Προσδιορισμός αντοχής σκυροδέματος: μέθοδοι, εξοπλισμός, GOST. Έλεγχος και αξιολόγηση αντοχής σκυροδέματος

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-17 18:46

Κατά τον έλεγχο κτιριακών κατασκευών, πραγματοποιείται ο προσδιορισμός της αντοχής του σκυροδέματος για να προσδιοριστεί η κατάστασή τους την τρέχουσα στιγμή. Η πραγματική απόδοση μετά την έναρξη της λειτουργίας συνήθως δεν ταιριάζει με τις παραμέτρους σχεδιασμού. Επηρεάζονται άμεσα από φορτία παραμόρφωσης και εξωτερικούς παράγοντες. Κατά τη διαγνωστική διαδικασία μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές μέθοδοι.

Βασικοί όροι και ορισμοί

Πριν εξετάσετε τις βασικές μεθόδους παρακολούθησης και αξιολόγησης της αντοχής του σκυροδέματος, συνιστάται να εξοικειωθείτε με ορισμένες έννοιες, ώστε να μην υπάρχουν ερωτήσεις στο μέλλον. Όλοι οι όροι και οι ορισμοί που είναι απαραίτητοι για μια σαφέστερη κατανόηση του θέματος παρουσιάζονται παρακάτω.

• Το σκυρόδεμα είναι ένα δομικό υλικό που λαμβάνεται τεχνητά ως αποτέλεσμα της σκλήρυνσης ενός κονιάματος με συνδετικό υλικό και πληρωτικά. Επιπρόσθετα πρόσθετα μπορούν να προστεθούν στο μείγμα για να επιτευχθεί η καλύτερη απόδοση.
• Αντοχή - η ιδιότητα ενός σκληρυμένου υλικού να αντιλαμβάνεται μηχανικά φορτία χωρίς θραύσηεν. Κατά τη λειτουργία, οι δομές υπόκεινται σε συμπίεση και τάση, καθώς και σε άλλες επιρροές.
• Όριο αντοχής - η υψηλότερη τιμή μηχανικού φορτίου που εφαρμόζεται, μειωμένη απευθείας σε μια συγκεκριμένη περιοχή διατομής, μετά την επίτευξη της οποίας συμβαίνει μερική ή πλήρης καταστροφή του υλικού.
• Καταστροφικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της αντοχής του σκυροδέματος - έλεγχος των παραμέτρων που αναφέρονται με τη λήψη δειγμάτων ελέγχου που λαμβάνονται από τη δοκιμασμένη κατασκευή σύμφωνα με τα σημεία του GOST 28570.

• Μη καταστροφική δοκιμή - έλεγχος της αξιοπιστίας των βασικών ιδιοτήτων μεμονωμένων δομικών στοιχείων χωρίς αποσυναρμολόγηση. Με αυτήν τη μέθοδο, δεν χρειάζεται να παροπλιστεί το αντικείμενο.
• Δομική περιοχή δοκιμής - ορισμένο ποσοστό του όγκου, του μήκους ή της περιοχής περιορισμένων διαστάσεων για τις οποίες πραγματοποιούνται δοκιμές αντοχής.

Που είναι το στοιχείο ελέγχου;

Κατά την κατασκευή κτιρίων κατοικιών, βιομηχανικών ή εμπορικών εγκαταστάσεων, ο προσδιορισμός της αντοχής του σκυροδέματος αποφεύγει πολλές αρνητικές συνέπειες. Το υλικό χρησιμοποιείται σε διάφορα στάδια κατασκευής κτιρίων για διάφορους σκοπούς. Ανάλογα με τον τύπο των δομών, οι απαιτήσεις για μείγματα μπορεί να διαφέρουν σημαντικά. Για παράδειγμα, για την έκχυση θεμελίων και τοίχων, χρησιμοποιούνται διαφορετικές ποιότητες σκυροδέματος, οι οποίες καθορίζονται από τα χαρακτηριστικά αντοχής.

Η χρήση μειγμάτων που δεν πληρούν τις απαιτήσεις μπορεί να οδηγήσει σε σχηματισμό ρωγμών, επιδείνωση της λειτουργίαςποιότητες και πρόωρη αστοχία της κατασκευής. Συχνά απαιτείται έρευνα για να καθοριστεί εάν ένα κτίριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί περαιτέρω για οποιονδήποτε σκοπό.

Πίνακας αντοχής σκυροδέματος: αντιστοίχιση τάξεων και βαθμών

Τα κονιάματα χωρίζονται σε κατηγορίες, οι οποίες λαμβάνουν υπόψη διάφορες παραμέτρους. Συνήθως, η αντοχή του σκυροδέματος σε MPa αναλύεται σε κατηγορίες, που υποδεικνύονται με ένα κεφαλαίο γράμμα με έναν αριθμό. Μια τέτοια σήμανση σε επαγγελματικό περιβάλλον θεωρείται η πιο βολική. Για παράδειγμα, ένα κονίαμα B25 θα έχει αντοχή 25 MPa.

Όσον αφορά τη μάρκα του σκυροδέματος, εκφράζει μια κατά προσέγγιση τιμή σε κιλά ανά τετραγωνικό εκατοστό. Ο χαρακτηρισμός γίνεται σύμφωνα με την ίδια αρχή. Ωστόσο, με την αναλογία των δεικτών, ο κανονιστικός συντελεστής διακύμανσης μπορεί να είναι 13,5 τοις εκατό.

Για παράδειγμα, προτείνεται να εξοικειωθείτε με έναν ειδικό πίνακα αντοχής σκυροδέματος, ο οποίος δείχνει την αντιστοιχία μεταξύ τάξεων και ποιοτήτων μειγμάτων.

Τάξη	Μάρκα	Δύναμη, kgf/τετρ. m
B5	M75	65
B10	M150	131
B15	M200	196
B25	M350	327
B35	M450	458

Τι επηρεάζει την ανθεκτικότητα;

Κατά τη διάρκεια των χημικών διεργασιών, το μείγμα σκυροδέματος σκληραίνει. Το νερό αλληλεπιδρά με το συνδετικό. Υπό την επίδραση ορισμένων παραγόντων, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης μπορεί να επιταχυνθεί ή να επιβραδυνθεί. Η τελική αντοχή του σκυροδέματος θα εξαρτηθεί σε κάποιο βαθμό από αυτά.

Σημαντικοί παράγοντες περιλαμβάνουν:

• αρχική δραστηριότητα συνδετικού;
• ποσότητα νερού στη σύνθεση;
• επίπεδο συμπίεσης;
• θερμοκρασία και υγρασία;
• ποιότητα ανάμειξης συστατικών.

Σημαντικό ρόλο παίζει η ποιότητα των πληρωτικών που χρησιμοποιούνται. Συστατικά με λεπτό κλάσμα και αργιλικές ουσίες οδηγούν σε μείωση της αντοχής. Τα μεγάλα σωματίδια έχουν καλύτερη πρόσφυση στο συνδετικό υλικό. Η χρήση τους έχει θετική επίδραση στους δείκτες δύναμης.

Ταξινόμηση μεθόδων έρευνας

Κατά τον προσδιορισμό της αντοχής του σκυροδέματος σε κτιριακές κατασκευές, είναι απαραίτητο να επιλυθούν δύσκολα τεχνικά προβλήματα. Η ανάπτυξη της θεωρητικής και πρακτικής έρευνας στον τομέα του ποιοτικού ελέγχου των κτιριακών συνθέσεων έχει οδηγήσει στην εμφάνιση πολυάριθμων μεθόδων. Κάθε ένα από αυτά έχει ένα συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής, καθώς και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.

Αν πάρουμε τη μέθοδο της άμεσης επιρροής στη δοκιμασμένη δομή, τότε μπορούμε να διακρίνουμε τρεις κύριες μεθόδους.

1. Καταστροφικό. Μετά τις λειτουργίες ελέγχου, το δείγμα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προορισμό του.
2. Μη καταστροφικό. Η απόδοση της δοκιμής δεν επηρεάζει την απόδοση της δομής.
3. Τοπικά καταστροφικό. Απαιτείται ανακαίνιση μετά από ειδικές εκδηλώσεις.

Ο έλεγχος πρέπει να διενεργείται μόνο μετά από λεπτομερή γνωριμία με τη μελέτη και την τεχνική τεκμηρίωση. Έχοντας λάβει ορισμένες πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση που χρησιμοποιείται και την τεχνολογία κατασκευής της δομής, μπορείτε να ξεκινήσετε την εργασία για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων αντοχής.

Ποιοι παράγοντες καθορίζουν την επιλογή της μεθόδου;

Για να μάθετε την αντοχή σε εφελκυσμό του σκυροδέματος, πρέπει πρώτα να αποφασίσετε για τη μεθοδολογία έρευνας. Οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν την επιλογή της:

• κατάσταση του οικοδομικού μείγματος;
• προσβασιμότητα των τοποθεσιών δοκιμών;
• ποσότητα πληροφοριών που συλλέχθηκαν;
• παρουσία ή απουσία ετερογενών στρωμάτων στη δομή.

Παρά την ποικιλία των μεθόδων, τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με καταστροφικές μεθόδους είναι τα πιο αξιόπιστα, αφού οι δοκιμές μετρούν τον επιθυμητό δείκτη - τη δύναμη που εφαρμόζεται κατά τη συμπίεση. Επιπλέον, ένα δείγμα που λαμβάνεται απευθείας από το σώμα της κατασκευής, και όχι από το πάνω μέρος, μελετάται προσεκτικά.

Καταστροφικές μέθοδοι ελέγχου

Η ουσία των μεθόδων έγκειται στη μελέτη δειγμάτων που λαμβάνονται με διάτρηση ή πριόνισμα της τελικής κατασκευής. Υποβάλλονται σε στατικό φορτίο με σταδιακή αύξηση του ρυθμού ανάπτυξης. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατός ο υπολογισμός των τάσεων υπό τις ασκούμενες δυνάμεις.

Οι διαστάσεις και το σχήμα των δειγμάτων που λαμβάνονται εξαρτώνται από τον τύπο της δοκιμής που διεξάγεται. Πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις του GOST 10180.

Μέθοδος έρευνας	Σχήμα δειγμάτων δοκιμής	Μεγέθη στοιχείων σε χιλιοστά
Προσδιορισμός αντοχής σε εφελκυσμό και θλίψη σκυροδέματος	Κύβος	Το μήκος των άκρων του σχήματος μπορεί να είναι 100, 150, 200 ή 300 mm
	Κύλινδρος	Για έρευνα, λαμβάνεται δείγμα ύψους δύο διαμέτρων, η μία από τις οποίες μπορεί να έχει τις ίδιες διαστάσεις με τις άκρες του κύβου.
Έλεγχος ενδείξεων αντοχής για αξονική τάση	Πρίσμα με τετράγωνο τμήμα	Οι διαστάσεις του προς δοκιμή στοιχείου μπορεί να είναι: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 ή 200 x 200 x 800 mm.
	Κύλινδρος	Δείγματα του ίδιου μεγέθους λαμβάνονται κατά τη διάρκεια της δοκιμής όπως στην παραπάνω περίπτωση.
Προσδιορισμός της αντοχής σε εφελκυσμό σε κάμψη και σχίσιμο	Πρίσμα με τετράγωνο τμήμα	Κατά τη διάρκεια της εργασίας λαμβάνονται δείγματα των ακόλουθων μεγεθών: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 και 150 x 150 x 600 mm.

Για να προσδιοριστεί η αντοχή του σκυροδέματος, τα δείγματά του συλλέγονται με διάτρηση ή πριόνισμα μεμονωμένων μερών.

1. Οι θέσεις εκχωρούνται μετάπροκαταρκτική επιθεώρηση. Η περιοχή δοκιμής σχεδιασμού θα πρέπει να απέχει σε κάποια απόσταση από τις αρθρώσεις και τις άκρες.
2. Οι υπόλοιπες αυλακώσεις μετά τη δειγματοληψία τοιχοποιούνται με λεπτόκοκκο σκυρόδεμα.
3. Στη διαδικασία διάτρησης ή πριονίσματος, χρησιμοποιούνται λεπίδες πριονιού με διαμάντια, ειδικά πριόνια οπών ή κατάλληλα εργαλεία καρβιδίου.
4. Οι περιοχές δειγματοληψίας θα πρέπει να είναι απαλλαγμένες από οπλισμό. Εάν αυτή η επιλογή δεν μπορεί να εφαρμοστεί, τότε λαμβάνεται ένα κομμάτι σκυροδέματος με μεταλλικές ράβδους με διατομή έως 16 mm για δείγματα με διαστάσεις μεγαλύτερες από 10 cm.
5. Η παρουσία οπλισμού είναι απαράδεκτη σε μελέτες αξονικής τάσης και συμπίεσης. Αυτό επηρεάζει αρνητικά την τελική απόδοση. Επιπλέον, οι ράβδοι δεν πρέπει να υπάρχουν σε δείγματα σε σχήμα πρίσματος σε δοκιμές κάμψης εφελκυσμού.
6. Οι θέσεις για την εξαγωγή δειγμάτων, ο αριθμός τους, καθώς και τα μεγέθη καθορίζονται από τους κανόνες για τον έλεγχο της αντοχής του σκυροδέματος, λαμβάνοντας υπόψη τα σημεία του GOST 18105.

Κάθε κομμάτι που λαμβάνεται επισημαίνεται και περιγράφεται στο πρωτόκολλο. Μετά από αυτό, προετοιμάζεται προσεκτικά για περαιτέρω δοκιμή. Όλα τα δείγματα πρέπει να έχουν ένα ειδικό σχήμα που να αντικατοπτρίζει ξεκάθαρα τον προσανατολισμό των εξαρτημάτων απευθείας στο σχέδιο.

Μηχανική μη καταστροφική δοκιμή

Αυτή η μέθοδος βασίζεται σε εξαρτήσεις βαθμονόμησης. Βασίζονται σε έμμεσα χαρακτηριστικά. Αυτά περιλαμβάνουν:

• δείκτες του ριμπάουντ του επιθετικού απευθείας από την επιφάνεια του σκυροδέματος;
• παράμετροι ενέργειας κρουστώνπαρόρμηση;
• μεγέθη εκτυπώσεων που απομένουν ως αποτέλεσμα μηχανικής κρούσης;
• στρες που οδηγεί σε τοπικό σπάσιμο κατά την απόσχιση;
• δύναμη κατά το σπάσιμο σε μια άκρη δομής.

Οι κανόνες για τον έλεγχο της αντοχής του σκυροδέματος προτείνουν τη χρήση ενός συγκεκριμένου σετ συσκευών μέτρησης κατά τη διάρκεια της δοκιμής: ένα παχύμετρο, μια γωνιακή κλίμακα, έναν δείκτη ρολογιού και ορισμένα άλλα εργαλεία. Ο αριθμός των δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν και οι αποστάσεις μεταξύ των περιοχών εργασίας δίνονται στον πίνακα.

Εφαρμοσμένη μέθοδος έρευνας	Αριθμός εκδηλώσεων που πραγματοποιήθηκαν	Απόσταση σε χιλιοστά
		Από τις άκρες της δομής	Μεταξύ των περιοχών εργασίας
Τραξίματα πλευρών	2	-	200
Πλαστική παραμόρφωση	5	50	30
Χωρισμός	1	50	Διπλή διάμετρος δίσκου
Ελαστικό ριμπάουντ	5	50	30
Shock Impulse	10	50	15
Σκίσιμο με θρυμματισμό	1	150	Βάθος εκσκαφής,πολλαπλασιασμένο επί 5

Οι παραπάνω δραστηριότητες θα πρέπει να εκτελούνται σε εργοτάξιο κατασκευής από σκυρόδεμα συνολικής επιφάνειας 100-600 τετραγωνικών μέτρων. βλέπε Αφού πραγματοποιηθούν οι κύριες δοκιμές, τα δεδομένα καταχωρούνται σε ειδικό αρχείο καταγραφής για να καθοριστούν οι εξαρτήσεις βαθμονόμησης μεταξύ των έμμεσων χαρακτηριστικών και των δεικτών αντοχής του σκληρυμένου κονιάματος.

Μη καταστροφικές δοκιμές με φυσικές μεθόδους επιρροής

Η κατηγορία τέτοιων μεθόδων περιλαμβάνει τεχνολογίες ακουστικής πρόσκρουσης και διεισδυτικής ακτινοβολίας. Παρέχουν την ευκαιρία να κρίνουμε τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της κατασκευής από την εσωτερική δομή, καθώς η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων των ελαστικών δονήσεων μετράται απευθείας μέσω του υλικού που δοκιμάζεται.

Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη συσκευή για τον προσδιορισμό της αντοχής του σκυροδέματος είναι η μέθοδος των υπερήχων. Σας επιτρέπει να κάνετε μετρήσεις χωρίς να ασκείτε μηχανική επίδραση στη δομή. Μετρά την ταχύτητα με την οποία τα υπερηχητικά κύματα περνούν μέσα από ένα στρώμα σκυροδέματος. Με μια ολοκληρωμένη μελέτη, οι αισθητήρες μπορούν να βρίσκονται και στις δύο πλευρές και με έναν επιφανειακό, στη μία πλευρά.

Ο έλεγχος με χρήση υπερήχων θεωρείται ο πιο κατατοπιστικός και αρκετά απλός. Επιτρέπει όχι μόνο την αξιολόγηση των παραμέτρων αντοχής, αλλά και την εύρεση πιθανών ελαττωμάτων μέσα στα στρώματα. Η συσκευή που χρησιμοποιείται έχει διάφορους τρόπους λειτουργίας, οι οποίοι παρουσιάζονται στον πίνακα.

Λειτουργία	Περιγραφή
Βαθμονόμηση	Σας επιτρέπει να προσαρμόσετε τη συσκευή στα χαρακτηριστικά του σκυροδέματος. Τα διατμητικά κύματα μετρώνται μέσα στο σκληρυμένο μείγμα, προσδιορίζονται σημαντικές παράμετροι, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη λήψη ποιοτικών εικόνων της δομής της συστοιχίας.
Επισκόπηση	Σας δίνει την ευκαιρία να μελετήσετε γρήγορα την εσωτερική δομή της δομής. Μετράται το πάχος, ανιχνεύονται ελαττώματα ή αντικείμενα στη συστοιχία (εξαρτήματα, σωλήνες, καλώδια).
Συλλογή	Συλλέγονται δεδομένα υπερήχων. Η εγγραφή γίνεται σε διάφορες θέσεις. Η σάρωση πραγματοποιείται με τη μορφή ταινίας (ή ειδικής ταινίας).
Προβολή	Χρησιμοποιείται για την ανάλυση δεδομένων για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε αυτήν την περίπτωση, όλα τα είδη εικόνων εμφανίζονται στην οθόνη. Μπορούν να εμφανιστούν ένα προς ένα ή όλα ταυτόχρονα.

Ο ελεγκτής αντοχής σκυροδέματος υπερήχων επιτρέπει τη διενέργεια πολλαπλών δοκιμών επανειλημμένα, παρακολουθώντας συνεχώς την αλλαγή στις παραμέτρους. Το μειονέκτημα είναι το σφάλμα στην αναλογία των ακουστικών χαρακτηριστικών με τις βασικές παραμέτρους.

Σχετικά με τη σκλήρυνση δομικών μιγμάτων με βάση το τσιμέντο

Υπάρχει άμεση εξάρτηση της αντοχής του σκυροδέματος από τη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ωρίμανσης. Οι κανονικές συνθήκες θεωρούνται μια λειτουργία από 15 έως 20 μοίρες. Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η αύξηση της αντοχής επιβραδύνεται. Όταν παγώσει, θα γίνει σκλήρυνση εάν έχουν προστεθεί ειδικά πρόσθετα στη σύνθεση.

Η αύξηση της θερμοκρασίας επιταχύνει τη διαδικασία σκλήρυνσης, ειδικά εάν η υγρασία είναι επαρκής. Ωστόσο, η θέρμανση άνω των 85 μοιρών αντενδείκνυται, καθώς είναι δύσκολο να προστατεύσετε το μείγμα σκυροδέματος από το στέγνωμα. Η διαδικασία στερεοποίησης μπορεί να διεγερθεί με δύο τρόπους. Το πρώτο από αυτά είναι να χρησιμοποιήσετε την εσωτερική θερμότητα και το δεύτερο είναι να χρησιμοποιήσετε την εξωτερική θερμότητα.

Σχετικά με την ανάλυση πιθανών προβλημάτων στον προσδιορισμό της αντοχής

Όταν χρησιμοποιείτε μετρητή αντοχής σκυροδέματος υπερήχων, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στον καθορισμό των εξαρτήσεων βαθμονόμησης. Χωρίς αυτά, τα δεδομένα που ελήφθησαν δεν μπορούν να θεωρηθούν αποδεικτικά στοιχεία. Για να λάβετε πιο ακριβή αποτελέσματα, θα πρέπει να λάβετε υπόψη την ποσότητα και τη σύνθεση του πληρωτικού, το επίπεδο συμπίεσης, την κατανάλωση τσιμέντου και πολλά άλλα.