Определение прочности бетона. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля Определение прочности методом отрыва со скалыванием

Испытание бетона методом отрыва со скалыванием при правильном использовании дает наиболее точные результаты в сравнении с другими неразрушающими методами. Сотрудники лаборатории «Стандарт» проводят его с использованием оборудования, соответствующего установленным требованиям. После окончания проверки наши специалисты вычисляют нужные значения, составляют отчет и предоставляют клиенту все полученные данные.

Мы уверены в квалификации своих сотрудников и высоком качестве оборудования – точность результатов гарантирована .

Цены на услуги

Подготовительные работы и проведение испытаний

Важно учитывать, что методом отрыва – не самый быстрый вариант проверки. Перед началом исследований нужно подготовить устройство с лепестковыми анкерами и шпуры для его установки. Чтобы добиться максимальной точности измерений, отверстия, высверленные в конструкции, очищают и обеспыливают. Если температура бетона ниже -10°С, шпуры нужно вдобавок прогревать по всей длине.

Место установки анкера легко выбрать, поскольку поверхность не должна быть ровной. Кривизна конструкции может быть любой, если только она не препятствует установке прибора на тягу. Это одно из важнейших преимуществ метода.

Когда шпуры прогреты и анкеры установлены, начинаются испытания. Суть проста: анкерное устройство вырывают из конструкции вместе с куском бетона с помощью специального прибора. Нагрузку увеличивают медленно и плавно, со скоростью около 1,5-3,0 кН/с – это необходимо для большей точности результатов. Специалисты регистрируют усилие, которое пришлось приложить для разрушения конструкции, а также глубину вырыва с погрешностью не более 1 мм.

После окончания испытаний сотрудники лаборатории анализируют полученные данные. Для расчета прочности бетона они используют формулу R=m1*m2*P (расшифровка дается ниже). Анализ полученных результатов позволяет определить, обладает ли бетон достаточной прочностью и соответствуют ли его характеристики установленным требованиям и нормам.

Особенности метода

Достоинства:

• Высокая точность измерений.
• Диапазон прочности от 5 до 100 МПа. Это самый широкий диапазон, доступный при использовании неразрушающих методов.
• Испытание бетона отрывом – единственный из неразрушающих методов, для которого прописаны градуировочные зависимости. Их построение по ГОСТ 22690 не требуется. Можно использовать градуировочную зависимость в виде формулы R=m1*m2*P, где

Р – разрушающее усилие;
m1 – коэффициент, определяемый с учетом максимального размера заполнителя и равный 1, если этот размер не превышает 50 мм и 1,1, если превышает;
m2 – коэффициент перехода к прочности на сжатие. Определяется по таблице:

Недостатки:

• Не подходит для использования в густоармированных и тонкостенных конструкциях. Оптимальные характеристики постройки: ячейки армирования от 150 мм, толщина бетонного слоя от 100 мм.
• Необходимость проводить проверку не реже 1 раза каждые 2 месяца.
• Трудоемкость, дополнительные подготовительные работы.
• Трудность проверки при температуре ниже -10°С. Отверстие под анкер в таких случаях нужно прогревать как минимум до 0°С по всей длине.

Дополнительные условия:

При испытании бетона отрывом со скалыванием нужно закладывать анкер на расстоянии не менее 150 мм от края конструкции. Толщина конструкции должна превышать глубину заделки анкера минимум вдвое.

Расстояние между участками, где проводятся испытания, должно превышать пятикратную глубину заделки анкера.

Максимальная величина проскальзывания анкера – 10% глубины заложения.

ОНИКС-1.ОС (старое название ОНИКС-ОС) предназначен для определения прочности бетона и его класса методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 на объектах строительства, при обследовании зданий, сооружений и конструкций

Прибор используют для уточнения градуировочных характеристик ультразвуковых и ударно-импульсных приборов в соответствии с Методической инструкцией НИИЖБ МДС 62-2.01 и ГОСТ 22690, Прил. Ж

• В ОНИКС-1.ОС впервые применены инновационные технические решения, исключающие проскальзывание анкера и стабилизирующие конус вырыва, существенно улучшающие метрологические и эксплуатационные характеристики (патент)
• Создана эргономичная, компактная и лёгкая конструкция с двумя силовыми гидроцилиндрами-опорами, с самоустановкой оси вырыва и винтовым соединением анкера с тягой, упрощающая установку на объект во время испытаний без перекосов, регулировок и проскальзываний, а также исключающая падение прибора (патент)
• Удобный штурвал для быстрого создания предварительного натяжения анкера (с усилием до 5 кН) при установке прибора на объект контроля
• Легкая, безопасная и удобная установка прибора на объект контроля, особенно на вертикальных поверхностях, удобное горизонтальное расположение рукояти гидропривода
• Функция сигнализации превышения рабочего хода, позволяющая продлить безопасную эксплуатацию прибора
• Большой запас прочности конструкции; конструктивные элементы прибора выполнены из высокопрочных и легких материалов, минимизирующих его габариты и вес
• Приборы имеют встроенные электронику с цветным TFT дисплеем и литиевый аккумулятор большой ёмкости
• Выпускаются два варианта исполнения прибора с диапазонами нагрузок до 50 и 100 кН
• Для работы с высокопрочными бетонами существенно доработана конструкция прибора: использовано запатентованное решение с двумя приводными гидроцилиндрами, редуктором и двумя силовыми опорными цилиндрами, создающими диапазон нагрузок до 100 кН
• Возможна комплектация приборов специализированными расточными устройствами двух видов (для формирования кольцевой проточки в шпуре, обеспечивающей надежную фиксацию анкера):
•  – ручным механическим с твердосплавным режущим элементом
•  – с высокооборотным электроприводом и алмазным режущим элементом
• Новая усиленная конструкция анкеров из высокопрочной булатной стали с многократно увеличенным эксплуатационным ресурсом

Описание и технические характеристики

Вопрос-ответ

11 июля 2019, 21:31
Рафаел :  Какая полная глубина заделки анкерного устройства в бетон? Для анкера диаметром 24 мм в табл. 3 руководства по эксплуатации указаны цифры 60(75). Какую же глубину принимать?

Сергей : Глубина заделки анкера диаметром 24 мм составляет 48 мм. 75 мм - это глубина сверления отверстия под анкер. Значение 60 мм указано ошибочно.

10 апреля 2019, 14:08
Вероника :  Если дополнительно заказывать анкер он идет с комплекте с сегментами?

Павел : Нет, анкер - это одна позиция, комплект из 3-х сегментов с кольцом - другая. Их заказывают по отдельности.

24 января 2019, 13:05
Хасан :  А какой рабочий диапазон температур?

Павел : Прибор аттестован для работы в диапазоне от -10 до +40С.

25 сентября 2018, 16:41
Александр :  Если при заливке бетона использовался электропрогрев, необходимо ли в приборе устанавливать условия твердения "тепловая обработка"?

Сергей : Устанавливать условия "тепловая обработка" необходимо только при испытаниях бетона в возрасте до 28 суток, после этого срока следует работать с обычными коэффициентами.

07 августа 2018, 13:29
Артем :  Входит ли проставочное кольцо в комплект ОНИКС-1.ОС?

Сергей : С августа 2018 года приборы ОНИКС-1.ОС не комплектуются проставочными кольцами.

13 июля 2018, 11:43
Александр :  При испытаниях был использован анкер 16х35, а необходимо было использовать 24х48. Есть ли коэффициент пересчёта полученных результатов?

Сергей : Если речь о том, что в настройках прибора был задан анкер 24х48, а испытания проводили анкером 16х35, то необходимо полученные показания поделить на коэффициент М2 для анкера 24х48 и умножить на коэффициент М2 для анкера 16х35.

22 мая 2018, 22:15
Александр :  1) необходимо ли проводить калибровку прибора оникс-1.ОС или достаточно поверки? 2) для чего необходима функция ввода нового материала?

Способность бетона противостоять механическому и температурному воздействию называется прочностью. Эта важнейшая характеристика, влияющая на эксплуатационные параметры конструкции.

Все правила, касающиеся проведения испытаний бетона на растяжение, сжатие и изгиб прописаны в ГОСТ18105-86. Важной характеристикой надежности материала выступает коэффициент вариации, характеризующий однородность смеси (Vm).

где S m - квадратичное отклонение прочности, R m – прочность бетона в партии.

Согласно ГОСТ10180-67 определяется кубиковая прочность материала при сжатии. Она вычисляется при сжатии контрольных образцов-кубов, имеющих ребра жесткости в возрасте 28 дней. Для класса В25 и выше призменный показатель должен равняться 0,75, для составов классом ниже В25 – 0,8.

Требования по расчетной прочности кроме ГОСТов прописаны еще и в СНиПах. Например, распалубный показатель незагруженных горизонтальных конструкций, имеющих пролет менее 6 метров, должен быть не менее 70% от проектной прочности, если длина пролета превышает 6 метров – 80%.

Испытание образцов дает возможность определить качество смеси, но не характеристики бетона в составе конструкции. Проводятся такие исследования согласно ГОСТ18105-2010 и используют следующие методы:

• разрушающие,
• косвенные разрушающие,
• прямые разрушающие.

Значительной популярностью пользуются прямые методы неразрушающего контроля. К основным методам данного типа относят ультразвуковые или механические.

Методы контроля прочности бетона по ГОСТ22690-88

• отрыв;
• отрыв со скалыванием;
• скалывание ребра.

Инструменты, необходимые для проведения исследований

• электронный блок;
• прибор для отрыва с устройством для приклеивания к бетону;
• датчики;
• дюбели и анкеры;
• эталонный металлический стержень.

График отражает набор прочности материала во времени, при этом линия A – это вакуумная обработка, B - естественное твердение, C – изменение показателя после прохождения вакуумной обработки.

Проверка прочности бетона методом отрыва

В основе данного типа исследования лежит измерение максимального усилия для отрыва части бетонной конструкции. Причем отрывающая нагрузка должна применяться к ровной поверхности путем приклеивания диска прибора. Для приклеивания используют клеевые составы на эпоксидной основе. В ГОСТ22690-88 указываются клеи ЭД16 и ЭД20 с цементным наполнителем. Также можно применять двухкомпонентные составы. Площадь отрыва определяется после проведения каждого испытания. После отрыва и вычисления усилия измеряют прочность бетона (Rbt) на растяжение. Используя эмпирическую зависимость и данный показатель, можно вычислить показатель R - прочность на сжатие. Для этого следует воспользоваться формулой:

Rbt = 0,5 ∛ (R^2)

Отрыв со скалыванием

После отвердения бетона в заранее высверленное отверстие ставят анкерное устройство, после чего вырывают его с частью бетона. Этот метод во многом схож с описанным ранее. Основное отличие - способ крепления инструмента к поверхности. Отрывающее усилие создается за счет лепестковых анкеров. Анкер укладывается в шпур и измеряется P - разрушающее усилие. В ГОСТ 22690 указан переход прочности бетонного состава на сжатие по формуле:

R = m1 * m2 *P,

где m2 – коэффициент перехода прочности на сжатие, зависящий от условий затвердевания и вида бетона, m1 – коэффициент, отражающие максимальные параметры большого заполнителя (сыпучие каменные материалы).

Ограничениями для использования данного способа исследования является густое армирование и незначительная толщина конструкции. Толщина поверхности должна превышать удвоенную длину анкера.

Метод скалывания ребра

Прочность бетона при данном методе определяется по усилию (P), требуемому для скалывания части конструкции, размещенной на ребре внешней стороны. Прибор крепится на поверхности с помощью анкерного болта с дюбелем. Для определения показателя используется следующая формула:

R = 0,058 * m * (30P + P2),

где под m понимают коэффициент, отражающий крупность заполнителя.

Ультразвуковой метод

Действие ультразвуковых приборов контроля основано на взаимосвязи между скоростью, с которой распространяются волны по конструкции и ее прочностью. На основе данного метода определено, что скорость, также как и время распространения волн отвечают прочности бетона.

Для сборных линейных конструкций применяется метод сквозного просвечивания. При этом ультразвуковые преобразователи располагаются с противоположных сторон конструкции. Плоские, многопустотные и ребристые плиты перекрытия, а также стеновые панели исследуют поверхностным просвечиванием, при котором волновой преобразователь (дефектоскоп) ставят с одной стороны конструкции.

Для обеспечения максимального акустического контакта с рабочей поверхностью выбирают вязкие контактные материалы (например, солидол). Возможен сухой вариант с применением протекторов и конусных насадок. Инсталляция ультразвуковых приборов производится на удалении не менее 3 см от края.

Испытания проводятся согласно ГОСТ22690.2-77. Определение прочности бетона производится в пределах 5-50 Мпа. По ровной испытываемой поверхности наносится удар, в результате чего образуются два отпечатка: на эталонном металлическом стержне и на поверхности основания. С каждым ударом стержень перемещают на 10 мм в отверстие корпуса молотка. Удары по основанию наносятся через белую копировальную бумагу. Для измерения отпечатков на бумаге используют угловой масштаб.

Для исследований на основе упругого отскока используют молоток Шмидта, пистолеты Борового, ЦНИИСКа, склерометр КМ со стержневым ударником. Взвод и пуск бойка происходят автоматически в момент прикосновения ударника к испытываемому основанию. Величина отскока бойка фиксируются специальным указателем на шкале аппарата.

В этой статье мы рассмотрим несколько приборов, которые используются в строительстве, для того чтобы определять прочность бетона методом «Отрыва со скалыванием».

Данный метод позволяет определять прочность любого бетона из неизвестного состава в диапазоне прочностей от 5 до 100 МПа .

Метод «Отрыва со скалыванием » основан на локальном разрушении бетонной конструкции , при котором используется зависимость между приложенной силой и прочности конструкции. Для этого в бетон устанавливается анкерное устройство при заливке, либо после отвердения в высверленное отверстие. После чего, данное анкерное устройство вырывается из конструкции с небольшим куском бетона и в момент отрыва, измеряется приложенная сила, после чего, по полученным данным определяется прочность бетонной конструкции .

Не смотря на то, что при таком методе измерения прочности, из конструкции вырывается небольшая часть материала, данный метод «Отрыва со скалыванием » относится к типу неразрушающих методов оценки прочности бетонных конструкций, хотя и по факту локальное разрушение конструкции всё-таки происходит. А к разрушающим методам относится, например измерение прочности бетонных кубиков под специальным прессом, в процессе которого испытуемый кубик полностью разрушается.

И как раз на основе того, что измерение прочности происходит при непосредственном разрушении, данный метод позволяет получить самые точные результаты, на основе которых позже составляются таблицы для последующего построения зависимостей с результатами других испытаний.

Для проведения испытаний на прочность бетонной конструкции по методу «Отрыва со скалыванием », используется один из следующих приборов:

Каждый из этих приборов отличается друг от друга не только конструкцией, но и областью применения. Рассмотрим каждый из них.

Данный прибор предназначен для определения прочности, как лёгких бетонов , так и тяжёлых. Лёгкие бетоны определяются в диапазоне прочностей от 5 до 40 МПа , а тяжёлые в диапазоне от 10 до 100 МПа .

Для того чтобы использовать данный прибор, нужно соединить его рабочую часть с установленным в конструкцию анкером на глубину около 5,5 сантиметрови поворачивать ручку, которая задействует поршневой насос. Насос в свою очередь вырывает анкер из конструкции и в момент разрушения, считываются показания с установленного на прибор манометра, который в свою очередь может быть как аналоговым, так и электронным. При этом стандартная цена деления манометра равна 0.5 МПа .

Этот прибор чаще всего используется для проверки прочности ячеистого бетона любых строительных конструкций, а так же для проверки прочности пеноситалла и полистиролбетона .

Диапазон измерения прочности данной устройства от 0.5 до 8 МПа , что значительно меньше предыдущего прибора и именно поэтому используют лишь в редких случаях.

Это микропроцессорный прибор для измерения прочности бетона со скалыванием .

Применяют прибор как непосредственно при строительстве, так и при измерении прочности уже построенных зданий.

Данный прибор отличается от первых двух тем, что в него встроен электронный измеритель прилагаемой силы с последующей фиксацией максимального значения, цифровая индикация силы и давления в кН и МПа , а так же измеритель скорости нарастания нагрузки в процессе эксплуатации.

Ещё одна важная отличительная особенность данного прибора, это то, что в нём предусмотрены установки параметров бетона , такие как тяжёлый или лёгкий и предполагаемая прочность, больше или меньше 50 МПа . Такие настройки позволяют увеличить точность измерений и удобство эксплуатации.

Данный прибор по своим характеристикам и областью применения практически полностью совпадет с , но с некоторыми отличиями.

Во-первых, он имеет совершенно иную конструкцию, в которой рабочий цилиндр и насос имеют осевое расположение. А во-вторых, в нём встроено устройство для измерения проскальзывания анкера, а так же имеется возможность передачи полученных измерений на стационарный ПК.

И так же как и в предыдущем приборе, в есть возможность ввода параметров испытуемого бетона , таких как: вид и условия твердения бетона , крупность заполнителя, размер анкера и тип контролирующего изделия.

ПОС 50МГ4 «Скол» (ПОС 30МГ4 «Скол»)

Ещё одна разновидность двух предыдущих приборов, это разновидность «Скол ».

Данный прибор имеет сменные насадки, которые позволяют производить измерения прочности, как методом отрыва анкера, так и методом скалывания ребра конструкции.

По всем остальным параметрам данного прибора, он совпадает с прибором .

Данный прибор имеет практически те же характеристики, что и у, но при этом у него совершенно иная техническая конструкция.

Это прибор, выполненный из лёгких материалов, имеющий две рабочие опоры и двухцилиндровую конструкцию с автоматической установкой оси вырыва. А так же устройство исключающее проскальзывание анкера.

Прочность несущих и ограждающих конструкций в значительной мере зависит от характеристик используемых строительных материалов. Комплексное испытание бетона на отрыв со скалыванием относится к категории неразрушающих и позволяет с высокой точностью определить параметры и качество используемых смесей. Исследования проводятся согласно требованиям ГОСТ 22690-2015 с применение специальных приборов.

В нашей стране данная методика испытаний бетона получила широкое распространение в силу своей универсальности и удобству. Прочностные характеристики материала проверяются путем воздействия непосредственно на бетон конструкции и вызывающее его частичное скалывание. В ходе исследований определяется усилие, позволяющее оторвать фрагмент строительной конструкции с помощью заложенного в шпур лепесткового анкера.

Порядок проведения испытаний бетонных конструкций на отрыв со скалыванием

Описываемая методика контроля позволяет установить прочностные показатели материала в диапазоне измерений от 5 до 100 МПа. Данный способ испытаний применим для четырех разновидностей бетона:

• легкие;
• тяжелые;
• мелкозернистые;
• напрягающие в монолитных и сборных железобетонных изделиях.

Исследование данного строительного материала путем отрыва анкера со скалыванием осуществляется в порядке, предписанном действующим ГОСТ:

1. Подготовка оборудования и объекта.
2. Проведение исследований и фиксация получаемых результатов.
3. Обработка данных с использованием стандартных методик.
4. Создание градуировочной зависимости.

Для выполнения программы изготавливают два вида образцов контрольные и основные из материалов того исследуемого вида. Отверждение их должно осуществляться в одинаковых условиях с испытуемыми изделиями. При этом основные образцы необходимы для определения косвенных характеристик бетонных смесей.

Подготовительные работы

Испытание строительных конструкций и ЖБИ с использованием данной методики потребует значительного времени. Перед проведением исследований бетона путем отрыва со скалыванием выполняется ряд подготовительных мероприятий:

1. Прибор и анкерное устройство осматриваются, проверяется их техническое состояние.
2. Выбирается место установки прибора не обязательно ровное, кривизна поверхности при этом не должна препятствовать его применению.
3. В исследуемой конструкции высверливают шпур, из которого удаляется пыль и мусор. При температуре окружающей среды ниже -10 °С отверстие и прилегающий массив по всей длине прогреваются.

Исследуемый участок, где планируется отрывать бетон со скалыванием, должен находиться на достаточном удалении от предварительно напряженной арматуры. Кроме того исследуемая зона не должна испытывать больших эксплуатационных нагрузок.

Процедура проведения исследований прочности бетона

Испытание бетона методом отрыва может проводиться, в том числе и с использованием анкеров, заложенных до момента заливки конструкции из цементно-песчаных смесей.
Описываемая методика проверки прочностных характеристик бетона, при которой проходит отрыв и скалывание, предполагает выполнение ряда операций:

1. В заранее высверленный шпур вводится анкер лепестковый на полную глубину и фиксируется в нем.
2. Производится монтаж прибора и соединение закладного устройства с ним.
3. Постепенно повышают нагрузку (скорость возрастания –1,5 -3 кН/с).
4. Фиксация показаний: силы и значения проскальзывания анкера (разница между глубиной шпура и отверстия, на которой происходит отрыв фрагмент материала от массива).

Полученный результат – сила вырыва вноситься в протокол испытаний и используется для построения градуировочной зависимости. При этом точность измерения показателя проскальзывания закладного анкера должны быть не менее 0,1 мм.

Обработка результатов

Зафиксированные в ходе исследований данные позволяют оценивать прочность упомянутого материала по величине приложенной нагрузки, при которой происходит скалывание. Значение силы, при которой отрывается фрагмент бетона в результате скалывания, умножается на поправочный коэффициент. Последний вычисляется по следующей формуле:

γ=h 2 /(h- Δh) 2 ,
где h – величина заглубления анкера,
а Δh – значение проскальзывания.

Если максимальная длина части материала, которая была оторвана в ходе испытания, более чем вдвое превышает минимальную, то результат считается ориентировочным. Аналогичным образом поступают, если глубина шпура превышает величину проскальзывания анкера на 5% и больше. Использование ориентировочных значений для определения класса прочности материала недопустимо.

Испытания признаются недействительными, если глубина вырыва отличается от длины анкера на 10% или на расстоянии, не превышающем глубину отверстия, обнаруживается арматура.

Преимущества и особенности метода исследований

Одним из главных достоинств описываемого метода является высокая точность в широком диапазоне измерений. Москва – лидер по количеству возводимых объектов и подобные испытания бетона на отрыв с последующим скалыванием востребованы. Данный способ оценки прочности материала единственный из методов, позволяющий построить градуировочную зависимость без разрушения конструкции.

При контроле характеристик с использованием данного метода необходимо учитывать климатические условия, а также ряд иных факторов. В частности, толщина изделия должна быть вдвое больше заглубления анкера, а расстояние межу точками измерений превышать данное значение пятикратно. Заказать испытания бетона путем отрыва со скалыванием в Москве по доступной цене можно непосредственно на нашем сайте или позвонив по контактному телефону.