Неразрушающие методы испытания прочности бетона рекомендуется применять для следующих целей:
1) Контроля прочности и однородности бетона (отпускная и передаточная прочности для сборных и прочность в промежуточные сроки для монолитных конструкций), кроме контроля прочности бетона сборных конструкций в возрасте 28 суток;
2) Обследования конструкций и сооружений; в сомнительных случаях в изделиях и при отсутствии на них паспортов;
3) Совместно с другими неразрушающими испытаниями взамен испытания изделий на прочность, жесткость и трещиностойкость.
Следует отметить, что для определения прочности бетона нельзя выбрать и рекомендовать навсегда какой-либо один определенный метод и прибор. Выбор метода представляет собой инженерную задачу, связанную с учетом таких условий, как вид изделия, вид бетона, его марка, необходимое количество испытаний и т. п. В ряде случаев возникает необходимость совместного применения нескольких методов. Следовательно, оптимальный метод выявляется с учетом конкретных условий.
При выборе методов и приборов следует обращать также внимание на удобство и простоту работы с ними, стремиться к использованию приборов с неизмененными параметрами, а также к минимальному количеству измерений. Точность и надежность измерения КХ, особенно в условиях массовых испытаний, зависят от удобства работы с прибором, для более удобных приборов меньше вероятность ошибок. Всякого рода пружинные молотки наряду с рядом преимуществ не лишены недостатка, который заключается в том, что жесткость пружины может изменяться, с чем связана погрешность при измерении КХ. Этот недостаток усугубляется тем, что в настоящее время большинство пружинных приборов изготавливают на неспециализированных предприятиях. Каждый экземпляр прибора имеет специфические особенности, и, следовательно каждому прибору соответствует своя зависимость КХ — Rсж- Кроме того, при большом количестве измерений ( для получения одного результата), как это имеет место, например, при использовании эталонного молотка (количество замеров удваивается, требуется дополнительное вычисление dб/dэ), вероятность ошибок также возрастает.
Поскольку при статистических способах контроля требуемое значение прочности бетона зависит от числа испытаний, а также учитывая все возрастающиео бъемы применения неразрушающих методов, вопросы учета трудоемкости испытаний приобретают существенное значение.
Для определения трудоемкости при проведении испытаний прочности бетона тем или иным методом целесообразно все трудозатраты классифицировать следующим образом.
Трудозатраты — на выполнение единичного испытания (например, подготовка места измерения, нанесение удара, измерение вырывного усилия и т. д.). Трудозатраты, связанные с проведением испытаний на одном контролируемом участке (например, осмотр изделия, выбор наиболее характерных участков и т. п.). Эти трудозатраты не зависят от числа единичных испытаний на участке. Трудозатраты связанные с количеством изделий в партии (например, отбор изделий, установка их на место испытаний — стенд и т. п.). Эти трудозатраты не зависят ни от количества измерений на участке, ни от количества контролируемых участков.
Дополнительные трудозатраты, связанные с общими работами, проводимыми при выполнении испытаний, и не зависящие от объема последних (например, подготовка аппаратуры и приборов к испытанию, свертывание аппаратуры после окончания испытаний, профилактическое обслуживание и т. п.). Эти затраты не зависят от количества единичных испытаний, от числа участков и от количества изделий в партии.
Конечно, в тех случаях, когда объемы испытаний очень велики и требуют увеличения количества приборов, например, для применения их на разных технологических линиях, часть трудозатрат на обслуживание оборудования становится зависимой от объема испытаний, начиная с некоторого его значения. В таких случаях эту часть трудозатрат следует относить к не связанные с объемом испытаний.
Конечно, для выбора метода первостепенное значение имеет достаточная точность испытаний. Так, методы, основанные на отрыве и скалывании, обладая большей трудоемкостью, характеризуются наибольшей точностью и надежностью. Однако в ряде случаев, когда точность ряда методов является приемлемой, трудоемкость, особенно при массовых испытаниях, должна существенно влиять на выбор метода испытаний. Применяемые на ряде предприятий испытательные стенды способствуют уменьшению трудозатрат, а развитие автоматических средств контроля позволит существенно снизить трудоемкость испытаний.
При использовании некоторых методов следует учитывать напряженное состояние бетона или его изменение, что имеет значение прежде всего при контроле предварительно-напряженных железобетонных конструкций. Установлено, что при испытаниях методами пластической деформации и отскока влияние напряжений в бетоне можно не учитывать.
При испытании методом отрыва влияние σ можно не учитывать, но в процессе проведения испытания (после наклейки дисков) не должно быть передачи усилий обжатия на конструкцию. В противном случае нарушается сцепление дисков с бетоном и фиксируемое значение Rсж резко снижается.
Изменение напряженного состояния сказывается при испытаниях ультразвуковым методом. Как правило, при возрастании напряжений в бетоне до 0,35— 0,4 Rnp скорость ультразвука в направлении, перпендикулярном к сжимающей нагрузке, несколько возрастает за счет обжатия бетона. Обжатие бетона фиксируется также увеличением v на 2—3% вдоль действия силы. При напряжениях 0,35—0,4 R величина v начинает снижаться. Если в начальной стадии обжатия v возрастала, то при σ = 0,7 RПр она равна начальной. С дальнейшим ростом нагрузки и образованием микротрещин значение v резко падает и величина уменьшения v составляет к моменту разрушения образца 30—50%.
В условиях систематического контроля прочности бетона на заводах ЖБИ с помощью неразрушающих методов выявляются отклонения от заданной прочности в силу ряда технологических причин. В зависимости от причины, вызвавшей снижение прочности, тот или иной метод может оказаться эффективным (пригодным) или неэффективным (непригодным).
При проведении неразрушающих испытаний следует учитывать такие факторы, как влажность и температура бетона. Эти характеристики должны быть такими же, как и у бетона, для которого строилась зависимость КХ- Rсж
При использовании неразрушающих методов и оценке прочности бетона экспериментально устанавливают зависимость КХ — Rсж в соответствии с вышеприведенными рекомендациями. Для этого последовательно испытывают бетонные образцы неразрушающим и разрушающим методами. Испытания проводят согласно требованиям соответствующих нормативных документов. Испытания для определения Rсж и КХ проводят на одних и тех же образцах. Только в случае необходимости построения зависимости для метода испытания на отрыв со скалыванием для заделки вырывных стержней или разжимных конусов дополнительно изготавливают бетонные образцы.
Прочность и однородность бетона контролируют и оценивают как в партиях конструкций, так и в отдельных конструкциях. Установлены следующие нормы контроля: не менее 10% (но не менее 3 конструкций) от партии при выборочном контроле. Если в партии 3 или менее конструкций, контроль должен быть сплошным. Количество контролируемых участков: не менее 30 в партии и не менее трех в контролируемой конструкции при контроле партии. При контроле отдельных изделий — не менее 12 и не менее одного на 4 м2 поверхности плоских и массивных конструкций (плиты, панели, блоки и т. п.) и не менее одного на 4 м длины линейных конструкций (сваи, колонны, балки, ригеля и т. п.).
Расположение и количество контролируемых участков указывает проектная организация в рабочих чертежах или устанавливает изготовитель по согласованию с проектной или научно-исследовательской организацией с учетом размеров, назначения и технологии изготовления конструкций.