Проверка прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Проверка прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Метод отрыва со скалыванием — один из самых распространённых и надёжных методов оценки прочности бетонных конструкций. Метод относится к прямым, неразрушающим методам испытаний и позволяет сразу же, на месте, оценить прочность бетонной конструкции, как в промежуточном возрасте, так и при достижении проектного возраста бетона.

Суть метода состоит в просверливании отверстия в бетоне, закреплении в этом отверстии специального анкера (в случае если используется анкер второго и третьего типов) и последующего отрыва этого анкера из бетона специальным прибором с замером усилия вырыва. При правильном проведении испытания на месте отрыва остаётся правильной формы воронка, глубиной в середине равной рабочей высоте анкера.

При отрыве анкера на шкале прибора отображается соответствующее усилие. Проведя несколько замеров (минимум три испытания для плоских конструкций; для вытянутых горизонтальных конструкции одно испытание на четыре погонных метра длины, но не менее трёх испытаний), можно пересчитать результаты испытаний по специальной формуле и сделать вывод о классе бетона на сжатие (ГОСТ 18105 схемы В, Г).

Метод отрыва со скалыванием пользуется заслуженной популярностью среди методов контроля прочности бетона, как самостоятельный метод, так и дублирующий другие методы испытаний. Он намного быстрее и дешевле выбуривания кернов, он незаменим в случаях когда не изготовлены образцы-кубы или требуется провести параллельные испытания.

Кроме того, согласно ГОСТ 18105 требуется сплошной контроль бетонных конструкций. И метод отрыва со скалыванием наиболее подходящий для этого метод контроля прочности.

При контроле прочности бетона методом отрыва со скалыванием следует руководствоваться указаниями ГОСТ 22690.

16 и 24 что это за цифры.

Для метода отрыва со скалыванием используют анкеры трёх типов.

Отличие анкера первого типа от остальных заключается в том, что он замоноличивается в конструкцию при укладке бетонной смеси его отрыв производится в проектном (или промежуточном) возрасте таким же прибором, что и анкеры второго и третьего типов, в остальном же испытания не отличаются.

Анкеры второго типа бывает двух размеров: ø16х25мм и ø24х48мм.

Анкер размером ø24х48мм используется в случае, если ориентировочная прочность бетона в конструкции 5-100МПа.

Анкер размером ø16х25мм используется в случае, если ориентировочная прочность бетона в конструкции 40-100МПа. Использование анкера ø16мм для испытания низкомарочных бетонов недопустимо без построения градуировочной зависимости.

На фотографии представлен анкер второго типа со специальной гайкой, замеряющей проскальзывание анкера.

Чтобы провести испытания правильно и получить максимально точные данные нужно обратить внимание на следующие моменты:

1. Перед просверливанием отверстия для анкера, следует прибором для поиска арматуры найти и обозначить сетку армирования (чтобы буром не попадать в арматуру), если на пути бура попадается армирующая сетка сверлить нужно в середину ячейки.
2. Сверлить отверстие нужно, отступив от края плоской конструкции не менее 0,5м.
3. Отверстие сверлиться строго перпендикулярно бетонной поверхности.
4. Не следует сверлить конструкции в местах максимального напряжения.
5. Количество точек испытания определяется следующим образом: три точки испытания на одну плоскую конструкцию (стена, плита перекрытия, ростверк), залитую в одну захватку. Одна точка на 4 погонных метра вытянутой конструкции (колонна, ригель), так же залитую в одну захватку, но не менее трёх точек. Под одной захваткой следует понимать заливку бетонной смеси с одного бетонного узла, одного класса бетона в одни рабочие сутки без перерыва в бетонировании до образования холодного шва. Т.е. если меняется класс бетона, дата бетонирования или завод поставщик смеси, это получается новая захватка, требующая испытания на прочность.
6. Просверленное отверстие следует тщательно очистить от бетонной пыли. Только после этого нужно поместить собранный анкер в отверстие и максимально хорошо закрутить его гаечным ключом до максимального раскрытия.
7. При вырыве из бетона анкер должен цепляться за бетон не менее чем 9/10 своей длины погруженной в толщу бетона. Длину сцепления хорошо видно в воронке вырыва после испытания и можно померить линейкой. Если таким замером выясняется, что анкер цепляется менее 9/10 своей длины, это значит, что слизана нарезка губок анкера и губки надо менять на новые.
8. Если при проведении отрыва анкер начал проскальзывать и вылезать наружу, нужно замерять длину проскальзывания, эта длина вносится в корректировку результатов испытания. Для замера проскальзывания пользуются специальной гайкой (см. фото выше).

Примеры приборов, используемых для испытаний

Кроме представленных двух, могут использоваться многие другие модели.

Проверка прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Метод ударного импульса

Метод ударного импульса – самый распространённый среди неразрушающих методов из-за простоты измерений. Он позволяет определять класс бетона, производить измерения под разными углами к поверхности, учитывать пластичность и упругость бетона.

Суть метода. Боёк со сферическим ударником под действием пружины ударяется о поверхность. Энергия удара расходуется на деформации бетона. В результате пластических деформаций образуется лунка, в результате упругих возникает реактивная сила. Электроме¬ханический преобразователь превращает механическую энергию удара в эле¬ктрический импульс. Результаты выдаются в единицах измерения прочности на сжатие.

К достоинствам метода относят оперативность, низкие тру¬дозатраты, отсутствие сложных вычислений, слабую за¬висимость от состава бетона. Недостатком считается определение прочности в слое глубиной до 50 мм.

Метод упругого отскока

Метод упругого отскока заимствован из практики определения твёрдости металла. Для испытаний применяют склерометры – пружинные молотки со сферическими штампами. Система пружин допускает свободный отскок после удара. Шкала со стрелкой фиксирует путь ударника при отскоке. Прочность бетона определяют по градуировочным кривым, которые учитывают положение молотка, так как величина отскока зависит от его направления. Среднюю величину вычисляют по данным 5-10 измерений, выполненных на определённом участке. Расстояние между местами ударов – от 30 мм.

Диапазон измерений методом упругого отскока – 5-50 МПа. К достоинствам метода относят простоту и скорость измерений, возможность оценки прочности густоармированных конструкций. Ключевые недостатки такие же, как у других ударных методов: контроль прочности в поверхностном слое (глубина 20-30 мм), необходимость частых поверок (каждые 500 ударов), построение градуировочных зависимостей.

Ниже представлены измерители прочности бетона, работающие по принципу ударного импульса, из ассортимента нашей компании

Метод пластической деформации

Метод пластической деформации считается одним из самых дешёвых. Его суть – в определении твёрдости поверхности посредством измерения следа, который оставляет стальной шарик/стержень, встроенный в молоток. При проведении испытаний молоток располагают перпендикулярно поверхности бетона и совершают несколько ударов. С помощью углового масштаба измеряют отпечатки на бойке и бетоне. Для облегчения измерений диаметров используют листы копировальной или белой бумаги. Полученные характеристики фиксируют и вычисляют среднее значение. Бетонная прочность определяется по соотношению размеров отпечатков.

Принцип действия приборов для испытаний методом пластических деформаций основан на вдавливании штампа при помощи удара либо статического давления. Устройства статических давлений применяются ограниченно, более распространены приборы ударного действия – ручные и пружинные молотки, маятниковые устройства с шариковым/дисковым штампом. Твёрдость стали штампов минимум HRC60, диаметр шарика — минимум 10 мм, толщина диска — не меньше 1 мм. Энергия удара должна быть равна или больше 125 H.

Метод прост, может применяться в густоармированных конструкциях, отличается быстротой, но подходит для оценки прочности бетона не больше М500.

Ультразвуковое обследование

Ультразвуковой метод – это регистрация скорости прохождения ультразвуковых волн. По технике проведения испытаний можно выделить сквозное ультразвуковых прозвучивание, когда датчики располагают с разных сторон тестируемого образца, и поверхностное прозвучивание, когда датчики расположены с одной стороны. Сквозной метод позволяет, в отличие от всех остальных методов НК прочности, контролировать прочность в приповерхностных и глубоких слоях конструкции.

Ультразвуковые приборы неразрушающего контроля бетона могут использоваться не только для контроля прочности бетона, но и для дефектоскопии, контроля качества бетонирования, определения глубины и поиска арматуры в бетоне. Они позволяют многократно проводить массовые испытания изделий любой формы, вести непрерывный контроль нарастания или снижения прочности.

На зависимость «прочность бетона – скорость ультразвука» влияют количество и состав заполнителя, расход цемента, способ приготовления бетонной смеси, степень уплотнения бетона. Недостатком метода считается довольно большая погрешность при переходе от акустических характеристик к прочностным.

Ниже даны ссылки на приборы неразрушающего контроля бетона, представленные в ассортименте нашей компании

Контроль прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Метод отрыва со скалыванием занимает в ряду методов определения прочности бетона особое место. Считаясь неразрушающим методом, метод отрыва со скалыванием по своей сущности является разрушающим методом контроля бетона, так как прочность бетона оценивается по усилию, необходимому для разрушения небольшого объема бетона, что позволяет наиболее точно оценить его фактическую прочность. Поэтому этот метод применяется не только для определения прочности бетона неизвестного состава, но и может служить для построения градуировочных зависимостей для других методов неразрушающего контроля. Этот метод применяется на тяжелые бетоны и конструкционные бетоны на легких заполнителях в монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделиях, конструкциях и сооружениях и устанавливает метод испытания бетона и определения его прочности на сжатие путем местного разрушения бетона при вырыве из него специального анкерного устройства. Такой метод испытания бетона отрыв со скалыванием позволяет определить прочность на сжатие для бетонов в диапазоне прочностей от 5,0 до 100,0 МПа. При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 22690-88.

Одним из наиболее распространенных и эффективных способов быстрого измерения прочности бетона на сжатие или его марку, является измерение склерометром, или как его еще называют, молоток Шмидта.

Соответствие Марки и Класса бетона показаниям шкалы склерометра (молотка Шмидта) по направлению удара в соответствии с графиком тарировочной кривой
Марка бетона, М Класс бетона,
B Вертикально сверху, ед Горизонтально, ед. Вертикально снизу, ед
М100 7,5 10 13 20
— 10 12 18 23
М150 12,5 20 24 28
М200 15 24 28 32
М250 20 30 34 38
М300 22,5 34 37 41
М350 27,5 38 41 45
М400 30 41 43 47
М450 35 44 47 50
М500 40 47 49 52
М600 45 49 52 55

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определения прочности механическими методами неразрушающего контроля

Еще один метод испытания бетона — отрыв со скалыванием. Данный метод заключается в определении степени усилия, которое необходимо для скалывания участка бетона на ребре конструкции. Иногда данный метод заключается в местном разрушении бетона: в рамках данного метода вырывается анкерное устройство. Метод отрыва со скалыванием — это самый точный, но и самый трудоемкий способ контроля, поскольку для установки анкера требуется подготовка специальных шпуров. Более того, такой метод недостаточно универсален: он неприменим в рядах конструкций.

«Прометей» рекомендует метод определения прочности бетона отрывом со скалыванием в натурных обследованиях. Такие методы испытания бетона отрывом также идеальны при освидетельствовании на этапах строительства, приемки, эксплуатации и реконструкции строительных объектов, а также при изготовлении сборных изделий на предприятиях производства железобетонных изделий.

Испытание механических свойств бетона в лабораторных условиях

Для таких материалов, как бетоны, определение прочности механическими методами неразрушающего контроля желателен контроль достоверности результатов путем сопоставления данных, полученных прямым и косвенным путем. Проведением такого рода исследований занимается лаборатория механических испытаний при ООО «Прометей».

В лабораторных условиях производятся физико-механические испытания образцов бетона с применением всех известных подходов, включая базовый разрушающий метод контроля бетона, методы ударного импульса и упругого отскока. Важно, чтобы измерения вел квалифицированный лаборант механических испытаний — влияние человеческого фактора должно быть сведено к минимуму.

Как показывают механические испытания материалов, косвенные методы механических испытаний завышают прочностные характеристики карбонизированного бетона на 40–60%, а наиболее достоверным признан метод отрыва со скалыванием.

Метод отрыва со скалыванием: преимущества и ограничения

Все современные стандарты включают в программу натурных обследований ЖБК механические испытания бетона отрыв со скалыванием.

На практике отрыв со скалыванием дает ряд преимуществ:

• возможность установки приборов на плоские участки без ребра;
• независимость от электроснабжения;
• толерантность к низким температурам;
• контроль прочности бетонов класса В50 и выше;
• быстрое и удобное крепление оборудования.

Если кривизна блока не препятствует подключению прибора к анкеру, определение прочности бетона отрывом со скалыванием может производиться и на неровных бетонных поверхностях (от 5 мм). Густое армирование бетона затрудняет испытания на механическую прочность посредством данного метода; при этом толщина бетона в участке измерения не должна быть меньше удвоенной длины анкера.

Используемое оборудование

ПОС-50МГ4″Скол» предназначен для неразрушающего контроля прочности бетона методами скалывания ребра, отрыва со скалыванием и отрыва стальных дисков по ГОСТ 22690-88.

Определение прочности бетона. метод отрыва. скалывание

Прочность есть, пожалуй, одним из основных параметров бетона, определяющий его эксплуатационные свойства. Исходя из этого при возведении серьёзных несущих конструкций, строители шепетильно следят за этим показателем. Наиболее распространенным методом контроля есть определение прочности бетона способом отрыва со скалыванием. Но, существует и масса других способов.

Исходя из этого в данной статье мы детально рассмотрим, как выяснить прочность бетона наиболее распространенными современными способами.

Виды способов проверки прочности

Наиболее точным методом контроля качества бетона есть опробование цементной конструкции, по окончании того, как материал наберет свою проектную прочность.

Что касается опробования раздельно выполненных контрольных образцов, то оно разрешает выяснить только уровень качества цементной смеси, но не прочности материала в конструкции. Связано это с невозможностью обеспечение однообразных условий комплекта прочности опытного образца (вибрирование, нагрев и пр.) и цементного изделия.

Все существующие способы контроля подразделяются на три группы:

• Прямые неразрушающие;
• Разрушающие;
• Косвенные неразрушающие.

Часто применяют неразрушающие методы контроля, но, значительно чаще работу делают косвенными способами. К последней группе относится опробование контрольных образцов, и образцов отобранных из цементной конструкции.

Обратите внимание! По показателю прочности при сжатии определяют класс бетона. Для этого цементные кубики раздавливают при помощи гидравлического пресса, который выдает итог.

Нужно заявить, что разрушающие методы кроме этого обширно распространены в строительных работах, но используют их реже, поскольку они нарушают целостность конструкции. Помимо этого, цена таких опробований довольно высокая.

Исходя из этого на сегодня наиболее распространенными являются следующие способы определения прочности:

• Метод упругого отскока;
• Ультразвуковой способ;
• Метод ударного импульса.

Нужно заявить, что различные методы проверки имеют различную погрешность:

Основные требования к проверке прочности

В соответствии с требованиям, изложенным в СП 13-102-2003, выборку бетона для изучения косвенным и прямым способами нужно делать более чем на 30 участках, но, этого не хватает для построения и применения градуировочной зависимости.

Еще нужно, дабы зависимость, полученная парным корреляционно-регрессивным изучением, имела коэффициент корреляции не меньше 0,7, и среднеквадратическое отклонение составляло менее 15 процентов средней прочности. Для исполнения этих условий, точность измерений должна быть высокой, наряду с этим прочность бетона обязана изменяться в широком диапазоне.

Нужно заявить, что при изучении конструкций, эти условия соблюдаются достаточно редко. Дело в том, что базовый способ опробований сопровождается большой погрешностью.

Помимо этого, прочность бетона на поверхности может различаться от прочности на некоторой глубине. Но, в случае если бетонирование выполнено как следует и бетон соответствует своему проектному классу, то параметры однотипных конструкций не изменяются в широком диапазоне.

Дабы выяснить прочность без нарушения действующих норм, направляться воспользоваться прямыми неразрушающими либо разрушающими методами.

По ГОСТ 22690-88 к прямым методам относятся:

• Способ отрыва;
• Отрыв бетона со скалыванием;
• Скалывание ребра.

Сейчас подробней рассмотрим наиболее распространенные технологии определения качества бетона.

Технология определения прочности

Метод отрыва

Принцип данного способа базируется на измерении усилия, которое необходимо приложить для отрыва участка цементной конструкции. Отрывающую нагрузку используют к ровной поверхности цементной конструкции. Для этого к ней приклеивается стальной диск, который при помощи тяги соединяется с измерительным прибором.

Диск приклеивают при помощи клея на эпоксидной смоле. ГОСТ 22690-88 рекомендует применять клей ЭД20 с цементным наполнителем. Действительно, в наше время существуют качественные двухкомпонентные клеи.

Данная технология подразумевает приклеивание диска без дополнительных мер по ограничению участка отрыва. Что касается площади отрыва, то она непостоянная и определяется по окончании каждого опробования.

Действительно, в зарубежной практике участок отрыва предварительно ограничивается бороздой, делаемой кольцевыми сверлами. В этом случае площадь отрыва постоянная и узнаваемая.

По окончании определения нужного для отрыва усилия, получают устойчивость материала к растяжению.

По нему, при помощи эмпирической зависимости вычисляют прочность на сжатие при помощи таковой формулы – Rbt = 0,5?(R^2 ), где:

• Rbt – прочность на растяжение.
• R – прочность на сжатие.

Для изучения бетона способом отрыва используются те же устройства, что и для способа отрыва со скалыванием, это:

Обратите внимание! Дабы выполнить опробование, кроме этого пригодится захватное устройство, в частности – диск с закрепленной на нем тягой.

Отрыв со скалыванием

Данный метод имеет большое количество неспециализированного с вышеописанным способом. Главное его отличие содержится в методе монтажа устройства к цементной конструкции. Дабы приложить к ней отрывающее усилие используют лепестковые анкеры, каковые смогут быть различных размеров.

Анкеры вставляются в отверстия, пробуренные в области измерения. Как и в прошлом случае, прибор измеряет разрушающее усилие.

Вычисление прочности на сжатие осуществляется при помощи зависимости, выраженной формулой — R=m1*m2*P, где:

• m1 обозначает коэффициент большого размера большого наполнителя;
• m2 обозначает коэффициент перехода к прочности на сжатие. Он зависит от условий вида бетона, и условий комплекта прочности.
• P – разрушающее усилие, полученное в следствии изучений.

У нас данный способ есть одним из наиболее популярных, поскольку он достаточно универсальный. Он предоставляет возможность выполнить опробование на любом участке конструкции, поскольку не требует наличия ровной поверхности. Помимо этого, закрепить лепестковый анкер своими руками в толще бетона очень просто.

Действительно, имеются и кое-какие ограничения, каковые заключаются в следующих моментах:

• Густое армирование конструкции – в этом случае измерения будут недостоверными.
• Толщина конструкции – она должна быть вдвое больше длины анкера.

Скалывание ребра

Данная технология есть последним прямым способом неразрушающей проверки контроля. Основной ее изюминкой есть определение усилия, которое прикладывается для скалывания участка бетона, расположенного на ребре конструкции.

Конструкция прибора, который возможно установить на цементное изделие с одним внешним углом, была создана недавно. Монтаж устройства к одной из сторон осуществляется при помощи анкера с дюбелем.

По окончании получения данных с прибора, определяют прочность на сжатие по следующей нормированной зависимости, выраженной формулой — R=0,058*m*(30P+P2), где:

• m – коэффициент, учитывает крупность заполнителя.
• P — усилие, приложенное для скалывания бетона.

Ультразвуковое определение

Ультразвуковой способ определения прочности бетона основан на взаимосвязи между скоростью распространения и прочностью материала в нем ультразвуковых волн.

Причем существует две градуировочные зависимости:

• Времени распространения волн ультразвука и прочности материала.
• Скорости распространения волн ультразвука и прочности материала.

Любой метод рекомендован для определенного типа конструкций:

• Сквозное прозвучивание в поперечном направлении – используют для линейных сборных конструкций. При таких изучениях устройства устанавливают с двух сторон испытываемой конструкции.
• Поверхностное прозвучивание – используют для изучения ребристых, плоских, многопустотных плиты перекрытия и стеновых панелей. В этом случае устройство устанавливается лишь с одной стороны конструкции.

Для обеспечения качественного акустического контакта между испытываемой конструкцией и ультразвуковым преобразователем, используют вязкие материалы, к примеру, солидол. Кроме этого распространен «сухой контакт», но в этом случае применяют конусные насадки и протекторы.

Устройства для ультразвукового изучения складываются из двух основных элементов:

Датчики смогут быть:

• Раздельными – для сквозного прозвучивания.
• Объединенными – предназначенные для поверхностного прозвучивания.

К преимуществам данного метода проверки относится простота и универсальность.

Изучение молотком Кашкарова

Процесс опробование бетона молотком Кашкарова регламентирован ГОСТом 22690.2-77. Данный метод применяют для определения прочности материала в диапазоне 5-50 МПа.

Инструкция по изучению бетона данным способом выглядит следующим образом:

• Сначала подыскивается ровный участок конструкции.
• В случае если на его поверхности имеется шероховатость либо краска, то нужно выполнить зачистку участка железной щеткой.
• После этого на поверхность бетона направляться положить копировальную бумагу и сверху лист простой белой бумаги.

• Потом по цементной поверхности наносится удар молотком Кашкарова средней силы перпендикулярно к плоскости бетона. В следствии удара остается два отпечатка – на эталонном стержне и листе бумаги.
• Затем железный стержень сдвигается не меньше чем на 10 мм и наносится еще удар. Для большей точности изучения, процедуру необходимо повторить пара раз.
• После этого направляться измерить отпечатки на эталонном стержне и бумаге с точностью до 0,1 мм.
• Измерив отпечатки, направляться сложить раздельно диаметры, полученные на бумаге, и диаметры на эталонном стержне.

Косвенным параметром прочности бетона есть средняя величина отношения отпечатков на эталонном стержне и на бетоне.

Способ отскока

Данный метод изучения есть наиболее несложным. Опробование выполняется при помощи особого электронного прибора. В нем имеется молоток, вдавливающий шарик в бетон. Электроника определяет прочность материала по отскоку шарика по окончании вдавливания.

Для опробования бетона нужно упереть устройство в цементную поверхность и надавить соответствующую кнопку. Результаты высвечиваются на экране прибора. Нужно заявить, что фактически так же происходит процесс опробования материала при помощи устройства ударно-импульсного типа.

Вот и все основные методы определения качества бетона, каковые значительно чаще используются в современном постройке.

Вывод

Как мы узнали, существует много способов определения прочности бетона. Причем, назвать какой-то из них лучшим нереально, поскольку различные методы, в большинстве случаев, предназначены для различных типов цементных конструкций, и имеют различные погрешности.

Из видео в данной статье возможно взять дополнительную данные по данной теме.