Методы с местным (локальным) разрушением бетона

В эту группу включены методы контроля прочности бетона, основан­ные на местном (локальном) разрушении бетона в конструкции.

Метод отрыва со скалыванием основан на использовании зависимости величины усилия, необ­ходимого для выдергивания из бетона анкерного стержня, от прочности это­го бетона:

(5.14)

где Р – усилие, при котором вырывается анкерный стержень, кН или кгс; f – аналитическая зависимость усилия от прочности бетона.

При бетонировании конструкции в местах, в которых предполагается определять прочность, устанавливают анкерные стержни и после твердения бетона их выдергивают. Если определяют прочность уже затвердевшего бе­тона, то в нем сверлят отверстие и вставляют анкерное устройство с раз­жимным конусом.

Наибольшее применение нашли два типа анкерных устройств. Первый тип – рабочий стержень с анкерной головкой (рис. 5.6, а), применяют для ус­тановки в свежеуложенный бетон.

Рис. 5.6. Анкерные устройства: а – первый тип
анкера для установки в свежеуложенный бетон;
б – второй тип с разжимным конусом

Второй тип – самозаанкеривающееся устройство с при­менением рифле­ных сегментных щечек и разжимного конуса (рис. 5.6, б). Такое анкерное устройство применяют для установки в просверленное отверстие при кон­троле затвердевшего бетона.

Расстояние от анкерного устройства до грани конструкции должно быть не менее 150 мм, а от места установки соседнего анкера – не менее 250 мм.

Диаметр шпура (отверстия) в бетоне для постановки анкерного устрой­ства второго типа равен 25 мм, а глубина должна соответствовать величине, указанной в табл. 5.5.

Для изготовления шпуров необходимо применять пневматические или электрические сверлильные машинки с алмазными сверлами. Не рекомендуется применять механизмы ударного действия, поскольку при их работе на стенках отверстия возникают микротрещины и показания будут занижены. Заделка анкерных устройств должна обеспечить надежное сцепление анкера с бетоном конструкции. Анкера выдергивают переносным гидравли­ческим пресс-насосом ГПНВ-5, конструкция которого разработана в Донец­ком ПромстройНИИ под руководством И.Д. Вольфа (рис. 5.7).

ГПНВ-5 может создавать усилие в 55 кН и состоит из двух опорных но­жек 9, корпуса, внутри которого имеется полость 8, соединяющая между со­бой ручной винтовой гидравлический насос 7, манометр 5, рабочий ци­линдр 4, поршень которого с помощью штока 3 соединен с захватом 2 ан­керного устройства 1. Все внутренние полости прибора заполняются мотор­ным маслом.

Работает ГПНВ-5 следующим образом. Прибор устанавливают на по­верхности бетонной конструкции, совмещая в одной плоскости обе упор­ные ножки и анкерное устройство, которое заранее было закреплено в бето­не, и вставляют уширение анкерного устройства в захват 2. С помощью га­ек 9 выбирают все люфты и создают небольшое усилие в анкере.

Рис. 5.7. Гидравлический пресс-насос-5: 1 – анкерное устройство;
2 – захват; 3 – шток рабочего цилиндра; 4 – рабочий цилиндр;
5 – манометр; 6 – ручка; 7 – винтовой насос; 8 – маслопровод;
9 – ножки со сферическими опорами; 10 – исследуемый бетон

Прибор готов к работе. Далее, путем вращения ручки 6 винтового на­соса создают давление в гидравлической системе, вследствие чего в штоке 3 рабочего поршня возникает усилие, которое через захват 2 передается ан­керному устройству. Величина усилия фиксируется манометром 5.

При испытании бетона прочностью менее 40 МПа для вырыва анкерного устройства можно использовать гидравлический пресс-насос типа ГПНВС-4, который создает максимальное усилие 40 кН. В процессе приложения усилия к анкерному стержню в бетоне на уровне конца анкера возникают растягивающие и касательные напряжения. После достижения ими предельных значений в бетоне возникает разрушение по образующей конуса от растяжения и скалывания (рис. 5.8)

Рис. 5.8. Характер разрушения бетона при отрыве
со скалыванием

Прочность испытанного бетона определяют по формуле

(5.15)

где Р – усилие вырыва анкерного устройства, кH или кгс; – коэффициент пропорциональности между усилием вырыва и прочностью бетона, определяемый по табл. 5.5; m – коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырыва, принимается равным 1 при крупности менее 50 мм и более. Нарушенные участки конструкции после испытания заделываются бе­тоном с прочностью не ниже, чем в конструкции.

Рассмотренный метод сравнительно точный, посколь­ку в его основе лежит прочностная характеристика бетона. К достоинству метода необходи­мо отнести и тот фактор, что определяется прочность бетона непосредст­венно в конструкции. Основными недостатками метода считаются его высо­кая трудоемкость как при сверлении отверстий, так и при самих испытаниях, а также невозможность использования его при определении прочности бетона в сжатых элементах конструкции, поскольку происходит частичное разрушение бетона и ослабление поперечного сечения испытуемых элемен­тов.

Таблица 5.5

Зависимость коэффициента от условий
твердения бетона

Условие твердения бетона	Тип анкер­ного устройства	Предпола­гаемая прочность, МПа	Глубина заделки h, мм	Значение коэффици­ента, см^2
Тяжелый	Лёгкий
Естест­венное	I	≤ 50 ≥ 50		0,1 0,2	0,11 –
П	≤ 50 ≥ 50		0,085 0,24	0,095 –
Тепловая обработка	I	≤ 50 ≥ 50		0,12 0,25	0,1 –
II	≤ 50		0,1	0,095

На практике рассмотренный метод нашел широкое применение в ком­плексе с другими, например, неразрушающими методами, при градуировке зависимостей косвенных характеристик от прочности бетона.

Дата добавления: 2014-11-25