качества бетонных конструкцийКачество бетонных и железобетонных изделий и конструкций в значительной степени зави-сит от эффективного и действенного контроля прочности и однородности бетона, защитного слоя бетона и расположения арматуры, напряжений в арматуре предварительно напряженных железо-бетонных конструкций.

Прочность бетона может определяться стандартными методами путем изготовления и испытания образцов. Однако достоверность контроля прочности и однородности бетона по стандартным образцам является недостаточной из-за ряда причин: объем испытания стандартных образцов не превышает 0,01 % уложенного в конструкцию бетона, условия виброформования и режимы твердения образцов и кон-струкций различны, стандартными методами невозможно определить однородность бетона в изделии и прочность отдельных его участков. При обследовании конструкций зданий и сооружений стандартные методы испытания бетона вообще неприменимы.

Перечисленные недостатки стандартных методов испытания прочности бетона обусловили разви-тие неразрушающих методов контроля и методов, связанных с испытаниями бетона в нестандартных образцах, извлекаемых из конструкции.

Для неразрушающего контроля (НК) прочности бетона используются приборы, основанные на ме-тодах местных разрушений (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, отрыв стальных дисков), ударно-го воздействия на бетон (ударный импульс, упругий отскок, пластическая деформация) и ультразвуко-вого прозвучивания.

При обследовании монолитных конструкций и больших массивов бетона применение ударно-импульсных и ультразвуковых приборов должно сочетаться с испытаниями бетона методами отрыва со скалыванием, скалывания ребра или отбора образцов (кернов).

При выборе методов НК и приборов для проведения испытаний бетона пользователь должен знать их особенности и рекомендуемые области применения.

Достаточно полно методы НК классифицированы в работах Б.Г. Скрамтаева и М.Ю. Лещинского «Испытание прочности бетона» (М., 1964) и М.Г. Коревицкой «Неразрушающие методы контроля качест-ва железобетонных конструкций» (М., 1989). В этих изданиях даны рекомендации по выбору методов и средств НК в зависимости от вида контролируемого изделия и условий его эксплуатации.

Однако современная приборная база НК существенно отличается от рекомендуемой авторами. С начала 90-х годов ХХ века активно ведется разработка и производство приборов НК нового поколения с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиваются их функциональные возможности.

Особого внимания заслуживают методы отрыва со скалыванием, скалывания ребра и отрыва стальных дисков, которые часто называют методами местных разрушений. Эти методы характеризуются большей точностью по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.

В настоящее время в РФ выпускается несколько модификаций сертифицированных приборов, реализующих перечисленные методы (таблицы 1 и 2).

Таблица 1. Отрыв со скалыванием


Тип Предельное усилие вырыва, кН, индикация Тип анкера Предел погреш­ности, % Масса, кг Изготовитель
ПОС-30МГ4 30 цифровая II-30, II-35 ±2 3,5 СКБ «Стройприбор», Челябинск
ПОС-50МГ4 60 цифровая II-30, II-35, II-48 ±2 5,0 СКБ «Стройприбор», Челябинск
ПОС-2МГ4 2 цифровая спиральный для ячеистых бетонов ±3 1,1 СКБ «Стройприбор», Челябинск
ПБЛР 50 манометр III-35 ±4 4,0 ИТЦ «Контрос», Москва
ВМ-2.4 30 стрелочный индикатор I-35, II-35 ±3 3,2 ВЗ «Эталон», Москва
Оникс-ОС 50 цифровая II-35, II-48 ±2 4,0 НПП «Интерприбор», Челябинск


Таблица 2. Скалывание ребра




Тип

Предельное усилие, кН,
индикация


Размер грани
контролируемого изделия, мм



Предел погреш­ности, %



Масса, кг



Изготовитель



ПОС-30МГ4 «Скол»



30 цифровая



200…400



±2



7,9



СКБ «Стройприбор», Челябинск



ПОС-50МГ4 «Скол»



60 цифровая



200...600



±2



9,8



СКБ «Стройприбор», Челябинск


Приборы, основанные на методах местных разрушений, применяются в основном в монолитном до-мостроении и при обследовании конструкций зданий и сооружений. Недостатки этих методов обусловле-ны повышенной трудоемкостью и необходимостью определения оси арматуры и глубины ее залегания, что ограничивает их применение при определении прочности бетона отдельных конструкций или их уча-стков, а также при уточнении градуировочных зависимостей ультразвуковых и ударно-импульсных при-боров в соответствии с ГОСТ 22690.

НК прочности бетона выполняется, как правило, высокопроизводительными приборами после уста-новления корреляции их косвенной характеристики (базовой зависимости) с фактической прочностью контролируемого бетона. Для этих целей применяются приборы ударного действия, основанные на мето-дах ударного импульса (упругого отскока, пластической деформации) и ультразвуковые измерители ско-рости (времени) распространения УЗ колебаний в бетоне. Характеристики основных приборов ударного действия, выпускаемых в РФ, приведены в табл. 3.

Таблица 3




Тип

Диапазон, МПа индикация Основная погрешность %, не более Количество базовых градуировок Объем памяти связь с ПК Масса, кг

Изготовитель



ИПС-МГ4.01



3...100



цифровая



±10



1



500 /



RS-232



0,85



СКБ «Стройприбор», Челябинск



ИПС-МГ4.03



3...100



цифровая



±8



44



15000 /



USB



0,85



СКБ «Стройприбор», Челябинск



Beton Pro



Condtrol



3...100



цифровая



±10



1



1000 /



RS-232



0,95



НПП «Кондтроль», Челябинск



Оникс-2,5



0,5...100



цифровая



±8



12



18000 /



USB



0,3



НПП «Интерприбор», Челябинск



ОМШ-1



5...40



стрелочная



ок ±20



нет



нет



1,5



Фирма ВНИР, Москва, ИТЦ «Контрос», Москва



Молоток



Кашкарова



5...40



нет



ок ±20



нет



нет



1,2



Фирма ВНИР, Москва, ИТЦ «Контрос», Москва


Следует отметить, что погрешности приборов, указанные в табл. 3, обеспечиваются после уточнения их базовых градуировок в соответствии с требованиями ГОСТ 22690 либо в случае установления пользо-вателем индивидуальных градуировок для конкретного вида бетона (в приборах типа ИПС предусмотрена возможность установления до 20 индивидуальных градуировок).

Характеристики ультразвуковых приборов, выпускаемых в РФ и Молдове, приведены в табл. 4.

Таблица 4




Тип



База прозвучивания, мм



Диапазон измерения времени, мкс



Предел погрешности измерения времени, %



Рабочая частота, кГц



Масса, кг



Изготовитель



УК1401



150



15...100



±1



70



0,35



ООО АКС,



Москва



УК-14ПМ*



120



20...9900



±(0,01Т+0,1)



20...300



2,3



АО «Интроскоп», Молдова



УК-10ПМС*



--



10...5000



±0,5



25...1000



8,7



АО «Интроскоп», Молдова



Пульсар 1.0*



120



10...9999



±1



ок 60



1,04



НПП «Интерприбор», Челябинск



Бетон-32*



120



15...6500



±(0,01Т+0,1)



ок 60



1,4



ИТЦ «Контрос», Москва



УКС-МГ4*



110



15...2000



±(0,01Т+0,1)



60…70



0,95



СКБ «Стройприбор»,



Челябинск



А1212



Дефектоскопия и толщинометрия бетона на глубину до 1050 мм



20...150



1,6



ООО АКС,



Москва


При использовании ультразвуковых приборов для определения прочности бетона следует учиты-вать, что диапазон контролируемых прочностей ограничивается классами В7,5...В35 (10...40 МПа) со-гласно ГОСТ 17624-87. При более высоких прочностях возможна лишь дефектоскопия бетона и локали-зация скрытых дефектов (трещины, раковины, несплошности).

Контроль прочности ударными и ультразвуковыми методами ведется в поверхностных слоях бетона (кроме сквозного УЗ-прозвучивания), в связи с чем состояние поверхностного слоя может оказывать существенное влияние на результаты контроля. В случаях воздействия на бетон агрессивных факторов (химических, термических или атмосферных) необходимо выявить толщину поверхностного слоя с нарушенной структурой.

Подготовка бетона таких конструкций для испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность бетона в этих случаях необходимо определять преимущественно приборами, основанными на методах местных разрушений, либо путем отбора образцов. При использовании же ударно-импульсных и ультразвуковых приборов контролируемая поверхность должна иметь шероховатость не более Ra 25, а градуировочные характеристики приборов требует уточнения.

Пользователь должен знать, что базовая либо типовая градуировочная зависимость, с которой может поставляться прибор, с достаточной степенью точности воспроизводит прочность бетона того вида (класса), на котором прибор калибровался. Изменение вида крупного заполнителя, влажности, возраста бетона и условий его твердения приводит к увеличению погрешности измерений. Для ультразвуковых приборов перечень факторов, влияющих на точность измерений, еще шире (Лещинский М.Ю. Испытание бетона. М., 1980).