Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Диагностика и испытание строительных конструкций» Для студентов направления «Строительство» (стр. 3 из 8)

Для этих же целей можно применить склерометр электронный ИПС-МГ4 (рис.14), который позволяет осуществить контроль прочности бетона, железобетонных изделий и конструкций методом ударного импульса. Прибор позволяет также оценить физико-механические свойства материалов в образцах и изделиях: прочность, твёрдость, упруго-пластические свойства; выявить неоднородности, зоны плохого уплотнения, наличия расслоения. Принцип действия прибора основан на измерении параметра акустического импульса, возникающего на выходе склерометра при соударении бойка о поверхность контролируемого материала.

Прибор ультразвуковой УИС-23 (рис.15) предназначен для определения прочности бетона, сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций; контроля качества огнеупорных бетонных изделий; определения прочности на

сжатие кирпича и камней силикатных; обнаружения дефектов, нарушения структуры в изделиях и материалах. Прибор реализует ультразвуковой импульсный метод с раздельным вводом и последующим приёмом УЗУ, прошедших через контролируемый материал. Масса прибора 0,8 кг.

Для поиска инородных включений, пустот и трещин внутри изделий и конструкций из железобетона, камня, пластмасс и подобных им материалов при одностороннем доступе к объекту контроля можно использовать дефектоскоп ультразвуковой А1212 (рис.16). Дефектоскоп может применяться для измерения толщины изделия, для исследования внутренней структуры вышеперечисленных материалов и оценки их прочности. Измерение ведётся как при сквозном, так и при поверхностном прозвучивании. Прибор имеет небольшие размеры и малый вес.

Приспособление «БурКер» (рис.17) предназначено для выбуривания цилиндрических кернов в бетонных сборных и монолитных конструкциях с целью определения прочности бетона на сжатие после испытания выбуренных кернов. Прибор позволяет выбирать керны диаметром 70 мм, высотой 150 мм. При работе с прибором потребуется расход воды 0,5 литра в минуту.

4.2. Приборы для определения защитного слоя, контроля натяжения арматуры и других целей

При обследовании и при испытании натурных железобетонных конструкций очень важным является определение места расположения арматуры и измерение величины защитного слоя бетона. Решить данную проблему можно с помощью прибора ИПА-МГ4 (рис.18). Прибор позволяет определить диаметр арматуры по известной величине защитного слоя. Принцип действия прибора основан на регистрации изменения комплексного сопротивления преобразователя при взаимодействии электромагнитного поля преобразователя с материалом арматурного стержня. Диапазон измерения толщины защитного слоя в зависимости от диаметра стержня:

- при диаметре 3-10 мм составляет 3-40 мм;

- при диаметре 12-40 мм – 5-70 мм.

Диапазон определения расположения арматурных стержней составляет 70мм (для стержней диаметром 12-40мм) и 40 мм (для диаметра 3-10 мм). Масса прибора 0,9 кг.

Другим прибором применяемым для измерения величины защитного слоя является хорошо себя зарекомендованный прибор ИЗС-10Н (рис.19).

Данный прибор позволяет выявить наличие арматуры в железобетонных конструкциях, определить её расположение и измерить величину защитного слоя бетона. ИЗС-10Н надёжен в работе, позволяет выявить наличие арматуры на глубине до 120 мм (при диаметре стержней более 4 мм) и до 200 мм (при диаметре более 16 мм). Масса прибора 2,8 кг.

Очень портативным является прибор «ПОИСК -2.3» (рис.20), масса которого, масса которого 0,34кг. Прибор предназначен для измерения толщины защитного слоя бетона, определения расположения и диаметра арматуры в диапазоне 3-50мм в железобетонных конструкциях в условиях предприятий, стройплощадок, эксплуатируемых зданий и сооружений. Информационным параметром прибора являются показания на жидкокристаллическом дисплее, соответствующие диаметру и толщине защитного слоя бетона в миллиметрах. Прибор соответствует обыкновенному исполнению изделий и относится к нестандартизированным средствам измерений.

Для оперативного производственного контроля величины предварительного напряжения в стержневой, канатной и проволочной арматуре железобетонных конструкций предназначен прибор ЭИН-МГ4 (рис.21).

Прибор можно использовать для технологических расчётов заданного удлинения арматуры и корректировки расстояния между временными анкерами арматурного элемента. Определения напряжений в арматуре может производиться как в процессе натяжения, так и

непосредственно перед бетонированием конструкции. Принцип действия прибора основан на зависимости частоты (периода) первого тона гармонических колебаний натянутой струны от величины напряжений в ней.

Прибор АП-23 ПР (рис.22) предназначен для контроля напряжений в канатах, стержневой проволочной арматуре частотным методом в заводских условиях, а также при проведении экспериментальных исследований, связанных с изучением предварительно напряжённых конструкций. Прибор выполнен на основе микропроцессорной техники. Программное обеспечение прибора рассчитано на выполнение следующих операций:

- измерение периода свободных колебаний арматурных элементов;

- расчёт напряжений в арматуре по уточнённой формуле;

- ввод данных контролируемой арматуры (длина и диаметр);

- диагностирование прибора с помощью тестов.

Данные контролируемой арматуры, а также измеренные значения периода колебаний или напряжений, записываются в память прибора и по необходимости могут быть воспроизведены на цифровом индикаторе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

«Определение расчётных характеристик бетона неразрушающими методами и по эталонным образцам»

Цель работы: Научить будущих инженеров определять расчётные характеристики бетона с помощью неразрушающих методов в конструкциях и по результатам испытания контролируемых образцов.

Общая часть

Изменчивость свойств исходных материалов, погрешности испытательного оборудования, изменения технологических параметров в процессе изготовления конструкций и многое другое приводит к тому, что прочность бетона обладает статистической изменчивостью. Это значит, что изготовленные из одного и того же состава бетона и испытанные на сжатие для контроля прочности образцы покажут результаты, отличающиеся между собой. Аналогично и арматурные образцы из одной и той же стали будут иметь при испытаниях отличающиеся друг от друга результаты.

Ранее за основную характеристику бетона принимали среднюю прочность бетонных кубов стандартного размера. Эта прочность называлась маркой. Например, марка бетона 200 (М200) означала, что кубы из этого бетона должны выдержать при испытаниях на прессе в среднем 200 кг/см². Такой довольно простой и понятный способ определения основной характеристики бетона в то же время не учитывал такого важного показателя как разброс результатов испытаний. Получалось, что бетон с очень однородными (близкими друг к другу) показателями приравнивались к бетону неоднородному, если средняя прочность их оказывалась одинаковой. Такой подход вёл к тому, что конструкции, изготовленные из бетона одной и той же марки, могли иметь разную надёжность. Учёт однородности материала, который заложен в современные нормативные документы при проектировании конструкций и сооружений, обеспечивается тем, что в качестве основной характеристики принята не «марка» бетона, а «класс».

Класс бетона представляет прочность стандартных кубов, полученную с обеспеченностью 0,95. Установить класс бетона по результатам испытаний кубов бетона помогает теория вероятности.

Считается, что распределение контрольных результатов при достаточно большом количестве образцов (кубов или арматурных стержней) будет подчиняться закону нормального распределения. Из курса математики известно, что ряд величин соответствует закону нормального распределения, если их плотность вероятности подчиняется зависимости:

(1)

В этой формуле: R_i – контролируемая величина (в нашем случае прочность бетона в i-той точке), полученная в результате испытаний; R_m – среднее значение контролируемых величин; σ – среднеквадратичное отклонение, определяемое по формуле:

, (2)

где m – количество полученных контролируемых величин в рассматриваемом ряду.

На рис.23 показан характер кривых нормального распределения f(R), f(1R), f2(R) прочностей бетонов, обладающих одинаковой средней прочностью Rm=200кг/см², но имеющих различные среднеквадратичные отклонения σ=27кг/см²; σ1=50кг/см²; σ2=20кг/см² и соответственно различные коэффициенты вариации µ=0,135; µ1=0,25; µ2=0,1.