Я говорю своим ученикам: вы должны вкладывать в работу три вещи. Первая – это усердие, вторая – любовь, а третья – страдание. Гленн Мёркатт (р. 1936)     /      Никогда не отказывайтесь от работы, считая ее ниже своего достоинства. Джулия Морган (1872-1957)      /      Остерегайтесь чрезмерной самоуверенности, особенно в отношении строительных конструкций. Касс Гилберт (1859-1934)      /      Противоречия порождают жизненную силу. Кэндзо Танге (1913-2005)      /      Мы не выполняем работу. Я считаю, что, по сути, мы – первооткрыватели. Гленн Мёркатт (р. 1936)      /      Меньше значит больше. Людвиг Мис ван дер Роэ (1886-1969)      /      1) Сексуальная жизнь 2) Сон 3) Домашние животные 4) Садоводство 5) Личная гигиена 6) Защита от непогоды 7) Домашняя гигиена 8) Обслуживание автомобиля 9) Приготовление пищи 10) Отопление 11) Солнечное освещение 12) Работа: Все эти требования необходимо учитывать при строительстве дома. Ханнес Мейер (1889-1954)      /      Очень часто приходится пренебрегать мнением клиентов в их же интересах. Джон Йохансен (1916-2012)      /      Строительство – это не наука. Наука изучает отдельные явления, чтобы вывести общие законы. Инженерное проектирование использует эти законы, чтобы решать конкретные практические задачи. В этом оно ближе к искусству или ремесленничеству. Ове Аруп (1895-1988)      /      Я не бог, но я гарантирую. Иван Баяндин (р.1956).
Сравнительный анализ прочности бетона...

 

Сравнительный анализ прочности бетона, определенной методами разрушающего и неразрушающего контроля

При обследовании несущих строительных конструкций зданий и сооружений, в соответствии с источником [5], определяется прочность бетона на одноосное сжатие.

Известно, что в бетонных и железобетонных конструкциях прочность бетона определяют механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-88, и разрушающего контроля образцов, отобранных из конструкций по ГОСТ 28570-90 и контрольных образцов по ГОСТ 10180 90.

Для определения прочности бетона в конструкциях методами неразрушающего контроля, в соответствии с требованиями гл. 3 ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля», предварительно устанавливают градуировочную зависимость между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы). При обследовании конструкций ГОСТ допускает применять градуировочную зависимость, установленную для бетона отличающегося от испытываемого с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9 источника [1].

При построении градуировочной зависимости проводят испытания предварительно изготовленных кубов бетона, обжатых в прессе, известными методами неразрушающего контроля (пластической деформации, ударного импульса, упругого отскока), образцов, отобранных из конструкции на участке, на котором предварительно проводятся вышеназванные испытания с последующим их разрушением.

Предприятия – изготовители современных приборов неразрушающего контроля в процессе их конструирования и апробирования формируют базовые градуировочные зависимости на основании результатов параллельных испытаний образцов – кубов, изготовленных из бетонов основного ряда классов с различными видами заполнителей, неразрушающими методами по ГОСТ 22690-88 и затем в прессе (разрушением) по ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Приборы оснащаются базовыми градуировочными зависимостями и закладываются в электронную программу прибора, либо, если прибор механического действия, поставляются с градуировочными зависимостями в виде графиков, таблиц, формул.

Практика показывает, что значения прочности бетона, определенные приборами неразрушающего контроля, в ряде случаев, существенно отличаются от значений прочности бетона, определенных разрушающим контролем образцов, отобранных из обследуемой конструкции.

В статье дается сравнительный анализ результатов определения прочности бетона методами разрушающего и неразрушающего контроля. Определены причины расхождений величин прочности бетона. Определен коэффициент Кс для корректировки базовых градуировочных зависимостей, в соответствии с методикой приложения 9 источника [1].

Исследовался тяжелый бетон сборных и монолитных железобетонных конструкций строительных объектов Перми и Пермского края.

При испытаниях бетона использованы следующие приборы неразрушающего контроля: гидропресс измерителя прочности бетона «Оникс – ОС» (предприятие – изготовитель - Научно-производственное предприятие «Интерприбор», г. Челябинск), реализующий метод отрыва со скалыванием – локального разрушения путем вырыва стандартного анкерного устройства №III или №II; склерометр «ОМШ-1 ВК 15.00.000 ПС» (предприятие – изготовитель - Научно-технический центр средств контроля качества «Контрос», г. Солнечногорск, Московской области, реализующий метод упругого отскока, измеритель прочности бетона ИПС-МГ4 (предприятие – изготовитель - Специальное конструкторское бюро «Стройприбор», г. Челябинск), реализующий метод ударного импульса.

Испытания образцов, отобранных из конструкций, разрушающим контролем, проведены следующими лабораториями:

1. Региональная испытательная лаборатория цементов Пермского Государственного технического университета (Кафедра строительных материалов и специальных технологий).

2. ООО «Испытательная лаборатория Оргтехстроя» (Аттестат аккредитации Ростехрегулирования № РОСС RU.0001.21 СЛ 55 от 04 марта 2009 г.).

3. Лаборатория ООО «Краснокамский завод ЖБИ», г. Краснокамск, Пермского края.

В нижеприведенных таблицах №№1 - 4 проведены сопоставления результатов, полученных при испытаниях бетона конструкций методами разрушающего и неразрушающего контроля, на конкретных объектах. Для подсчета погрешности между лабораторными испытаниями (прессом) и приборами неразрушающего контроля за основной (100%) принят метод лабораторных испытаний (пресс).

 


Таблица 1

Определение прочности бетона конструкций фундамента
насосной станции промышленных стоков ЦБК «Кама» в
г. Краснокамске Пермского края


№ участка

Метод упругого отскока, кГс/см2 /% относительно пресса

Метод ударного импульса,

кГс/см2/% относительно пресса

Лабораторные испытания в прессе, кГс/см2/100%

1

411,9/77

406,1/75

538.0/100

2

415,4/65

399,3/63

637,0/100

3

408,5/83

396,3/81

491,0/100

Среднее значение

411,93/70

397,11/68

588/100

Коэффициент уточнения градуировочной зависимости Кс

1,35

1,39

-

 

 

Таблица 2

Определение прочности бетона контрольных образцов (стандартных кубов), изготовленных на ООО «Краснокамский завод ЖБИ», г. Краснокамск Пермского края. (Испытания проведены лабораторией завода)

№ образца

Прочность бетона образца при испытаниях методом разрушения (пресс)(кГс/см2)(МПа) Прочность бетона образца при испытаниях методом неразрушающего контроля

Прочность бетона образца при испытаниях методом неразрушающего контроля
(ОМШ – 1)
(кГс/см2)
(МПа)

Расхождение результатов единичных показаний прочности между прибором ОМШ – 1 и прессом (%)

Среднее значение прочности бетона в серии по испытаниям в прессе (кГс/см2) (МПа)

Среднее значение прочности бетона в серии по испытаниям прибором ОМШ – 1

(кГс/см2) (МПа)

Коэффициент уточнения градуировоч-ной зависимости Кс

1

440

171

61

553,3

178,3

3,10

2

567

166

71

3

545

173

68

4

502

176

65

5

573

171

70

6

605

184

69

7

625

184

71

8

591

201

66

9

532

179

66

 

Таблица 3

Определение прочности бетона диафрагм жесткости монолитного железобетонного здания жилого дома по ул. Вильямса, 37 «б» в Орджоникидзевском районе г. Перми

Этаж

Метод отрыва со скалыванием, МПа

Метод упругого отскока, МПа

Метод ударного импульса, МПа

Лабораторные испытания в прессе, МПа

Цокольный

27,3

25,8

26,7

26,3

1

28,5

30,5

28,8

28,2

2

28,1

25,5

26,1

26,0

3

30,8

30,0

29,5

30,8

Среднее значение

28,7

28,0

27,9

27,8

Коэффициент уточнения градуировочной зависимости Кс

___

1,03

1,03

___

 

Таблица 4

Определение прочности бетона конструкций монолитного железобетонного ростверка фундамента здания по ул. Крисанова, 12 «а» в Ленинском районе г. Перми

№ участка

Метод упругого отскока, кГс/см2 /% относительно пресса (при наличии поверхностного слоя бетона)

Метод упругого отскока, кГс/см2 /% относительно пресса (после удаления поверхностного слоя бетона)

Лабораторные испытания в прессе, образцов- цилиндров, отобранных из конструкции кГс/см2/100%

1

141,9/62

206,1/90

228.0/100

2

165,4/70

219,3/93

237,0/100

3

178,5/74

226,3/94

241,0/100

Среднее значение

161,9/69

217,2/92

235/100

Коэффициент уточнения градуировочной зависимости Кс

1,45

1,08

_____________

На основании анализа и синтеза результатов испытаний выявлены следующие причины расхождений величин прочности тяжелого бетона на одноосное сжатие методами разрушающего контроля в сравнении с неразрушающими методами контроля:

1. Разница в результатах исследований между испытаниями в прессе (методом разрушения – одноосного сжатия) и приборами неразрушающего контроля ОМШ – 1 (методом неразрушающего контроля – упругого отскока) и ИПС-МГ4 (методом неразрушающего контроля – ударного импульса) объясняется тем, что приборы неразрушающего контроля по условиям испытаний использовались для определения прочности поверхностного слоя. Поверхностный слой характеризуется по составу меньшим количеством крупного заполнителя и большим количеством цементного раствора. Вследствие этого поверхностный слой обладает меньшими прочностными характеристиками, чем основной массив, и класс бетона поверхностного слоя на одну – две ступени ниже класса бетона основного массива конструкции.

2. Разница в результатах исследований между испытаниями в прессе (методом разрушения – одноосного сжатия) и методом неразрушающего контроля – отрыва со скалыванием (прибор «ОНИКС – ОС» минимальна и находится в пределах допускаемой относительной погрешности прибора (2%). Тем самым полученные данные подтверждают возможность использования метода неразрушающего контроля – отрыва со скалыванием, без установления индивидуальных градуировочных зависимостей при использовании стандартного анкерного устройства, что согласуется с требованиями п.3.14 источника [1]. Анализ данных результатов предполагает также, что на глубине 30 – 40 мм от поверхности бетонных конструкций прочностные характеристики бетона стабилизируются и основной массив бетона приобретает устойчивую равнопрочность материала при достаточном качестве основных циклов производства работ (укладки, уплотнения, прогрева при отрицательных температурах, выдерживания бетона).

Анализом результатов испытаний установлено:

1. независимо от способа исследования железобетонных конструкций, прочность бетона имеет тенденцию нарастания с поверхности в глубину массива, и на некоторой глубине от поверхности прочностные характеристики бетона стабилизируются и основной массив бетона приобретает устойчивую равнопрочность материала. Следовательно, для достоверности получаемых значений прочности неразрушающими методами (пластической деформации, ударного импульса, упругого отскока) необходимо перед испытаниями снимать поверхностный слой бетона.

2. устойчивая закономерность: чем выше прогнозируемый (проектный) класс исследуемой конструкции, тем большая разница полученных величин прочности в сравнении разрушающего метода (пресс) с неразрушающими методами контроля. Выявленная закономерность предполагает следующее:

2.1. Для малых и средних классов бетона (В7,5 – В25) нарастание прочности с поверхности в глубинные слои плавное, то есть прочность поверхностных слоев соизмерима с прочностью основного массива;

2.2. Для высоких классов бетона (В25 – В40) нарастание прочности с поверхности в глубинные слои резкое, то есть прочность поверхностных слоев значительно ниже прочности основного массива;

2.3. Для малых и средних классов бетона (В7,5 – В25) корректно использование неразрушающих методов контроля с базовыми настройками приборов, полученными при сопоставительных испытаниях с разрушающим методом в процессе конструирования прибора на предприятии – изготовителе, согласующимися с требованиями источника [1];

2.4. Для высоких классов бетона (В25 – В40) использование неразрушающих методов контроля допустимо только в строгом соответствии табл. 1, п.3.14 и прил. 9 источника [1], то есть с корректировкой коэффициента Кс градуировочной зависимости для бетонов, отличающихся от испытываемых (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности) в соответствии с предлагаемой методикой источника [1].

Список литературы

1. ГОСТ 22690 88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля. М., 1989 г.-16 с.

2. ГОСТ 18105 86. Бетоны. Правила контроля прочности. М., 1987 г.- 15 с.

3. ГОСТ 28570 90. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций. М., 1991 г.- 15 с.

4. ГОСТ 10180 90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М., 1991 г.- 27

5. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. СП 13-102-2003/ Госкомитет РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (Госстрой России). М., 2004 г.-27 с.

 

Комментарии 

 
0 #5 Павел Шварц 17.11.2015 01:05
Статья очень полезная и интересная.
Хорошо бы добавить в статью следующие данные
1. Подробное описание, как отбирались образцы или использовались контрольные кубы.
2. В каких условиях хранились контрольные кубы.
3. Возраст бетона.
4. Характеристики среды эксплуатации бетона.
5. На какую глубину удалялся поверхностный слой.
По прочтения статьи определенно можно сделать только вывод о том, что неразрушающий контроль должен сопровождаться отбором и испытанием образцов для получения тарировочных зависимостей.
Остальные выводы не однозначны и все вытекают из приведенных результатов.
Жаль, что отрыв со скалыванием использовался только в одной серии - интересно было бы посмотреть как он себя проявил бы там где имел место значительный разброс.
Цитировать
 
 
0 #4 Артем Николаевич 10.01.2012 07:56
Это получается, что неразрушающие методы дают немного заниженную прочность, т.е. при любом расчете конструкции коэффициент "спокойного сна" уже заложен, если в расчет взять значение прочности бетона, полученное неразрушающим методом))))!
Цитировать
 
 
+2 #3 Ю.Л. 15.09.2011 21:49
1 С выводами согласен, но есть еще факторы, влияющие на разницу величин прочности неразрушающего метода в сравнении с разрушающим.
2 К сожалению, нет измерений "Пульсар-1.2"-?
Цитировать
 
 
-1 #2 Владимир Сергеевич 06.03.2011 14:30
Это что получается: все результаты, получаемые всякими склерометрами и ИПС-ками - полная чушь, которой и верить нельзя?
Цитировать
 
 
+1 #1 serg 02.02.2011 09:34
статья супер! 8)
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить