Контроль прочности бетона в конструкциях
Проверка прочности бетона по результатам испытаний куба-образца на сжатие не может в полной мере удовлетворить лаборантов, проектировщиков и строителей, так как результаты испытаний образцов не всегда отражают настоящую прочность бетонных изделий и их конструкций.
В ряде случаев проверка прочности бетона испытанием стандартных образцов представляет определенные трудности. Например, часто бывает необходимо дополнительно определить прочность бетона в другие, поздние сроки, чем планировалось заранее. Однако отсутствие контрольных образцов не позволяет этого сделать. Невозможно оценить прочность бетона ранее возведенных сооружений и железобетонных конструкций. В таких случаях прочность бетонной конструкции проверяют высверливанием из нее цилиндров (кернов) с последующим испытанием давлением. Как правило, стержни отправляются в лабораторию с неправильными формами, требующими выравнивания и шлифовки перед испытанием на сжатие. С помощью гидравлического пресса проводят испытание на прочность бетонных цилиндров, которые подготовили заранее. Для определения марки бетона полученную прочность цилиндров умножают на коэффициент 0,8. Однако этот метод не может быть использован для испытания на прочность определенных сборных железобетонных конструкций по причине малой их толщины и высокого процента армирования. Эти конструкции должны быть подвергнуты неразрушающему контролю.
Существует ряд механических и физических методов, позволяющих определять прочность и однородность бетона в разных местах железобетонных изделий и конструкций не позволяя разрушить их. В этих методах используются различные приспособления, основанные на принципе достижения пластической деформации поверхности бетона частичным погружением в неё металлического шарообразного бойка с ударом с определенной силы, а также на принципе упругого отскока поверхности бетона и получении амплитуды упругой деформации. Одним из таких инструментов является шариковый молоток.
При испытании бетона эталонным молотком делают не менее десяти ударов в различных местах по длине или лицевой стороне конструкции. При испытании необходимо осуществлять контроль за тем, чтобы ось головки молотка всегда находилась в положении перпендикулярном поверхности конструкции, которая подвергается испытанию. После каждого удара эталонный стержень перемещается в чашке молотка так, чтобы межцентровое расстояние между соседними отпечатками составляло не менее 10 мм. Удары по поверхности испытуемой конструкции должны наноситься на расстоянии, которое не должно быть больше 30 мм.
Диаметры отверстий на бетонной поверхности и эталонном стержне измеряют с погрешностью 0,1 мм транспортными линейками, состоящими из двух стальных угломеров.
В настоящее время широко применяются физические методы проверки прочности железобетонных изделий, а также их конструкций. Эти методы можно разделить на импульсный, ударный, резонансный и радиометрический.
Импульсный ультразвуковой метод испытания бетона на прочность основан на измерении распространения продольных ультразвуковых волн в бетоне и степени их затухания. Специалисты составляют графики зависимости скорости ультразвука от прочности бетона и, таким образом, определяют прочность контролируемой конструкции.
Проверка прочности бетона ударно-волновым методом основана на измерении скорости распространения продольных волн, вызванных механическими ударами в бетоне.
Резонансный или вибрационный метод проверки прочности бетона в конструкции основан на определении частоты собственных колебаний и их демпфирующих свойств.
Радиометрический метод испытаний заключается в измерении интенсивности потока радиоактивных лучей, которые пронизывают контролируемый объект. По изменению интенсивности этих лучей оценивают плотность бетона, его объёмной массы и другие свойства. Этот метод также используется для обнаружения скрытых дефектов в железобетонных конструкциях.