бетоны ультразвуковой

Определение прочности бетонных конструкций ультразвуковым методом

В соответствии с ГОСТ 17624 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», контроль монолитных конструкций ультразвуковым методом производится только способом сквозного прозвучивания. Опыт работы лаборатории железобетонных конструкций и контроля качества ГУП НИИЖБ показал возможность применения для неразрушающего контроля прочности бетона монолитных конструкций способа поверхностного прозвучивания.

Настоящие рекомендации разработаны в развитие ГОСТ 17624 и содержат основные правила контроля прочности бетона на сжатие монолитных конструкций способом поверхностного прозвучивания.

1. Общие положения

1.1. Способ поверхностного прозвучивания может использования для контроля разопалубочной прочности бетона и прочности в установленные проектом сроки при возведении монолитных конструкции, а также при инженерных обследованиях эксплуатируемых и реконструируемых монолитных конструкций.

1.2. Определение прочности бетона выполняют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям «скорость распространения ультразвука при поверхностном прозвучивании – прочность бетона» или «время распространения ультразвука при поверхностном прозвучивании – прочность бетона».

1.3. Способ поверхностного прозвучивания может использоваться для контроля прочности тяжелого и легкого бетона классов В7,5 – В50 при условии удовлетворения градуировочной зависимости требованиям п.2.9.

1.4. Ультразвуковые измерения производятся с помощью приборов, отвечающих требованиям ГОСТ 17624 и обеспечивающих измерение скорости (времени) распространения ультразвука на базе 120 мм и более. Рекомендуется использовать приборы с преобразователем, обеспечивающим сухой способ акустического контакта.

2. Подготовка к испытаниям

2.1. Для определения прочности бетона в конструкциях предварительно устанавливается градуировочная зависимость.

2.2. Градуировочная зависимость устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690-88 или по данным ультразвуковых испытаний участков конструкций и испытаний образцов, вырезанных из тех же участков конструкций, в соответствии с ГОСТ 28570-90. Возможно также построение градуировочной зависимости по данным ультразвуковых испытаний образцов-кубов и последующих их испытаний на прессе. Кубы должны находиться в тех же условиях, в которых находятся конструкции и ультразвуковые испытания кубов должны производиться в тех же условиях, в которых будут испытываться конструкции.

2.3. Построение градуировочных зависимостей по данным испытаний образцов ведется в соответствии с ГОСТ 17624.

2.4. При построении градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием, или испытания образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальной и максимальной скоростью (временем) распространения ультразвука. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых скорость (время) распространения ультразвука максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения. После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

2.5. Возраст бетона в отдельных участках не должен отличаться более чем на 25% от среднего возраста бетона подлежащих контролю зоны конструкции, конструкции или групп конструкций. Исключение составляет построение градуировочной зависимости для определения прочности бетона при проведении инженерных обследований, когда различие в возрасте не регламентируется.

2.6. На каждом участке магнитным прибором (“Поиск” или др.) определяется положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее 2-х измерений скорости (времени) распространения ультразвука. Измерения проводятся в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производится под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линия прозвучивания располагается между арматурными стержнями (рис. 1).

Рис.1

1 – положение прибора при испытании, 2 – расположение арматуры

2.7. Отклонение отдельных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка, не должно превышать 2 %. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитываются при вычислении среднего арифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

2.8. Градуировочную зависимость, устанавливают, принимая за единичные значения среднее значение скорости (времени) распространения ультразвука в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

2.9. Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее погрешности проводят в соответствии с методикой, приведенной в приложении 4 к ГОСТ 17624.

Пример установления градуировочной зависимости и оценки ее погрешности приведены в приложении 5 ГОСТ 17624.

Допускается проводить построение линейной градуировочной зависимости вида R= а + bV или R = а + bТ (где R – прочность бетона, V и Т – соответственно скорость или время распространения ультразвука) без отбраковки единичных результатов, пользуясь имеющимися программами для ЭВМ, например программой ЕХСЕL.

Коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратического отклонения S_т.н.м.

Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

Стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений и устанавливает ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона классов В7,5-В40.

Федеральное государственное унитарное предприятие
«Научно-исследовательский центр «Строительство»

ФГУП «НИЦ «Строительство»

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 24 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления – ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией железобетонных конструкций и контроля качества НИИЖБ – филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук В.А. Клев цов , кандидаты техн. наук М.Г. Коревицкая , Б.Х. Т ухтаев ). Эксперт – д-р техн. наук В. Г . Шевалды кин (ООО «Акустические контрольные системы»)

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ конструкторской секцией Научно-технического совета НИИЖБ (протокол № 4/07 от 17 мая 2007 г.)

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 16.07.2007 г. № 128 с 15 июля 2007 г.

Замечания и предложения следует направлять в НИИЖБ – филиал ФГУП «НИЦ «Строительство» по адресу:

Россия, 109428, Москва, 2-я Институтская ул., дом 6. Тел./факс: (495)174-75-09, (495)174-75-08; тел.: (495)174-74-49, (495)174-74-75; e – mail : 23 nir @ niizhb .ru .

Ультразвуковой метод определения прочности

C oncrete. Ultrasonic method of strength determination

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее – конструкций) и устанавливает ультразвуковой импульсивный метод (далее – ультразвуковой метод) определения прочности бетона классов В7,5 – В40.

Допускается применение ультразвукового метода для классов бетона выше В40 при условии соответствия градуировочной зависимости требованиям настоящего стандарта.

При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 17624 .

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ПМГ 06 -21 Порядок взаимного признания результатов испытаний утвержденного типа, поверки и метрологической аттестации средств измерений.

3 Термины и определения

Ультразвуковой метод определения прочности бетона – неразрушающий метод определения прочности, основанный на связи прочности бетона с показанием прибора (косвенной характеристикой прочности).

Косвенная характеристика прочности (косвенный показатель) – скорость или время распространения ультразвука, или показатель прибора в условных единицах прочности.

Градуировочная зависимость – графическая или аналитическая зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

База прозвучивания – расстояние между центрами рабочих поверхностей ультразвуковых преобразователей (излучателя и приемника), установленных на одну и ту же поверхность конструкции при поверхностном прозвучивании, и между центрами рабочих поверхностей преобразователей при сквозном прозвучивании.

Коэффициент совпадения – коэффициент, используемый для корректировки ранее построенной или универсальной градуировочной зависимости.

4 Общие положения

4.1 Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона в установленном проектной документацией промежуточном (не менее 7 сут) и проектном (как правило, 28-суточном) возрасте, а также при экспертном контроле.

4.2 Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью.

4.3 Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания в соответствии с приложением А .

4.4 Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям.

4.5 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

4.6 Ультразвуковые испытания проводят при положительной температуре бетона.

Допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при отрицательной температуре бетона не ниже минус 10 °С при условии, что построение градуировочной зависимости осуществлено в соответствии с п. 6.11.

5 Средства контроля

5.1 Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени распространения ультразвука в бетоне и аттестованными в установленном порядке по ПМГ 06 -21.

5.2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения

где t – время распространения ультразвука, мкс.

5.3 При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120 мм и не более 200 мм.

5.4 Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт за счет применения переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта, или при преобразователях и с плоской рабочей поверхностью, за счет применения вязких контактных материалов (пластилин, технический вазелин и др.).

Способ контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости.

5.5 Применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах прочности бетона для непосредственного определения прочности бетона, не допускается.

Показания этих приборов следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона и использовать при контроле так же, как и скорость или время распространения ультразвука, или же корректировать эти показания в соответствии с п. 6.25.

6 Подготовка испытания

6.1 Подготовка испытания включает проверку используемых приборов в соответствии с инструкциями по эксплуатации и установку градуировочных зависимостей в соответствии с выбранным способом прозвучивания.

6.2 Градуировочная зависимость должна связывать косвенный показатель с прочностью бетона.

6.3 Для контроля прочности бетона монолитных конструкций при поверхностном прозвучивании градуировочная зависимость устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или по данным ультразвуковых испытаний участков конструкций и испытаний образцов-кернов, вырезанных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570 .

6.4 Для контроля прочности бетона сборных и монолитных конструкций при сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов.

6.5 Градуировочные зависимости строят для каждого вида нормируемой прочности бетона, указанного в п. 4.1 . При этом диапазон значений прочности бетона не должен превышать значений, соответствующих трем соседним классам. В отдельных случаях, согласованных с разработчиками стандарта, допускается диапазон, соответствующий четырем соседним классам.

6.6 При построении градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых величина косвенного показателя максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

6.7 Возраст бетона в отдельных участках не должен отличаться более чем на 25 % среднего возраста бетона подлежащей контролю зоны конструкции или группы конструкций. Исключение составляет построение градуировочной зависимости конструкций, возраст которых превышает два месяца. В этом случае различие в возрасте отдельных участков не регламентируется.

6.8 На каждом участке магнитным прибором (ИЗС -10Н, ИПА-МГ4.01, «Поиск» или др.) определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Измерения проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производят под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (рис. 1 ).

1 – положение прибора при испытании; 2 – расположение арматуры

Отклонение отдельных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2 %. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитываются при вычислении среднего арифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

6.9 Градуировочную зависимость устанавливают, принимая за единичное значение среднее значение косвенных показателей в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

6. 10 При необходимости проведения испытаний монолитных конструкций непосредственно после тепловой обработки при температуре поверхности бетона выше 40 °С, ультразвуковые испытания на конструкции проводят при этой температуре, а испытание бетона методом отрыва со скалыванием или испытания образцов – после остывания.

6. 11 Испытание монолитных конструкций при отрицательной температуре бетона проводится при возрасте бетона не менее 28 сут. При этом участки, выбранные для построения градуировочной зависимости, сначала испытывают ультразвуковым методом, а затем отогревают до температуры на глубине 50 мм не ниже 0 °С и испытывают методом отрыва со скалыванием.

Конструкции, подвергавшиеся тепловой обработке, могут быть испытаны в возрасте не менее 15 сут при условии, что при замораживании они имели не менее 70 % проектной прочности.

6.12 При построении градуировочной зависимости по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов механические испытания образца проводят по ГОСТ 10180 непосредственно после ультразвуковых измерений.

При необходимости проведения ультразвуковых испытаний бетона конструкций непосредственно после термообработки (горячего) для определения отпускной прочности бетона этих конструкций после их остывания допускается устанавливать градуировочную зависимость по результатам ультразвуковых измерений горячих образцов и механических испытаний тех же образцов после их остывания.

6.13 Для построения градуировочной зависимости используют не менее 15 серий образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 в разные смены в течение не менее трех суток из бетона того же номинального состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и конструкции, подлежащие контролю.

В случае применения на производстве способов и режимов уплотнения бетона конструкций, приводящих к изменению его состава за счет отжатия воды затворения, способ приготовления образцов необходимо указывать в нормативно-технической или проектной документации на эти конструкции.

Допускается изготовление до 40 % общего числа образцов из бетонной смеси, состав которой отличается от номинального по цементно-водному отношению не более 0,4.

6.14 При установлении градуировочной зависимости для способа сквозного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2 , а.

а – схема испытания кубов способом сквозного прозвучивания; б – схема испытания кубов способом поверхностного прозвучивания; УП – ультразвуковые преобразователи; 1 – направление формования; 2 – направление испытания при сжатии; l – база прозвучивания

База прозвучивания должна быть не менее 100 мм. Допускается базу прозвучивания снизить до 70 мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и бетона на ранних стадиях твердения (скорость ультразвука менее 2000 м/с).

6.15 При установлении градуировочной зависимости для способа поверхностного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2 , б.

База прозвучивания должна быть не менее 120 мм.

Измерения следует проводить на поверхности, занимающей при изготовлении то же положение относительно формы и направления формования, что и контролируемая поверхность изделия.

6.16 Число измерений в каждом образце должно быть при сквозном прозвучивании три, при поверхностном – четыре.

6.17 Отклонение отдельного результата измерения косвенного показателя в каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для данного образца не должно превышать 2 %.

Результаты измерения времени распространения ультразвука в образцах-кубах, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при расчете среднего арифметического значения косвенного показателя в данной серии образцов. При наличии в серии двух образцов, не удовлетворяющих этому условию, результаты испытаний серии бракуют.

6.18 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона.

Единичное значение прочности бетона при построении градуировочной зависимости для монолитных конструкций – прочность бетона участка. При построении градуировочной зависимости по данным испытаний образцов-кубов за единичное значение прочности бетона принимают среднюю прочность бетона в серии образцов, определенную по ГОСТ 10180 .

6.19 В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов более 0,5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

6.20 Относительная погрешность измерения базы прозвучивания не должна превышать 0,5 %.

6.21 Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее погрешности проводят с использованием ЭВМ (программы EXCEL или других программ построения градуировочной зависимости).

Рекомендуется использовать линейную зависимость R = a + bK (где R – прочность бетона, K – косвенный показатель).

Коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратического отклонения S _т.н.м / R _ср ≤ 0,15. В отдельных случаях, по согласованию с разработчиками настоящего стандарта, допускается использовать градуировочную зависимость при S _т.н.м / R _ср ≤ 0,2.

Пример градуировочной зависимости, построенной с использованием программы EXCEL , приведен в приложении Б.

Проверка и корректировка установленной зависимости с учетом дополнительно получаемых результатов испытаний должны производиться не реже одного раза в месяц.

Число образцов или участков при проведении проверки или корректировки должно быть не менее трех.

6.22 В связи с тем, что в ряде случаев построение градуировочной зависимости затруднено или невозможно, допускается ориентировочное определение прочности бетона с использованием зависимости, ранее установленной для бетона, отличающегося от испытываемого, или унифицированной градуировочной зависимости.

6.23 Унифицированную градуировочную зависимость следует устанавливать для конкретных регионов путем совместной обработки данных, использованных для построения градуировочных зависимостей для отдельных объектов строительства. В приложении В приведена градуировочная зависимость, построенная на основании обобщения данных испытаний на 17 объектах монолитного строительства в Москве при возрасте бетона примерно 28 сут. Эта зависимость может использоваться для ориентировочной оценки прочности бетона от 15 до 40 МПа при поверхностном прозвучивании с базой 150 мм.

6.24 Для приборов, градуированных в единицах прочности бетона, градуировка, заложенная в прибор, может использоваться в качестве унифицированной градуировочной зависимости.

6.25 Ранее установленную или унифицированную градуировочную зависимость для конкретных условий испытаний следует уточнять с помощью коэффициента совпадения, методика определения которого приведена в приложении Г .

7 Проведение испытаний и определение прочности бетона в конструкциях

7. 1 Число и расположение контролируемых участков в конструкциях назначаются с учетом:

– задач контроля (определение фактического класса бетона, разопалубочной или отпускной прочности, выявление участков пониженной прочности и др.);

– вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

– размещения захваток и порядка бетонирования;

7.2 Прочность бетона в каждом участке можно определять способом поверхностного или сквозного прозвучивания. На каждом участке проводят не менее двух измерений при способе поверхностного прозвучивания и одного измерения при способе сквозного прозвучивания. Отклонение отдельных результатов от среднего при поверхностном прозвучивании должно отвечать условиям п. 6.9 . Прочность бетона в участке определяют по среднему значению скорости (времени) ультразвука.

7.3 Для исключения влияния арматуры поверхностное прозвучивание должно производиться по схеме, приведенной на рис. 1 .

7.4 Для оценки класса бетона группы (партии) конструкций, конструкции или зоны конструкций общее число участков измерений должно быть не менее 15 при средней прочности до 20 МПа, 20 – при средней прочности до 30 МПа и 25 – при средней прочности выше 30 МПа.

7.5 В монолитных зданиях прочность бетона должна определяться в каждой колонне (или пилоне). Число участков в каждой конструкции должно быть не менее шести. В качестве единицы прочности колонны (пилона) принимается среднее значение из всех измерений при условии, что прочность бетона в каждом участке не отличается от среднего значения более чем на 5 %.

7.6 При контроле прочности бетона монолитных перекрытий, стен и фундаментов в каждой захватке прочность бетона должна определяться не менее чем в трех участках.

7.7 При контроле прочности бетона сборных конструкций и оценке класса бетона в партии число участков определения прочности бетона в произвольно выбранных из партии конструкциях должно быть не менее трех.

7.8 Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с разд. 6 при условии, что измеренное по разд. 7 значение косвенного показателя находится в пределах между его наименьшим и наибольшим значениями, полученными при построении градуировочной зависимости.

7.9 Статистическая оценка класса бетона производится по приложению Д настоящего стандарта.

Статистическая оценка класса бетона по результатам испытаний ультразвуковым методом производится только в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с разд. 6 настоящего стандарта.

8 Оформление результатов

8.1 Результаты испытаний оформляют в заключении.

8.2 В заключении приводят:

– данные об испытанных конструкциях с указанием проектного класса и даты бетонирования и проведения испытаний;

– данные, используемые для построения градуировочной зависимости;

– данные о числе участков определения прочности бетона и об их размещении;

– прочность бетона участков и среднюю прочность бетона захватки или колонны, класс бетона.

8.4 В заключении приводят обработку полученных результатов с указанием фактического класса бетона.

Приложение А

Способы прозвучивания бетона

1 При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции в соответствии с рис. 3 ,а.

Скорость ультразвука V , м/с, вычисляют по формуле

где t – время распространения ультразвука, мкс;

l – расстояние между центрами зон установки преобразователей (база прозвучивания), мм.

2 При измерении времени распространения ультразвука способом поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают на одной стороне образца или конструкции в соответствии с рис. 3 ,б.

а – схема испытания бетона способом сквозного прозвучивания; б – схема испытания бетона способом поверхностного прозвучивания; УП – ультразвуковые преобразователи; l – база прозвучивания

Приложение Б

Пример построения градуировочной зависимости с использованием программы EXCEL

Исходные данные для построения градуировочной зависимости

Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

Стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений и устанавливает ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона классов В7,5-В40.

Федеральное государственное унитарное предприятие
«Научно-исследовательский центр «Строительство»

ФГУП «НИЦ «Строительство»

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 24 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления – ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией железобетонных конструкций и контроля качества НИИЖБ – филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук В.А. Клев цов , кандидаты техн. наук М.Г. Коревицкая , Б.Х. Т ухтаев ). Эксперт – д-р техн. наук В. Г . Шевалды кин (ООО «Акустические контрольные системы»)

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ конструкторской секцией Научно-технического совета НИИЖБ (протокол № 4/07 от 17 мая 2007 г.)

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 16.07.2007 г. № 128 с 15 июля 2007 г.

Замечания и предложения следует направлять в НИИЖБ – филиал ФГУП «НИЦ «Строительство» по адресу:

Россия, 109428, Москва, 2-я Институтская ул., дом 6. Тел./факс: (495)174-75-09, (495)174-75-08; тел.: (495)174-74-49, (495)174-74-75; e – mail : 23 nir @ niizhb .ru .

Ультразвуковой метод определения прочности

C oncrete. Ultrasonic method of strength determination

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее – конструкций) и устанавливает ультразвуковой импульсивный метод (далее – ультразвуковой метод) определения прочности бетона классов В7,5 – В40.

Допускается применение ультразвукового метода для классов бетона выше В40 при условии соответствия градуировочной зависимости требованиям настоящего стандарта.

При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 17624 .

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ПМГ 06 -21 Порядок взаимного признания результатов испытаний утвержденного типа, поверки и метрологической аттестации средств измерений.

3 Термины и определения

Ультразвуковой метод определения прочности бетона – неразрушающий метод определения прочности, основанный на связи прочности бетона с показанием прибора (косвенной характеристикой прочности).

Косвенная характеристика прочности (косвенный показатель) – скорость или время распространения ультразвука, или показатель прибора в условных единицах прочности.

Градуировочная зависимость – графическая или аналитическая зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

База прозвучивания – расстояние между центрами рабочих поверхностей ультразвуковых преобразователей (излучателя и приемника), установленных на одну и ту же поверхность конструкции при поверхностном прозвучивании, и между центрами рабочих поверхностей преобразователей при сквозном прозвучивании.

Коэффициент совпадения – коэффициент, используемый для корректировки ранее построенной или универсальной градуировочной зависимости.

4 Общие положения

4.1 Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона в установленном проектной документацией промежуточном (не менее 7 сут) и проектном (как правило, 28-суточном) возрасте, а также при экспертном контроле.

4.2 Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью.

4.3 Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания в соответствии с приложением А .

4.4 Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям.

4.5 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

4.6 Ультразвуковые испытания проводят при положительной температуре бетона.

Допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при отрицательной температуре бетона не ниже минус 10 °С при условии, что построение градуировочной зависимости осуществлено в соответствии с п. 6.11.

5 Средства контроля

5.1 Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени распространения ультразвука в бетоне и аттестованными в установленном порядке по ПМГ 06 -21.

5.2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения

где t – время распространения ультразвука, мкс.

5.3 При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120 мм и не более 200 мм.

5.4 Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт за счет применения переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта, или при преобразователях и с плоской рабочей поверхностью, за счет применения вязких контактных материалов (пластилин, технический вазелин и др.).

Способ контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости.

5.5 Применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах прочности бетона для непосредственного определения прочности бетона, не допускается.

Показания этих приборов следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона и использовать при контроле так же, как и скорость или время распространения ультразвука, или же корректировать эти показания в соответствии с п. 6.25.

6 Подготовка испытания

6.1 Подготовка испытания включает проверку используемых приборов в соответствии с инструкциями по эксплуатации и установку градуировочных зависимостей в соответствии с выбранным способом прозвучивания.

6.2 Градуировочная зависимость должна связывать косвенный показатель с прочностью бетона.

6.3 Для контроля прочности бетона монолитных конструкций при поверхностном прозвучивании градуировочная зависимость устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или по данным ультразвуковых испытаний участков конструкций и испытаний образцов-кернов, вырезанных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570 .

6.4 Для контроля прочности бетона сборных и монолитных конструкций при сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов.

6.5 Градуировочные зависимости строят для каждого вида нормируемой прочности бетона, указанного в п. 4.1 . При этом диапазон значений прочности бетона не должен превышать значений, соответствующих трем соседним классам. В отдельных случаях, согласованных с разработчиками стандарта, допускается диапазон, соответствующий четырем соседним классам.

6.6 При построении градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых величина косвенного показателя максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

6.7 Возраст бетона в отдельных участках не должен отличаться более чем на 25 % среднего возраста бетона подлежащей контролю зоны конструкции или группы конструкций. Исключение составляет построение градуировочной зависимости конструкций, возраст которых превышает два месяца. В этом случае различие в возрасте отдельных участков не регламентируется.

6.8 На каждом участке магнитным прибором (ИЗС -10Н, ИПА-МГ4.01, «Поиск» или др.) определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Измерения проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производят под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (рис. 1 ).

1 – положение прибора при испытании; 2 – расположение арматуры

Отклонение отдельных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2 %. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитываются при вычислении среднего арифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

6.9 Градуировочную зависимость устанавливают, принимая за единичное значение среднее значение косвенных показателей в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

6. 10 При необходимости проведения испытаний монолитных конструкций непосредственно после тепловой обработки при температуре поверхности бетона выше 40 °С, ультразвуковые испытания на конструкции проводят при этой температуре, а испытание бетона методом отрыва со скалыванием или испытания образцов – после остывания.

6. 11 Испытание монолитных конструкций при отрицательной температуре бетона проводится при возрасте бетона не менее 28 сут. При этом участки, выбранные для построения градуировочной зависимости, сначала испытывают ультразвуковым методом, а затем отогревают до температуры на глубине 50 мм не ниже 0 °С и испытывают методом отрыва со скалыванием.

Конструкции, подвергавшиеся тепловой обработке, могут быть испытаны в возрасте не менее 15 сут при условии, что при замораживании они имели не менее 70 % проектной прочности.

6.12 При построении градуировочной зависимости по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов механические испытания образца проводят по ГОСТ 10180 непосредственно после ультразвуковых измерений.

При необходимости проведения ультразвуковых испытаний бетона конструкций непосредственно после термообработки (горячего) для определения отпускной прочности бетона этих конструкций после их остывания допускается устанавливать градуировочную зависимость по результатам ультразвуковых измерений горячих образцов и механических испытаний тех же образцов после их остывания.

6.13 Для построения градуировочной зависимости используют не менее 15 серий образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 в разные смены в течение не менее трех суток из бетона того же номинального состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и конструкции, подлежащие контролю.

В случае применения на производстве способов и режимов уплотнения бетона конструкций, приводящих к изменению его состава за счет отжатия воды затворения, способ приготовления образцов необходимо указывать в нормативно-технической или проектной документации на эти конструкции.

Допускается изготовление до 40 % общего числа образцов из бетонной смеси, состав которой отличается от номинального по цементно-водному отношению не более 0,4.

6.14 При установлении градуировочной зависимости для способа сквозного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2 , а.

а – схема испытания кубов способом сквозного прозвучивания; б – схема испытания кубов способом поверхностного прозвучивания; УП – ультразвуковые преобразователи; 1 – направление формования; 2 – направление испытания при сжатии; l – база прозвучивания

База прозвучивания должна быть не менее 100 мм. Допускается базу прозвучивания снизить до 70 мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и бетона на ранних стадиях твердения (скорость ультразвука менее 2000 м/с).

6.15 При установлении градуировочной зависимости для способа поверхностного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2 , б.

База прозвучивания должна быть не менее 120 мм.

Измерения следует проводить на поверхности, занимающей при изготовлении то же положение относительно формы и направления формования, что и контролируемая поверхность изделия.

6.16 Число измерений в каждом образце должно быть при сквозном прозвучивании три, при поверхностном – четыре.

6.17 Отклонение отдельного результата измерения косвенного показателя в каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для данного образца не должно превышать 2 %.

Результаты измерения времени распространения ультразвука в образцах-кубах, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при расчете среднего арифметического значения косвенного показателя в данной серии образцов. При наличии в серии двух образцов, не удовлетворяющих этому условию, результаты испытаний серии бракуют.

6.18 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона.

Единичное значение прочности бетона при построении градуировочной зависимости для монолитных конструкций – прочность бетона участка. При построении градуировочной зависимости по данным испытаний образцов-кубов за единичное значение прочности бетона принимают среднюю прочность бетона в серии образцов, определенную по ГОСТ 10180 .

6.19 В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов более 0,5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

6.20 Относительная погрешность измерения базы прозвучивания не должна превышать 0,5 %.

6.21 Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее погрешности проводят с использованием ЭВМ (программы EXCEL или других программ построения градуировочной зависимости).

Рекомендуется использовать линейную зависимость R = a + bK (где R – прочность бетона, K – косвенный показатель).

Коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратического отклонения S _т.н.м / R _ср ≤ 0,15. В отдельных случаях, по согласованию с разработчиками настоящего стандарта, допускается использовать градуировочную зависимость при S _т.н.м / R _ср ≤ 0,2.

Пример градуировочной зависимости, построенной с использованием программы EXCEL , приведен в приложении Б.

Проверка и корректировка установленной зависимости с учетом дополнительно получаемых результатов испытаний должны производиться не реже одного раза в месяц.

Число образцов или участков при проведении проверки или корректировки должно быть не менее трех.

6.22 В связи с тем, что в ряде случаев построение градуировочной зависимости затруднено или невозможно, допускается ориентировочное определение прочности бетона с использованием зависимости, ранее установленной для бетона, отличающегося от испытываемого, или унифицированной градуировочной зависимости.

6.23 Унифицированную градуировочную зависимость следует устанавливать для конкретных регионов путем совместной обработки данных, использованных для построения градуировочных зависимостей для отдельных объектов строительства. В приложении В приведена градуировочная зависимость, построенная на основании обобщения данных испытаний на 17 объектах монолитного строительства в Москве при возрасте бетона примерно 28 сут. Эта зависимость может использоваться для ориентировочной оценки прочности бетона от 15 до 40 МПа при поверхностном прозвучивании с базой 150 мм.

6.24 Для приборов, градуированных в единицах прочности бетона, градуировка, заложенная в прибор, может использоваться в качестве унифицированной градуировочной зависимости.

6.25 Ранее установленную или унифицированную градуировочную зависимость для конкретных условий испытаний следует уточнять с помощью коэффициента совпадения, методика определения которого приведена в приложении Г .

7 Проведение испытаний и определение прочности бетона в конструкциях

7. 1 Число и расположение контролируемых участков в конструкциях назначаются с учетом:

– задач контроля (определение фактического класса бетона, разопалубочной или отпускной прочности, выявление участков пониженной прочности и др.);

– вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

– размещения захваток и порядка бетонирования;

7.2 Прочность бетона в каждом участке можно определять способом поверхностного или сквозного прозвучивания. На каждом участке проводят не менее двух измерений при способе поверхностного прозвучивания и одного измерения при способе сквозного прозвучивания. Отклонение отдельных результатов от среднего при поверхностном прозвучивании должно отвечать условиям п. 6.9 . Прочность бетона в участке определяют по среднему значению скорости (времени) ультразвука.

7.3 Для исключения влияния арматуры поверхностное прозвучивание должно производиться по схеме, приведенной на рис. 1 .

7.4 Для оценки класса бетона группы (партии) конструкций, конструкции или зоны конструкций общее число участков измерений должно быть не менее 15 при средней прочности до 20 МПа, 20 – при средней прочности до 30 МПа и 25 – при средней прочности выше 30 МПа.

7.5 В монолитных зданиях прочность бетона должна определяться в каждой колонне (или пилоне). Число участков в каждой конструкции должно быть не менее шести. В качестве единицы прочности колонны (пилона) принимается среднее значение из всех измерений при условии, что прочность бетона в каждом участке не отличается от среднего значения более чем на 5 %.

7.6 При контроле прочности бетона монолитных перекрытий, стен и фундаментов в каждой захватке прочность бетона должна определяться не менее чем в трех участках.

7.7 При контроле прочности бетона сборных конструкций и оценке класса бетона в партии число участков определения прочности бетона в произвольно выбранных из партии конструкциях должно быть не менее трех.

7.8 Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с разд. 6 при условии, что измеренное по разд. 7 значение косвенного показателя находится в пределах между его наименьшим и наибольшим значениями, полученными при построении градуировочной зависимости.

7.9 Статистическая оценка класса бетона производится по приложению Д настоящего стандарта.

Статистическая оценка класса бетона по результатам испытаний ультразвуковым методом производится только в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с разд. 6 настоящего стандарта.

8 Оформление результатов

8.1 Результаты испытаний оформляют в заключении.

8.2 В заключении приводят:

– данные об испытанных конструкциях с указанием проектного класса и даты бетонирования и проведения испытаний;

– данные, используемые для построения градуировочной зависимости;

– данные о числе участков определения прочности бетона и об их размещении;

– прочность бетона участков и среднюю прочность бетона захватки или колонны, класс бетона.

8.4 В заключении приводят обработку полученных результатов с указанием фактического класса бетона.

Приложение А

Способы прозвучивания бетона

1 При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции в соответствии с рис. 3 ,а.

Скорость ультразвука V , м/с, вычисляют по формуле

где t – время распространения ультразвука, мкс;

l – расстояние между центрами зон установки преобразователей (база прозвучивания), мм.

2 При измерении времени распространения ультразвука способом поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают на одной стороне образца или конструкции в соответствии с рис. 3 ,б.

а – схема испытания бетона способом сквозного прозвучивания; б – схема испытания бетона способом поверхностного прозвучивания; УП – ультразвуковые преобразователи; l – база прозвучивания

Приложение Б

Пример построения градуировочной зависимости с использованием программы EXCEL

Исходные данные для построения градуировочной зависимости

Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

Стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений и устанавливает ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона классов В7,5-В40.

Федеральное государственное унитарное предприятие
«Научно-исследовательский центр «Строительство»

ФГУП «НИЦ «Строительство»

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 24 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления – ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией железобетонных конструкций и контроля качества НИИЖБ – филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук В.А. Клев цов , кандидаты техн. наук М.Г. Коревицкая , Б.Х. Т ухтаев ). Эксперт – д-р техн. наук В. Г . Шевалды кин (ООО «Акустические контрольные системы»)

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ конструкторской секцией Научно-технического совета НИИЖБ (протокол № 4/07 от 17 мая 2007 г.)

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 16.07.2007 г. № 128 с 15 июля 2007 г.

Замечания и предложения следует направлять в НИИЖБ – филиал ФГУП «НИЦ «Строительство» по адресу:

Россия, 109428, Москва, 2-я Институтская ул., дом 6. Тел./факс: (495)174-75-09, (495)174-75-08; тел.: (495)174-74-49, (495)174-74-75; e – mail : 23 nir @ niizhb .ru .

Ультразвуковой метод определения прочности

C oncrete. Ultrasonic method of strength determination

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее – конструкций) и устанавливает ультразвуковой импульсивный метод (далее – ультразвуковой метод) определения прочности бетона классов В7,5 – В40.

Допускается применение ультразвукового метода для классов бетона выше В40 при условии соответствия градуировочной зависимости требованиям настоящего стандарта.

При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 17624 .

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ПМГ 06 -21 Порядок взаимного признания результатов испытаний утвержденного типа, поверки и метрологической аттестации средств измерений.

3 Термины и определения

Ультразвуковой метод определения прочности бетона – неразрушающий метод определения прочности, основанный на связи прочности бетона с показанием прибора (косвенной характеристикой прочности).

Косвенная характеристика прочности (косвенный показатель) – скорость или время распространения ультразвука, или показатель прибора в условных единицах прочности.

Градуировочная зависимость – графическая или аналитическая зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

База прозвучивания – расстояние между центрами рабочих поверхностей ультразвуковых преобразователей (излучателя и приемника), установленных на одну и ту же поверхность конструкции при поверхностном прозвучивании, и между центрами рабочих поверхностей преобразователей при сквозном прозвучивании.

Коэффициент совпадения – коэффициент, используемый для корректировки ранее построенной или универсальной градуировочной зависимости.

4 Общие положения

4.1 Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона в установленном проектной документацией промежуточном (не менее 7 сут) и проектном (как правило, 28-суточном) возрасте, а также при экспертном контроле.

4.2 Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью.

4.3 Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания в соответствии с приложением А .

4.4 Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям.

4.5 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

4.6 Ультразвуковые испытания проводят при положительной температуре бетона.

Допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при отрицательной температуре бетона не ниже минус 10 °С при условии, что построение градуировочной зависимости осуществлено в соответствии с п. 6.11.

5 Средства контроля

5.1 Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени распространения ультразвука в бетоне и аттестованными в установленном порядке по ПМГ 06 -21.

5.2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения

где t – время распространения ультразвука, мкс.

5.3 При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120 мм и не более 200 мм.

5.4 Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт за счет применения переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта, или при преобразователях и с плоской рабочей поверхностью, за счет применения вязких контактных материалов (пластилин, технический вазелин и др.).

Способ контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости.

5.5 Применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах прочности бетона для непосредственного определения прочности бетона, не допускается.

Показания этих приборов следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона и использовать при контроле так же, как и скорость или время распространения ультразвука, или же корректировать эти показания в соответствии с п. 6.25.

6 Подготовка испытания

6.1 Подготовка испытания включает проверку используемых приборов в соответствии с инструкциями по эксплуатации и установку градуировочных зависимостей в соответствии с выбранным способом прозвучивания.

6.2 Градуировочная зависимость должна связывать косвенный показатель с прочностью бетона.

6.3 Для контроля прочности бетона монолитных конструкций при поверхностном прозвучивании градуировочная зависимость устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или по данным ультразвуковых испытаний участков конструкций и испытаний образцов-кернов, вырезанных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570 .

6.4 Для контроля прочности бетона сборных и монолитных конструкций при сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов.

6.5 Градуировочные зависимости строят для каждого вида нормируемой прочности бетона, указанного в п. 4.1 . При этом диапазон значений прочности бетона не должен превышать значений, соответствующих трем соседним классам. В отдельных случаях, согласованных с разработчиками стандарта, допускается диапазон, соответствующий четырем соседним классам.

6.6 При построении градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых величина косвенного показателя максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

6.7 Возраст бетона в отдельных участках не должен отличаться более чем на 25 % среднего возраста бетона подлежащей контролю зоны конструкции или группы конструкций. Исключение составляет построение градуировочной зависимости конструкций, возраст которых превышает два месяца. В этом случае различие в возрасте отдельных участков не регламентируется.

6.8 На каждом участке магнитным прибором (ИЗС -10Н, ИПА-МГ4.01, «Поиск» или др.) определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Измерения проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производят под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (рис. 1 ).

1 – положение прибора при испытании; 2 – расположение арматуры

Отклонение отдельных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2 %. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитываются при вычислении среднего арифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

6.9 Градуировочную зависимость устанавливают, принимая за единичное значение среднее значение косвенных показателей в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

6. 10 При необходимости проведения испытаний монолитных конструкций непосредственно после тепловой обработки при температуре поверхности бетона выше 40 °С, ультразвуковые испытания на конструкции проводят при этой температуре, а испытание бетона методом отрыва со скалыванием или испытания образцов – после остывания.

6. 11 Испытание монолитных конструкций при отрицательной температуре бетона проводится при возрасте бетона не менее 28 сут. При этом участки, выбранные для построения градуировочной зависимости, сначала испытывают ультразвуковым методом, а затем отогревают до температуры на глубине 50 мм не ниже 0 °С и испытывают методом отрыва со скалыванием.

Конструкции, подвергавшиеся тепловой обработке, могут быть испытаны в возрасте не менее 15 сут при условии, что при замораживании они имели не менее 70 % проектной прочности.

6.12 При построении градуировочной зависимости по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов механические испытания образца проводят по ГОСТ 10180 непосредственно после ультразвуковых измерений.

При необходимости проведения ультразвуковых испытаний бетона конструкций непосредственно после термообработки (горячего) для определения отпускной прочности бетона этих конструкций после их остывания допускается устанавливать градуировочную зависимость по результатам ультразвуковых измерений горячих образцов и механических испытаний тех же образцов после их остывания.

6.13 Для построения градуировочной зависимости используют не менее 15 серий образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 в разные смены в течение не менее трех суток из бетона того же номинального состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и конструкции, подлежащие контролю.

В случае применения на производстве способов и режимов уплотнения бетона конструкций, приводящих к изменению его состава за счет отжатия воды затворения, способ приготовления образцов необходимо указывать в нормативно-технической или проектной документации на эти конструкции.

Допускается изготовление до 40 % общего числа образцов из бетонной смеси, состав которой отличается от номинального по цементно-водному отношению не более 0,4.

6.14 При установлении градуировочной зависимости для способа сквозного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2 , а.

а – схема испытания кубов способом сквозного прозвучивания; б – схема испытания кубов способом поверхностного прозвучивания; УП – ультразвуковые преобразователи; 1 – направление формования; 2 – направление испытания при сжатии; l – база прозвучивания

База прозвучивания должна быть не менее 100 мм. Допускается базу прозвучивания снизить до 70 мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и бетона на ранних стадиях твердения (скорость ультразвука менее 2000 м/с).

6.15 При установлении градуировочной зависимости для способа поверхностного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2 , б.

База прозвучивания должна быть не менее 120 мм.

Измерения следует проводить на поверхности, занимающей при изготовлении то же положение относительно формы и направления формования, что и контролируемая поверхность изделия.

6.16 Число измерений в каждом образце должно быть при сквозном прозвучивании три, при поверхностном – четыре.

6.17 Отклонение отдельного результата измерения косвенного показателя в каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для данного образца не должно превышать 2 %.

Результаты измерения времени распространения ультразвука в образцах-кубах, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при расчете среднего арифметического значения косвенного показателя в данной серии образцов. При наличии в серии двух образцов, не удовлетворяющих этому условию, результаты испытаний серии бракуют.

6.18 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона.

Единичное значение прочности бетона при построении градуировочной зависимости для монолитных конструкций – прочность бетона участка. При построении градуировочной зависимости по данным испытаний образцов-кубов за единичное значение прочности бетона принимают среднюю прочность бетона в серии образцов, определенную по ГОСТ 10180 .

6.19 В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов более 0,5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

6.20 Относительная погрешность измерения базы прозвучивания не должна превышать 0,5 %.

6.21 Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее погрешности проводят с использованием ЭВМ (программы EXCEL или других программ построения градуировочной зависимости).

Рекомендуется использовать линейную зависимость R = a + bK (где R – прочность бетона, K – косвенный показатель).

Коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратического отклонения S _т.н.м / R _ср ≤ 0,15. В отдельных случаях, по согласованию с разработчиками настоящего стандарта, допускается использовать градуировочную зависимость при S _т.н.м / R _ср ≤ 0,2.

Пример градуировочной зависимости, построенной с использованием программы EXCEL , приведен в приложении Б.

Проверка и корректировка установленной зависимости с учетом дополнительно получаемых результатов испытаний должны производиться не реже одного раза в месяц.

Число образцов или участков при проведении проверки или корректировки должно быть не менее трех.

6.22 В связи с тем, что в ряде случаев построение градуировочной зависимости затруднено или невозможно, допускается ориентировочное определение прочности бетона с использованием зависимости, ранее установленной для бетона, отличающегося от испытываемого, или унифицированной градуировочной зависимости.

6.23 Унифицированную градуировочную зависимость следует устанавливать для конкретных регионов путем совместной обработки данных, использованных для построения градуировочных зависимостей для отдельных объектов строительства. В приложении В приведена градуировочная зависимость, построенная на основании обобщения данных испытаний на 17 объектах монолитного строительства в Москве при возрасте бетона примерно 28 сут. Эта зависимость может использоваться для ориентировочной оценки прочности бетона от 15 до 40 МПа при поверхностном прозвучивании с базой 150 мм.

6.24 Для приборов, градуированных в единицах прочности бетона, градуировка, заложенная в прибор, может использоваться в качестве унифицированной градуировочной зависимости.

6.25 Ранее установленную или унифицированную градуировочную зависимость для конкретных условий испытаний следует уточнять с помощью коэффициента совпадения, методика определения которого приведена в приложении Г .

7 Проведение испытаний и определение прочности бетона в конструкциях

7. 1 Число и расположение контролируемых участков в конструкциях назначаются с учетом:

– задач контроля (определение фактического класса бетона, разопалубочной или отпускной прочности, выявление участков пониженной прочности и др.);

– вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

– размещения захваток и порядка бетонирования;

7.2 Прочность бетона в каждом участке можно определять способом поверхностного или сквозного прозвучивания. На каждом участке проводят не менее двух измерений при способе поверхностного прозвучивания и одного измерения при способе сквозного прозвучивания. Отклонение отдельных результатов от среднего при поверхностном прозвучивании должно отвечать условиям п. 6.9 . Прочность бетона в участке определяют по среднему значению скорости (времени) ультразвука.

7.3 Для исключения влияния арматуры поверхностное прозвучивание должно производиться по схеме, приведенной на рис. 1 .

7.4 Для оценки класса бетона группы (партии) конструкций, конструкции или зоны конструкций общее число участков измерений должно быть не менее 15 при средней прочности до 20 МПа, 20 – при средней прочности до 30 МПа и 25 – при средней прочности выше 30 МПа.

7.5 В монолитных зданиях прочность бетона должна определяться в каждой колонне (или пилоне). Число участков в каждой конструкции должно быть не менее шести. В качестве единицы прочности колонны (пилона) принимается среднее значение из всех измерений при условии, что прочность бетона в каждом участке не отличается от среднего значения более чем на 5 %.

7.6 При контроле прочности бетона монолитных перекрытий, стен и фундаментов в каждой захватке прочность бетона должна определяться не менее чем в трех участках.

7.7 При контроле прочности бетона сборных конструкций и оценке класса бетона в партии число участков определения прочности бетона в произвольно выбранных из партии конструкциях должно быть не менее трех.

7.8 Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с разд. 6 при условии, что измеренное по разд. 7 значение косвенного показателя находится в пределах между его наименьшим и наибольшим значениями, полученными при построении градуировочной зависимости.

7.9 Статистическая оценка класса бетона производится по приложению Д настоящего стандарта.

Статистическая оценка класса бетона по результатам испытаний ультразвуковым методом производится только в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с разд. 6 настоящего стандарта.

8 Оформление результатов

8.1 Результаты испытаний оформляют в заключении.

8.2 В заключении приводят:

– данные об испытанных конструкциях с указанием проектного класса и даты бетонирования и проведения испытаний;

– данные, используемые для построения градуировочной зависимости;

– данные о числе участков определения прочности бетона и об их размещении;

– прочность бетона участков и среднюю прочность бетона захватки или колонны, класс бетона.

8.4 В заключении приводят обработку полученных результатов с указанием фактического класса бетона.

Приложение А

Способы прозвучивания бетона

1 При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции в соответствии с рис. 3 ,а.

Скорость ультразвука V , м/с, вычисляют по формуле

где t – время распространения ультразвука, мкс;

l – расстояние между центрами зон установки преобразователей (база прозвучивания), мм.

2 При измерении времени распространения ультразвука способом поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают на одной стороне образца или конструкции в соответствии с рис. 3 ,б.

а – схема испытания бетона способом сквозного прозвучивания; б – схема испытания бетона способом поверхностного прозвучивания; УП – ультразвуковые преобразователи; l – база прозвучивания

Приложение Б

Пример построения градуировочной зависимости с использованием программы EXCEL

Исходные данные для построения градуировочной зависимости