность заполнителя, которую принимают равной 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности более 50 мм; 2) тип бетона - тяжелый либо легкий.

В данной статье описываются и обсуждаются результаты проектирования, реализации и экспериментальной оценки устройства для измерения смещения на нескольких участках во время испытаний образцов бетонных плит при вертикальных квазистатических нагрузках. Оценка устройства производится из анализа наблюдений и результатов, измеренных во время испытания железобетонных плит стальными волокнами и электросварной сеткой.

Проектирование и внедрение устройства. Механическая конструкция предлагаемого устройства была разработана для решения двух основных недостатков, присутствующих в устройствах, обычно используемых при испытаниях на изгиб образцов сланцевого типа: показания смещения записываются в нижней части плиты, которая не позволяет свести к разрушению или разрушению из-за риска повреждения преобразователя и размещения преобразователя или преобразователей смещения с помощью магнитного основания, привязанного к раме нагрузки, что приводит к тому, что опорная точка перемещения расположенных вне образца для испытаний, и, следовательно, из этой конфигурации регистрируется абсолютное смещение; то есть записывается не только смещение плиты, но и некоторое смещение рамки, которая поддерживает привод, который производит нагрузку.

К недостаткам этого метода следует отнести его высокую трудоемкость и невозможность его использования в густоармированных участках, а также то, что он частично повреждает поверхность конструкции.

Наиболее широко в настоящее время используются приборы серии ПОС , выпускаемые "СКБ "Стройприбор"" г.Челябинск. Также до сих пор применяют приборы ГПНВ и ГПНС.

Эта измерительная конфигурация перемещений может приводить к некорректной интерпретации записанных перемещений. В этом исследовании был спроектирован многократный зажимной рычаг, который непосредственно поддерживается на концах плиты, и таким образом можно регистрировать относительное смещение плиты без учета смещения, связанного с возможной деформацией рамки нагрузки, и избегать наклон преобразователей для поддержания вертикальности относительно смещения хвостовика загрузочного оборудования. В общем, смещение, записанное с этим устройством, является относительным, поскольку опорная точка или опорная точка преобразователя смещения перемещаются одновременно с плитой.

5. Метод отрыва стальных дисков заключается в регистрации напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве от него металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска. В настоящее время метод используется крайне редко.

6. Ультразвуковой метод заключается в регистрации скорости прохождения УЗ волн. По технике проведения испытаний можно выделить сквозное УЗ прозвучивание, когда датчики располагают с разных сторон тестируемого образца, и поверхностное прозвучивание, когда датчики расположены с одной стороны.

Кроме того, устройство было сконструировано таким образом, чтобы показания смещения выполнялись с помощью преобразователей смещения, расположенных в верхней части плиты, и таким образом, чтобы избежать повреждения любого из датчиков в момент возникновения неисправности или коллапс плиты во время испытания.

Тем не менее, конструкция устройства может быть адаптирована для измерения смещений во время испытания плит любого размера. Устройство позволяет регистрировать относительное смещение плиты в восьми положениях, когда оно сконфигурировано для плиты 600 мм с каждой стороны и в четырех положениях в тестах сляба 500 мм и 400 мм с каждой стороны. На рисунке 1а показан множественный зажимной рычаг с соединенными датчиками. Описание частей зажимного рычага указано в таблице 1.

Метод сквозного УЗ прозвучивания позволяет, в отличие от всех остальных методов НК прочности, контролировать прочность не только в приповерхностных слоях бетона, но и прочность тела бетона конструкции.

Наиболее широко распространенные приборы, реализующие этот метод - УК1401 производства "Акустические Контрольные Системы" г. Москва, семейство приборов Пульсар - "НПП "Интерприбор" г.Челябинск, Бетон-32 - ЗАО "Интротест", УК-14П и ряд других.

Современная приборная база НК существенно отличается от рекомендуемой ав-торами ГОСТов и многочисленных исследований, проведенных в 80-х годах прошлого века. С начала 90-х годов прошлого столетия активно ведется разработка и производство приборов НК нового поколения с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиваются их функциональные возможности. Методики же контроля, разработанные ав-торами ГОСТ 22690, не претерпели существенных изменений и остаются основой развития средств НК в отрасли.

До недавнего времени испытания бетонов на прочность проводили только заводы ЖБИ да несколько лабораторий при профильных институтах, таких как НИИЖБ. В последнее время в связи с бурным развитием строительства зданий и сооружений из монолитного железобетона и участившимися случаями разрушений зданий, вызванных недостаточным контролем над их состоянием, наблюдается большой интерес к средствам и методам для такого контроля. Причем, интерес этот проявляют не только потребители, но и производители такого оборудования, а также специализированные лаборатории, призванные разрабатывать новые и совершенствовать существующие методики.

Сложившаяся ситуация вполне экономически объяснима. Потребители хотят получить современный, простой и надежный в эксплуатации прибор; производители, почувствовав значительное увеличение спроса, стремятся реализовать как можно большее количество приборов; лаборатории по заказам как производителей, так и потребителей разрабатывают новые методики контроля, являющиеся дополнениями к существующей нормативной базе (ГОСТам).

В настоящем сложилась интересная ситуация: существующие ГОСТы содержат устаревшие требования как к самым методам контроля, так и приборным средствам, на которые ссылаются ГОСТы. Дело в том, что существующие ГОСТы разрабатывались в период, когда основой строительства являлся сборный железобетон. Поэтому они основывались на методиках, предназначенных, в основном, для НК при производстве сборных ЖБИ. Вопросы же контроля монолитного железобетона рассмотрены очень слабо.

Так, например, по ГОСТ 17624-86 применение способа поверхностного прозвучивания при ультразвуковом методе контроля прочности бетона не допускается. Разрешается только сквозное прозвучивание. Однако использование метода сквозного прозвучивания на реальных объектах крайне затруднено, очень сложно обеспечить приемлемую степень соосности приемного и передающего УЗ преобразователя, которые должны быть расположены с разных сторон конструкции. Зачастую негде провести длинный провод к преобразователю, да и потери энергии в длинных проводах будут крайне велики, чтобы результаты измерений можно было считать достоверными.

Еще пример: в соответствии с ГОСТ 18105-86 при изготовлении монолитных конструкций контроль прочности бетона должен вестись на заводах ЖБИ. В соответствии с этим ГОСТ прочность бетона регулируется в зависимости от значения коэффициента вариации: чем ниже значение коэффициента вариации, тем меньше может быть значение средней прочности. При этом надежность конструкции не уменьшается, так как расчетное значение прочности не изменяется.

Такой подход оправдывает себя для ЖБИ, изготовление которых территориально совмещено с изготовлением бетонной смеси. При возведении же монолитных конструкций процесс бетонирования отделен от процесса изготовления бетонной смеси пространством и временем. А, следовательно, свойства бетонной смеси на стройплощадке могут отличаться от свойств на заводе. И, кроме того, одна строительная площадка может иметь разных поставщиков бетонных смесей, которые могут отличаться друг от друга значениями коэффициента вариации.

Также не совсем правильной следует назвать практику изготовления и испытания стандартных бетонных образцов-кубов по целому ряду причин: объем изготовления стандартных образцов-кубов не соизмерим с объемами производства конструкций и сооружений, условия формования и твердения бетонных кубов не всегда соответствуют условиям изготовления конструкций. Поэтому прочностные характеристики стандартных образцов могут значительно отличаться от фактической прочности бетона в конструкциях.

Потребителей приборов НК прочности бетона можно разделить на три группы. И, хотя это деление весьма условно, все же накопленный опыт общения с потребителями, позволяет установить такую дифференциацию:

Заводы стройиндустрии (ЖБИ, кирпичные, керамической плитки и т.д.). Имеют в своем составе лаборатории, оборудованные прессами, позволяющими проводить испытания стандартных образцов и специалистов, которые могут квалифицированно произвести такие испытания. Заводы, как правило, используют регламентированные составы смесей для изготовления изделий. Сырье поставляется несколькими поставщиками, качество продукции которых проверено. Поэтому могут устанавливать градуировочные зависимости под производимые у них составы изделий. Такой подход, с одной стороны, позволяет повысить точность измерений, т.к измерительное оборудование градуируется на предприятии под производимые на нем материалы. Во вторых, позволяет снизить стоимость закупаемого оборудования, т.к. приборы могут поставляться "пустыми", - без установленных в них на предприятии-изготовителе градуировочных зависимостей. Чаще всего заводы приобретают приборы ИПС-МГ4.01 и УК1401 .

Предприятия и фирмы, занимающиеся техническим обследованием существующих зданий и сооружений. Специалисты этих организаций, как правило, до начала обследований не имеют сведений ни о составе материалов несущих конструкций, ни о возрасте, т.к. зачастую необходимость обследования возникает в процессе реконструкции сооружений, которым ни один десяток лет. Также очень редки случаи, когда удается получить образцы-керны бетонов обследуемого сооружения в силу ряда причин, о которых говорилось выше.

Как же выходят из такой, прямо скажем, непростой ситуации? ГОСТ 22690-88 допускает использовать для уточнения градуировочной зависимости методы отрыва со скалыванием, скалывание ребра либо испытание кернов. Для этого результат, полученный одним из этих методов, делят на прочность, полученную в результате испытаний каким-либо из прочих методов НК. Полученный результат называют коэффициентом совпадения.

Для обследования остальных участков конструкции результаты, полученные одним из остальных методов, умножают на этот коэффициент. Так, например, в приборах серии ИПС ввод этого коэффициента осуществляется с клавиатуры, и результаты выдаются уже с его учетом.

Соответственно организации, проводящие обследования, должны иметь на своем вооружении не только полный спектр приборов для контроля прочности, но также дополнительные приборы, такие как дефектоскопы, георадары, влагомеры, термометры и ряд других приборов для повышения достоверности результатов.

Чаще всего такими организациями приобретаются приборы ИПС-МГ4.03 , ПОС-50-МГ4 "Скол", УК1401 .

Ну и, наконец, третья группа - самая многочисленная. Сюда входят предприятия и фирмы, занимающиеся строительством сооружений из монолитного железобетона.

Перед ними стоят две задачи:

1. Контролировать распалубочную прочность бетона, т.е. следить за состоянием бетона, при котором в соответствии с регламентами можно снимать опалубку.

2. Контроль за техническим соответствием поставляемого бетона заявленным паспортным характеристикам.

При этом основными требованиями здесь являются максимальная простота использования, универсальность и достаточная точность. То есть с прибором должен уметь работать неквалифицированный специалист по прочтении паспорта прибора.

Таким характеристикам наиболее полно соответствует прибор ИПС-МГ4.03, в котором предварительно установлены 16 градуировочных зависимостей по различным составам бетонов, кирпичу керамическому, силикатному; по различным условиям твердения бетона и по всем проектным возрастам.

Ну и, наконец, можно провести небольшой сравнительный анализ приборов, выпускаемых различными производителями. Начнем с чаще всего используемого и самого простого метода.

Прибор ИПС-МГ4.01

Прибор имеет одну усредненную градуировочную зависимость по тяжелым бетонам
Возможность ввода девяти индивидуальных градуировочных зависимостей
Возможность выбора направления удара бойка, в том числе и под 45 градусов
Погрешность измерений - не более 10%
Возможность маркировки измерения типом изделия (балка, колонна, ригель, плита, наружная стена, внутренняя стена, свая, ферма, стяжка, фунд.блок, полы, изделие)
Возможность подключения к компьютеру RS -232
Память на 500 участков/результатов

Прибор ИПС-МГ4.03 - самый популярный в настоящее время. Прибор имеет очень удобную организацию пользовательского интерфейса, выбор всех параметров измерений осуществляется сразу после включения в одном пункте меню с функцией круговой прокрутки.

Прибор имеет 58 градуировочных зависимостей по различным материалам (тяж.бетон на граните, тяж.бетон на известняке, тяж.бетон на гравии, тяж.бетон на граншлаке, мелкозернистый бетон, керамзитобетон, шлакопемзобетон, кирпич керамический, кирпич силикатный), условиям твердения (нормальное или термообработка) и проектным возрастам (1, 7, 28 или 100 суток).
Возможность ввода двадцати индивидуальных градуировочных зависимостей
Интеллектуальный алгоритм обработки результатов измерений включает:
- Усреднение промежуточных значений
- Сравнение каждого промежуточного значения со средним с последующей отбраковкой значений, имеющих отклонение от среднего выше допустимого
- Усреднение оставшихся промежуточных значений
- Запись в память конечного значения прочности и класса бетона
Усовершенствованный механизм склерометра, долговременно сохраняющий неизменность характеристик силовой пружины
Надежная система крепления датчика отсчета к силовой пружине
Возможность корректировки показаний прибора с учетом усталостного старения силовой пружины
Возможность выбора направления удара бойка, в том числе и под 45 градусов.
Возможность маркировки измерения типом изделия (балка, колонна, ригель, плита, наруж.стена, внут.стена, свая, ферма, стяжка, фунд.блок, полы, изделие)
Выбор коэффициента вариации для расчета класса бетона
Выбор коэффициента соответствия
Возможность подключения к компьютеру RS-232.
Память на 999 участков/15000 результатов
Корректировка/просмотр промежуточных результатов в серии измерений

Прибор ОНИКС-2.51/ОНИКС-2.52

Две градуировочные зависимости (легкие/тяжелые бетоны) с возможностью выбора возраста бетона от 1 до 100 суток с шагом 1 сутки и от 100 до 1000 суток с шагом 10 суток
Возможность установки одной пользовательской градуировочной зависимости
Малые габариты
Облегченная конструкция склерометра из особо прочного пластика
Двухпараметрический метод контроля - по упругому отскоку и ударному импульсу, что повышает достоверность измерений
Улучшенная погрешность измерений - не более 8%
Выбор коэффициента вариации для расчета класса бетона и размаха измерений
Подсветка дисплея
Встроенный термометр, позволяющий вносить корректировки за температуру
Возможность выбора языка (русский/английский)
Просмотр промежуточных результатов в серии измерений
Прибор ОНИКС-2.51 имеет

Прибор УК1401

Удобный анатомический корпус облегченной конструкции со встроенными УЗ-датчиками, позволяющими проводить измерения одной рукой
Высокоточные УЗ-датчики
Определение прочности бетона в эксплуатируемых сооружениях в сочетании с методом "отрыв со сколом".
Оценка несущей способности бетонных опор и столбов из центрифугированного бетона через отношение скоростей распространения ультразвука в направлениях вдоль и поперек оси опоры.
Поиск приповерхностных дефектов в бетонных сооружениях по аномальному уменьшению скорости или увеличению времени распространения ультразвука в дефектном месте по сравнению с областями без дефектов.
Оценка пористости и трещиноватости горных пород, степени анизотропии и текстуры композитных материалов.
Оценка сходства или различия упругих свойств материалов или образцов одного материала друг от друга, а также возраста материала при условии изменения его свойств от времени.
ИК-порт для связи с компьютером
Имеется модификация с выносными УЗ-датчиками для сквозного прозвучивания

Приборы ПУЛЬСАР-1.0/1.1

способы прозвучивания: сквозное, поверхностное;
виды акустического контакта: сухой контакт с коническими насадками; сухой контакт с полиуретановыми протекторами; с контактной смазкой;
измерительная база: произвольная с вводом в прибор её значения (для сквозного прозвучивания); фиксированная база с возможностью её изменения (для поверхностного прозвучивания);
измеряемые параметры: прочность, плотность, модуль упругости, звуковой индекс абразивов;
основные виды материалов: бетон (тяжелый, легкий), кирпич (керамический, силикатный), абразивы;
прибор оснащен большим графическим дисплеем с подсветкой, формирующим текстовые и графические изображения;
пользователь работает с прибором через систему меню;
ИК-порт для связи с компьютером
Прибор ПУЛЬСАР-1.1 имеет дополнительные возможности (определение глубины трещин, оценка прочности бетонов неизвестного состава), большой графический дисплей (160*160 точек).

Семейство приборов ПОС состоит из нескольких модификаций приборов:

ПОС-30-МГ4 и ПОС-50-МГ4 имеют две опоры и предназначены для контроля изделий круглого сечения. Отличаются друг от друга усилием вырыва анкера - 30 и 50 кН соответственно.
ПОС-30-МГ4 "Скол" и ПОС-50-МГ4 "Скол" имеют три опоры и предназначены для контроля плоских бетонных поверхностей. Оба прибора имеют универсальную конструкцию, позволяющую проводить испытания как методом отрыва, так и методом скалывания ребра конструкции. Отличаются друг от друга усилием вырыва анкера - 30 и 50 кН соответственно.
ПОС-2-МГ4 предназначен для контроля ячеистого бетона методом вырыва спирального анкера. Прибор может применяться для контроля прочности полистиролбетона и пеноситалла.
Отличительной особенностью приборов являются: устройство для измерения величины проскальзывания анкера и электронный силоизмеритель, обеспечивающий ин-ди-кацию текущего значения приложенной нагрузки с фик-са-цией максимального значения, а также индикацию скорости нагружения в процессе испытаний.
В приборах предусмотрена возможность установки следующих параметров: вида бетона (тяжелый/легкий), вида твердения (нормальное/ТВО), предполагаемой прочности бетона (< 50МПа/ > 50МПа), типоразмера анкера. Выбор параметров осуществляется с клавиатуры приборов, при этом обеспечивается выбор коэффициентов для автоматического вычисления прочности бетона по результатам нагружения (вырыва фрагмента бетона).
Энергонезависимую память 99 результатов из-ме-рений
Возможность установления индивидуальных гра-ду-иро-вочных зависимостей
Передача данных на ПК через COM -порт
Занесенные в память приборов результаты измерения маркируются типом контролируемого изделия, датой и временем измерения.
Индикация цифровая в кН и МПа.

Кроме перечисленных методов и аппаратных средств контроля существует и ряд других менее распространенных, таких как инфракрасный, электрического потенциала, вибрационно-акустический, акустико-эмиссионный применение которых находится в стадии опытной эксплуатации либо очень сложно.

Естественно, что в такой небольшой статье нельзя рассмотреть все разнообразие методов и аппаратных средств контроля. Заинтересованные читатели могут обратиться к списку литературы.

2.4. Определение насыпной плотности
2.5. Определение пористости и пустотности
2.6. Определение влажности
2.7. Определение водопоглащения
3. Определение показателей основных механических свойств материалов
3.1. Основные средства измерений показателей механических свойств
3.2. Определение предела прочности при сжатии
3.3. Определение предела прочности при растяжении
3.4. Определение предела прочности при изгибе
4. Испытание естественных каменных материалов
4.1. Основные сведения к лабораторной работе
4.2. Ознакомление с образцами естественных каменных материалов
4.3. Определение плотности
4.4. Определение средней плотности
4.5. Определение пористости
4.6. Определение водопоглощения
4.7. Определение предела прочности при сжатии
4.8. Определение твердости естественного камня
5. Испытание гипса строительного
5.1. Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипса
5.2. Определение сроков схватывания гипса
5.3. Определение предела прочности на растяжение при изгибе и сжатие
6. Испытание портландцемента
6.1. Основные сведения к лабораторной работе
6.2. Определение тонкости помола цемента
6.3. Определение нормальной густоты цементного теста
6.4. Определение сроков схватывания
6.5. Определение равномерности изменения объема
6.6. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
6.7. Определение прочности цемента при пропаривании
6.8. Особенности статистической обработки результатов испытаний при расчете нижней доверительной границы и коэффициента вариации марочной прочности цемента
7. Испытание плотного мелкого заполнителя
7.1. Основные сведения к лабораторной работе
7.2. Определение зернового состава песка
7.3. Определение модуля и группы крупности песка
7.4. Определение содержания в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц отмучиванием
7.5. Определение содержания органических примесей
7.6. Определение насыпной плотности
7.7. Определение зависимости насыпной плотности песка от его влажности
8. Испытание плотного крупного заполнителя
8.1. Основные сведения к лабораторной работе
8.2. Определение зернового состава фракций щебня
8.3. Подбор оптимальной смеси фракций щебня
8.4. Определение марки щебня по прочности исходной горной породы
8.5. Определение марки щебня по износу
8.6. Определение средней плотности щебня
8.7. Определение насыпной плотности щебня
8.8. Определение пустотности щебня
9. Испытание бетонной смеси
9.1. Основные сведения к лабораторной работе
9.2. Определение подвижности бетонной смеси
9.3. Определение жесткости бетонной смеси
9.4. Определение раствороотделения бетонной смеси
9.5. Определение водоотделения бетонной смеси
9.6. Определение плотности бетонной смеси
9.7. Определение влияния водоцементного отношения на удобоукладываемость и связность бетонной смеси
10. Определение прочности бетона
10.1. Основные сведения к лабораторной работе
10.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов
10.3. Определение прочности бетона на осевое растяжение
10.4. Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
10.5. Определение прочности бетона неразрушающим ультразвуковым импульсным методом
10.6. Определение влияния водоцементного отношения на прочность бетона
11. Изучение методов интенсификации твердения бетона
Основные сведения к лабораторной работе
11.2. Испытание бетонов ускоренного твердения
Подбор состава и испытание строительного раствора
Основные сведения к лабораторной работе
Подбор состава кладочного раствора
Определение подвижности растворной смеси
Определение прочности раствора
Определение средней плотности раствора
12.6. Определение сравнительной эффективности пластифицирующих добавок
Коэффициенты к статическим расчетам
Коэффициент для оценки выпадающих результатов в ряду из n измерений
Значения велечены м
Экспериментальное определение масштабных коэффициентов и коэффициентов перехода от прочности при одном виде напряженного состояния к прочности при другом виде напряженного состояния
Минимальные значения переходных коэффициентов
Коэффициенты требуемой прочности
Расходы вяжущего для производства строительного раствора
Значения плотности глиняного теста для различных видов глины
Пример расчета состава строительного раствора
Лабораторный контроль качества строительных
4.2. Ознакомление с образцами естественных камен-

10.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов

Основные предпосылки

Важнейшей характеристикой прочности бетона является сопротивление сжатию (прочность на сжатие) R c , определяемое при испытании образцов статической нагрузкой по методике, установленной ГОСТ 10180-90.

Для получения достоверного и сравниваемого значения R c методика ГОСТ предусматривает учет основных факторов, влияющих на результаты испытаний. К ним относятся состав бетона, форма и размеры образцов, качество укладки и уплотнения бетонной смеси, структура бетона, условия его твердения, условия и порядок испытания образцов статической нагрузкой.

При изготовлении образцов состав бетона в них должен строго соответствовать установленному (начальному, дополнительному, номинальному, рабочему) составу. Для этого отбор пробы бетонной смеси выполняется с соблюдением правил, приведенных в п. 9.1. Кроме того, при формовании образцов бетонная смесь должна укладываться в формы без избытка, т.е. только в пределах количества, необходимого для заполнения объема формы.

Форма и размеры стандартных образцов для определения прочности на сжатие приводятся в табл. 10.2.

Таблица 10.2

Стандартные образцы бетона для определения

прочности на сжатие

Фактические размеры образцов не должны отличаться от стандартных значений более чем на 1%. Выбор размеров зависит от наибольшей крупности заполнителя (табл. 10.3).

Таблица 10.3

Требования к размерам образцов бетона

За базовый образец принят куб с а =150 мм. Результаты испытаний образцов других размеров приводятся к прочности базового образца с учетом масштабного фактора.

Формование образцов производится в течение 20 мин после отбора пробы бетонной смеси. Перед этим внутренние поверхности форм покрываются тонким слоем смазки, чтобы облегчить их разборку при извлечении затвердевших образцов.

Укладка и уплотнение бетонной смеси в форме производятся с соблюдением требований табл. 10.4.

Таблица 10.4

Требования к укладке и уплотнению смеси

при формовании образцов бетона

Показатели удобоукладываемости бетонной смеси

Способ укладки и уплотнения бетонной смеси

Критерии степени нормального уплотнения

см

Вибрирование на лабораторной виброплощадке без пригруза

Вибрирование с пригрузом и использованием насадки на форму. Заполнение бетонной смесью до середины высоты насадки. Пригруз с обеспечением

Па

Без вибрирования в один слой при

см и в два слоя при

см путем штыкования стержнемd =16 мм из расчета одного нажима стержня на 10 см 2 поверхности образца

Прекращение оседания бетонной смеси, выравнивание ее поверхности и появление на ней тонкого слоя цементного теста

Прекращение оседания пригруза. Время вибрирования 30-60 с

Не требуется

Перед вибрированием форма с бетонной смесью жестко закрепляется на виброплощадке.

Для учета фактора неоднородности структуры бетона образцы изготавливаются и испытываются сериями, включающими не менее двух образцов. Каждый образец маркируется на той грани, которая будет видна в процессе испытания на прессе.

Сразу после изготовления образцы, подлежащие твердению в нормальных условиях, хранятся в помещении с t =202 0 С в формах, покрытых влажной тканью или другим материалом, исключающим испарение воды.

Срок хранения для образцов бетонов класса В7,5 и выше – 1 сут, бетонов класса В5 и ниже, а также бетонов с добавками-замедлителями твердения – 2-3 сут. Затем они извлекаются из форм (распалубливаются) и хранятся в помещении с нормальными условиями (t =202 0 С,

. Образцы всех видов бетона, подвергнутых тепловой обработке, распалубливаются после ее окончания.

Образцы, твердевшие в условиях, отличающихся от нормальных, должны перед испытаниями в течение 2-4 ч находиться в помещении лаборатории 7 .

Основная аппаратура

Формы для изготовления контрольных образцов, лабораторная виброплощадка типа 435 А, пресс весы технические, штангенциркуль, металлические линейки.

Проведение испытания

Испытание начинают с осмотра и обмера образцов (рис. 10.1). При осмотре выбирают и отмечают опорные грани 1 , к которым будет приложена нагрузка. Для образцов-кубов это пара противоположных, лучших по состоянию поверхности боковых граней, так как направление разрушающей силы при испытании должно быть перпендикулярно направлению укладки бетонной смеси. Измерение линейных размеров производят с погрешностью 1%. Каждый линейный размер a , b , h вычисляют как среднее арифметическое двух измерений по серединам противоположных граней.

Рис. 10.1. Последовательность испытания образцов-кубов на сжатие:

а – осмотр и обмер образцов; б – взвешивание и определение средней плотности; в - испытание на сжатие; 1 – опорные грани; 2 – грань образца, через которую укладывалась бетонная смесь в форму; 3 – образец; 4 – верхняя опорная плита пресса; 5 – то же нижняя

Перед испытанием на сжатие образцы взвешивают и вычисляют значение средней плотности бетона в образце.

На тщательно очищенную от частиц бетона после предыдущего испытания нижнюю опорную плиту 5 пресса (испытательной машины) поочередно устанавливают образцы, строго центруя по нанесенным на нее рискам. Мощность пресса выбирают так, чтобы диапазон ожидаемых значений разрушающих нагрузок находился в интервале 20-80% шкалы силоизмерителя. Нагружение образцов осуществляют непрерывно с постоянной скоростью 6020 кПа/с. Максимальное усилие F max , Н, достигнутое в процессе испытания, принимают за величину разрушающей нагрузки. Среднюю площадь рабочего сечения образца А , м 2 , определяют как среднее арифметическое значение площадей его противоположных граней, соприкасающихся с плитами пресса.

Сопротивление бетона сжатию (прочность на сжатие) для каждого образца вычисляют по формуле

Па, (10.4)

где - масштабный коэффициент перехода к прочности на сжатие образцов базового размера, значение которого определяется экспериментально 8 или по табл. 10.5;

- коэффициент, учитывающий влажность бетона (табл. 10.6);

- коэффициент, учитывающий отношение высоты цилиндра к его диаметру (для образцов-кубов равен единице, для образцов-цилиндров определяется по табл. 10.7).

Таблица 10.5

Значения масштабного коэффициента

Размеры а (для кубов) или d h (для цилиндров), см
Коэффициент

Примечания. 1. Для ячеистого бетона с

кг/м 3

независимо от размеров и формы образца.

2. Для выпиленных образцов-кубов и вырубленных цилиндров из ячеистого бетона с

кг/м 3 при

мм

, при

мм

.

3. Применение экспериментальных масштабных коэффициентов, отличающихся от единицы в соответствующую сторону более, чем это указано в табл. 10.5 не допускается.

Таблица 10.6

Значения поправочного коэффициента на влажность бетона

Примечания. 1. Промежуточное значение k w определяют путем линейной интерполяции.

2. Для бетонов других видов, кроме ячеистого, k w =1.

Таблица 10.7

Значения поправочного коэффициента на геометрические

параметры образцов-цилиндров

Отношение h/d
Коэффициент

Среднюю прочность бетона в серии

определяют как среднее арифметическое значение прочности двух образцов (в серии из двух образцов), двух наибольших по прочности образцов (в серии из трех образцов), четырех наибольших по прочности образцов (в серии из шести образцов). Полученное в результате испытаний значение средней прочности серии образцов заносят в Журнал контроля прочности бетона.

Для оценки прочности бетона производят выборку результатов ее контроля для данной партии за анализируемый период по Журналу контроля прочности и вычисляют среднюю прочность бетона в партии

и коэффициент ее вариацииk v в этом периоде. Затем определяют условный класс бетона по прочности на сжатие

МПа. (10.5)

Используя полученное значение условного класса, по табл. 10.1 устанавливают соответствующий ему класс бетона, унифицированное значение которого должно быть ближайшим меньшим в сравнении с условным классом.

При необходимости по формулам (10.1) – (10.3) определяют другие характеристики прочности бетона.

В заключение делают вывод о соответствии прочности бетона требованиям к нему.