Измерение прочности бетона методом отрыва

Технология испытания бетона на отрыв разработана на основе измерения наибольшего количество усилий, которые необходимо приложить для разрушения бетонной конструкции. Во время проведения испытания происходит отрыв фрагмента с помощью специального диска, сделанного из стали, который соединен с гладкой поверхностью исследуемой конструкции при помощи клеевого раствора на основе эпоксидов. Лучше всего для этих целей использовать клей ЭД16 или клей ЭД20, они рекомендуются в ГОСТ 22690-2015. В настоящее время широкое применение нашли двухкомпонентные клеевые растворы, изготавливаемые современными производителями. Это клей POXIPOL, «Контакт», «Момент» и другие.

Технология испытания бетона, описанная в отечественной литературе, подразумевает соединение диска и участка, подлежащего испытанию при помощи клеевой массы и воздействию на него. При проведении такого испытания бетона методом отрыва площадь, на которую происходит воздействие, не может быть постоянной и должна быть определена перед проведением очередного эксперимента.

Иностранные технологии предусматривают перед началом эксперимента создание при помощи кольцевых сверл (коронок) специальной борозды на месте отрыва. Благодаря этой методике площадь испытания заранее становится известна, что позволяет увеличить точность выполненных измерений. По окончании испытания прочность бетона на растяжение (R(bt)) определяется путем вычисления эмпирической зависимости, то есть при выполнении сжатия.

Для проведения экспериментов с помощью технологии отрыва возможно использование разнообразного электронного и другого оборудования, применяемого в подобных случаях. Это могут быть приборы ПОС-50МГ4, ОНИКС­ОС, ПИБ, DYNA, иногда некоторые предприятия применяют старые аналоги оборудования: ГПНВ-5, ГПНС-5. Кроме того, такие лабораторные анализы подразумевают в обязательном порядке наличие специального захвата.

Данная технология во многом похожа на метод, о котором мы рассказали выше. Различие этих технологических процессов состоит в способах крепления захватов с бетоном. Испытание бетона методом отрыва со скалыванием подразумевает следующее: в конструкцию помещают несколько анкеров с лепестками, они должны быть разной длины, чтобы получились более достоверные результаты при отрыве. Обычно в месте испытания прорубают шпур, куда затем закладывают анкеры, после чего замеряют разрушающее воздействие (Р).

Определение прочности сжатием выполняется по формуле расчета, взятой из ГОСТ 22690-2015: R=m₁•m₂•P, где

m₁, - это показатель размера крупного заполнителя;

m₂, - это показатель прочности, определяющийся во время процесса сжатия; он зависит от марки бетона.

Это довольно широко используемая технология в нашей стране благодаря универсальной методике, несложной технологически и позволяющей произвести испытание в любом месте исследуемой конструкции. Исключение может составлять участок, где эксперимент не позволяют провести частота армированных прутьев или толщина бетона. Для получения результатов также могут применяться приборы, перечисленные выше.

Кроме того, испытание бетона на отрыв со скалыванием имеет еще одно важное преимущество: при использовании такой методики не требуются идеально ровные участки поверхности. Пример можно увидеть на рисунке 3, где показано устройство ПОС-МГ4, закрепленное на стенке, имеющей неровность.

Данная технология во многом похожа на метод, о котором мы рассказали выше. Различие этих технологических процессов состоит в способах крепления захватов с бетоном. Испытание бетона методом отрыва со скалыванием подразумевает следующее: в конструкцию помещают несколько анкеров с лепестками, они должны быть разной длины, чтобы получились более достоверные результаты при отрыве. Обычно в месте испытания прорубают шпур, куда затем закладывают анкеры, после чего замеряют разрушающее воздействие (Р).

Определение прочности сжатием выполняется по формуле расчета, взятой из ГОСТ 22690-2015: R=m₁•m₂•P, где

m₁, - это показатель размера крупного заполнителя;

m₂, - это показатель прочности, определяющийся во время процесса сжатия; он зависит от марки бетона.

Это довольно широко используемая технология в нашей стране благодаря универсальной методике, несложной технологически и позволяющей произвести испытание в любом месте исследуемой конструкции. Исключение может составлять участок, где эксперимент не позволяют провести частота армированных прутьев или толщина бетона. Для получения результатов также могут применяться приборы, перечисленные выше.

Кроме того, испытание бетона на отрыв со скалыванием имеет еще одно важное преимущество: при использовании такой методики не требуются идеально ровные участки поверхности. Пример можно увидеть на рисунке 3, где показано устройство ПОС-МГ4, закрепленное на стенке, имеющей неровность.

Технологию скалывания ребра считают модифицированным вариантом метода отрыва, дающим возможность получить и измерить прочность бетона при помощи приложенных усилий (Р), которые направлены на разрушение испытуемого образца бетона. А сам метод называется так, потому что исследование производят на ребре конструкции. Раньше, чтобы испытывать здания и сооружения с применением данного метода, выпускали приборы ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол. Важно при их использовании, чтобы были два внешних угла у конструкции и чтобы они располагались рядом друг с другом. Когда сами конструкции испытывали, фиксацию проводили струбцинами, после чего непосредственно на ребро оказывалось воздействие, поэтому применять данный метод удавалось на так называемых линейных конструкциях (колонна, ригель, стена, перекрытие).

В настоящее время стало возможным использовать новейшее оборудование, которое можно устанавливать на элемент с одним внешним ребром. Крепление выполняется с помощью анкеров и дюбелей, что существенно повышает область использования аппаратуры и сводит практически к нулю все преимущества технологии скалывания. Благодаря этим новшествам нет необходимости сверлить отверстия и подводить электрическое питание.

С применением данной технологии скалывания ребра прочность бетона рассчитывается следующим образом:

R=0,058•m•(30Р+Р²), где

m – показатель, который учитывает крупность заполненной массы.

Для изучения данного вопроса, сравнения результатов исследований, полученных путем различных методов испытаний, был проведен эксперимент, с которым вы можете ознакомиться далее.

Исследование проводили в Политехническом университете города Санкт-Петербург.

Для получения результатов из стены был выпилен и доставлен в лабораторию кусок армированного бетона, размер которого составил 2,0х1,0х0,3 м. Основой бетонного куска являлись две арматурные сетки, диаметр арматурных прутьев в них составил шестнадцать миллиметров, шаг прутьев в решетке равен 10 сантиметрам, защитный слой от 1,5 до 6 сантиметров. Образец, отправленный на лабораторное испытание, состоял из тяжелой бетонной массы, изготовленной из крупного гранитного щебня фракции 20–40.

Применение разрушающей методики контроля позволило определить прочность испытуемого образца. Благодаря применению алмазного бурения в бетонной конструкции, получено одиннадцать кернов разной длины, диаметр отверстий составил 80 миллиметров. Всего было изготовлено двадцать девять образцов цилиндрической формы, все образцы выполнены по ГОСТ 28570, их получили из кернов, сделанных с помощью бурения. Далее получаем среднеарифметические полученные значения - 49,0 МПа.

На рисунке 4 указывается распределение прочности. При этом результаты получились весьма неоднородными: коэффициент 15,6 процента и результат СКО - 7,6 МПа.

Для получения результатов используют технологии, описанные в данной статье, а также упругий отскок и ударный импульс.

Использовать в данном эксперименте методику скалывания ребра невозможно из-за близко расположенных к испытываемым ребрам конструкции арматурных прутьев. Получение результата при помощи применения ультразвуковых технологий также невозможно, так как прочность бетонного образца для испытания больше допустимой нормы для проведения такого исследования . Исследование всеми доступными технологиями выполнялось на грани, сделанной в бетоне с использованием алмазного бура, это дало возможность получить идеальные результаты.

В ходе испытания были получены следующие результаты: усредненный показатель прочности, который удалось получить при помощи сжатия, отличается не более чем на 5 процентов. В результате шести испытаний с помощью технологии отрыва со скалыванием разброс показателя прочности составил 4,8 процента. Показатели исследований, полученные путем применения других видов испытаний, превышают метод отрыва со скалыванием на 40 – 60 процентов.

1. При выполнении исследовательских работ необходимо производить расчеты градуировочной зависимости и учитывать влияние различных факторов, которые искажают результаты.

2. Нужно учесть, что прочность бетонной конструкции, определяемая с помощью методики сжатия, сопровождается большой погрешностью из-за неоднородности бетонной массы.

3. Для получения более точных результатов лучше всего применять технологию разрушающего метода.

4. По сравнению со всеми остальными методиками исследований бетона технология отрыва со скалыванием является наиболее точной.

Вы можете провести испытания бетона в нашей лаборатории, имеющей Росаккредитацию

Что такое Росаккредитация, вы можете прочитать здесь

Вакансии