Nedestruktivní metody kontroly pevnosti poskytují rychlé a spolehlivé posouzení stavu materiálů a konstrukcí, což je velmi důležité pro stavební inženýry, jejichž činnost souvisí s technickým provozem budov a staveb. Jedním z hlavních směrů v oblasti investiční výstavby v současné fázi jsou rekonstrukce budov a staveb. S tím související potřeba zkoumání technického stavu objektů rekonstrukcí, studium fyzikálních a mechanických vlastností stavebních materiálů přímo v budovách a konstrukcích vyžaduje další zdokonalování metod nedestruktivního řízení. Současné normy zajišťují kontrolu pevnosti betonu v konstrukcích bez jejich zničení v podnicích stavebního průmyslu, což ve srovnání s konvenčními mechanickými zkouškami umožňuje rychle provádět nejen selektivní zkoušky, ale také provádět nepřetržitou kvalitu. kontrola všech produktů.
V současné době existuje mnoho testovacích metod přímo v produktech a strukturách:
zkoušení betonu v konstrukcích metodou lokální destrukce (metoda střelná, trhací zkouška);
zkoušení betonu mechanickými zařízeními (stanovení tvrdosti povrchu, zkouška elastického odskoku atd.);
elektronicko-akustické metody (ultrazvuková defektoskopie, pulzní a rezonanční zařízení);
rentgenové a radiometrické metody (radiační defektoskopie, rentgenové přístroje, izotopová metoda);
magnetické a elektromagnetické zkušební metody.
Nedestruktivní zkušební metody se používají ke stanovení pevnosti betonu v tlaku, která je definována jako funkce , kde xi– mechanické nebo fyzikální vlastnosti betonu získané empiricky.
Mechanické metody umožňují stanovení pevnosti podle výsledků měření mechanických charakteristik x přístrojii pomocí kalibračních tabulek a tabulek. Metoda plastické deformace je založena na vztahu mezi pevností betonu a velikostí otisků na povrchu betonu, které se získávají lisováním razidla za působení lisu (statické zatížení) nebo za působení rázu (dynamické zatížení). Sclerometry umožňují určit sílu podle velikosti odrazu při dopadu na beton. Fyzikální metody jsou založeny na závislosti pevnosti betonu na fyzikálních vlastnostech:
ultrazvukové přístroje jsou založeny na měření doby šíření ultrazvuku v betonu a sondážní základně, které počítají rychlost ultrazvukové vlny (Vy3) A.
radioizotopové přístroje jsou založeny na stanovení hustoty (ρ) podle intenzity-záření a podle předem stanovených závislostí.
Při použití nedestruktivních přístrojů má velký význam jejich kalibrace. Při kalibraci jsou vzorky materiálu testovány pomocí nedestruktivních testovacích zařízení a následně podrobeny destrukci na hydraulickém lisu. Na základě získaných výsledků se sestrojí kalibrační graf (nebo tabulky) v závislosti na pevnosti v tlaku R na odečtech kalibrovaného zařízení xi:.
Každá z nedestruktivních metod poskytuje informace pouze o některých vlastnostech materiálů, nemůže být univerzální a zcela nahradit mechanické zkoušky. V tomto ohledu lze nejúplnější a nejobjektivnější výsledky získat při komplexním použití fyzikálních a mechanických kontrolních metod. To umožňuje určit strukturu materiálu, jeho homogenitu, identifikovat vady v provedení, získat informace o fyzikálních a mechanických vlastnostech materiálů. Použití statistických metod pro sledování pevnosti betonu rozšiřuje naše chápání kritérií kvality materiálů.
Nedestruktivní metody jsou nejvhodnější pro stanovení pevnosti, deformace a dalších fyzikálních a mechanických vlastností stavebních materiálů v podmínkách, kdy jsou tyto vlastnosti stanoveny pro konstrukce stavěných a provozovaných budov a staveb. Místa odběru vzorků pro laboratorní zkoušky a místa zkoušení nedestruktivními metodami by měla být instalována v charakteristických oblastech konstrukcí s přihlédnutím k aktuálnímu zatížení a nárazům, napěťově-deformačnímu stavu zkoumaných prvků a konstrukčním řešením. Tato místa mohou být také určena skupinami podobných konstrukčních prvků za účelem získání souboru dat pro statistické zpracování.
Pozornost je třeba věnovat zajištění únosnosti a použitelnosti konstrukcí oslabených vzorkováním.
Nedestruktivní metody se používají ke stanovení pevnosti betonu v tlaku (což znamená krychlovou pevnost betonu R), který je definován jako funkceR=f(xi) jakékoli mechanické nebo fyzikální vlastnosti betonu získané experimentálně. Existují mechanické metody, kdy na základě výsledků měření mechanických vlastností betonu přístroji,хi k určení hodnoty použijte tabulky a grafyR, a fyzikální metody, pomocí kterých se zjišťuje krychlová pevnost jako funkce fyzikálních charakteristik, získané také experimentálně.
Kalibrační tabulky a grafy pro konkrétní konstrukce jsou specifikovány na základě výsledků zkoušek vzorků betonu (krychle o straně 7,07 cm), vyříznutých z tělesa konstrukcí (minimálně tři vzorky), nebo zkoušek odtrhovou metodou s štěpkování podle GOST 21293-75, popsané níže.
Během procesu průzkumu, při zjišťování údajů o pevnosti betonu v jedné konstrukci nebo mezi různými konstrukcemi, se doporučuje vybrat oblasti s obecnými pevnostními charakteristikami betonu na základě skutečnosti, že variační koeficient pevnosti betonu pro každou sadu by měl být VR≥0,135 a pevnost betonu by měla být v rámciR=(0,7)RKdeR — průměrná hodnota pevnosti. Do uvedeného vzorku nejsou zahrnuty jednotlivé části konstrukcí nebo jednotlivé konstrukce s výraznými vadami.
Hlavní zkušební metody používané pro stanovení pevnosti betonu přímo v konstrukcích provozních budov a konstrukcí jsou uvedeny v tabulce. 3.1.
Z mechanických metod je jednou z nejrozšířenějších metoda plastické deformace, založená na vztahu R a rozměrů vtisků na betonovém povrchu, které se získávají vtlačením razidla při statickém nebo dynamickém zatížení. Otisk na povrchu betonu (jeho geometrické rozměry) charakterizuje plastickou (resp. elastoplastickou) deformaci betonu při statickém zatížení působením lisů a při dynamickém zatížení vlivem rázu.
Metoda odlupovací zkoušky je založena na definiciR silouR, potřebné pro odtržení a odštípnutí kusu betonu z tělesa konstrukce, k čemuž se do betonu instalují kotvicí zařízení ve vyvrtaných otvorech, zatmelených cementovou maltou, které se pak speciálními zařízeními vytahují. Možná instalaceR pevností v odlupování betonu, kdy se podobná zařízení používají k odtržení ocelového kotouče přilepeného k povrchu betonového prvku epoxidovým lepidlem. Pevnost betonu lze také určit měřením smykové síly části betonu v žebru konstrukce. Kromě toho se pro testování pevnosti pórobetonu používá metoda, která zahrnuje vytažení šroubových tyčí předem zašroubovaných do tělesa betonu.
Metoda založená na měření odrazu odpružených kladívek (sklerometrů) od povrchu betonu charakterizuje pevnost betonu velikostí odrazu při nárazu do betonu.
Mezi fyzikálními metodami pro stanovení pevnosti betonu v konstrukci se rozšířily pulzní a radioizotopové metody.
Z pulzních metod jsou široce používány ultrazvukové, založené na měření doby šíření ultrazvuku v betonu a sondážních podkladech, ze kterých se vypočítává rychlost ultrazvukové vlny a jak je její funkce určena pevností betonu.R.
Metoda rázových vln je založena na měření rychlosti šíření podélných vln v betonu νudzpůsobené mechanickým nárazem rukou nebo elektrickým kladivem. Další podle závislostiR— nud zjistit pevnost betonu.
Radioizotopová metoda umožňuje určit hustotu betonu pνa podle předem stanovených závislostíR– Rνodhalit pevnost pórobetonu. Je založena na využití γ-paprsků, jejichž zdrojem jsou radioaktivní izotopy.
Často se při zkoumání betonových a železobetonových konstrukcí musí stanovení pevnosti betonu nedestruktivními metodami provádět při absenci vztahu „nepřímá charakteristika-pevnost“ zkoumaného betonu pro konkrétní konstrukci. Aby se snížily chyby při určování R Doporučuje se provádět komplexní zkoušky betonu, včetně stanovení pevnosti betonu destruktivními metodami ve vzorcích získaných z tělesa zkoumané konstrukce vyříznutím vzorků správného tvaru (válcové kostky) v souladu s GOST 10180-78 a jádra nebo vzorky nepravidelného tvaru s použitím metod ražení nebo štípání a paralelního stanovení pevnosti betonu několika nedestruktivními metodami.
Na základě získaných výsledků se zjistí nejspolehlivější hodnota veličiny R. V tomto případě je žádoucí kombinovat jak mechanické, tak fyzikální metody pro stanovení pevnosti betonu.
Ke stanovení deformačních charakteristik betonu v provozní konstrukci lze použít metodu zkoušení betonu štěpkováním: Speciální zařízení, jehož princip činnosti je blízký provozu zařízení GPNS-4, umožňuje získat hodnotu absolutní deformace betonu při stupňovitém zatížení působícím na kotvu vytrženou z betonu. Na základě těchto dat se sestrojí vztahy „přetvoření-napětí“ nebo „přetvoření-relativní napětí“ a vypočítá se modul přetvoření betonu.
Obecná doporučení pro výběr zkušebních metod v závislosti na aplikaci jsou uvedena v tabulce. 4.4 a výběrem typu zařízení v závislosti na pevnosti betonu v tabulce. 4.5.
Je třeba poznamenat, že ze všech fyzikálních a mechanických metod uvažovaných pro stanovení pevnosti betonu v konstrukcích jsou nejspolehlivější údaje získány z odtrhových a třískových zkoušek. Proto je vhodné používat tuto metodu souběžně s ostatními pro kontrolu a objasňování výsledků testů.
