CC BY
77
УДК 624.012 : 658.562
О. М. ПШШЬКО, В. П. ЛИСНЯК, А. М. З1НКЕВИЧ (ДПТ)
ПОР1ВНЯННЯ РЕЗУЛЬТАТШ НЕРУЙН1ВНОГО КОНТРОЛЮ М1ЦНОСТ1 БЕТОНУ, ОТРИМАНИХ ДЕК1ЛЬКОМА СПОСОБАМИ
Виконано порiвняння результапв неруйнiвного контролю мiцностi бетону дешлькома способами, а та-кож статистичних оцшок ïx градуювальних залежностей та подальшого впливу цих оцiнок на величину встановленого класу бетону.
Ключовi слова: мщнють бетону, неруйшвний контроль, метод пружного вщскоку, ультразвуковий iмпу-льсний метод
Выполнено сравнение результатов неразрушающего контроля прочности бетона несколькими способами, а также статистических оценок их градуировочных зависимостей и дальнейшего влияния этих оценок на величину полученного класса бетона.
Ключевые слова: прочность бетона, неразрушающий контроль, метод упругого отскока, ультразвуковой импульсный метод
The comparison of non-destructive control results for concrete strength received by several methods and their statistical estimations are performed.
Keywords: concrete strength, non-destructive control, hammer rebound methods, ultrasonic pulse velocity method
Вступ
Методи неруйшвного контролю мщносп бетону широко застосовуються для дiагностики техшчного стану бетонних i залiзобетонних конструкцш з певним термшом експлуатаци, а також контролю якосп зведених конструкцш (споруд). Застосовуються прилади для неруйшвного контролю мщносп бетону, робота яких базуеться на методах пружного вщскоку, пластично! деформаци, ударного iмпульсу, вiдриву зi сколюванням, сколювання ребра, а також, ультразвуковий метод контролю [1].
Мщнють бетону при застосуванш неруйшв-них методiв отримують за попередньо встанов-леною градуювальною (кореляцiйною) залеж-нiстю мiж величиною мiцностi бетону та поб> чною характеристикою мiцностi (показом при-ладу).
Щц час проведення дiагностики техшчного стану бетон конструкци за сво!ми характеристиками може значно вiдрiзнятись вiд бетону, що використовувався для побудови градуюва-льно! залежностi. Вщповщш нормативнi доку-менти передбачають можливють коригування градуювальних залежностей шляхом випробу-вання вiдiбраних зразкiв кершв або викорис-тання методу вщриву зi сколюванням, що для певних тишв конструкцiй (тонкостiннi, густо-армоваш й т.д.) е ускладненим або неможли-вим.
В таких випадках, уточнення результатiв неруйнiвного контролю мщносп бетону мож-ливе при спшьному використаннi рiзних мето-
дiв, наприклад, ультразвукового та пружного вщскоку чи пластично! деформаци.
Мета роботи
Мета дано! роботи полягала в порiвняннi результата неруйнiвного контролю мщносп бетону найбiльш поширеними методами пружного вщскоку та ультразвукового методу, а також статистичних оцшок при побудовi !х градуюва-льних залежностей та подальшого впливу цих оцшок на величину встановленого класу бетону. Крiм того, порiвнювались результати ви-значення класу бетону конструкци фундамент-но! плити за вдабраними контрольними зраз-ками при неруйшвному контролi !х мiцностi та подальшим випробуванням на пресi.
Зразки та методи випробувань
Для встановлення градуювальних залежностей за ГОСТ 22690-88 [2] та ГОСТ 17624-87 [3] використовувалось п'ятнадцять серш по 2 шт. контрольних зразюв кубiв з ребром 100 мм, ви-готовлених в лабораторних умовах. Крiм того, випробувались зразки куби з ребром 100 мм, вщбраш при бетонуванш фундаментно! плити. Всi зразки випробувались у вщ 28 дiб.
Для визначення показникiв мiцностi бетону використовувався ультразвуковий iмпульсний метод (прилад УК-14П) та метод пружного вщ-скоку (прилади Онiкс-2.5, молоток Шмщта). Встановлення фактичного руйнiвного наванта-ження виконувалось на пресi ПСУ-50.
© Пшшько О. М., Лисняк В. П., Зшкевич А. М., 2011
Основш результати
Отримаш градуювальнi залежностi для не-руйнiвного контролю мiцностi бетону наведеш на рис. 1-3.
40
35
3 30
[5 25 §
15
♦ ♦ ^^
♦ ♦ *
♦ ♦ ♦
♦
г- ♦ ♦ ♦ у = 0.57х + 10.74
♦
20 25 30 35 40 45
Поб1чна характеристика мщносл, МПа
50
Рис. 1. Градуювальна залежнють для визначення мщносл бетону приладом Ошкс-2.5
3 30
и
§
¡в я
25
15
« ♦♦
• ♦ •
♦ ♦ ♦♦
у = 0.0264х - 86.996
• ♦
•
(1)
Зт - середня квадратична похибка градую-вально! залежносл;
п - кiлькiсть дiлянок випробувань у конструкций
г - коефщент кореляци градуювально! залежносл.
40
35
й 30
25
20
15
•
• у = 0.62х + 1.36
35 40 45 50 55
Поб1чна характеристика мщносл, МПа
Рис. 3. Кореляцшна залежнють для визначення мщносл бетону молотком ШМдта
Таблиця 1
Сп1вставлення статистичних отмок градуюва-льних залежностей для визначення мщност1 бетону неруйшвними методами
4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700 Швидюсть ультразвуку, м/с
Рис. 2. Градуювальна залежнють для визначення мщносл бетону приладом УК-14П
Статистичш оцшки отриманих градуюваль-них залежностей наведенi в табл. 1.
Для визначення класу бетону конструкци неруйшвними методами при дiагностицi техш-чного стану або контролi якостi конструкци встановлюеться середне квадратичне вщхилен-ня мiцностi з врахуванням статистичних пара-метрiв градуювальних залежностей.
За [4] для випадку, коли за одиничне зна-чення мщносл бетону приймаеться мiцнiсть бетону на контрольнш дiлянцi, середне квадратичне вщхилення визначаеться за формулою
( « \ 1 « = « __1
™ I п" -,Гп-1) 0,7г + 0,3' де 8пй - середне квадратичне вщхилення мщ-ностi бетону, отримане за даними випробувань неруйшвними методами;
Метод Середне квадратичне ввдхилен-ня, МПа Похибка, % Коеф. кореляци
Ультразвуковий (УК-14П) 2,9 10,17 0,79
Пружного вщскоку (Ошкс-2.5) 3,17 11,11 0,74
Пружного вщскоку (молоток Шмщга) 3,24 11,38 0,73
Статистичш параметри отриманих градуювальних залежностей для використаних методiв е достатньо близькими, що незначно буде впливати на величину отриманого класу бетону при неруйшвному контролi мщносл бетону тим чи шшим методом.
В той же час, отримаш залежносл вщпов> дають проектному вшу бетону (28 дiб), а за даними [5] для бетону на раншх стащях твердiння або при тривалш експлуатаци розбiжностi мiж методом пружного вiдскоку та ультразвуковим методом будуть зростати. Тому, при подальших дослщженнях необхiдно встановити змiну сшв-вiдношення мiцностi бетону, визначено! рiзни-ми неруйнiвними методами в залежносл вщ вiку бетону.
Також розглядались найбiльшi розбiжностi значень мщносл бетону отриманих при неруйшвному контролi за градуювальними залежно-стями вщ фактично! мiцностi зразкiв (табл. 2).
н
Я 20
40
35
20
Таблиця 2
Розбiжностi результат неруйн1вного контролю мщносп вiд фактичноТ мiцностi зразшв бетону
Метод Розмах в1дхилень, МПа
Ультразвуковий (УК-14П) -5,6...5,9
Пружного ввдскоку (Оникс-2.5) -6,23...4,5
Пружного ввдскоку (молоток Шмщга) -5,8...3,8
В бiльшостi випадкiв при дiагностицi техш-чного стану конструкцш будiвель та споруд здiйснюeться вибiрковий контроль, для якого в ГОСТ 18105-86 [6] даються вказiвки з призна-чення мшмально! кiлькостi контрольних дшя-нок та !х розмiрiв.
Наведенi розбiжностi обумовлюють ймовiр-ну похибку визначення показника мiцностi бетону в конструкци.
Отримане значення мщносп (завищене або занижене) на певнш дiлянцi контролю при по-дальшому узагальненнi з показниками мщносп на iнших дiлянках контролю може призвести до помилково! дiагностики техшчного стану конструкци, ймовiрнiсть та ризики яко! можуть бути враховаш за методикою, наведеною в [7].
Порiвняння значень класу бетону, отрима-них при неруйнiвному контролi мiцностi зраз-кiв (прилад Ошкс-2.5) та !х випробуваннi на преш, виконувалось на основi сери контрольних зразюв (15 шт.), вщбраних при бетонуван-нi фундаментно! плити.
Клас бетону визначався за ГОСТ 18105-86. Середне квадратичне вiдхилення для результата неруйшвного контролю встановлювалось за формулою (1).
Результати визначення класу бетону наведет в табл. 3.
Таблиця 3
Порiвняння результат встановлення класу бетону
Метод Середне квадратичне вщхилення, МПа Коеф. вар1аци Умовний клас бетону, МПа
Пружного ввдскоку (Ошкс-2.4) 5,49 0,19 19,84
Випробування на прей 3,26 0,11 23,8
Необхщно вiдзначити, що встановлення класу бетону за результатами неруйшвного контролю [4] передбачае прийняття коефщенту необхщно! мiцностi за табл. 2 ГОСТ 18105-86 в залежност вщ коефiцiенту варiацп, який в да-нiй таблицi обмежений значенням 0,16 (16 %).
Проте, монолггш конструкци або конструкци з тривалим термшом експлуатаци можуть характеризуватись значними неоднорщностями показникiв мiцностi, особливо в поверхневому шарь
В такому випадку, для дотримання вимог ГОСТ 18105-86 необхщно призначати додатко-вi випробування для уточнення показникiв мщносп на спiрних дiлянках (зменшення розмаху значень мiцностi по конструкци). З шшо! сто-рони, можливе встановлення пониженого класу бетону по всш конструкци з отриманим коеф> цiентом варiацil.
Висновки
Статистичнi параметри отриманих градую-вальних залежностей для бетону в проектному вiцi е достатньо близькими, що незначно буде впливати на величину встановленого класу бетону при неруйшвному контролi мiцностi бетону тим чи шшим методом.
При подальших дослiдженнях необхiдно встановити змiну спiввiдношення показникiв мiцностi, визначених рiзними методами неруй-нiвного контролю в залежносп вiд вiку бетону.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Чихунов, Д. А. Методика и техника для контроля прочности бетонов и других искусственных каменных материалов [Электрон. ресурс] / А. Д. Чихунов. - Режим доступа: http:// www.stroinauka.ru/d19dr5428m8.html
2. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля [Текст].
3. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности [Текст].
4. МДС 62-1.2000. Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами [Текст].
5. Леонович, С. Оценка прочностных характеристик монолитного бетона неразрушающими методами [Электрон. ресурс] / С. Леонович, Д. Снежков, М. Ашмян; БНТУ. - Режим доступа: http://www.nestor.minsk.by/sn/2004/51/ sn45105.html.
6. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности [Текст].
7. Семко, О. В. До анал1зу ризишв помилково! д1а-гностики при обстеженш несучих буд1вельних конструкцш [Текст] / О. В. Семко, О. П. Вос-кобшник // Сб. науч. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение. - Вып. № 47. - Д: ПГАСА, 2008. - С. 573-578.
Надшшла до редколеги 17.11.2010.
Прийнята до друку 22.11.2010.
