Kiểm tra không phá hủy cường độ bê tông: phương pháp đo lường, thử nghiệm

Đảm bảo cường độ và độ bền của các kết cấu bê tông là điều bắt buộc khi làm việc với chúng. Một phương pháp hiệu quả để đánh giá tính toàn vẹn của bê tông mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nào là kiểm tra không phá hủy. Bằng cách sử dụng kỹ thuật này, chúng ta có thể đo chính xác cường độ của bê tông trong khi vẫn duy trì tình trạng chung của kết cấu.

Kiểm tra không phá hủy sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp đều có lợi ích riêng. Các kỹ thuật này, từ các công cụ cơ bản đến các thiết bị tinh vi, hỗ trợ các kỹ sư và nhà xây dựng đánh giá chất lượng bê tông theo cách hữu ích và hiệu quả. Hiểu rõ về hoạt động của các thử nghiệm này có thể giúp bạn đưa ra quyết định bảo trì và an toàn sáng suốt.

Bài đăng này sẽ xem xét các kỹ thuật kiểm tra độ bền bê tông không phá hủy khác nhau. Chúng tôi sẽ xem xét các quy trình được sử dụng trong các thử nghiệm này, các thông số mà chúng tìm kiếm và lý do tại sao chúng rất quan trọng để đảm bảo độ bền của các công trình bê tông. Hướng dẫn này sẽ cung cấp thông tin sâu sắc về lĩnh vực thử nghiệm bê tông, bất kể bạn là chủ nhà quan tâm hay chuyên gia xây dựng.

Các công nghệ không phá hủy để kiểm tra độ bền bê tông

Kiểm tra bê tông không phá hủy đòi hỏi phải đánh giá tình trạng của các kết cấu bê tông bằng cách kiểm tra một số biến số ảnh hưởng đến độ bền, độ bám dính, độ dày lớp bảo vệ, độ dẫn nhiệt, độ ẩm và các đặc điểm khác của vật liệu. Khi có khối lượng kiểm soát đáng kể nhưng không biết đặc điểm của cốt thép và khối bê tông, loại nghiên cứu này đặc biệt phù hợp.

Bộ kỹ thuật này cho phép bạn tiến hành nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, ngay tại công trường xây dựng và thậm chí trong khi máy đang được sử dụng.

• Bảo toàn tính toàn vẹn của kết cấu đang được thử nghiệm.
• Khả năng tránh nhu cầu tổ chức đánh giá trong phòng thí nghiệm trực tiếp tại công trường xây dựng.
• Bảo toàn đầy đủ các đặc tính vận hành của các tòa nhà và công trình.
• Phạm vi ứng dụng khá rộng.

Mặc dù có nhiều kỹ thuật và phương pháp để nghiên cứu cả bê tông lỏng và bê tông đã đông cứng, cũng như nhiều tính năng, nhưng độ bền là thuộc tính và chỉ số chính. Độ bền quyết định phạm vi ứng dụng, hoàn cảnh vận hành, độ tin cậy và độ bền của kết cấu. Do đó, tòa nhà sẽ đơn giản sụp đổ nếu, ví dụ, bê tông dẻo khi đổ, chống băng giá và có đặc tính linh hoạt tốt nhất nhưng không đủ chắc để chịu được tải trọng thiết kế.

Cường độ của bê tông mới là điều quan trọng và cần được kiểm tra chặt chẽ. GOST 22690-2015, 17624-2012 (quy trình kiểm tra) và 18105-2010 (mô tả các quy tắc kiểm tra chung) làm nền tảng cho tất cả các thử nghiệm. Việc áp dụng các kỹ thuật cơ học (tác động, xé, sứt mẻ, lõm) và kiểm tra siêu âm là những ví dụ về các phương pháp không phá hủy.

Bê tông trải qua thử nghiệm không phá hủy theo lịch trình, nếu và khi được yêu cầu, và ở độ tuổi được dự án xác định. Nghiên cứu đã làm cho việc so sánh các chỉ số thuộc tính vật chất thực tế thu được với các chỉ số hộ chiếu và đánh giá độ bền giải phóng/tước bỏ trở nên khả thi.

Thông thường, các phương pháp gây ra sự phá hủy cục bộ được coi là không phá hủy. Lợi ích chính của họ là tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Các bài kiểm tra phải tuân theo quy định GOST 22690-2015.

Sự cần thiết phải xác định độ sâu của cốt thép, cường độ lao động cao và hư hỏng một phần trên bề mặt khối đá, có thể (mặc dù không đáng kể) làm thay đổi đặc tính vận hành của nó, là những hạn chế chính của việc sử dụng phương pháp phá hủy cục bộ để đo cường độ của bê tông.

Mặc dù các phương pháp va đập xung lực mang lại năng suất cao hơn, nhưng khả năng ứng dụng của chúng bị hạn chế vì chúng chỉ có thể thử nghiệm lớp bê tông trên cùng dày 25–30 mm. Theo kết quả thử nghiệm trong quá trình ép các mẻ kiểm tra, bề mặt cần được làm sạch, lớp bị hỏng cần được loại bỏ và các phụ thuộc phân cấp của các thiết bị cần được đưa vào tuân thủ đầy đủ với cường độ thực tế của khối bê tông.

Phương pháp phổ biến nhất để xác định loại bê tông bằng cách tiến hành nghiên cứu ở nhiều góc độ khác nhau so với bề mặt trong khi tính đến độ đàn hồi và độ dẻo của vật liệu là phương pháp xung lực, thường được sử dụng để đo cường độ của bê tông.

Nhờ lò xo, khi một vật hình cầu đập vào bê tông, năng lượng tác động khiến bề mặt biến dạng, dẫn đến sự xuất hiện của vết lõm (biến dạng dẻo) và lực phản ứng (biến dạng đàn hồi).

Năng lượng cơ học của tác động được chuyển đổi thành xung điện bởi bộ chuyển đổi cơ điện và cường độ nén thực sự được đo bằng các đơn vị này. Để nghiên cứu, người ta sử dụng búa Schmidt.

Những lợi ích của phương pháp này bao gồm tính dễ sử dụng, yêu cầu thiết bị nhỏ và khả năng xác định loại vật liệu. Những hạn chế của phương pháp này bao gồm độ chính xác kém bắt nguồn từ khả năng đo cường độ lớp mỏng tới năm cm.

• Máy đo độ cứng được sử dụng trong các thử nghiệm – búa lò xo đặc biệt có tem hình cầu. Có thể tạo ra sự phục hồi tự do sau tác động nhờ hệ thống lò xo. Quỹ đạo của búa trong quá trình phục hồi được cố định trên thang đo có mũi tên.
• Cường độ của vật liệu được xác định bằng các đường cong chia độ có tính đến vị trí của búa, vì giá trị phục hồi phụ thuộc trực tiếp vào hướng.
• Chỉ số nghiên cứu trung bình được tính toán dựa trên 5-10 phép đo được thực hiện, khoảng cách giữa các điểm va chạm phải ít nhất là 3 cm.
• Phạm vi đo của các phương pháp là 5-50 MPa, sử dụng các thiết bị đặc biệt.
• Ưu điểm chính: tính đơn giản/tốc độ nghiên cứu, khả năng đánh giá cường độ của các sản phẩm gia cố dày đặc. Nhược điểm: xác định cường độ bê tông được thực hiện ở lớp bề mặt có độ sâu 2-3 cm, cần kiểm tra thường xuyên và nhiều.

Cách ít tốn kém nhất để kiểm tra cường độ bê tông là sử dụng phương pháp biến dạng dẻo, đo độ cứng của bề mặt bê tông bằng cách đo vết do thanh thép hoặc bi tích hợp vào búa để lại. Sau khi đặt búa vào mặt phẳng vuông góc của bề mặt khối, thực hiện một vài cú đánh. Đo dấu vết của búa và bê tông. Tỷ lệ thu được của kích thước dấu vết được sử dụng để xác định các đặc điểm của bề mặt bê tông. Dữ liệu thu được được ghi lại và tìm giá trị trung bình.

Thiết bị nghiên cứu biến dạng dẻo hoạt động bằng cách áp dụng áp suất tĩnh hoặc áp suất va đập vào con dấu. Các thiết bị va đập (búa lò xo/búa tay, thiết bị con lắc có con dấu đĩa/bi) thường được sử dụng nhiều hơn các thiết bị áp suất tĩnh. Các thiết bị áp suất tĩnh hiếm khi được sử dụng.

Các thông số kỹ thuật nêu rõ rằng đĩa phải dày ít nhất một milimét, quả bóng phải có đường kính một centimet, năng lượng va đập phải là 125 N trở lên và thép được sử dụng trong khuôn phải có độ cứng tối thiểu là HRC60. Kỹ thuật này đơn giản, nhanh chóng và phù hợp với các kết cấu được gia cố nhiều; tuy nhiên, nó chỉ nhằm mục đích xác định cường độ bê tông cấp M500 tối đa.

Các kỹ thuật thử nghiệm không phá hủy khác bao gồm rung động, âm thanh, hồng ngoại, điện thế, v.v. Xung lực xung kích, xé rách và siêu âm được coi là cơ bản, nhưng chúng ít được sử dụng hơn.

Kiểm soát các cấu trúc tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như những cấu trúc bị ảnh hưởng về mặt hóa học bởi axit, muối và dầu, bị ảnh hưởng về mặt nhiệt bởi nhiệt độ cao và thấp và bị ảnh hưởng về mặt khí quyển bởi quá trình cacbon hóa lớp trên cùng, được cho là thách thức nhất.

Sử dụng dung dịch phenolphthalein để làm ướt khu vực và gõ để tiến hành kiểm tra, họ tìm kiếm một lớp có cấu trúc bị xáo trộn, loại bỏ nó và làm sạch khu vực đó bằng giấy nhám để kiểm soát. Tiếp theo, phá hủy cục bộ hoặc lấy mẫu được sử dụng để xác định cường độ. Khi sử dụng các thiết bị xung xung và siêu âm, độ nhám bề mặt của khối đá nguyên khối không được vượt quá Ra 25.

Kiểm tra không phá hủy bê tông GOST 17624-2026

Phương pháp kiểm tra cường độ bê tông bằng siêu âm bao gồm đo tốc độ sóng khi nó truyền qua khối đá nguyên khối. Có hai phương pháp để thăm dò siêu âm: một là gắn cảm biến vào một bên của bề mặt và phương pháp còn lại là lắp cảm biến ở nhiều phía liên quan đến mẫu được thử nghiệm. Kiểm soát cường độ của các lớp sâu của kết cấu cũng như bề mặt của nó trở nên khả thi nhờ phương pháp xuyên qua.

Thiết bị kiểm tra siêu âm được sử dụng để tìm ra các khuyết tật, đánh giá chất lượng bê tông và xác định độ sâu cốt thép của bê tông và khối đá nguyên khối. Các thiết bị này cho phép kiểm soát liên tục sự gia tăng/giảm cường độ và để kiểm tra các hình dạng khác nhau một cách thường xuyên.

Loại và thể tích của chất độn, lượng chất kết dính được sử dụng, cách chuẩn bị dung dịch bê tông và mức độ nén chặt của nó đều có tác động đến mối quan hệ giữa cường độ cấp của bê tông và tốc độ siêu âm. Nhược điểm chính của phương pháp này là độ không chính xác đáng kể trong các phát hiện của nghiên cứu.

Với tốc độ siêu âm cao (khoảng 4500 m/s) trong khối vật liệu, sự phụ thuộc hiệu chuẩn của tốc độ sóng và cường độ bê tông được tính toán trước cho mọi thành phần thử nghiệm. Đối với một loại bê tông cụ thể và thành phần mơ hồ, việc sử dụng hai phụ thuộc chia độ có thể dẫn đến lỗi đáng kể.

Khả năng thực hiện nhiều lần các nghiên cứu hàng loạt về sản phẩm có bất kỳ hình dạng nào và thực hiện hiệu quả việc theo dõi liên tục sự gia tăng/giảm cường độ của kết cấu ở chế độ trực tuyến là những lợi thế chính của việc kiểm tra cường độ bê tông bằng phương pháp siêu âm không phá hủy.

Các loại thử nghiệm: bảng giá trị

Mỗi công nghệ kiểm tra cường độ bê tông không phá hủy đều khuyến nghị các giá trị cường độ nén cũng như phạm vi giá trị riêng của nó. Các giá trị đo lường tối đa được xác định bởi các nhà sản xuất thiết bị được sử dụng và bởi các phát hiện thực nghiệm. Bảng cung cấp một cách thuận tiện hơn để diễn giải dữ liệu nghiên cứu bằng cách tóm tắt các phạm vi và lỗi.

Các phần của bề mặt khối đá của khu vực cần thiết không có hư hỏng rõ ràng và các lớp tách lớp vô định hình thường được sử dụng để đo cường độ của bê tông. Ngoài ra, nhiệt độ không khí xung quanh phải dương.

Để đảm bảo tuổi thọ và an toàn cho các công trình xây dựng, điều cần thiết là phải hiểu được độ bền của bê tông mà không gây ra bất kỳ tác hại nào. Không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của các kỹ thuật thử nghiệm cụ thể, không phá hủy cung cấp thông tin sâu sắc về chất lượng của nó. Những phương pháp này rất quan trọng để đánh giá các tòa nhà hiện tại và chỉ đạo bảo trì hoặc sửa chữa.

Mọi kỹ thuật có sẵn đều có lợi ích của các ứng dụng riêng và tốt nhất. Ví dụ, tốc độ xung siêu âm có thể xác định các khuyết tật bên trong và các thử nghiệm búa hồi phục cung cấp các đánh giá độ cứng bề mặt nhanh chóng. Kết quả chính xác và đáng tin cậy được đảm bảo bằng cách biết khi nào và làm thế nào để áp dụng các kỹ thuật này.

Tóm lại, thử nghiệm không phá hủy là một công cụ thiết yếu để đánh giá bê tông. Các chuyên gia có thể có được một bức tranh rõ ràng về sức mạnh và chất lượng của bê tông bằng cách chọn phương pháp phù hợp và áp dụng nó một cách chính xác, điều này sẽ dẫn đến các cấu trúc an toàn hơn và kiên cường hơn.

Để đánh giá tuổi thọ và tính toàn vẹn của các công trình mà không gây ra bất kỳ tác hại nào, việc thử nghiệm không phá hủy độ bền của bê tông là điều cần thiết. Bài viết này xem xét một số kỹ thuật để xác định cường độ bê tông, bao gồm vận tốc xung siêu âm, lấy mẫu lõi và thử nghiệm búa bật nảy. Ưu điểm và nhược điểm của từng kỹ thuật khác nhau, vì vậy điều quan trọng là phải chọn kỹ thuật tốt nhất cho công việc dựa trên các yêu cầu cụ thể cũng như tình trạng của bê tông.

Video về chủ đề

Xác định cường độ bê tông bằng phương pháp tách bằng đục: Thực hành so với lý thuyết

Xung va đập. Phương pháp không phá hủy để xác định cường độ bê tông.

Nghiên cứu kết cấu bê tông của nhà riêng bằng phương pháp thử nghiệm không phá hủy Pulsar 2.1

Hội thảo trực tuyến "Quy tắc và phương pháp thử nghiệm không phá hủy cường độ bê tông"

Phương pháp kiểm soát chất lượng không phá hủy của kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.