Контроль прочности бетона монолитных, сборных и железобетонных конструкций
Консультация
При определении технического состояния существующего объекта недвижимости, содержащегося в заключении по результатам обследования здания, большое значение имеют физико-механические показатели железобетонных конструкций всех видов. Для того, чтобы определить их прочностные характеристики, в первую очередь класс бетона по прочности на сжатие используются различные неразрушающие, а также разрушающие, но при этом не влияющие на надежность и долговечность здания, методы.
Причины проведения технического обследования здания
Существуют определенные ситуации, когда возникает необходимость в обследовании технического состояния существующего здания. К ним ГОСТ 31937-2011 относит:
окончание нормативной продолжительности жизни объекта недвижимости;
- выявление в ходе регулярных осмотров повреждений и дефектов, способных повлиять на механические характеристики объекта;
- последствия климатических воздействий и техногенных аварий, которые воздействовали на здание;
- желание владельца или покупателя для подтверждения оценочной стоимости
- запланированная реконструкция здания
- требование органов Госстройнадзора
- необходимость определения возможности завершения работ и сдачи в эксплуатацию объектов незавершенного строительства;
- потребность в информации, необходимой для разработки проекта демонтажа объекта и определения количества полученных при этом отходов.
В ходе безаварийной эксплуатации здания и сооружения обследуются через 2 года после их сдачи и далее через каждые 10 лет, а для зданий, эксплуатируемых при повышенной влажности, в сейсмических районах, под воздействием вибрации или агрессивных сред, обследования проводятся каждые 5 лет.
Как определяется прочности бетона
Действующий регламент — ГОСТ 18105-2011 выделяет разрушающие и неразрушающие способы, применяемые при оценке прочности бетонных конструкций. Разрушающие методы по ГОСТ 28570-90 предполагают использование контрольных образцов, выбуренных или выпиленных из бетонных конструкций обследуемого объекта, но не нарушающие их эксплуатационную пригодность. Прочность бетона вычисляется на основе минимальных разрушающих усилий. Перечень неразрушающих методов регламентирован ГОСТ 22690-2015 и содержит следующие способы:
- упругого отскока;
- пластической деформации;
- ударного импульса;
- отрыва;
- отрыва со скалыванием;
- скалывания ребра.
Кроме этого, ГОСТ 17624-2021 приводит методику нахождения прочности бетона с помощью ультразвуковых волн.
Основные принципы ультразвукового способа
В ходе обследовании зданий с целью определения прочностных показателей бетонных изделий выполняется испытание бетона неразрушающим методом с помощью ультразвука, в основе которого лежит взаимосвязь прочностных параметров бетона и скорости протекания в его теле волн ультразвука. Согласно действующему регламенту, прочность бетона оценивается способом поверхностного прозвучивания по сформированным опытным путем математическим (градуировочным) зависимостям скорости протекания ультразвуковых волн через тело бетона (косвенный показатель) и его прочности. В ходе подготовительных работ контролируется корректность работы аппаратуры, формируются градуировочные зависимости, для чего анализируются:
- итоги испытаний конкретных участков с помощью ультразвуковых волн и методом отрыва со скалыванием;
- итоги испытаний конкретных участков при помощи ультразвуковых волн и путем испытания извлеченных кернов;
- итоги испытания кубиков бетона при помощи ультразвуковых волн и способом, предусмотренным ГОСТ 10180-2012.
Для формирования градуировочной зависимости вначале на проверяемых участках производится поверхностное прозвучивание. Далее выбираются экстремальные и промежуточное величины косвенного показателя. На этих участках производится поиск арматуры в бетоне, далее косвенный показатель замеряется дважды, причем замеры ведутся в перпендикулярных, относительно друг друга, плоскостях. Затем эти участки испытываются методом отрыва со скалыванием или извлекаются керны для стандартных испытаний.
Прочность бетона оценивается по градуировочной зависимости исходя из средней скорости протекания ультразвуковых волн. Итоги испытаний оформляются протоколом, где указываются:
- исходные данные, характеризующие прочностные характеристики бетона, предусмотренные проектом и данные об условиях твердения бетонных конструкций (по возможности);
- информация, примененная при формировании градуировочной зависимости;
- информация о количестве испытанных участков с их местоположением;
- прочность бетона на испытанном участке;
- истинный класс бетона по всей конструкции.
Ультразвуковой метод демонстрирует достаточно высокий уровень точности при определении прочностных характеристик бетона в ходе обследования зданий.
Неразрушающие методы испытания бетона
Выбор метода испытания бетона зависит от предполагаемого класса его прочности. В то же время методы отрыва со скалыванием и скалывания ребра считаются прямыми неразрушающими методами и показатели бетона, полученные при использовании этих способов в ходе испытаний, принимаются по градуировочным зависимостям, регламентированным ГОСТ 22690-2015, а другие виды испытаний относятся к косвенным неразрушающим методам и показатели бетона по их результатам формируются по полученным опытным путем градуировочным зависимостям, формирование которых производится:
- при сравнении данных, полученных по итогам испытаний частей бетонной конструкции косвенным и прямым неразрушающими методами получения прочностных показателей конструкций;
- при сравнении данных, полученных по итогам испытаний частей бетонного элемента косвенным методом и испытания образцов, извлеченных из этих частей;
- при сравнении данных полученных по итогам испытаний частей бетонного элемента косвенным методом и испытания стандартных образцов.
В основании неразрушающих методов лежит взаимосвязь свойств бетона с косвенными прочностными показателями:
- при определении прочности бетона методом упругого отскока показатели бетона зависят от величины отскока бойка от бетонной поверхности;
- при методе пластической деформации: диаметром и глубиной оттиска индентороа на поверхности бетонной конструкции или отношения диаметров оттиска индентора на бетонной поверхности и поверхности стального образца при ударе или вдавливании индентора;
- связанными с изменением энергии удара металлического бойка о бетонную поверхность в момент их соударения в случае использования при определении прочности бетона метода ударного импульса;
- при методе отрыва: зависимости напряжения, требуемого для локального разрушения поверхности при отрыве закрепленного на ней стального диска. Напряжение определяется величиной отрывного усилия поделенной на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;
- величиной скалывающего усилия, потребного для скола ребра элемента;
- при использовании метода отрыва со скалыванием, зависящими от усилия локального разрушения бетона при вырывании ранее вставленного анкера.
Неразрушающие методы дают возможность определить прочностные показатели бетонных конструкций в существующих зданиях без ущерба для их эксплуатационных параметров.
Другие характеристики бетонных конструкций, определяемые в ходе обследования
Кроме прочности бетонные конструкции характеризуются показателем влажности, определение которой производится согласно положениям ГОСТ Р 58949-2020, предполагающим три схема контроля этой характеристики:
- схема А – контроль влажности сборных железобетонных конструкций в ходе приемочного контроля на предприятиях стройиндустрии;
- схема Б – контроль влажности бетонируемых монолитных конструкций на строительном объекте;
- схема В – контроль влажности конструкций по образцам, извлеченным из конструкций на существующих объектах.
При обследовании зданий используется схема В, состоящая из следующих этапов:
- определение диэлектрической проницаемости бетона с учетом содержащейся в нем влаги на участках, подлежащих контролю;
- отбор участков с экстремальными и средними показателями влажности с выбуриванием образцов на этих участках;
- определение фактической влажности образцов бетона с нахождением коэффициента совпадения с базовой величиной;
- расчет влажности бетона на участке, рассчитанная по полученным данным.
При оценке надежности и долговечности существующих конструктивных элементов в ходе обследования зданий нередко требуется определить толщину защитного слоя бетона для арматуры, обеспечивающего их совместную работу. Для этого используются приборы, возбуждаемое которыми магнитное или электромагнитное поле, вступает во взаимодействие со стальной арматурой. Толщина защитного слоя и фактическое размещение арматурных стержней определяется согласно ГОСТ 22904-93 посредством анализа полученной опытным путем зависимостью и сравнением показаний прибора с контролируемыми показателями конструктивного элемента.
Кто определит прочность бетона
Оценка характеристик бетона в конструктивных элементах существующих зданий, производимое в ходе обследования технического состояния объектов недвижимости требует наличия специального инструмента и лабораторного оборудования, а также знания правил отбора образцов, а также их подготовки к испытаниям. Определение показателей бетона, указанных в ГОСТ 13015-2012, требует правильного выбора способа испытания, знания его методики, а также правил определения фактических характеристик бетонных конструкций.
При необходимости обследования объектов недвижимости, расположенных в Москве и Московской области, застройщик или владелец здания могут обратиться в компанию «Инженер Эксперт», располагающую стабильным коллективом специалистов с большим опытом, а также выполняющую инженерно-технические работы любой сложности.