Примеры результатов инструментального обследования железобетонных конструкций по определению прочности бетона

В данной статье приводятся результаты типовых обследований лабораторией УИТЦ железобетонных конструкций неразрушающими методами для оценки класса прочности бетона на сжатие.

Обследование сборных железобетонных конструкций в административном многоэтажном здании

Данное инструментальное обследование проводилось в рамках обследования многоэтажного здания по определению и оценке его технического состояния, согласно ДСТУ-Н Б В.1.2-18: 2016. Здание, фото которого изображено на рис.1, было построено в 70-х годах прошлого века, и на момент технического обследования проектная документация с указанием прочностных свойств бетона несущих конструкций отсутствовала.

Рис. 1

Обследованию подлежали плиты, перекрытия и ригели на кровле, железобетонные балки, диафрагмы и колонны на всех этажах. Фото некоторых обследуемых конструкций на объекте приведены на рис. 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Места испытания прочности бетона в железобетонных сборных конструкциях: на колонне (1) на диафрагме и ригеле (2).

Измерение проводилось не цельное, а выборочное. Все конструкции были сборными, из одинаковых серий для каждого типа конструкций — из-за объема обследуемых конструкций (объем выборки с генеральной совокупностью), для установления класса прочности бетона на сжатие каждого отдельного типа конструкций, сократился до минимума (около 3% от генеральной совокупности). Небольшая выборка обоснована тем, что сборные конструкции обладают значительно более высоким показателем однородности бетона, чем монолитные железобетонные конструкции, как в пределах отдельно взятой конструкции, так и в пределах генеральной совокупности конструкций с одной и той же серии продукции что была изготовлена ​​на отдельном предприятии (заводе).

Цель проведенного обследования — оценка параметра прочности бетона на давление в каждом из типов конструкций.

Перечень основных нормативных документов, на которые имеются ссылки в протоколе инструментального обследования, приведены в таблице 1.

Tип и основные характеристики средств измерительной техники, которыми проводились инструментальные обследования, приведены в таблице 2.

Методика проведения инструментального обследования

Прочность бетона на сжатие на поверхности конструкций определялась методом отскока прибором «молоток Шмидта», с привязкой его показателей к показателям метода отрыва со скалыванием.

В отдельных точках на поверхности колонн, диафрагм, ригелей и плит были проведены испытания методом отрыва со скалыванием (всего 10 точек) и определена прочность бетона. В этих же точках предварительно были проведены измерения методом ударного импульса. Результаты данных парных испытаний приведены в графическом виде на рис.3.

Рис. 3. Построенные градуировочные зависимости.

Из рис. 3 видно, что при определении прочности бетона всех конструкций по единой градуировочной зависимости (по прямой, нанесена пунктиром), отдельные типы конструкций имеют систематические погрешности определения прочности бетона: такие типы конструкций, как колонны (результаты с прочностью 56,0; 55,2; 57,8; обозначены затемненным «кружочком») и ригелями межэтажные (результат с прочностью 56,1 который обозначен затемненным «кружочком»), будут иметь исключительно заниженные показатели, тогда такие типы конструкций, как диафрагмы (результаты с прочностью 50,2; 57,0 обозначенные затемненными «треугольниками») и плиты (результат с прочностью 45,5 который обозначен затемненным «треугольником»), будут иметь преимущественно завышенные показатели. Ригеля на чердаке (результаты с прочностью 40,7; 41,1) существенно отличаются по прочности от ригелей между этажами, и на рис. 3 обозначены также затемненными «треугольниками».

В дальнейшем прочность бетона в колоннах и ригелях между этажами определялись по показателю отскока по зависимости y = 1,0232 * x-3,0577. Прочность бетона в диафрагмах и ригелях под кровлей определялась по показателю отскока по зависимости y = 0,5701 * x-11,526.

Прочность бетона в 37-ми отобранных конструкциях определялась по результатам испытания методом отскока, с помощью построенных градуированных зависимостей.

Результаты инструментального обследования

По результатам инструментальных обследований были установлены следующие показатели.

Для диафрагм и ригелей, которые находятся под плитами кровли:

  • среднее значение параметра прочности бетона на сжатие (марка) — 42,2 МПа;
  • коэффициент вариации прочности на сжатие — 5,83%;
  • нормативная прочность на сжатие при обеспеченности 95% (класс) — 38,0 МПа;
  • класс бетона: С35.

Для колонн и ригелей, которые находятся между этажами:

  • среднее значение параметра прочности бетона на сжатие (марка) — 53,8 МПа;
  • коэффициент вариации прочности на сжатие — 4,71%;
  • нормативная прочность на сжатие при обеспеченности 95% (класс) — 49,4 МПа;
  • класс бетона: С45.

Обследование монолитных железобетонных конструкций в жилой многоэтажной постройке

В другом случае, инструментальному обследованию с целью установления класса прочности бетона на сжатие, подлежали монолитные железобетонные конструкции в многоэтажном доме, во время его возведения.

Фото обследуемых конструкций на объекте приведены на рис.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4

Цель проведенного обследования — оценка параметра прочности бетона на сжатие в железобетонных монолитных конструкциях на трех этажах многоэтажного дома, изготовленные из бетонной смеси двух разных поставщиков.

Перечень основных нормативных документов

Тип и основные характеристики средств измерений техники

Методика инструментального обследования — аналогична приведенной выше методике построения градуированных зависимостей. Отличие заключается в том, что совокупности, в которых строились отдельные градуировочные зависимости (2 шт.), формировались по принципу различных поставщиков бетонной смеси. И кроме этого, поскольку неоднородность бетона в монолитных конструкциях значительно выше, применялась значительно шире выборка, чем в предыдущем обследовании сборных конструкций — объемом около 10% от генеральной совокупности.

Также, для сравнения точности различных неразрушающих методов, по проведенным прямым испытанием методом отрыва со скалыванием, строились градуировочные зависимости для двух методов — метода отскока и поверхностного ультразвукового метода.

На рис. 1 приведены построенные градуировочные зависимости для методов отскока и ультразвукового поверхностного. Отдельная точка соответствует усредненным по двум измерениям в отдельной конструкции значениям прочности (проведенных испытаний методом отрыва вдвое больше, чем приведено точек на диаграмме).

Рис. 1. Градуировочные зависимости для метода отскока (а) и ультразвукового поверхностного метода (б); квадратики – измерение «совокупности 1»; треугольники – измерение «совокупности 2».

Прочность бетона в 37-ми отобранных конструкциях определялась по результатам испытания методом отскока, с помощью построенных градуированных зависимостей.

Результаты инструментального обследования

По результатам инструментальных обследований конструкций были установлены следующие показатели.

Для конструкций из бетонной смеси «Поставщика 1»:

  • среднее значение параметра прочности бетона на сжатие (марка) — 31,4 МПа;
  • коэффициент вариации прочности на сжатие — 7,0%;
  • нормативная прочность на сжатие при обеспеченности 95% (класс) — 26,2 МПа.

Данные конструкции соответствуют класуВ25 (С20 / 25 — по новым правилам, согласно ДБН В.2.6-98: 2009).

Для конструкций из бетонной смеси «Поставщика 2»:

среднее значение параметра прочности бетона на сжатие (марка) – 31,4 МПа;

коэффициент вариации прочности на сжатие – 5,0%;

нормативная прочность на сжатие при обеспеченности 95% (класс) – 28,1 МПа.

Данные конструкции соответствуют классу В25 (С20/25 – по новым правилам, согласно ДБН В.2.6-98: 2009).

Среднее значение прочности бетона (марка бетона) оказалось одинаковым в обеих совокупностях. За счет меньшей неоднородности (меньшего коэффициента вариации) во второй совокупности, реальный класс прочности бетона на сжатие во второй совокупности является несколько выше, чем в первой, хотя обе совокупности соответствуют одному стандартизированном классу С20/25.

Статью подготовил заведующий испытательной лабораторией Ловейкин Сергей Александрович