Ультразвуковой измеритель прочности бетона: в чем состоит суть метода, модели использующихся приборов



Исследование прочности бетона
Исследование прочности бетона

Бетон и железобетон относятся к самым распространенным материалам, применяющимся в строительстве. Для исследования прочности бетонных смесей, монолитных и сборных конструкций и изделий применяется несколько методов.

Проведение анализа крайне важно, так как от качества материала напрямую зависит долговечность и эксплуатационные характеристики всего сооружения. Для определения прочности используются несколько видов приспособлений и приборов. Одним из них является ультразвуковой измеритель прочности бетона.

Методы, позволяющие оценивать прочность бетона

Способы и схемы проведения контроля всех видов нормируемой прочности (в проектном и промежуточном возрасте, отпускной и передаточной) определяет ГОСТ 18105-2010.

Виды способов проведения контроля
Виды способов проведения контроля

Разрушающие

Правила проведения испытаний пределов прочности на осевое растяжение, сжатие, растяжение при раскалывании и изгибе регламентируют ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 28570-90. Определение прочности бетона производится при помощи измерения усилий, которые разрушают контрольные образцы. Для этого используется статическое, возрастающая с постоянной скоростью нагрузка, после чего вычисляется напряжение при таком усилии.

Важно! Испытания проводятся на образцах, имеющих форму цилиндра, куба или призмы (в зависимости от измеряющегося показателя).

Образцы для проведения испытаний
Образцы для проведения испытаний

Такие методы используются в случаях, когда можно получить фрагмент бетонной конструкции без ущерба для нее или заготовить образцы на этапе заливки.

Неразрушающие (прямые)

При проведении испытаний по этому методу ориентируются на требования ГОСТ 22690-2015.

Методы контроля подразделяются в зависимости от вида механического воздействия или косвенной характеристикой прочности:

  • отрыва со скалыванием;
  • скалывания ребра.

Метод выбирается в зависимости от показателей, приведенных на фото:

Таблица для определения метода контроля
Таблица для определения метода контроля

Неразрушающие (косвенные)

Для определения прочности используются предварительно установленные градуировочные зависимости, где фигурирует прочность бетона, определенная по разрушающему или прямому неразрушающему способу и косвенные характеристики, измеренные приборами в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-2015 и 17624-2012.

Используются следующие методы:

  • ультразвуковой;
  • упругого отскока;
  • ударного импульса;
Измерение прочностных характеристик методом ударного импульса
Измерение прочностных характеристик методом ударного импульса
  • пластической деформации;
  • отрыва.
Проведение испытаний методом упругого отскока при помощи склерометра
Проведение испытаний методом упругого отскока при помощи склерометра

Суть ультразвукового метода

Метод, относящийся к наиболее популярным из числа неразрушающих, позволяет определить прочность бетона, используемого в изделиях и конструкциях, на сжатие. Требования к проведению испытаний устанавливает стандарт «Бетоны Ультразвуковой метод определения прочности» (ГОСТ 17624-2012). Этот неразрушающий способ основан на экспериментально полученной зависимости показаний приборов (скорости или времени прохождения сигнала ультразвука через бетон) от прочности материала.

Прочность бетона определяется в проектном и промежуточном возрасте, а также при проведении обследования сооружений. Определение прочности бетона ультразвуковым методом позволяет своими руками установить фактический класс бетона, распалубочную или отпускную прочность, выявить участки пониженной прочности и др.

Градуировочная зависимость скорости ультразвука от прочности бетона
Градуировочная зависимость скорости ультразвука от прочности бетона

Градуировочные зависимости определяются на основании испытаний на одних и тех же участках конструкции, проведенных ультразвуковым методом и способами, установленными в стандартах ГОСТ 22690, ГОСТ 28570 и ГОСТ 10180.

Количество и местоположение участков, где проводится контроль, указывается в проектных документах и определяется:

  • задачами проведения измерений;
  • видом конструкции;
  • порядком бетонирования;
  • армированием сооружения.

Применяется сквозное и поверхностное исследование конструкций. В зависимости от этого расположение датчиков разное. Первый вариант используется, если есть возможность измерить базу прозвучивания.

Сквозное прозвучивание
Сквозное прозвучивание

Поверхностный метод  помогает определить прочность монолитных сооружений.

Важно! Испытания проводятся при отсутствии видимых дефектов, на очищенной от пыли поверхности.

Прозвучивание бетона двумя способами
Прозвучивание бетона двумя способами

На участках, где проводится прозвучивание, определяется расположение арматуры. Измерения проводятся в двух перпендикулярных направлениях: параллельно, перпендикулярно или под углом в 45 градусов к арматуре.

Схема испытаний образцов для получения градуировочной зависимости показана на рисунке.

Линия прозвучивания бетона
Линия прозвучивания бетона
Проведение испытаний образцов-кубов
Проведение испытаний образцов-кубов

Результаты испытаний необходимо фиксировать в таблицах.

Таблица учета результатов контроля
Таблица учета результатов контроля

Приборы для измерения прочности при помощи ультразвука

О применении ультразвуковых приборов расскажет видео в этой статье.

Ультразвуковые приборы помогают не только установить прочность бетона, но и найти пустоты и трещины в его толще, определить однородность структуры материала. Устройства должны быть аттестованы и проверены в порядке, установленном действующими  стандартами.

Абсолютная погрешность измерения времени распространения ультразвуковых волн не должна превышать ±(0,01t + 0,1)мкс, где t — время прохождения ультразвука. Приборы могут подключаться к персональному компьютеру посредством кабельного соединения или передавать информацию на съемные устройства с помощью USB-порта, возможно использование выносных датчиков.

Наличие воздушной прослойки между датчиком и поверхностью может не позволить получить достоверную информацию. Выходом из положения является использование специальных смазочных материалов. Насадки в виде конуса и протекторы позволяют проводить сухое исследование.

Запрещено использовать приборы, которые градуированы непосредственно в единицах измерения прочности.

Перед проведением испытаний следует провести настройку прибора и подготовить необходимые градуировочные зависимости:

  1. УКС-МГ4. Стоимость прибора — 77,8 тыс. руб.
Модель УКС-МГ4
Модель УКС-МГ4

При помощи устройства можно:

  1. установить прочность;
  2. определить геометрические размеры дефектов бетона (трещин).

В приборе предусмотрена ручная настройка для контроля различных материалов. В память встроены градуировочные зависимости. Измерения производятся поверхностным методом. Память УКС-МГ4 позволяет вносить 10 тыс. измерений.

Прибор характеризуется:

  • интервалом измерения звуковой скорости: 1000…8000 м/с;
  • временем распространения колебаний ультразвука: 15…150 мкс;
  • частотой колебаний: 55…85 кГц;
  • ценой деления: 0,1 мкс;
  • допустимой абсолютной погрешностью: ±(0,01t + 0,1)мкс;
  • массой: 0,55 кг;
  • средним сроком службы в 10 лет.
  1. Pundit PL-200. Цена устройства — 379 тыс. руб.

Этот прибор обладает высокой точностью при определении скорости ультразвука и широким диапазоном измерений (до 15 м).

Ультразвуковой прибор для определения прочности бетона Pundit PL-200
Ультразвуковой прибор для определения прочности бетона Pundit PL-200

Он используется для:

  • определения импульсной скорости и прочности бетона на сжатие;
  • измерения модуля упругости;
  • определения глубины трещин;
  • оценки железобетона;
  • оценки качества материала и однородности.
Тестер Pundit PL-200 в работе
Тестер Pundit PL-200 в работе

Pundit PL-200 обладает:

  • диапазоном: 0,1…7930 мкс;
  • разрешающей способностью: 0,1 мкс;
  • большим цветным дисплеем;
  • внутренней памятью на 8 Гб;
  • диапазоном частот: 20…500 кГц;

Аккумуляторная батарея позволяет проводить работы в течение восьми часов.

  1. UK1401. Цена оборудования — 99,5 тыс. руб.

Прибор проводит измерение времени и скорости волн продольного типа. Метод контроля — поверхностное прозвучивание. Использование двух преобразователей, имеющих сухой точечный контакт и независимый пружинный подвес, встроенных в корпус устройства, позволяет проводить испытания без использования контактных жидкостей.

Тестеры обладают износостойкостью и малой чувствительностью к качеству поверхности. Это позволяет исключить трудоемкую подготовку основания для осуществления контрольных мероприятий.

Тестер используется для:

  • установления прочности бетона и его целостности.
  • поиска дефектов, о чем сигнализирует аномальное уменьшение или увеличение времени прохождения волны на дефектном участке;
  • оценки степени созревания материала;
  • определения несущей способности элементов конструкции;
  • установления возраста сооружения;
  • оценки пористости бетона.
Прибор определения прочности бетона ультразвуком UK1401
Прибор определения прочности бетона ультразвуком UK1401

Устройство характеризуется:

  • рабочей частотой: 50 кГц;
  • базой измерений: 150 ± 1 мм;
  • диапазоном измерения времени прохождения ультразвуковых волн продольного типа: 25…100 мкс;
  • диапазоном определения скорости ультразвука: 1500…6000 м/с;
  • пределами абсолютной погрешности измерений времени и скорости: ±(0,02t + 0,1)мкс, ±(0,02с + 10)м/с;
  • периодом непрерывной эксплуатации: от 15 ч;
  • установленным сроком службы: 5 лет;
  • массой: 0,35 г.
  1. ПУЛЬСАР-2.1. Цена тестера — 83 тыс. руб.

С помощью прибора:

  • осуществляется контроль за прочностью, однородностью и классом бетона;
  • можно обнаружить пустоты и трещины, а также измерить глубину поверхностных;
  • определить степень зрелости при проведении монолитного бетонирования;
  • оценить пористость, трещиноватость и анизотропию бетона.

К преимуществам тестера относятся:

  • возможность работы на больших базах прозвучивания;
  • независимость результатов измерения от силы прижатия датчика;
  • наличие большого дисплея с хорошим разрешением;
  • встроенная литиевая аккумуляторная батарея, имеющая емкость 3,8 А*ч.

ПУЛЬСАР-2.1 обладает достойными параметрами, в виде:

  • диапазона измерений времени: 10…100 мкс;
  • диапазона измерений скорости: 1000…10000 м/с;
  • разрешающей способности: 0,05 мкс;
  • предельной абсолютной погрешностью определения времени и скорости: ±(0,01t + 0,1), ±(0,01v + 10);
  • рабочими частотами: 60 ± 10 кГц;
  • памятью: до 4 Гб;
  • весом блока: 0,44 кг.
Ультразвуковая модельПУЛЬСАР-2.1
Ультразвуковая модельПУЛЬСАР-2.1

Для пользователей удобными функциями станут (как гласит инструкция): возможность переноса результатов в компьютер, их архивация и обработка, перевод в формат Excel и сохранение в виде текстового документа, программа для быстрого определения градуировочных зависимостей по имеющимся экспериментальным значениям.

Ультразвуковой метод определения прочности бетона помогает осуществлять контроль за состоянием сооружений, выявить необходимость проведения ремонтных работ или мероприятий, направленных на укрепление конструкции.


Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты
Строительная организация
Строительно-проектировочная комания "Стройка 93"

Краснодарский Край, г.Краснодар ,
350086, ул. Л.Чайкиной, 16.
Телефон: +7(909)447-57-13
Мы работаем ежедневно с 10:00 до 19:00
https://beton-house.com />
   <span class=