1.2.4 Неразрушающие методы обследования конструкций
К неразрушающим методам обследования конструкций относятся те, которые не нарушают целостность элементов конструкций или приводят к небольшим местным повреждениям поверхности конструкции, не снижающим ее несущей способности.
Неразрушающие методы обследования конструкций получили наибольшее развитие для определения механических свойств бетона. Неразрушающие методы испытания бетона в строительных конструкциях подразделяются на механические и физические, хотя такое деление недостаточно строго, так как механика является разделом физики.
Механические методы, испытания прочности бетона
Механические методы испытания прочности бетона основаны на связи между твердостью бетона или его прочностью на растяжение и прочностью бетона на сжатие.
Твердость бетона определяют путем вдавливания в него ударника. Прочность бетона на растяжение получают при испытании на отрыв.
Имеется много приборов, позволяющих определить твердость бетона. Среди них можно выделить группу приборов, делающих отпечаток только на поверхности бетона.
Образовать вмятины на поверхности бетона можно следующим образом:
- ручным ударом (шариковый молоток И.А. Физделя);
- ударом бойка под действием пружины (приборы МЗ, ЛИСИ, М.А. Новгородского, Оргсовхозстроя, П.И. Звонарева);
- ударом стрельбой или взрывом (метод Б.В. Скромтаева, метод ВИА, строительно-монтажный пистолет);
- ударом бойка под действием силы тяжести - свободного падения (дисковой прибор ДПГ-4, маятниковый молоток);
- статическим вдавливанием штампа в бетон (способ Г.К. Хайдукова А.К. Годера и Р.К. Рачевского).
Одновременное образование вмятин на поверхности бетона и на эталоне можно получить:
- ручным ударом (эталонный молоток К.П. Кашкарова, прибор ДорНИИ., СД-2);
- ударом бойка под действием пружины (приборы Польди-Вайцмана, И.А. Васильева).
В приборах, дающих только отпечатки на бетоне, кроме дискового прибора ДПГ-4 и прибора, основанного на статическом вдавливании, предложенного Г.К. Хайдуковым, А.И. Годером и P.M. Рачевским, размер отпечатков зависит от силы удара, жесткости пружины, давления пороховых газов. В связи с этим точность определения прочности бетона этими приборами невысокая.
Приборы, основанные на одновременном получении отпечатков на бетоне и эталоне, дают большую точность, так как соотношение диаметров отпечатков на бетоне и эталоне не зависит от силы удара.
Рис. 1.18 Тарировочная кривая для определения прочности бетона молотком К.П. Кашкарова
Наибольшее распространение для определения прочности бетона получили эталонный молоток К.П. Кашкарова и дисковый прибор ДПГ-4. Достаточно надежным является и прибор, основанный на статическом вдавливании штампа в бетон, разработанный Г.К. Хайдуковым, А.И. Годером и P.M. Рачевским.
При ударе эталонным молотком Кашкарова получаются одновременно два отпечатка - на эталоне и бетоне. Рабочим органом молотка является шарик подшипника диаметром 15 мм. Эталоном служит стальной стержень диаметром 10 мм и длиной 160 мм с одним заостренным концом из арматурной стали класса А-1. Поверхность эталонного стержня для лучшей видимости отпечатков не должна быть шлифованной и иметь естественный цвет побежалости. Отношение диаметров отпечатков бетона и эталона db/dg не зависит от силы улара. По среднему значению этих отношений при пяти ударах и тарировочной кривой (рис. 1.18) определяют прочность бетона на сжатие. Точность измерения отпечатков, на бетоне и эталоне должна быть 0,1 мм. Расстояние между соседними отпечатками на эталоне должно быть не менее 10 мм, а на бетоне - не менее 30 мм.
Тарировочные кривые, полученные с помощью молотка Кашкарова, составлены для бетона влажностью 2...6%. При отклонении влажности от этих пределов прочность бетона, полученная по графику, умножается на поправочный коэффициент kw, определяемый по табл. 1.8.
Таблица 1.8