Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 4
Министерство образования и науки Российской Федерации
Иркутский государственный технический университет
Факультет строительства и городского хозяйства
Кафедра экспертизы и управления недвижимостью
Судебно-техническая экспертиза объектов градостроительной деятельности
Методические указания по практическим занятиям.
Для студентов очной формы обучения
Направление подготовки:
Специальность: 270115 Экспертиза и управление недвижимостью
Разработал: к.т.н., доцент кафедры «Экспертиза
и управление недвижимостью» Е.Г. Журавлев
Судебно-техническая экспертиза объектов градостроительной деятельности. Методические указания по лабораторным работам для студентов заочной формы обучения / ГОУ ВПО Иркутский государственный технический университет. – Иркутск, 2010.– 23 с.
Составил к.т.н., доцент Е. Г. Журавлев. – Иркутск, 2010.
Изложены методика, порядок выполнения и обработки результатов работ по определению деформаций строительных конструкций. Содержатся контрольные вопросы по рассмотренным тематикам.
Предназначены для студентов специальности 270115 “Экспертиза и управление недвижимостью” очной формы обучения.
СОДЕРЖАНИЕ
|
1. Измерение показателей воздушной среды |
4 |
|
2. Освещенность помещений |
5 |
|
3. Измерения прогибов и деформаций |
6 |
|
4. Методы и средства наблюдения за трещинами |
8 |
|
5. Определение степени коррозии бетона |
10 |
|
6. Определение степени коррозии арматуры |
11 |
|
7. Определение прочности бетона |
13 |
|
8. Определение толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры |
18 |
|
Список литературы |
19 |
Для выявления закономерностей распределения температур, влажности и скорости воздуха по объему помещения, измерения их величин необходимо выполнять по вертикали в нескольких поперечных сечениях помещения.
При измерении показателей микроклимата пункты, в которых производятся измерения, не должны находиться в непосредственной близости к источникам тепло- и влаговыделений, приточным и вытяжным отверстиям, через которые поступает или удаляется воздух.
В жилых и общественных зданиях температуры и скорости движения воздуха надлежит измерять в обслуживаемой зоне помещений: в пределах высот 0,1 и 2,0 над уровнем пола, на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных и внутренних стен, окон и отопительных приборов.
Показатели микроклимата в помещениях следует измерять приборами, соответствующими требованиям государственных стандартов, прошедших поверку имеющими сертификат Росстандарта.
Для разовых измерений температуры и относительной влажности воздуха применяются аспирационные психрометры Ассмана.
С помощью психрометра Ассмана относительная влажность воздуха определяется по показаниям двух термометров: сухого и влажного (смоченного, обернутого влажной материей). Интенсивность испарения воды поверхности смоченного термометра зависит от влажности окружающего воздуха: чем меньше его относительная влажность, тем быстрее вода испаряется и тем ниже показания термометра. Разность показаний сухого и смоченного термометров характеризует относительную влажность среды. Для получения численного значения относительной влажности служит психрометрический график, прилагаемый к каждому прибору.
Скорость движения воздуха в помещениях определяется в тех же точках, что температура и относительная влажность воздуха.
Измерения скоростей движения воздуха выполняются крыльчатыми, чашечными анемометрами или кататермометрами
Скорость движения воздуха в закрытых помещениях или в квартирах не может измеряться анемометром из-за недостаточной его чувствительности и поэтому измеряется кататермометрами. При наличии лучистой энергии кататермометр должен быть защищен от ее влияния экраном.
Результаты измерений параметров воздушной среды сопоставляются с нормами температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений: ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Контрольные вопросы:
Понятие обслуживаемой зоны помещений?
Параметры микроклимата помещений (перечислить)?
Приборы для измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха?
Допустимая температура в жилых помещениях в холодный период года?
Допустимая температура в жилых помещениях в теплый период года?
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.
Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).
Коэффициент естественной освещенности (КЕО, %) – отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.
При двустороннем боковом освещении помещений любого назначения нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в расчетной точке в центре помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза и рабочей поверхности. Условная рабочая поверхность – условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола.
В жилых помещениях в жилых зданий нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов: в одной комнате для 1-но, 2-х и 3-х комнатных квартир и в двух комнатах для 4-х и более комнатных квартир.
В остальных жилых помещениях многокомнатных квартир и в кухне нормируемое значение КЕО при боковом освещении должно обеспечиваться в расчетной точке, расположенной в центре помещения на плоскости пола.
Нормируемое значения КЕО, еN, для зданий, следует определять по формуле:
еN = еH· mN
где еH – нормативное значение КЕО;
тN - коэффициент светового климата.
Требуемый уровень освещенности помещения зависит от назначения помещения, характера выполнения зрительной работы и регламентируется СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
Измерения наружной освещенности следует проводить синхронно с измерениями внутри помещения. Наружная освещенность определяется на горизонтальной поверхности, не затененной близко расположенными зданиями. Необходимо следить, чтобы во время измерения на датчик не падала тень от расположенных вблизи предметов или от оператора, производящего измерения.
Измерение освещенности производится при помощи люксметров. Они состоят из фотоэлемента и измерителя силы тока. Электрический ток создается фотоэлементом, он пропорционален его освещенности. Измерительное устройство, градуированное в люксах, показывает значение освещенности в люксах.
К таблицам и графикам с результатами измерений прикладывается карта обследования, содержащая следующие данные: размеры обследуемого помещения; состояние стен, потолков (степень загрязнения), окраска (светлая, темная); краткое описание процесса в аспекте выделения пыли, газов, пара; характеристика зрительной работы, продолжительность пребывания людей на рабочих местах.
Контрольные вопросы:
Понятие коэффициента естественной освещенности?
Единицы измерения освещенности?
Приборы для измерения освещенности?
Расчетные точки жилых помещений для измерения освещенности?
Деформации и прогибы в конструкциях возникают вследствие перегрузок, неравномерной осадки фундаментов, пучения грунтов оснований, температурных воздействий при изменении уровня грунтовых вод и влажностного режима грунтов оснований, потерь устойчивости несущих конструкций и других внешних воздействий. Нередко характер развития деформаций конструкций может свидетельствовать о причинах их обуславливающих.
Допустимые пределы деформаций и прогибов зависят от материала и вида конструкций и регламентируются нормами проектирования конструкций зданий.
Отклонения от вертикали и искривления в вертикальной плоскости конструкций могут быть измерены с помощью отвеса и линейки (рис. 1).
Смещения по горизонтали от опорных точек, а также вертикальные перемещения определяются измерениями с помощью мерной ленты, линейки иди геодезической съемкой. С помощью теодолитов могут быть измерены также наклоны и выпучивания стен и других вертикально расположенных конструкций.
Величины прогибов, искривлений конструкций и их элементов измеряются путем натяжения тонкой проволоки между краями конструкции или ее частями, не имеющими деформации, и измерения максимального расстояния между проволокой и поверхностью конструкции с помощью линейки.
Величины прогибов могут быть определены также с помощью гидростатического или лазерного уровня, нивелиром.
Рис. 1. Измерение отклонений от вертикали конструкций с помощью отвеса
1 - стена, перегородка или колонна; 2 - перекрытие; 3 - отвес; 4 - сосуд с водой; 5 - измерительная линейка;
6 - точка измерения
Определение кинетики развития деформаций осуществляется путем многократных их измерений через определенные интервалы времени (от одних до 30 суток) в зависимости от скорости развития деформации или стационарно установленными прогибомерами (типа прогибомеров Максимова).
Наблюдения за деформациями зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации, проводят в случаях появления трещин, раскрытия швов, перемещения и наклона строительных конструкций, а также резкого изменения условий эксплуатации.
Цель наблюдения за деформациями состоит в том, чтобы установить, стабилизировались или продолжают развиваться осадки здания и другие изменения в конструкциях.
Если в процессе наблюдения не были выявлены основные или наиболее вероятные причины деформаций, то наблюдения продолжают вести длительное время.
Деформации разделяют на местные, когда происходят смещение или повороты в узлах конструкций, растяжение или сжатие элементов, и общие, когда перемещаются и деформируются ряд конструкций или здание в целом.
Деформации конструкций не следует путать с монтажными отклонениями.
Контрольные вопросы:
Основные причины возникновения деформаций конструкций?
Измерение величин отклонений от вертикали и искривлений в вертикальной плоскости?
Измерение смещения по горизонтали или вертикали от опорных точек.
Измерение величин прогибов в конструкциях?
При обследовании строительных конструкций наиболее ответственным этапом является изучение трещин, выявление причин их возникновения и динамики развития. Они могут быть вызваны самыми разными причинами и иметь различные последствия.
По степени опасности для несущих и ограждающих конструкций трещины можно разделить на три группы.
трещины неопасные, ухудшающие только качество лицевой поверхности;
опасные трещины, вызывающие значительное ослабление сечений, развитие которых продолжается с неослабевающей интенсивностью.
трещины промежуточной группы, которые ухудшают эксплуатационные свойства, снижают надежность и долговечность конструкций, однако еще не способствуют полному их разрушению.
В металлических конструкциях появление трещин в большинстве случаев определяется явлениями усталостного характера, что часто наблюдается в подкрановых балках и других конструкциях, подверженных переменным динамическим нагрузкам.
Возникновение трещин в железобетонных или каменных конструкциях определяется локальными перенапряжениями, увлажнением бетона и расклинивающим действием льда в порах материала, коррозией арматуры и др.
Следует различать трещины, появление которых вызвано напряжениями, проявившимися в железобетонных конструкциях в процессе изготовления, транспортировки и монтажа, и трещины, обусловленные эксплуатационными нагрузками и воздействием окружающей среды.
В железобетонных конструкциях к трещинам, появившимся в доэксплуатационный период, относятся: усадочные трещины, вызванные быстрым высыханием поверхностного слоя бетона и сокращением объема, а также трещины от набухания бетона; трещины, вызванные неравномерным охлаждением бетона; трещины технологического происхождения, возникшие в сборных железобетонных элементах в процессе изготовления, транспортировки и монтажа.
Трещины, появившиеся в эксплуатационный период, разделяются на следующие виды: трещины, возникшие в результате температурных деформаций из-за нарушений требований устройства температурных швов или неправильности расчета статически неопределимой системы на температурные воздействия; трещины, вызванные неравномерностью осадок грунтов основания; трещины, обусловленные силовыми воздействиями, превышающими способность железобетонных элементов воспринимать растягивающие напряжения.
В каменных конструкциях трещины возникают при неравномерных деформациях (осадки, морозное пучение грунтов) фундаментов, вследствие сейсмических воздействий или чрезмерных нагрузок.
Трещины выявляются путем осмотра поверхностей конструкций, а также выборочного снятия с конструкций защитных или отделочных покрытий.
Следует определить положение, форму, направление, распространение по длине, ширину раскрытия, глубину, а также установить, продолжается или прекратилось их развитие.
При наличии трещин на несущих конструкциях зданий и сооружений необходимо организовать систематическое наблюдение за их состоянием и возможным развитием с тем, чтобы выяснить характер деформаций конструкций и степень их опасности для дальнейшей эксплуатации.
Наблюдение за развитием трещин проводится по графику, который в каждом отдельном случае составляется в зависимости от конкретных условий.
В стенах на каждой трещине устанавливают маяки, который при развитии трещины разрывается. Маяки устанавливают в месте наибольшего развития трещины, они позволяют установить качественную картину деформации и их величину.
Маяки примерными размерами 200×200 мм устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку, выполняют из гипса или цементно-песчаного раствора, наносят за два раза. На поверхности маяка краской наносится его порядковый номер и дата установки.
Осмотр маяков производится через неделю после их установления, а затем один раз в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль.
При наблюдениях за развитием трещин в железобетонных конструкциях, концы трещин во время каждого осмотра фиксируются поперечными штрихами, нанесенными краской или острым инструментом на поверхности конструкции. Рядом с каждым штрихом проставляют дату осмотра.
Ширину раскрытия трещин обычно определяют с помощью микроскопа МПБ-2 с ценой деления 0,02 мм, пределом измерения 6,5 мм и микроскопа МИР-2 с пределами измерений от 0,015 до 0,6 мм, а также лупы с масштабным делением (лупы Бринеля) или других приборов и инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,1 мм.
Глубину трещин устанавливают, применяя иглы и проволочные щупы, а также при помощи ультразвуковых приборов.
По данным измерений строят график хода раскрытия трещин.
Контрольные вопросы:
Виды трещин в железобетонных конструкциях?
Причины появления трещин в стальных конструкциях?
Причины появления трещин в железобетонных конструкциях?
Причины появления трещин в каменных конструкциях?
Средства контроля ширины и глубины раскрытия трещин?
Как ведется контроль за состоянием трещин в стенах и железобетонных конструкциях?
Различают три основных вида коррозии бетона.
К I виду относятся все процессы коррозии, которые возникают в бетоне при действии жидких сред (водных растворов), способных растворять компоненты цементного камня. Составные части цементного камня растворяются и выносятся из цементного камня.
Ко II виду коррозии относятся процессы, при которых происходят химические взаимодействия – обменные реакции – между цементным камнем и раствором. Образующиеся продукты реакции или легкорастворимы и выносятся из структуры в результате диффузии или фильтрационным потоком, или отлагаются в виде аморфной массы, не обладающей вяжущими свойствами и не влияющей на дальнейший разрушительный процесс.
Такой вид коррозии представляют процессы, возникающие при действии на бетон растворов кислот и некоторых солей.
К III виду коррозии относятся все те процессы коррозии бетона, в результате которых продукты реакции накапливаются и кристаллизируются в порах и капиллярах бетона. На определенной стадии развития этих процессов рост кристаллообразований способствует возникновению растущих по величине напряжений и деформаций в ограждающих стенах, а затем и разрушению структуры. К этому виду могут быть отнесены процессы коррозии при действии сульфатов, связанные с накоплением и ростом кристаллов гидросульфоалюминита, гипса и др.
Для определения степени коррозионного разрушения бетона (состава новообразований, структурных нарушений бетона) используются физико-химические методы: дифференциально-термические и рентгено-структурные методы, выполняемых в лабораторных условиях на образцах, отобранных из эксплуатируемых конструкций.
При оценке работоспособности конструкций степень коррозионного повреждения бетона оценивается по остаточным сечениям конструкций (после удаления рыхлых слоев) и прочности бетона.
Для большинства конструкций, соприкасающихся с воздухом, карбонизация является характерным процессом, который ослабляет защитные свойства бетона. В процессе карбонизации углекислый газ воздуха проникает в поры и капилляры бетона, растворяется в поровой жидкости и реагирует с гидроалюминатом окиси кальция, образуя слаборастворимый карбонат кальция. Карбонизация снижает щелочность содержащейся в бетоне влаги, что способствует снижению так называемого пассивирующего (защитного) действия щелочных сред и способствует коррозии арматуры в бетоне.
Определение глубины карбонизации бетона производят по изменению величины водородного показателя рН.
В случае если бетон сухой, смачивают поверхность скола чистой водой, которой должно быть столько, чтобы на поверхности бетона не образовалась видимая пленка влаги. Избыток воды удаляют чистой фильтровальной бумагой. Влажный и воздушно-сухой бетон увлажнения не требует.
На скол бетона с помощью капельницы или пипетки наносят 0,1 %-ый раствор фенолфталеина в этиловом спирте. При изменении рН от 8,3 до 14 окраска индикатора изменяется от бесцветной до ярко-малиновой. Свежий излом образца бетона в карбонизированной зоне после нанесения на него раствора фенолфталеина имеет серый цвет, а в некарбонизированной зоне приобретает ярко-малиновую окраску.
Примерно через минуту после нанесения индикатора измеряют линейкой с точностью до 0,5 мм расстояние от поверхности образца до границы ярко окрашенной зоны в направлении, нормальном к поверхности. Измеренная величина есть глубина карбонизации бетона.
Контрольные вопросы:
Виды коррозии бетона?
Причины и последствия карбонизации бетона?
Способ определения степени карбонизации бетона?
6. Определение степени коррозии арматуры
Разрушение арматуры в бетоне обусловлено потерей защитных свойств бетона и доступом к ней влаги, кислорода воздуха или кислотообразующих газов. Коррозия арматуры является электрохимическим процессом.
Коррозия арматуры в бетоне возникает при уменьшении щелочности окружающего арматуру электролита до рН, равного или меньше 12, при карбонизации или коррозии бетона.
При оценке технического состояния арматуры и закладных деталей, пораженных коррозией, прежде всего необходимо установить вид коррозии и участки поражения. Виды коррозии:
сплошная – характеризуется относительно равномерным распределением коррозии по всей поверхности;
пятнами – характеризуется небольшой глубиной проникновения коррозии по сравнению с поперечными размерами поражений;
язвенная – характеризуется появлениями на поверхности металла отдельных или множественных повреждений, глубина и поперечные размеры которых (от долей миллиметра до нескольких миллиметров) соизмеримы;
точечная (питтинговая) – представляет собой разрушение в виде отдельных мелких (не более 1-2 мм в диаметре) и глубоких (глубина больше поперечных размеров) язвочек;
межкристаллическая – характеризуется относительно равномерным распределением множественных трещин на больших участках элементов (глубина трещин обычно меньше, чем их размеры на поверхности).
К качественным характеристикам коррозии относятся плотность, структура, цвет и химический состав продуктов коррозии. Качественные характеристики определяют путем лабораторных исследований продуктов коррозии, а цвет – визуально.
К количественным показателям коррозионных поражений относятся их площадь, глубина коррозионных язв, величина потери сечения, скорость коррозии.
Толщина продуктов коррозии определяется микрометром или с помощью приборов, которыми замеряют толщину немагнитных противокоррозионных покрытий на стали (например, ИТП-1, МТ-30Н и др.).
Для арматуры периодического профиля следует отмечать остаточную выраженность рифов после зачистки.
В местах, где продукты коррозии стали хорошо сохранились, можно по их толщине ориентировочно судить о глубине коррозии по соотношению:
,
где k – средняя глубина сплошной равномерной коррозии стали;
pk – толщина продуктов коррозии.
Выявление состояния арматуры элементов железобетонных конструкций производится путем удаления защитного слоя бетона с обнажением рабочей и монтажной арматуры.
Обнажение арматуры производится в местах наибольшего ее ослабления коррозией, которые выявляются по отслоению защитного слоя бетона и образованию трещин и пятен ржавой окраски, расположенных вдоль стержней арматуры.
Диаметр арматуры измеряется штангенциркулем или микрометром после удаления продуктов коррозии. Глубина коррозии арматуры равна либо половине толщины слоя ржавчины, либо половине разности проектного и действительного диаметров арматуры.
Контрольные вопросы:
Виды коррозии арматуры?
Основные количественные показатели коррозии арматуры?
Способы определения глубины коррозии арматуры?
Где и почему появляются коррозионные трещины в железобетонных конструкциях?
Чем коррозионные трещины отличаются от силовых?
7. Определение прочности бетона
В бетонных и железобетонных конструкциях прочность бетона определяют:
механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»;
ультразвуковым методом по ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»;
по образцам, отобранным из конструкций по ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы контроля прочности по образцам, отобранным из конструкции».
К приборам механического принципа действия относятся: эталонный молоток Кашкарова, молоток Шмидта, молоток Физделя, пистолет ЦНИИСКа, молоток Польди, ИПС и др. Эти приборы дают возможность определить прочность бетона поверхностных слоев конструкции по величине внедрения бойка в бетон или по величине отскока бойка от поверхности конструкции при нанесении калиброванного удара (пистолет ЦНИИСКа, ОМШ-1).
Молоток Физделя (рис. 2) основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. При ударе молотком по поверхности конструкции образуется лунка, по диаметру которой и оценивают прочность материала. То место конструкции, на которое наносят отпечатки, предварительно очищают от штукатурного слоя, затирки или окраски.
Рис. 2. Молоток И.А. Физделя
1 - молоток; 2 - ручка; 3 - сферическое гнездо; 4 - шарик; 5 - угловой масштаб
К методике определения прочности бетона, основанной на свойствах пластических деформаций, относится также молоток Кашкарова (рис. 3).
Отличительная особенность молотка Кашкарова от молотка Физделя заключается в том, что между металлическим молотком и завальцованным шариком имеется отверстие, в которое вводится контрольный металлический стержень. При ударе молотком по поверхности конструкции получаются два отпечатка: на поверхности материала с диаметром d и на контрольном (эталонном) стержне с диаметром dэ. Отношение диаметров получаемых отпечатков зависит от прочности обследуемого материала и эталонного стержня и практически не зависит от скорости и силы удара, наносимого молотком. По среднему значению величины d/dэ из тарировочного графика (рис. 4) определяют прочность материала.
Рис. 3. Определение прочности материала, с помощью молотка К.П. Кашкарова
1 - корпус, 2 - метрическая рукоятка; 3 - резиною ручка; 4 - головка; 5 - стальной шарик, 6 - стальной эталонный стержень; 7- угловой масштаб
Рис. 4. Тарировочная кривая для определения прочности бетона молотком Кашкарова
К приборам, основанным на методе упругого отскока, относятся пистолет ЦНИИСКа, пистолет Борового, молоток Шмидта и др. Принцип действия этих приборов основан на измерении упругого отскока ударника при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины. Величину отскока бойка фиксирует указатель на шкале прибора.
Рис. 5. Пружинный пистолет С.И. Борового
Отличительная особенность склерометра КМ заключается в том, что специальный боек определенной массы при помощи пружины с заданной жесткостью и предварительным напряжением ударяет по концу металлического стержня, называемого ударником, прижатого другим концом к поверхности испытываемого бетона. В результате удара боек отскакивает от ударника. Степень отскока отмечается на шкале прибора при помощи специального указателя.
Зависимость величин показаний приборов (диаметр лунок, величина упругого отскока) от прочности бетона устанавливают по тарировочным кривым, построенным по результатам испытаний бетонных кубиков. Кубики исследуют сначала прибором, а затем испытывают на прессе.
В конструкции участок испытания бетона предварительно очищают от штукатурного слоя, затирки или окраски, при необходимости, выравнивают абразивным диском. Испытание влажного замороженного во влажном состоянии бетона не допускается.
Методом испытания на отрыв со скалыванием определяют прочность бетона в теле конструкции. Сущность метода состоит в оценке прочностных свойств бетона по усилию, необходимому для его разрушения вокруг шпура определенного размера при вырывании закрепленного в нем разжимного конуса или специального стержня, заделанного в бетоне (рис. 6). Косвенным показателем прочности служит вырывное усилие.
Рис. 6. Схема испытания методом отрыва со скалыванием при использовании анкерных устройств
При определении прочности бетона методом скалывания ребра конструкции применяют прибор типа ГПНС-4. Схема испытания приведена на рис. 7.
На участке испытания необходимо провести не менее двух сколов бетона. Толщина испытываемой конструкции должна быть не менее 50 мм. Расстояние между соседними сколами должно быть не менее 200 мм.
Рис. 7. Схема испытания бетона в конструкциях методом скалывания ребра конструкции
Принцип определения прочности бетона ультразвуковым методом основан на наличии функциональной связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний и прочностью бетона.
Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона классов В7,5 - В35 (марок М100-М400) на сжатие.
Для определения прочности бетона ультразвуковым методом применяются приборы: УКБ-1, УКБ-1М, УК-16П, «Бетон-22» и др.
Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания. Схема испытаний бетона приведена на рис. 8.
Рис. 8. Способы ультразвукового прозвучивания бетона
а - схема испытания способом сквозного прозвучивания; б - то же, поверхностного прозвучивания; УП - ультразвуковые преобразователи
При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции.
Скорость ультразвука V, м/с, вычисляют по формуле
, (6.5)
где t - время распространения ультразвука, мкс; l - расстояние между центрами установки преобразователей (база прозвучивания), мм.
Число измерений времени распространения ультразвука в каждом образце должно быть: при сквозном прозвучивании – 3, при поверхностном – 4.
Прочность бетона в конструкциях определяют экспериментально по установленным градуировочным зависимостям «скорости распространения ультразвука – прочность бетона V=f(R)».
Тарировочный график строится по данным прозвучивания и прочностных испытаний контрольных кубиков, приготовленных из бетона того же состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и изделия или конструкции, подлежащие испытанию.
Прочность бетона может быть определена по образцам, выбуренным алмазным кольцевым сверлом из конструкции. Керны с выровненными торцами испытывают на прессе.
Места отбора проб бетона следует назначать после визуального осмотра конструкций в зависимости от их напряженного состояния с учетом минимально возможного снижения их несущей способности. Пробы рекомендуется отбирать из мест, удаленных от стыков и краев конструкций. Участки для выбуривания или выпиливания проб бетона следует выбирать в местах, свободных от арматуры.
При испытаниях бетона в раннем возрасте следует учитывать рост прочности к 28-суточному возрасту:
R28 = Rn·
где R28 и Rn прочность бетона в возрасте 28 и n суток.
Расчетные и нормативные характеристики бетона определяют согласно СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» в зависимости от условного класса бетона по прочности на сжатие. Значение условного класса бетона по прочности на сжатие определяют для тяжелого бетона по формуле В=0,8 , для легкого – В=0,7, где – средняя кубиковая прочность бетона в группе однотипных конструкций, в конструкции или отдельной ее зоне, полученная по результатам испытаний неразрушающими методами или испытаниями отобранных из конструкций образцов бетона.
При больших объемах работ по оценке прочности бетона целесообразно применить статистические методы оценки:
Среднее квадратическое отклонение прочности вычисляют по формуле:
,
V - коэффициент вариации прочности определяется по формуле:
,
где Sm - среднее квадратическое отклонение прочности.
Класс бетона определяется по формуле
где Rm - средняя прочность бетона по результатам испытаний;
t - коэффициент Стьюдента (таблица 1).
Таблица 1
Значение коэффициента Стьюдента t при обеспеченности 0,95 (одностороннее ограничение)
|
Число испытаний |
t |
Число испытаний |
t |
|
1 |
6,31 |
11 |
1,80 |
|
2 |
2,92 |
12 |
1,78 |
|
3 |
2,35 |
13 |
1,77 |
|
4 |
2,13 |
14 |
1,76 |
|
5 |
2,01 |
15 |
1,75 |
|
6 |
1,94 |
20 |
1,73 |
|
7 |
1,89 |
25 |
1,71 |
|
8 |
1,86 |
30 |
1,70 |
|
9 |
1,83 |
40 |
1,68 |
|
10 |
1,81 |
|
1,64 |
Контрольные вопросы:
Особенности механических методов контроля прочности бетона?
Суть метода отрыва со скалыванием?
Суть метода скалывания ребра?
Ультразвуковой метод контроля прочности бетона?
Определение прочности бетона по образцам, отобранным из конструкции?
Построение тарировочных зависимостей?
8. Определение толщины защитного слоя бетона и
расположения арматуры
Для проверки и определения системы армирования железобетонной конструкции (расположения арматурных стержней, их диаметра, толщины защитного слоя бетона) используют:
магнитный метод по ГОСТ 22904-93 «Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры»;
радиационный метод по ГОСТ 17625-83 «Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры» (применяемый в случаях необходимости);
контрольное вскрытие бетона с обнажением арматуры для непосредственного замера диаметра и количества стержней, оценки класса арматурной стали по рисунку профиля и определения остаточного сечения стержней, подвергшихся коррозии.
Для определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры из современных магнитных приборов применяют в частности ИСМ, ИЗС-10Н и другие.
Магнитный метод основан на взаимодействии магнитного или электромагнитного поля прибора со стальной арматурой железобетонной конструкции. При работе с магнитными приборами следует учитывать их чувствительность. Так, приборы типа ИЗС-10Н не позволяет установить наличие арматуры на глубине свыше 80-100 мм.
Для определения фактической прочности арматуры из конструкции, где это возможно без ее ослабления, вырезают образцы и испытывают путем разрыва.
Допускается ориентировочное определение прочности арматуры по рисунку профиля стержней, определяемому после ее вскрытия или по данным испытаний радиационным методом.
В связи с тем, что арматурные стали одной марки или класса имели в действовавших в разные годы нормативных документах разные величины нормативных и расчетных сопротивлений, при обследовании необходимо определять годы проектирования и постройки здания или сооружения.
Контрольные вопросы:
Методы определения армирования конструкций?
Приборы для определения расположения арматуры?
Отличительные внешние признаки классов арматуры?
Как определить номер профиля арматурного стержня?
Список литературы
ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях / Госстрой России. –М.: ГУП ЦПП, 1999.
ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля / Госстрой СССР. –М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.
ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности / Госстрой СССР. –М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.
ГОСТ 28570-90. Бетоны. Методы контроля прочности по образцам, отобранным из конструкции / Госстрой СССР. –М.: Издательство стандартов, 1990.
ГОСТ 22904-93. Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры / Госстрой РФ. –М.: Издательство стандартов, 1994.
ГОСТ 17625-83. Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры / Госстрой СССР. –М.: Издательство стандартов, 1983.
ГОСТ 8462-85. Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе / Госстрой СССР. –М.: Издательство стандартов, 1985.
ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний / Госстрой СССР. –М.: Издательство стандартов, 1986.
ГОСТ 24992-81. Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке / Госстрой СССР. –М.: Издательство стандартов, 1982.
СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение / Минстрой России. –М.: ГП ЦПП, 1995.
СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры / Госстрой России. –М.: ФГУП ЦПП, 2004.