§ 3. Определение прочности бетона без разрушения

Физические методы контроля качества бетона разрабатывают на основе достижений электроники, акустики, радиометрии и отличаются тем, что не требуют разрушения материала и могут быть многократно воспроизведены. К физическим методам испытания бетона относят импульсный, ультразвуковой, резонансный и радиоультразвука

метрический. Созданная в СССР аппаратура дает возможность контролировать прочность, плотность и однородность бетона в конструкциях и изделиях.

При электронно-акустических методах испытаний используют снизь между скоростью распространения упругих волн в бетоне механическими свойствами. Скорость распространения продольных упругих волн v связана с модулем упругости Е и плотностью q Га-тона приближенной зависимостью (верной при коэффициенте Пуассона ц = 0,16 — 0,25)

о = 1,05 УЩ.

Наиболее распространены импульсные ультразвуковые приборы УКБ-1М, «бетон — транзистор» (рис. 72, а, б).

Рис. 72. Определение прочности бетона импульсным ультразвуковым методом:

а — внешний вид прибора УКБ-Ш; б — схема прибора; 1 — генератор импульсов; 2 — излучатель ультразвуковых колебаний; 3 — бетонный образец; 4 — преобразователь механических колебаний в электрические; 5 — усилитель; 6 — экран индикатора; 7 — изображение посланного импульса; 8 — метки времени; 9 — генератор меток времени (микросекундомера); 10 — электронное устройство («ждущая задержанная развертка»), в котором моделируется процесс распространения ультразвука в бетоне; /1 — включение в электрическую сеть; t — время распространения ультразвука, мкс; в — график корреляционной связи прочности бетона и скорости распространения

Скорость распространения ультразвука зависит от свойств заполнителя, влажности бетона и ряда других факторов. Поэтому график (рис. 72, б) корреляционной связи «прочность бетона — г скорость распространения ультразвука» (Rq — v) строят для бетона определенного состава на данном заполнителе: контрольные бетонные образцы или керны, высверленные из сооружения, прозвучивают ультразвуком, а потом испытывают по стандарту для определения прочности.

Ультразвуковой метод позволяет выявлять качество бетона в изделиях и конструкциях. Измеряя скорость распространения ультразвука в различных частях конструкции, можно оценить однородность бетона, не прибегая к испытанию бетонных образцов.

Однородность прочности. Бетон должен быть однородным — это важнейшее техническое и экономическое требование. Для оценки однородности бетона данной марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени. Имеется в виду, что стандартные образцы твердели в одинаковых условиях одно и то же время. Прочность бетонных образцов будет колебаться, отклоняясь от среднего значения в большую и меньшую стороны. На прочности сказываются колебания в качестве цемента и заполнителей, точность дозирования составляющих, тщательность приготовления бетонной смеси и другие факторы. Чем ближе частные результаты испытания образцов к среднему значению, тем выше однородность бетона.

В идеальном случае «для абсолютно однородного» бетона s = 0 и Я v = 0. Определяют коэффициенты вариации прочности бетона: внутрисерийный для партии изделий (vn) и общий за анализируемый период (со) продолжительностью 1 — 2 мес. Неудовлетворительная однородность бетона характеризуется значениями с 16% и : 0>2О%. На предприятиях с хорошо налаженной технологией значение v0 не превышает 7 — 10%.

От коэффициента вариации зависит требуемая марка бетона, а следовательно, расход цемента в бетоне и его экономические показатели.