СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ ЗАТВЕРДЕВШИХ РАСТВОРОВ КАМЕННОЙ КЛАДКИ Российский патент 2023 года по МПК G01N3/12 

Область техники

Изобретение относится к неразрушающим способам контроля качества строительного раствора в кирпичных и каменных конструкциях и может быть использовано при определении марки раствора в несущих и ограждающих конструкциях зданий.

Уровень техники

Известен способ определения прочности бетона (патент №2247352, опубликован 27.02.2005, Бюл. №6), который относится к неразрушающим методам контроля качества бетона. Высверливается шпур в теле бетона, прорезается в теле бетона соосно шпуру кольцевая канавка, в ней размещается металлическая цилиндрическая обойма, в шпуре закрепляется анкерная головка, которая вдавливается до разрушения образца. Прочность определяют по формуле.

, где

R - прочность бетона, МПа;

N - разрушающее усилие, Н;

d - диаметр образца, м;

H - высота образца, м.

Известен способ определения прочности бетона (патент №2486488, опубликован 27.06.2013, Бюл №18), который относится к определению механических свойств строительных материалов, в частности, прочности. Способ используется как при промежуточном контроле изделий на стадии формирования физико-механических свойств, так и при обследовании конструкций уже построенных зданий и сооружений. Способ определения прочности бетона неразрушающим методом по предварительно установленной зависимости заключается в том, что на поверхность испытуемого объекта наносят капли жидкости. Далее измеряют углы смачивания образцов θ. Затем строят график функциональной зависимости cosθ-1=f(1/σ_ж), где σ_ж - поверхностное натяжение жидкости, определяют тангенс угла наклона данной функциональной зависимости, и по предварительно построенной зависимости рассчитывают прочность бетонных образцов.

Известные способы неразрушающей оценки прочности раствора включают в себя методы пластической деформации, упругого отскока, ультразвуковой метод, метод волновых ударов и другие. Метод упругого отскока основан на связи прочности бетона со значением отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника). К приборам упругого отскока следует отнести приборы маятникового типа (склерометр Шмидта). Метод ударного импульса основан на связи прочности бетона с энергией удара и ее изменением в момент соударения бойка с поверхностью бетона. Суть метода заключается в оценке потери энергии удара бойка и последующим ее преобразовании электромеханическим преобразователем в показание прибора. Метод позволяет определять низкие показания прочности (например, штукатурного раствора), но требует для одного измерения прочности 10-15 образцов наличия плоской площадки диаметром около 7-10 см, что не всегда выполнимо при определении прочности раствора в швах реконструируемых зданий.

Ультразвуковые методы используют поверхностные тестеры, которые универсальны в своем применении, но диапазон их чувствительности не охватывает полного диапазона марок растворов. К тому же на показания прибора возможно влияние материала подложки или материала кладки.

Известен метод неразрушающего определения прочности бетона при помощи эталонного молотка Кашкарова. Способ основан на зависимости между прочностью бетона R и величиной косвенной характеристики прочности бетона Н, определяемой как отношение диаметра отпечатка на бетоне к диаметру отпечатка на эталонном стальном стержне.

Существенным недостатком неразрушающих методов является то, что оценивается поверхностный слой раствора, при этом по толщине конструкции прочность может существенно отличаться.

Известен способ определения прочности раствора по результатам испытаний образцов - кубов размером 70,7×70,7×70,7 мм в лабораторных условиях на стационарном оборудовании. Разрушающий, трудоемкий, способ, который применим для определения прочности кладочного раствора для вновь возводимых зданий, но неприемлем для определения показателя прочности затвердевшего раствора на сжатие в зданиях существующей застройки. Применяется при возведении зданий и ведении кладочных работ.

Известен способ определения прочности затвердевшего раствора в швах реконструируемых зданий, который предусматривает выпиливание лещадок из растворных швов готовых конструкций, их склеивание и последующие испытания на сжатие в лабораторных условиях. Способ длительный по времени, трудоемкий, используется дорогостоящее оборудование и не позволяет точно определить прочность затвердевшего раствора.

Предложенный способ контроля прочности на сжатие затвердевших растворов каменной кладки является механическим, неразрушающим и позволяет определить марку строительного раствора на объекте.

Технический результат при использовании предложенного способа - точное определение прочности на сжатие затвердевшего раствора в швах кирпичных и каменных зданий.

Способ контроля прочности на сжатие затвердевших растворов каменной кладки требует специального оборудования и методики проведения. Способ не приводит к разрушению конструкций, прост в применении, позволяет определить прочность раствора в теле кладки, не требует подготовки поверхности швов перед проведением испытаний.

Сущность изобретения

Определение проводится следующим образом.

1. Конструкция, в которой предполагается определение прочности затвердевших растворов, очищают от штукатурного раствора на участке, превышающем габариты прибора на 5 см.

2. Для каждого вида растворного шва устанавливают необходимое количество элементов шнекового типа. Количество металлических элементов шнекового типа для однородных участков кладки составляет не менее 15 штук.

3. Растворные швы очищают металлической щеткой.

4. Выполняют бурение лидирующего отверстия без удара электроинструментом. Диаметр сверла лидирующего отверстия составляет 5 мм. Сверление отверстия осуществляют без удара.

5. Выполняют установку элементов шнекового типа длиной 100 мм на глубину 40 мм ударным методом, при этом длина консоли под захват должна составлять не менее 50 мм.

6. После установки элементов шнекового типа осуществляют вытягивание элементов из шва кладки с замером усилия вытягивания.

7. Предел прочности раствора на сжатие вычисляют по формуле

, где

R - прочность раствора, Н/мм²;

F - усилие вытягивания металлического элемента шнекового типа, Н;

K* - безразмерный коэффициент;

d - диаметр элемента шнекового типа, мм;

l - глубина заделки элемента шнекового типа, мм.

*для новых растворов определяется по технической документации производителя раствора; для реконструируемых зданий К=0,3.

8. Прочность раствора на сжатие вычисляют как средне арифметическое значение результатов испытаний пяти образцов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан элемент шнекового типа, установленный в растворный шов кладки.

На фиг. 2 показано устройство для вытягивания элемента шнекового типа.

На фиг. 3 - схема установки прибора для проведения испытаний по неразрушающему методу с применением элементов шнекового типа.

На фиг. 4 пример градуировочной кривой зависимости прочности раствора R (МПа) от усилия вытягивания F (кН).

Осуществление изобретения

Для проведения испытаний должны применяться серийно выпускаемые устройства, в конструкции которых предусмотрены:

- опорная рама;

- захват;

- механизм, обеспечивающий подачу нагрузки.

Допускается применение гидравлических и механических домкратов, приборы которых позволяют фиксировать величину усилия, при котором происходит потеря прочности соединения.

Метод основан на наличии зависимости касательных от нормальных напряжений. Стабильность результатов достигается за счет выполнения предварительно просверленного направляющего отверстия.

Для оценки прочности раствора используется градуировочная кривая зависимости прочности раствора от усилия вытягивания.

Изобретение относится к неразрушающим способам контроля качества строительного раствора в кирпичных и каменных конструкциях и может быть использовано при определении марки раствора в несущих и ограждающих конструкциях зданий. Сущность: очищают конструкцию от штукатурного раствора на участке, превышающем габариты прибора на 5 см. Для каждого вида растворного шва устанавливают необходимое количество элементов шнекового типа, в которых количество металлических элементов шнекового типа для однородных участков кладки составляет не менее 15 штук. Выполняют бурение лидирующего отверстия без удара электроинструментом, в котором диаметр сверла лидирующего отверстия составляет не менее 5 мм, причем сверление отверстия осуществляют без удара. Выполняют установку элементов шнекового типа длиной 100 мм на глубину 40 мм ударным методом, при этом длина консоли под захват должна составлять не менее 50 мм. После установки элементов шнекового типа осуществляют вытягивание элементов из шва кладки с замером усилия вытягивания, причем предел прочности раствора на сжатие вычисляют по формуле. Прочность раствора на сжатие вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытаний не менее пяти образцов. Технический результат: точное определение прочности на сжатие затвердевшего раствора в швах кирпичных и каменных зданий. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ контроля прочности на сжатие затвердевших растворов каменной кладки, включающий конструкцию, в которой определяют прочность затвердевших растворов, которую очищают от штукатурного раствора на участке, превышающем габариты прибора на 5 см, причем для каждого вида растворного шва устанавливают необходимое количество элементов шнекового типа, в которых количество металлических элементов шнекового типа для однородных участков кладки составляет не менее 15 штук, затем выполняют бурение лидирующего отверстия без удара электроинструментом, в котором диаметр сверла лидирующего отверстия составляет не менее 5 мм, причем сверление отверстия осуществляют без удара, далее выполняют установку элементов шнекового типа длиной 100 мм на глубину 40 мм ударным методом, при этом длина консоли под захват должна составлять не менее 50 мм, после установки элементов шнекового типа осуществляют вытягивание элементов из шва кладки с замером усилия вытягивания, причем предел прочности раствора на сжатие вычисляют по формуле где

R – прочность раствора, Н/мм²;

F – усилие вытягивания металлического элемента шнекового типа, Н;

d – диаметр элемента шнекового типа, мм;

l – глубина заделки элемента шнекового типа, мм;

K – безразмерный коэффициент для новых растворов определяется по технической документации производителя раствора; для реконструируемых зданий K = 0,3, при этом прочность раствора на сжатие вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытаний не менее пяти образцов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение прочности на сжатие затвердевшего раствора выполняется с применением металлических элементов шнекового типа.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение прочности затвердевшего раствора производят непосредственно в строительных конструкциях.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при определении прочности на сжатие затвердевшего раствора фиксируется величина усилия, при котором происходит потеря прочности соединения растворного шва.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для оценки прочности раствора используют градуировочную кривую зависимости прочности раствора от усилия вытягивания.