Особенности применения новых приборов неразрушающего контроля прочности бетона

В свое время, будучи головной организацией в сфере испытаний  средств неразрушающего контроля, БАНКиТД  совместно с фирмой "Звук" испытывала выпускаемый ею прибор "Звук-203". В основе работы этого прибора — возбуждение в объекте контроля частот собственных колебаний при соударении с ним. Он регистрирует частоты, возбуждаемые ударным импульсом и регистрирует скорость распространения ультразвуковых колебаний, которая, в свою очередь, зависит от прочности бетона. Тогда, года три назад, в качестве объектов контроля была выбрана выпускаемая одним из минских предприятий тротуарная плитка. А в прошлом году прибор был опробован в лаборатории модифицированного бетона (БНТУ). В обоих случаях были получены позитивные результаты.

Что же касается вышеупомянутого тепловидения, широко используемого в целях контроля объектов стройиндустрии, то едва ли не самые лучшие приборы в СНГ  выпускает московская компания "Ирпис". Возможно, в конце 2004 г. либо в начале 2005 г. БАНКиТД проведет для специалистов стройиндустрии Беларуси семинар по тепловым методам контроля объектов стройиндустрии.

Чем объяснить  то, что в строительной отрасли  Беларуси сдерживается применение приборов неразрушающего контроля? Во-первых, отсутствием нормативных документов на методы контроля. ГОСТ 22960-88 был принят в 1988 г. С тех пор на рынке появилось немало новой контрольно-измерительной техники, в том числе и вышеназванной. Но стандарт не отреагировал на это появлением каких-либо изменений, так или иначе отражающих возможности приборов нового поколения. Во-вторых, отсутствием рекомендаций по применению приборов контроля строительных объектов и конструкций с помощью новых приборов (есть надежда, что в каком-то виде такие рекомендации скоро появятся в строительной отрасли Беларуси). В-третьих, отсутствием метрологического обеспечения на территории Беларуси приборов, предлагаемых сегодня на рынке. Все они выпускаются за пределами Беларуси. И очень часто методики поверки этих приборов не проходят через Госстандарт Беларуси: Госстандарт вынужден менять их, так как в Беларуси и России сегодня используется разное поверочное оборудование (во всяком случае, в области неразрушающего контроля). Поэтому процесс признания результатов государственных испытаний и внесения в реестр приборов, выпущенных на территории России и других стран СНГ, надолго затягивается.

Есть нормативный  документ, в соответствии с которым  признаются результаты испытаний и  утверждаются типы средств измерений. Это "Правила межгосударственной стандартизации" ПМГ 06-2001. Уже больше года БАНКиТД работает над внесением в реестр прибора УК 14-01. И вот, наконец, он туда внесен (пока что только он). Сегодня с УК 14-01 работают специалисты лаборатории модифицированного бетона БНТУ, набирая необходимую статистику, с тем чтобы разработать рекомендации по применению этого прибора.

И четвертый, весьма немаловажный вопрос, который, в частности, ставился на повестку дня прошедшего в Санкт-Петербурге круглого стола, посвященного сертификации персонала, работающего в области неразрушающего контроля. Это проблема отсутствия в строительной отрасли сертифицированных специалистов, способных грамотно и достоверно осуществлять необходимый контроль и оценивать его результаты. Да, в отрасли есть система оценки квалификации специалистов. Но сегодня в Беларуси действует ГОСТ 30.489-97, разработанный на базе евронорм. Все специалисты по неразрушающему контролю должны проходить сертификацию в соответствии с этим стандартом.

На сегодняшний  день орган, работающий под руководством БАНКиТД, сертифицировал около 3,5 тыс. специалистов (в том числе и  из стран Балтии). К сожалению, среди  них в основном специалисты в  области энергетики, химии, нефтехимии, и буквально единицы представляют стройиндустрию. А ведь проблема контроля качества бетона и железобетона имеет много аспектов. Неграмотный же контроль ведет просто-напросто к дискредитации и используемой методики, и применяемого прибора. Светланой Попоудиной разработана программа обучения различным методам неразрушающего контроля, которая была рассмотрена в НПП РУП "Стройтехнорм". И видится необходимость создания в строительной отрасли учебных центров, где специалисты обучались бы методам неразрушающего контроля с последующей сертификацией по ГОСТ 30.489-97. Существующая версия этого стандарта доживает последние месяцы. На смену ей идет новая — СТБ ЕН 473-2005. Ее-то и следует иметь в виду при подготовке специалистов.

 

4. Особенности применения новых приборов неразрушающего контроля прочности бетона

 

В последние  годы отмечается значительный рост производства и применения средств неразрушающего контроля строительной продукции. Динамика развития НК обусловлена расширением  сферы его применения и постоянно  растущими потребностями отрасли.

Преимущества  неразрушающего контроля, обусловленные  его высокой производительностью, становятся очевидными при обследовании зданий и сооружений, когда неизвестны характеристики бетона и арматуры, а объемы контроля значительны.

Для оценки состояния конструкций зданий и сооружений необходим всесторонний анализ факторов, влияющих на их эксплуатационные характеристики - прочность бетона, защитный слой и диаметр арматуры, теплопроводность и влажность бетона, адгезия защитных и облицовочных покрытий, морозостойкость и водонепроницаемость бетона и др.

Однако при  всем многообразии контролируемых параметров контроль прочности бетона занимает особое место, поскольку при оценке состояния конструкции определяющим фактором является соответствие фактической прочности бетона проектным требованиям.

Для неразрушающего контроля прочности бетона используются приборы, основанные на методах местных  разрушений (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, отрыв стальных дисков), ударного воздействия на бетон (ударный импульс, упругий отскок, пластическая деформация) и ультразвукового прозвучивания.

При обследовании монолитных конструкций и больших  массивов бетона применение ударно-импульсных и ультразвуковых приборов должно сочетаться с испытаниями бетона методами отбора образцов (кернов) [1], отрыва со скалыванием  или скалывания ребра [2]с определением коэффициента совпадения Кс градуировочных зависимостей.

Достоверность НК прочности бетона зависит от ряда факторов:

• наличия программы и методики проведения испытаний, включающей выбор участков испытаний, их количества, учет состояния поверхности, возраста, условий твердения бетона;
• оптимального выбора метода (методов) контроля и приборов, обеспечивающих НК в соответствии с программой испытаний;
• правильного подхода к определению класса бетона с учетом изменчивости прочности бетона конструкции (группы конструкций) [3];
• уточнения градуировочных характеристик применяемых приборов и наличия метрологического обеспечения.

Правильность  учета перечисленных факторов и  дальнейшей оценки результатов НК зависят  от квалификации персонала, осуществляющего  НК. Можно иметь качественные результаты испытаний бетона отдельных участков или конструкций, но при недостаточном объеме контроля определение коэффициента вариации прочности и, соответственно, класса бетона окажется ошибочным.

Наиболее сложными для контроля бетона конструкций являются случаи воздействия на него агрессивных факторов: химических (соли, кислоты, масла и др.), термических (высокие температуры, замораживание в раннем возрасте, либо переменное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии), атмосферных (карбонизация поверхностного слоя).

Эти факторы  воздействуют, в первую очередь, на поверхностные слои бетона, в связи  с чем, при обследовании необходимо визуально, простукиванием, либо смачиванием  раствором фенолфталеина (случаи карбонизации бетона), выявить поверхностный слой с нарушенной структурой.

Подготовка  бетона таких конструкций для  испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля, и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность  бетона конструкций в этих случаях необходимо определять преимущественно приборами, основанными на методах местных разрушений, либо путем отбора образцов. При использовании же ударно-импульсных и ультразвуковых приборов контролируемая поверхность должна иметь шероховатость не более Ra 25, а градуировочные характеристики приборов уточнены в соответствии с Приложением 9 [2].

При выборе методов  НК и приборов для проведения испытаний  бетона пользователь должен знать их особенности и рекомендуемые  области применения.

Достаточно полно методы НК классифицированы Б.Г. Скрамтаевым и М.Ю. Лещинским [4, 5], в их работах даны рекомендации по выбору методов и средств НК в зависимости от вида контролируемого изделия и условий его эксплуатации.

Однако современная  приборная база НК существенно отличается от рекомендуемой авторами. С начала 90-х годов прошлого столетия активно ведется разработка и производство приборов НК нового поколения с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиваются их функциональные возможности, методики же контроля, разработанные авторами ГОСТ 22690 не претерпели существенных изменений и остаются основой развития средств НК в отрасли.

Особого внимания заслуживают методы отрыва со скалыванием, скалывания ребра и отрыва стальных дисков, которые часто называют методами местных разрушений. Эти методы характеризуются большей точностью по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.

Метод отрыва со скалыванием характеризуется наибольшей точностью, но и наибольшей трудоемкостью  испытаний, обусловленной необходимостью подготовки шпуров для установки анкера. К недостаткам метода следует отнести также невозможность использования в густоармированных и тонкостенных конструкциях.

Метод отрыва стальных дисков может быть использован при  испытании бетона в густоармированных конструкциях, когда метод отрыва со скалыванием, а нередко и метод скалывания ребра конструкции (с учетом его ограничений) не могут быть использованы. Он точен и менее трудоемок по сравнению с методом отрыва со скалыванием. К недостаткам метода следует отнести необходимость наклеивания дисков за 3-24 часа до момента испытания ( в зависимости от применяемого клея).

Метод скалывания ребра конструкции используется главным образом для контроля линейных элементов (сваи, колонны, ригели, балки, перемычки и т.п.). В отличие от методов отрыва и отрыва со скалыванием, он не требует подготовительных работ. Однако при защитном слое менее 20мм и повреждениях защитного слоя метод неприменим.

 

Заключение

 

Бетон — один из важнейших строительных материалов, применяемый во всех областях современного строительства. Разнообразием свойств бетона, получаемых путем использования соответствующего качества вяжущих и каменных материалов и применения специальных методов механической и физико-химической обработки. Легкостью механической обработки бетонной смеси, обладающей пластичностью и позволяющей без значительных затрат труда изготовлять самые разнообразные по форме и размерам долговечные строительные конструкции. Возможностью полной механизации бетонных работ; экономичностью бетона (80—90% его объема составляют заполнители из местных каменных материалов). Обследование технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений. Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирований зданий. В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потери их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходимо проведение их обследования с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности.

При обследовании зданий и сооружений применяется  лучшее оборудование и приборы, внесенные в Госреестр средств измерения РФ.

Обследование  выполняются в соответствии с  СП13–102–2003 «Правила обследования несущих  строительных конструкций зданий и  сооружений».

 

Литература

 

1. ГОСТ 10180. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

2. ГОСТ 22690. Бетоны. Определение прочности бетона методами неразрушающего контроля.

3. ГОСТ 28570. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкции.

4. Скрамтаев Б.Г., Лещинский М.Ю. Испытание прочности бетона. М., 1964, с.144-150.

5. Коревицкая М.Г. Неразрушающие методы контроля качества железобетонных конструкций. М., 1989.

6. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

7. Лещинский М.Ю. Испытание бетона. М., 1980, с.135-146.

Размещено на Allbest.ru