Неразрушающие испытания бетона – методы, применение
🕑 Время чтения: 1 минута
Неразрушающие испытания бетона – это метод определения прочности на сжатие и других свойств бетона из существующих конструкций. Это испытание дает немедленные результаты и фактическую прочность и свойства бетонной конструкции.
Стандартный метод оценки качества бетона в зданиях или сооружениях заключается в одновременном испытании отлитых образцов на прочность на сжатие, изгиб и растяжение.
Основные недостатки: результат получается не сразу; что бетон в образцах может отличаться от бетона в реальной структуре в результате различных условий отверждения и уплотнения; и что прочностные свойства образца бетона зависят от его размера и формы.
Хотя не может быть прямого измерения прочностных свойств конструкционного бетона по той простой причине, что определение прочности связано с разрушающими напряжениями, было разработано несколько неразрушающих методов оценки.
Они зависят от того факта, что определенные физические свойства бетона могут быть связаны с прочностью и могут быть измерены неразрушающими методами.
К таким свойствам относятся твердость, сопротивление проникновению снарядов, способность к отскоку и способность передавать ультразвуковые импульсы, рентгеновское и Y-излучение.
Эти неразрушающие методы могут быть классифицированы как испытания на проникновение, испытания на отскок, методы извлечения, динамические испытания, радиоактивные испытания, концепция зрелости. Целью данного сборника является краткое описание этих методов с указанием их преимуществ и недостатков.
Содержание:
- Методы неразрушающего тестирования бетона
- 1. Испытания на проникновение на бетон
- 2. Метод отскока молотка
- 3. Тесты на бетон
- 4. Динамический не разрушительный тест
- 19 5. Радиоактивные методы неразрушающего контроля
- Цель неразрушающего контроля бетона
- Цели неразрушающего контроля
- Оборудование для неразрушающего контроля
- Подробнее
Методы неразрушающего тестирования бетона
Следующие методы NDT на бетоне:
- Метод проникновения
- Способный метод.
- Радиоактивные методы
1. Испытания бетона на проникновение
Зонд Windsor обычно считается лучшим средством для испытания на проникновение. Оборудование состоит из пистолета или привода с пороховым приводом, зондов из закаленного сплава, заряженных патронов, глубиномера для измерения проникновения зондов и другого сопутствующего оборудования.
Зонд диаметром 0,25 дюйма (6,5 мм) и длиной 3,125 дюйма (8,0 см) вбивается в бетон с помощью прецизионного порохового заряда. Глубина проникновения указывает на прочность бетона на сжатие.
Хотя калибровочные таблицы предоставляются производителем, прибор необходимо калибровать для типа бетона и типа и размера используемого заполнителя.
Подробнее о Испытания на проникновение в бетон
Преимущества и ограничения
Зондовое испытание дает очень разные результаты, и не следует ожидать, что оно даст точные значения прочности бетона.
Однако у него есть потенциал для обеспечения быстрого средства проверки качества и зрелости бетона на месте.
Он также обеспечивает средства оценки набора прочности при отверждении. Испытание в основном неразрушающее, поскольку бетон и элементы конструкции можно испытывать на месте, лишь незначительно заделывая отверстия на открытых поверхностях.
2. Метод отбойного молотка
Молоток отскока представляет собой прибор для измерения поверхностной твердости, для которого была установлена эмпирическая корреляция между прочностью и числом отскока.
Единственным известным инструментом, использующим принцип отскока для испытания бетона, является молоток Шмидта, который весит около 4 фунтов (1,8 кг) и подходит как для лабораторных, так и для полевых работ. Он состоит из управляемой пружиной ударной массы, которая скользит по поршню внутри трубчатого корпуса.
Молоток прижимается пружиной к поверхности бетона, и расстояние отскока измеряется по шкале.
Тестовая поверхность может быть горизонтальной, вертикальной или под любым углом, но прибор должен быть откалиброван в этом положении.
Калибровку можно выполнить с помощью цилиндров (6 на 12 дюймов, 15 на 30 см) с тем же цементом и заполнителем, которые будут использоваться в работе. Цилиндры закрыты крышками и прочно удерживаются в компрессионной машине.
Сняты несколько показаний, хорошо распределенных и воспроизводимых, среднее значение представляет число отскока для цилиндра. Эта процедура повторяется с несколькими цилиндрами, после чего получают прочность на сжатие.
Подробнее о Метод отбойного молотка
Ограничения и преимущества
Молоток Шмидта представляет собой недорогой, простой и быстрый метод определения прочности бетона, но точность от ±15 до ±20 % возможна только для образцов, отлитых в отвержденном состоянии и испытанных в условиях для которых построены калибровочные кривые.
На результаты влияют такие факторы, как гладкость поверхности, размер и форма образца, влажность бетона, тип цемента и крупного заполнителя, а также степень карбонизации поверхности.
3. Испытание бетона на выдергивание
Испытание на выдергивание измеряет с помощью специального домкрата усилие, необходимое для вытягивания из бетона стального стержня особой формы, чей расширенный конец залит в бетон до глубина 3 дюйма (7,6 см).
Бетон одновременно находится в состоянии растяжения и сдвига, но сила, необходимая для вытягивания бетона, может быть связана с его прочностью на сжатие.
Таким образом, метод выдергивания может количественно измерять прочность бетона на месте, если были сделаны надлежащие корреляции. Было обнаружено, что в широком диапазоне прочности прочность на отрыв имеет коэффициент вариации, сравнимый с коэффициентом прочности на сжатие.
Подробнее о Испытания бетона на отрыв
Ограничения и преимущества
Хотя испытания на отрыв не измеряют внутреннюю прочность бетонного массива, они дают информацию о зрелости и развитии прочности бетона.
репрезентативная его часть. Преимущество таких испытаний заключается в количественном измерении прочности бетона на месте.
Их основной недостаток заключается в том, что их необходимо планировать заранее, а выдвижные элементы необходимо устанавливать в опалубку до укладки бетона. Вытягивание, конечно, создает небольшие повреждения.
Однако испытание может быть неразрушающим, если прилагается минимальное усилие отрыва, которое останавливается перед разрушением, но обеспечивает достижение минимальной прочности. Это информация, имеющая особую ценность для определения того, когда можно безопасно удалить формы.
4. Динамический неразрушающий контроль
В настоящее время метод скорости ультразвукового импульса является единственным методом этого типа, который демонстрирует потенциал для испытания прочности бетона на месте. Он измеряет время прохождения ультразвукового импульса через бетон.
Основные конструктивные особенности всех серийно выпускаемых устройств очень похожи: они состоят из генератора импульсов и приемника импульсов.
Импульсы генерируются ударно-возбуждающими пьезоэлектрическими кристаллами, подобные кристаллы используются в приемнике. Время прохождения импульса через бетон измеряется электронными измерительными схемами.
Испытания скорости импульса можно проводить как на лабораторных образцах, так и на готовых бетонных конструкциях, но на измерения влияют некоторые факторы:
- Должен быть гладкий контакт с испытуемой поверхностью; обязательна связующая среда, такая как тонкая пленка масла.
- Желательно, чтобы длина пути составляла не менее 12 дюймов (30 см), чтобы избежать ошибок, вызванных неоднородностью.
- Следует признать, что скорость пульса увеличивается при температуре ниже точки замерзания вследствие замерзания воды; от 5 до 30°C (41 — 86°F) скорость импульса не зависит от температуры.
- Наличие арматурной стали в бетоне оказывает заметное влияние на скорость импульса. Поэтому желательно и часто обязательно выбирать пути импульсов, которые избегают влияния арматурной стали, или вносить поправки, если сталь находится на пути импульсов.
Подробнее о Динамические неразрушающие испытания бетона
Области применения и ограничения
Метод скорости импульса является идеальным инструментом для определения однородности бетона. Его можно использовать как на существующих конструкциях, так и на строящихся.
Обычно, если без видимой причины обнаруживаются большие различия в скорости пульсации внутри конструкции, есть веские основания предполагать наличие дефектного или испорченного бетона.
Высокие показания скорости импульса обычно указывают на хорошее качество бетона. Общая зависимость между качеством бетона и скоростью импульса приведена в табл.
Table: Quality of Concrete and Pulse Velocity
| General Conditions | Pulse Velocity ft/sec |
| Excellent | Above 15,000 |
| Good | 12,000-15,000 |
| Questionable | 10,000-12,000 |
| Poor | 7,000-10,000 |
| Very Poor | below 7,000 |
Fairly good correlation can be obtained between cube compressive strength and pulse velocity.
Эти соотношения позволяют прогнозировать прочность конструкционного бетона с точностью ± 20 % при условии, что типы заполнителей и пропорции смеси постоянны.
Скоростно-импульсный метод был использован для изучения воздействия на бетон замораживания-оттаивания, воздействия сульфатов и кислых вод. Как правило, степень повреждения связана со снижением скорости пульса. Трещины также могут быть обнаружены.
Однако следует проявлять большую осторожность при использовании измерений скорости пульса для этих целей, поскольку результаты часто трудно интерпретировать. Иногда импульс не проходит через поврежденную часть бетона.
Метод импульсной скорости можно также использовать для оценки скорости затвердевания и набора прочности бетона на ранних стадиях, чтобы определить, когда снимать опалубку. В опалубке должны быть вырезаны отверстия, чтобы датчики могли находиться в непосредственном контакте с бетонной поверхностью.
По мере старения бетона скорость увеличения скорости пульса замедляется гораздо быстрее, чем скорость развития прочности, так что за пределами прочности от 2000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм (от 13,6 до 20,4 МПа) точность определения прочности составляет менее ± 20%.
Точность зависит от тщательной калибровки и использования тех же пропорций бетонной смеси и заполнителя в испытательных образцах, используемых для калибровки, что и в конструкции.
Таким образом, ультразвуковые тесты скорости импульса имеют большой потенциал для контроля бетона, особенно для установления однородности и обнаружения трещин или дефектов. Его использование для прогнозирования силы гораздо более ограничено из-за большого количества переменных, влияющих на соотношение между силой и скоростью пульса.
5. Радиоактивные методы неразрушающего контроля
Радиоактивные методы испытаний бетона можно использовать для обнаружения расположения арматуры, измерения плотности и, возможно, установления наличия сот в бетонных конструкциях. Гамма-радиография получает все большее распространение в Англии и Европе.
Оборудование довольно простое, а эксплуатационные расходы небольшие, хотя начальная цена может быть высокой. Бетон толщиной до 18 дюймов (45 см) можно исследовать без труда.
Цель неразрушающего контроля бетона
Разработаны или разрабатываются различные методы неразрушающего контроля (НК) для исследования и оценки бетонных конструкций.
Данные методы предназначены для оценки прочности и других свойств; мониторинг и оценка коррозии; измерение размера и покрытия трещины; оценка качества затирки; обнаружение дефектов и выявление относительно более уязвимых мест в бетонных конструкциях.
Многие методы неразрушающего контроля, используемые для испытаний бетона, берут свое начало в испытаниях более однородных металлических систем. Эти методы имеют прочную научную основу, но неоднородность бетона несколько затрудняет интерпретацию результатов.
Может быть много параметров, таких как материалы, смесь, качество изготовления и окружающая среда, которые влияют на результаты измерений.
Кроме того, эти тесты измеряют некоторые другие свойства бетона (например, твердость), и результаты интерпретируются для оценки других свойств бетона, например, твердости.