СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ БЕТОНА С НАРУШЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Российский патент 1997 года по МПК G01N33/38 

Изобретение относится к испытанию бетона и может быть использовано при натурном освидетельствовании бетонных конструкций, подвергавшихся воздействию термического градиента в условиях пожара.

Известен способ определения толщины деструктивного слоя бетона вырубанием борозды (шпура) на поверхности неравномерно прогретого сечения элемента. Вырубание поврежденного слоя бетона производят с помощью зубила и слесарного молотка до неповрежденного слоя. Измерение глубины борозды производят линейкой [1]
Однако эти работы сопровождаются нарушением целостности поверхностного слоя элемента, оголением рабочей арматуры и последующей ее коррозией. Трудоемкость вырубания бетона большая, погрешность измерения деструктивного слоя бетона значительна (30-50) вследствие различной мощности ударов молотком.

Наиболее близкими из известных к заявляемому является способ определения толщины слоя бетона с нарушенной структурой, включающий забивку в испытываемую конструкцию дюбелей различной твердости из монтажного пистолета с применением патронов с навесками пороха и замер глубины забивки [2]
Недостаток способа заключается в том, что размеры заглубления дюбелей зависят от их твердости. Колебания твердости сталей дюбелей существенно сказываются на точности оценки прочности бетона.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении достоверности и повышении точности измерений толщины деструктивного слоя бетона при неразрушающем контроле эксплуатационных качеств бетонных конструкций, снижения трудоемкости испытания бетона, сокращении сроков и затрат на натурное освидетельствование поврежденных конструкций и их последующее восстановление.

Технический результат достигается тем, что в способе определения толщины слоя бетона с нарушенной структурой, включающем забивку в испытываемую конструкцию дюбелей различной твердости из монтажного пистолета с применением патронов с навесками пороха и замер глубины забивки, предварительно определяют поврежденную и контрольную зоны конструкции, вбивают дюбели в каждую из этих зон, находят разность глубины проникновения дюбелей в поврежденную и контрольную зоны, а толщину слоя бетона с нарушенной структурой определяют по формуле
C (A-B)•A/B,
где А и В глубины проникновения дюбелей в поврежденную и контрольную зоны конструкции, соответственно, мм.

Кроме того, определение ведут при положительной и отрицательной температурах воздуха и применяют патроны с одинаковой энергией порохового заряда.

На фиг. 1 приведены схемы размещения точек для забивки стальных стержней в зависимости от ширины испытываемого элемента бетонной конструкции (в мм) 1 участок для испытания бетона; 2 намеченные точки для забивки дюбелей; на фиг. 2 схемы проникновения дюбеля в бетон поврежденного и контрольного участка бетонной конструкции: 3 дюбель; 4 термически поврежденный слой бетона с нарушенной структурой; 5 участок неповрежденного бетона; А и В - соответственно глубина проникновения дюбеля в поврежденный и неповрежденный бетон обследуемых зон конструкции, мм; L1 и Lo соответственно свободные части дюбеля над поверхностью поврежденного и неповрежденного бетона, мм.

Пример. Испытание бетона стрельбой из пистолета ПЦ 52-1. Объект: силосный корпус N 2 элеватора.

а) Параметры испытания: температура воздуха: -3^oС. Вид заряда: Д N 3; цвет пыжа синий. Длина дюбеля: длинный 60 мм, короткий 40 мм, диаметр дюбеля 5,5 мм. Вид бетона: обычный, на известковом щебне и портландцементе, бетон класса В 35; возраст бетона 17 лет.

б) Обработка опытных данных. На участках колонн, получивших 1 степень термического поражения (А1<0,25*U; где U=40 мм глубина заложения рабочей арматуры), замеры углублений в бетон А1=22,5; 28,7; 28,4; 28,5; 28,8; 23,3; 26,6 мм; среднее углубление А1=26,41 мм; погрешность испытания a¹=±0,89 мм.

На участках колонн с 2 степенью термического поражения (0,25*U<A2<0,5*U) замеры углублений дюбелей А2=29,5; 32,9; 30,4; 29,3; 29,4; 27,2; 30,2; 32,2 мм, среднее углубление А2=30,14 мм; погрешность испытания а²=±0,59 мм.

На двух участках колонн, имеющих термические повреждения 3 степени (А3>0,5*U), углубления дюбелей А3= 36,0 и 38,5 мм; среднее углубление А3= 37,75 мм.

Глубина проникновения дюбелей в неповрежденный бетон В=23,5 мм принята по испытаниям колонн силостного корпуса N 1, не подвергавшихся воздействию высокой температуры.

в) Расчет толщины деструктивного слоя бетона. Для участков колонн соответственно с 1,2 и 3 степенью термического поражения толщину слоя бетона с нарушенной структурой, с учетом погрешности, определяют по формуле:
C1=(A1-B)*A1/B=(27,3-23,5)*27,3/23,5=4,5 мм;
C2=(30,73-23,5)*30,73/23,5=11,5 мм;
C3=(37,75-23,5)*37,75/23,5=22 мм.

Использование предлагаемого способа обеспечивает достоверность испытаний, снижение погрешности измерений толщины слоя бетона с нарушенной структурой, повышение производительности обследования конструкции в 25-50 раз, снижение трудоемкости испытания бетона и затрат на натурное обследование поврежденных конструкций в 2-3 раза.

Использование: область испытания бетона особыми способами, использование при натурном освидетельствовании бетонных конструкций, подвергавшихся воздействию термического градиента в условиях пожара. Сущность изобретения: определяют поврежденную и контрольную зоны конструкции. Забивают дюбели различной твердости в каждую из этих зон из монтажного пистолета с применением патронов с навесками пороха. Находят разность глубин проникновения дюбелей в поврежденную и контрольную зоны. Толщину слоя бетона с нарушенной структурой определяют по формуле. Определение ведут при положительной и отрицательной температурах воздуха. Применяют патроны с одинаковой энергией порохового заряда. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения толщины слоя бетона с нарушенной структурой, включающий забивку в испытываемую конструкцию дюбелей различной твердости из монтажного пистолета с применением патронов с навесками пороха и замер глубины забивки, отличающийся тем, что предварительно определяют поврежденную и контрольную зону конструкции, вбивают дюбели в каждую из этих зон, находят разность глубин проникновения дюбелей в поврежденную и контрольную зоны, а толщину слоя бетона с нарушенной структурой определяют по формуле:
С (А В) • А/В,
где А и В глубины проникновения дюбелей в поврежденную и контрольную зоны конструкции соответственно, мм. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение ведут при положительной и отрицательной температурах воздуха. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют патроны с одинаковой энергией порохового заряда.