Приклади результатів інструментального обстеження залізобетонних конструкцій з визначення міцності бетону

Жарикова Наталія Василівна
Наталія Жарикова
+380674970221
+380502104229
Ананьєв Євген Олександрович
Ананьєв Євген Олександрович
+380990113217

В даній статті приводяться результати типових обстежень лабораторією МЕГАПОЛІС БУДЕКСПЕРТ залізобетонних конструкцій неруйнівними методами з метою оцінювання класу міцності бетону на стиск.

Обстеження збірних залізобетонних конструкцій в адміністративній багатоповерховій будівлі

Дане інструментальне обстеження проводилось в рамках обстеження багатоповерхової будівлі по визначенню та оцінки її технічного стану, згідно ДСТУ-Н Б В.1.2-18:2016. Будівля, фото якої зображено на рис.1, була побудована в 70-х роках минулого століття, і на момент обстеження проектна документація із зазначенням міцнісних властивостей бетону несучих конструкцій була відсутня.

Рис. 1

Обстеженню підлягали плити перекриття та ригелі на покрівлі, залізобетонні балки, діафрагми та колони на всіх поверхах. Фото деяких обстежуваних конструкцій на об’єкті приведено на рис. 2.

 

Рис. 2 Місця випробування міцності бетону в залізобетонних збірних конструкціях: на колоні (а); на діафрагмі та ригелі (б).

Вимірювання проводилось не суцільне, а вибіркове. Всі конструкції були збірними, з однакових серій для кожного окремого типу конструкцій – через що об’єм обстежуваних конструкцій (об’єм вибірки із генеральної сукупності), для встановлення класу міцності бетону на стиск кожного окремого типу конструкцій, скоротився до мінімуму (близько 3% від генеральної сукупності). Невелика вибірка обґрунтована тим, що збірні конструкції володіють значно вищим показником однорідності бетону, ніж монолітні залізобетонні конструкції, як в межах окремо взятої конструкції, так і в межах генеральної сукупності конструкцій з одної і тої ж серії продукції, що була виготовлена на окремому підприємстві (заводі).

Мета проведеного обстеження – оцінка параметру міцності бетону на стискв в кожному із типів конструкцій.

Перелік основних нормативних документів, на які є посилання у протоколі інструментального обстеження, наведено у таблиці 1.

Tип та основні характеристики засобів вимірювальної техніки, якими проводилось інструментальне обстеження, наведено у таблиці 2.

Методика проведення інструментального обстеження

Міцність бетону на стиск на поверхні конструкцій визначалась методом відскоку приладом «молоток Шмідта», з прив’язкою його показників до показників методу відриву зі сколюванням.

В окремих точках на поверхні колон, діафрагм, ригелів та плит були проведені випробування методом відриву зі сколюванням (загалом 10 точок) і визначено міцність бетону. В цих же точках попередньо були проведені вимірювання методом ударного імпульсу. Результати даних парних випробувань приведені в графічному вигляді на рис.2.

Рис. 3 Побудовані градуювальні залежності

З рис. 3 видно, що при визначені міцності бетону усіх конструкцій за єдиною градуювальною залежністю (за прямою, що нанесена пунктиром), окремі типи і конструкцій матимуть систематичні похибки визначення міцності бетону: такі типи і конструкцій, як колони (результати з міцністю 56,0; 55,2; 57,8, що позначені затемненим «кружечком») та ригель між поверхами (результат з міцністю 56,1, що позначений затемненим «кружечком»), матимуть виключно занижені показники, тоді такі типи і конструкцій, як діафрагми (результати з міцністю 50,2; 57,0, що позначені затемненими «трикутниками») та плити (результат з міцністю 45,5, що позначений затемненим «трикутником»), матимуть переважно завищені показники. Ригеля на горищі (результати з міцністю 40,7; 41,1) суттєво відрізняються по міцності від ригелів між поверхами, і на рис. 3 позначені також затемненими «трикутниками».

В подальшому, міцність бетону в колонах та ригелях між поверхами визначалась по показнику відскоку за залежністю y=1,0232*x-3,0577. Міцність бетону в діафрагмах та ригелях під покрівлею визначалась по показнику відскоку за залежністю y=0,5701*x-11,526.

Міцність бетону в 37-ми відібраних конструкціях визначалась за результатами випробування методом відскоку, за допомогою побудованих градуювальник залежностей.

Результати інструментального обстеження

За результатами інструментальних обстежень були встановлені  ступні показники.

Для діафрагм та ригелів, які знаходяться під плитами покрівлі:

  • середнє значення параметру міцності бетону на стиск (марка) – 42,2 МПа;
  • коефіцієнт варіації міцності на стиск – 5,83 %;
  • нормативна міцність на стиск при забезпеченості 95% (клас) – 38,0 МПа.
  • клас бетону: С35.

Для колон та ригелів, які знаходяться між поверхами:

  • середнє значення параметру міцності бетону на стиск (марка) – 53,8 МПа;
  • коефіцієнт варіації міцності на стиск – 4,71 %;
  • нормативна міцність на стиск при забезпеченості 95% (клас) – 49,4 МПа.
  • клас бетону: С45.

Обстеження монолітних залізобетонних конструкцій в житловій багатоповерховій будівлі

В іншому випадку, інструментальному обстеженню з метою встановлення класу міцності бетону на стиск, підлягали монолітні залізобетонні конструкції в багатоповерховому будинку, під час його зведення.

Фото обстежуваних конструкцій на об’єкті приведено на рис.4.

 

Рис. 4

Мета проведеного обстеження – оцінка параметру міцності бетону на стиск в залізобетонних монолітних конструкціях на трьох поверхах багатоповерхового будинку, що були виготовлені із бетонної суміші двох різних постачальників.

Перелік основних нормативних документів

Тип та основні характеристики засобів вимірювальної техніки

Методика обстеження – аналогічна приведеній вище методика побудови градуювальник залежностей. Відмінність полягає в тому, що сукупності, в яких будувались окремі градуювальні залежності (2 шт.), формувались за принципом різних постачальників бетонної суміші. І, окрім цього, оскільки неоднорідність бетону в монолітних конструкціях є значно вищою, застосовувалась значно ширша вибірка, ніж в попередньому обстеженні збірних конструкцій, – об’ємом близько 10% від генеральної сукупності.

Також, для порівняння точності різних неруйнівних методів, по проведеним прямим випробуванням методом відриву зі сколюванням, будувались градуювальні залежності для двох методів – методу відскоку та поверхневого ультразвукового методу.

На рис. 1 приведено побудову градуювальних залежностей для методів відскоку та ультразвукового поверхневого. Окрема точка відповідає усередненим по двом вимірюванням в окремій конструкції значенням міцності (відривів проведено вдвічі більше, ніж приведено точок на діаграмі).

Рис. 1 Градуювальні залежності для методу відскоку (а) та ультразвукового поверхневого методу (б): квадратики – вимірювання «сукупності 1»; трикутники – вимірювання «сукупності 2».

Міцність бетону в 37-ми відібраних конструкціях визначалась за результатами випробування методом відскоку, за допомогою побудованих градуювальник залежностей.

Результати інструментального обстеження

За результатами інструментальних обстежень конструкцій були встановлені наступні показники.

Для конструкцій з бетонної суміші «Постачальника 1»:

  • середнє значення параметру міцності бетону на стиск (марка) – 31,4 МПа;
  • коефіцієнт варіації міцності на стиск – 7,0 %;
  • нормативна міцність на стиск при забезпеченості 95% (клас) – 26,2 МПа.

Дані конструкції відповідають класуВ25 (С20/25 – за новими правила­ми, згідно ДБН В.2.6-98:2009).

Для конструкцій з бетонної суміші «Постачальника 2»:

  • середнє значення параметру міцності бетону на стиск (марка) – 31,4 МПа;
  • коефіцієнт варіації міцності на стиск – 5,0 %;
  • нормативна міцність на стиск при забезпеченості 95% (клас) – 28,1 МПа.

Дані конструкції відповідають класуВ25 (С20/25 – за новими правила­ми, згідно ДБН В.2.6-98:2009).

Як бачимо, середнє значення міцності бетону (марка бетону) є однаковою в обох сукупностях. За рахунок меншої неоднорідності (меншого коефіцієнта варіації) в другій сукупності, реальний клас міцності бетону на стиск в другій сукупності є дещо вищим, ніж в першій, хоча обидві сукупності відповідають одному стандартизованому класу С20/25.