Метод ударного импульса для кирпича

Обновлено: 18.05.2024

МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНОВ И ДРУГИХ ИСКУССТВЕННЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

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.

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.

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 - 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.

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.

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.

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.
  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.
  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.
  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.

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.

  1. 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.
  2. 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.

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 авторами 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 авторами 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.

Метод ударного импульса

Прибор ИПС-МГ4.01

  • Прибор имеет одну усредненную градуировочную зависимость по тяжелым бетонам
  • Возможность ввода девяти индивидуальных градуировочных зависимостей
  • 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
  • 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)
  • Выбор коэффициента вариации для расчета класса бетона
  • Выбор коэффициента соответствия
  • Возможность подключения к компьютеру RS -232
  • Память на 500 участков/результатов
  • Корректировка/просмотр промежуточных результатов в серии измерений

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

    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 ИК-порт для связи с компьютером

    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 индикацию текущего значения приложенной нагрузки с фиксацией 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 измерений
    • Возможность установления индивидуальных градуировочных 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.

    как обработать результаты испытаний бетона неразрушающим методом?

    На данный момент есть два варианта (ИМХО):
    1) Вы проводите испытания неразрушающим методом и методом отрыва со скалывания и строите свою зависимость одного от другого. Это самый точный вариант, но не всегда осуществимый так как сложно выполнить достаточное количество отрывов.

    2)Вы проводите испытания неразрушающим методом и применяете универсальную зависимость (либо зависимость с другого объекта или от производителя), так же проводите не менее 3-х испытаний отрыва для определения Кс по прил.9 ГОСТ 22690.

    А дальше темный лес - идет статистическая обработка прочности бетона и тут мнения сильно расходятся есть методика по СП 13-102-2003 и по ГОСТ 18105, они в принципе схожи, но есть пара нюансов от которых кипит мозг.

    Уважаемы форумчане предлагаю закрепить эту тему в топике и все обсуждения вопросов испытания прочности бетона неразрушающими методами обсуждать здесь. Что бы повысить качество работ и улучшить помощь инженерам.

    по поводу темного леса соглашусь! и все-таки немного покапавшись, решил обработку данных вести по ГОСТ18105(считаю, что именно этот документ является основным в данном вопросе)

    Вопрос на самом деле достаточно интересный.

    Вообще в чем суть зависимости? Как я понимаю, это определенная тенденция неких абстрактных показаний разных приборов от реального положения вещей. К примеру есть точные данные о прочности 10 образцов бетона (читай пресс) и данные о прочности этих же образцов, скажем, методом ударного импульса. Тогда все просто - строим зависимость импульса от пресса и далее конструкции проверяем импульсом и корректируем показания с помощью построенной зависимости. Опять же есть область определения функции для свежепостроенной зависимости, то есть не все значения импульса могут быть правильно скорректированы этой самой зависимостью, но это уже частности. В целом, вот этот случай - импульс от пресса - мне понятен.

    Теперь другая ситуация. Есть только отрыв. Он считается за эталон прочности? Если да, то какая тут может требоваться градуировочная зависимость? А если нет, то как можно применять некую универсальную зависимость или проводить

    испытания неразрушающим методом и методом отрыва со скалывания и строите свою зависимость одного от другого.

    , если оба метода по сути косвенные?

    И еще вопрос: что брать за единичное значение с той и с другой стороны, когда строится зависимость? Какие значения сравнивать от разных приборов?
    Допустим, есть некая конструкция. Есть приборы на ультразвук и отрыв.
    10 раз оторвал, 10 раз ультразвучишь и берешь среднее значение? Или 10 раз оторвал, 10 раз ультразвучишь, потом ко всему этому применил статистическую обработку и только потом сравнивать? Или может еще как-то?

    Реально хочется разобраться, потому что складывается впечатление, что вопросов не вызывает только пресс, а в остальном чуть ли не у каждого своя методика.

    Темиртау, Казахстан Реально хочется разобраться, потому что складывается впечатление, что вопросов не вызывает только пресс, а в остальном чуть ли не у каждого своя методика. Лишь поверенный пресс безупречен
    Все остальные методики являются косвенными. начиная от стрельбы с нагана и заканчивая ультразвуком. все они требуют калибровки по каждому новому бетону, кстати с учетом его обжатия в конструкциях!
    Так что пресс - идеал определения прочности.

    Обследование зданий и сооружений

    Вот какая штука получается, для удобства описания разделю на пункты:

    1) Когда при обследование все клёво и можно выбурить керны и их раздавить и по ГОСТу 10180 провести отбраковку результатов, получить среднее значение прочности испытанной конструкции (особо выделю, что одной конструкции). Допустим мы имеем несколько фундаментных опор одной прочности, по проекту прочность В20. То в прицепе испытав керны нам больше ничего и не нужно. Статистическую обработку допускается не проводить при прямых испытаниях.

    2) Когда все не так радужно, возьмем те же фундаментные опоры (5 шт). Мы не можем провести выбуривания, или можем но только одной конструкции. Зная из проекта, что класс у всех одинаков (В20), Выбуриваем керны пихаем их под пресс и пока они зажаты в пресс проводим испытание кернов косвенным неразрушающим методом, для построения тарировочной (градуировочной) зависитмости по ГОСТ 22690. После чего мы оставшиеся фундаменты испытываем косвенным методом и при достаточном количестве испытаний проводим статистическую обработку по ГОСТ 18105

    3) Когда все еще хуже, но не так уж и плохо, у нас есть проект есть 5 опор одинакового класса по проекту, но нет места для выбуривания. тогда мы проводим серию параллельный испытаний методом отрыва со скалывания и косвенным методом, и по ГОСТ 22690 или по СП 13-102-2003 строим зависимость. Отдельно отмечу что в наших нормах отрыв или скол ребра является прямым неразрушающим методом, его тарировка приведена в ГОСТ 22690 и состоит в основном из табличных коэффициентов зависящих от крупности заполнителя и типа анкера с учетом ТВО бетона. После получения зависимости применяем её для всех конструкций и проводим статистическую обработку при достаточном кол-во испытаний.

    4) И наконец таки мы добрались до реалий обследования, проекта нет, максимум 3-6 мест под отрыв, срок сдачи позавчера и т.д. Что мы можем в этом случае: попытаться построить зависимость как и в п.3 или имея ранее построенную зависимость в широком диапазоне прочности бетона (допустим у нас есть зависимость построена заводом изготовителем для бетонов от В 10 до В40) или ранее построенная зависимость для бетона примерной того же класса или отличного от него на 30%. Мы проводим косвенные испытания на конструкциях и в соответствии с прил. 9 ГОСТ 22690 по результатом отрывов находим коэффициент уточнения градуировочной зависимости Кс, после чего уточняем значения прочности по заводской или старой нашей зависимостью. И проводим статистическую обработку по результатам которой возможно разобьем наши фундаменты на несколько классов, что возможно приведет к дополнительным испытания.

    для п.3 и 4 очень важно знать коэффициент корреляции зависимости и её ошибку иначе статистику не проведете ни по СП, ни по ГОСТ. Хотя есть один момент при применения универсальной зависимости можно по ГОСТ 18105 принять условный класс бетона по схеме Г = R*0,8 , но не менее минимальной прочности.

    IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017


    ОПЫТ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ ДИАГНОСТИКИ

    Стерлядев А.А. 1 Работа в формате PDF Текст работы размещён без изображений и формул.
    Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF     При проведении работ по исследованию технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений возникает необходимость исследования прочности силикатного кирпича несущих стен с помощью неразрушающих методов диагностики.

    Измерение прочности силикатного кирпича здания по ул. Бекетова в г. Н. Новгород проводилось неразрушающими методами диагностики с использованием ударно-импульсного метода контроля по [1]. Возможно использовать следующую приборную базу:

    тестер ультразвуковой УК1401 (ООО «АКС»);

    прибор контроля прочности кирпича методом ударного импульса «ОНИКС-2.5» и т.п.

    Для исследования прочности и состава стены были выполнены два вскрытия на 2-м этаже здания по ул. Бекетова в помещении душевой. В результате вскрытия установлено, что изнутри стена облицована керамической плиткой на цементно-песчаном растворе.

    Измерения выполнялись с помощью датчика-склерометра в соответствии с инструкцией производителя измерителя прочности «ОНИКС-2.5», который состоит из электронного блока, имеющего на лицевой панели клавиатуру и графический дисплей (см. рис. 1). В верхней торцевой части корпуса установлены разъем для подключения датчика-склерометра и USB-разъем для подключения к компьютеру. На задней стенке корпуса находится крышка батарейного отсека. Датчик-склерометр выполнен в цилиндрическом корпусе с пружинным ударным механизмом и твердосплавным индентором. Индентор склерометра ОНИКС-2.5 выполнен с радиусом 6 мм. На боковой поверхности датчика расположена ручка взвода и спусковая кнопка. Коронка предназначена для устойчивой установки датчика на контролируемую зону объекта измерения. В комплект прибора входит рабочая эквивалентная мера прочности из оргстекла, по которому производится калибровка датчика прибора (см. рис 2).

    Рис. 1. Общий вид прибора «ОНИКС-2.5»

    Рис. 2. Внешний вид рабочей эквивалентной меры прочности из оргстекла

    Принцип работы прибора основан на корреляционной зависимости параметров ударного импульса от упругопластических свойств контролируемого материала.

    Преобразование получаемого электрического параметра в прочность или другой эквивалентный параметр производится по формулам:

    где B – условная твердость материала, МПа;

    U – эквивалент электрического параметра;

    R – прочность, МПа;

    Ka – коэффициент калибровки;

    KВ – коэффициент возраста бетона (используется только для бетонов);

    a2, a1, a0 - коэффициенты градуировочной характеристики материала;

    Kс – коэффициент совпадения, предназначенный для уточнения градуировочной зависимости по результатам испытаний методом отрыва со скалыванием, испытаний кернов (см. приложение 9 [1]), а также учитывающий карбонизацию бетона и другие факторы.

    Прибор хорошо себя зарекомендовал при выполнении обследования технического состояния силикатного кирпича стен здания в г. Н. Новгород по ул. Бекетова. Перед проведением измерений необходимо проверить параметры прибора. В меню выбрать вид силикатный кирпич, установить коэффициенты преобразования для данного материала, выбрать размерность измеряемого параметра, установить требуемое количество ударов в серии. Далее установить требуемое направление удара датчика-склерометра, установить датчик на поверхность и произвести удар, нажав спусковую кнопку.

    По результатам испытания конструкций методами неразрушающего контроля установлено, что марка кирпича стен здания (на контрольных участках кладки, где отсутствуют следы замачивания) соответствует марке М150, марка цементно-песчаного раствора соответствует марке не менее М50 (см. фото 3).

    Следует отметить, что в разрушенных зонах каменной кладки прочность кирпича и раствора значительно ниже, что обусловлено увлажнением и деструкцией участков каменной кладки наружных стен в зонах размещения душевых. Марка кирпича наружных стен по углу здания соответствует М50, а марка цементно-песчаного раствора соответствует М25 (см. фото 4).

    Фото 3. Оценка прочности силикатного кирпича и цементно-песчаного раствора по внутренней стене здания (контрольные участки кладки, где отсутствуют следы замачивания)

    Фото 4. Оценка прочности силикатного кирпича и цементно-песчаного раствора по наружной стене здания

    Список использованной литературы:

    ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»;

    Руководство по эксплуатации «Измеритель прочности ударно-импульсный ОНИКС-2».

    Основные методы испытания кирпича

    Кирпич - это достаточно распространенный материал для строительства зданий и сооружений, а значит, лаборатория строительных материалов достаточно часто проводит испытания кирпича.

    Кирпич стали использовать очень давно, по некоторым источникам, в нашей стране его уже активно применяли в X веке. На данный момент существуют разные виды этого строительного материала, но самый распространенный - это керамический кирпич. Есть еще, например, шамотный, но его чаще используют в печах, так как он обладает высокой жаростойкостью, но вот для строительства больше подходит керамика.


    В этой статье мы поговорим об основных методах исследования кирпича и показателях качества этого материала. Ведь для того, чтобы понимать методику, сначала необходимо знать, что мы будем определять.

    Показатели качества кирпича

    Качество кирпича определяют, опираясь на показатели его сцепления, прочности, геометрии, а также способности противостоять внешним воздействиям.

    Итак, по порядку: какими показателями характеризуется качество керамического кирпича?

    1. Начнем с геометрии и внешнего вида кирпича, то есть с того, что в принципе можно определить органолептически. Это в первую очередь размер самого изделия, а также пустот и трещин в нем, длина и глубина отбитости и притупленности. Также сюда относится показатель отклонения от перпендикулярности граней кирпича, то есть, проще говоря, его ровность. Сюда же можно отнести массу и среднюю плотность изделия.
    2. Далее мы обсудим показатели прочности кирпича. Её определяют при сжатии и изгибе.
    3. Что касается способности противостоять внешним факторам, то сюда относятся показатели влагопоглощения и морозостойкости кирпича.

    Хотя, конечно, чтобы комплексно оценить качество кирпича, в лаборатории смотрят на общие показатели строительного материала и делают резюме. То есть логично предположить, что если кирпич недожженный, то и прочность у него будет ниже, то же самое касается известковых включений, которые нарушают целостность кирпича при воздействии на него внешних факторов. То есть лаборатория всегда старается дать наиболее объективную оценку, по крайней мере наша лаборатория.

    Исходя из критериев качества, устанавливается марка прочности кирпича. По ГОСТу кирпич проверяется на прочность при изгибе и сжатии, по результатам испытаний ему ставят марку от М75 до М300 (кгс/м2). Всего их 8.

    Методы исследования кирпича

    Как и в случае с испытанием бетона , контроль качества кирпича определяют разрушающими методами. Их мы уже кратко описали: это контроль прочности при изгибе и сжатии. При сжатии кирпич сжимают под прессом (аналогично процессу испытания кубиков бетона), а при испытании на изгиб его просто пытаются сломать и вычисляют приложенные усилия.

    Сейчас мы просто упомянем о морозостойкости и водопоглощении, а в будущем посвятим этим методам отдельную статью на нашем сайте.

    С водопоглощением понятно: это способность кирпича вбирать в себя влагу за счет микротрещин и разнообразия составных частей кирпича. Определить её относительно нетрудно: сухой кирпич кладут в воду и насыщают влагой, после чего рассчитывают с учетом изменения массы то количество влаги, которое он в себя вобрал.

    С морозостойкостью сложнее. Насыщенный влагой кирпич помещают в морозильную камеру (- 18 +-2 градуса) и ждут, пока он замерзнет. После замерзания его оттаивают при температуре 20 градусов. И так совершают несколько циклов до тех пор, пока на кирпиче не появятся дефекты или нарушение целостности. Таким образом определяют марку прочности кирпича (F25, F35, F50). У нас самый распространенный - это F35.

    В ГОСТ 31937-2011 есть пункт, в котором написано, что на сплошных участках стен, а также в простенках можно проводить испытания кирпича и кладки неразрушающими методами контроля.

    Неразрушающие методы контроля кирпича

    Обычно определение прочности проводят механическими методами неразрушающего контроля. Однако для этого также существуют и приборы.

    Для испытания используют ультразвук, а также проверяют прочность сцепления каменной кладки при помощи ПСО-10МГ4КЛ, ПСО-30МГ4КЛ.

    При механических методах контроля используют инструменты типа молотков Шмидта, геофизические методы, эндоскопы и т.д. - в общем, методы, используемые при контроле качества бетона (метод пластической деформации, метод ударного импульса и т.д.).

    В случае, если прочность стены имеет решающее значение, то необходимо установить этот показатель в лаборатории, а для этого в стене выбуривают кирпичные керны с последующими испытаниями разрушающими методами. При выбуривании керна происходит нарушение целостности стены, что нежелательно, поэтому неразрушающие методы имеют преимущество, однако они не всегда могут дать точный результат и имеют погрешности.

    Исходя из вышенаписанного, отбор проб кирпича делают специалисты лаборатории, так как они нанесут лишь минимальные повреждения стене, которые никак не отразятся на её прочности. Если отбор произвести неправильно, это может повлечь за собой слабость конструкции. Поэтому будьте внимательны и доверяйте такое задание специалистам.

    Регламентируют контроль качества кирпича по следующими ГОСТам: 530-2012, 7025-91, 58527-2019.

    Заключение

    Мы лишь затронули методы контроля качества кирпича. Если в одной статье подробно рассматривать каждый метод, то она превратится в книгу. Поэтому мы обязательно разместим у себя подробное описание каждого метода в отдельности, ведь они полны нюансов. Следите за нашим блогом и не пропускайте наши новые статьи!

    Как всегда, если у вас возник вопрос, вы всегда можете задать его нашему специалисту в форме ниже, а также посетить нашу страницу "Лаборатория испытания кирпича и стеновых блоков" и заказать испытания кирпича в лаборатории.

    Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

    Основная специализация лаборатории:

    1. Заполнив форму на нашем сайте

    3. Написать нам на почту

    Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

    Схемы испытания бетона по ГОСТ 22690. Чем отличаются схемы А,Б,В и Г


    Коэффициент вариации показывает относительную изменчивость бетона, тем самым выявляя однородность величин. Он не должен превышать 33%, чтобы мы могли в точности знать однородность измерений или показателей прочности бетона.

    Рассчитать его достаточно сложно не искушенному в математических формулах человеку. Если говорить об этом простым языком, то нам нужно понимать, как прочность бетона, измеренная в конкретной точке, отличается от среднего арифметического показателя всех точек поверхности. Коэффициент даст нам возможность понять, насколько рискованно вводить такой бетон в конструкцию возводимого здания, соответствует ли класс бетона требованиям проекта. Это значит, что коэффициент вариации может дать нам информацию о качестве производства бетона, качестве самого материала и его реальной стоимости.

    Определение коэффициента вариации прочности бетона


    Бетон создается искусственным путем, при этом в нем редко используются только лишь однородные продукты (цемент, песок, вода). В большинстве случаев в бетон добавляется крупный заполнитель, который также влияет на прочностные характеристики в определенных точках. Фактически получается, что плотность бетона в различных его точках отличается от необходимой, и нам стоит провести проверку, чтобы убедиться, влияет ли это на качество бетона, и, если влияет, то каковы значения по разбросу этих показателей.

    Бетон классифицируется не только по структуре и плотности, но и по условиям уплотнения. В расчет также принимается назначение бетона и вид заполнителя. Все это определяет коэффициент вариации прочности бетона.

    Определение коэффициента вариации при производстве бетона непосредственно на заводе-изготовителе происходит путем отбора проб из массы в количестве 25-30 серий. Важную роль при заборе и подготовке образцов играют условия хранения: на этом этапе нам важно соблюсти условия по назначению бетона, иначе говоря, воссоздать условия твердения бетона непосредственно при возведении конструкции. В этом нам помогут специальные климатические камеры.

    По итогам испытания мы выводим коэффициент вариации, который есть частное от среднеквадратичного отклонения и среднего арифметического значения прочности бетона. Чем ниже этот показатель, тем однороднее, а значит, и прочнее будет бетон. По результатам испытания бетону присваивается класс, который влияет на проверку его соответствия проектным требованиям. Присвоенный класс фиксируется в акте испытания и прикрепляется к общему комплекту документов при возведении сооружения.

    Читайте также: