141401, Московская область, г.Химки, ул. Берёзовая аллея, д. 3, помещение 2
Пн-Пт 9:00 - 18:00, Сб-Вс - выходной

Ультразвуковой контроль прочности бетона

Понятие ультразвукового контроля прочности бетона связано с неразрушающим способом выявления прочностных особенностей материала. Такой подход связан с зависимостью показаний приборов от прочности бетонных изделий. Приборы фиксируют время и скорость прохождения ультразвукового сигнала сквозь материал.

С помощью ультразвука можно протестировать бетон на прочность, не разрушая его. Скорость проходящей волны воспроизводится аналитическим или графическим способом. Для такого метода диагностики принят ГОСТ 17624-2021: «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности». Согласно ему монолитные конструкции контролируются поверхностным и сквозным прозвучиванием. Обычно для этих целей используются такие приборы как ультразвуковой тестер и ультразвуковой дефектоскоп.

Оценка прочностных характеристик строительных материалов имеет большое значение в современном строительстве. С внедрением монолитных технологий возведения зданий бетон превратился в самый востребованный продукт. Он выглядит однородным и прочным, но на деле имеет сложную структуру с большим количеством наружных и внутренних дефектов. Эти дефекты могут стать причиной значительного сокращения срока эксплуатации строения. Существует немало методов испытания прочности материала, и ультразвуковой считается самым точным, эффективным и универсальным. Его можно применять прямо в процессе строительства на любом этапе произведения работ.

Суть ультразвукового испытания

Главная особенность звуковых волн повышенной частоты — способность проходить сквозь любые твердые вещества. Поэтому практически все дефектоскопическое оборудование работает на ультразвуке.

Приборы такого типа обладают рядом особенностей:

  • фиксируют глубину, форму и величину повреждений;
  • определяют качество проведения бетонных работ;
  • выявляют наличие скрытых дефектов, которые могут нарушить прочность материала и сократить срок его службы.

Ультразвуковые испытания могут производиться двумя способами: сквозным и поверхностным. Первый способ работает как поперечное прозвучивание при помощи приборов, расположенных на противоположных поверхностях исследуемого изделия. Второй способ применяется для проверки конструкций по поверхности. Датчики в этом случае располагаются на одной стороне.

Диагностическое оборудование для определения состояния бетона и других строительных материалов обычно состоит из датчика и блока с микропроцессором. Чтобы аппаратура плотнее прилегала к поверхности изделия, используются вязкие смеси, протекторы и насадки.

С помощью ультразвуковых приборов возможно также определение однородности, пористости и прочности материала. Все приборы работают по определенному принципу: вначале возникает импульс, который превращается в высокочастотную ультразвуковую волну и проникает в материал. Затем импульс считывается прибором, обрабатывается и отображается на экране в скорости. Полученные данные дают возможность определить отношение скорости ультразвука и прочности бетона.

Подготовительные работы

Исследование бетона требует тщательной подготовки, состоящей из нескольких этапов.

Следует понимать, что качественные достоверные испытания возможны только в исполнении высококвалифицированного специалиста, отлично владеющего навыками работы со сложной аппаратурой. Опытный замерщик должен понимать и корректно фиксировать показания с учетом факторов окружающей среды, расположения арматуры и других нюансов испытания. Он обязан соблюдать основные правила ультразвукового контроля бетонных конструкций:

  1. Перед обследованием с помощью магнитной аппаратуры определить расположение арматурных элементов.
  2. Измерять показания минимум на 6-ти участках конструкции.

Соблюдение правил строго регламентировано ГОСТами 17624, 22690 и другими.

Особенности структуры бетона при застывании и использовании

Бетон представляет собой искусственное вещество, прочность которого зависит не только от качества исходных материалов, входящих в его состав, но и от их процентного соотношения.

Когда бетон заливают в опалубку, его составляющие распределяются неравномерно. Вещество расслаивается, его более тяжелые компоненты опускаются вниз. Из-за такой неоднородности структуры и возникает разница в механических характеристиках материала. При измерении прочности между верхним и нижним слоем может ощущаться разница в прочности. Неоднородная структура также влияет на набора прочности.

Бетонные конструкции на протяжении всего срока эксплуатации подвергаются различным нагрузкам и воздействиям окружающей среды. Все эти факторы способствуют «старению» материала. Поверхность бетона разрушается быстрее внутреннего слоя, с годами различие в структуре может достигнуть 30%. Этот процесс значительно уменьшает прочность и способствует образованию большого количества дефектов. Даже самые маленькие дефекты постепенно под воздействием внешних факторов постепенно увеличиваются и превращаются в трещины.

Чаще всего страдают монолитные конструкции, у которых разные фрагменты находятся в определенных условиях. Так сравнивают наземную и подземную часть фундамента, надводную и подводную часть моста, северную и южную стену здания.

Преимущества ультразвукового контроля

Метод испытания бетона ультразвуком достаточно популярен благодаря большому количеству преимуществ:

  • возможность производить испытания без повреждений и разрушения материала;
  • минимальное время, затраченное на проверку и обработку данных;
  • возможность проведения проверок при низких температурах без подогрева изделия;
  • небольшая стоимость работ.

Главное достоинство процедуры — отсутствие вреда изделию. Исследование производится неразрушающим способом и дает возможности самостоятельного проведения вычислений аппаратурой. Оно дает полную выкладку состояния бетона и позволяет подробно проанализировать всю конструкцию.

Единственный недостаток способа — большое количество попутных вычислений, понятных только специалистам.

Проведение контроля прочности

Исследование бетонных изделий ультразвуком представляет собой комплексный процесс, состоящий из нескольких последовательных действий. Все производимые процедуры нормированы ГОСТом 17624. Согласно этому стандарту число и расположение проверяемых участков должно соответствовать нужным критериям. Информация должна быть зафиксирована в проектных документах и учитывать определенные показания:

  • тип изделия (балка, столб, плита и др.);
  • цель испытания (определение класса бетона, его средней прочности, выявление мест с меньшей прочностью);

Определение прочности происходит способом поверхностного или сквозного применения ультразвука. Для некоторых плоских или ребристых изделий с внутренними пустотами невозможно испытание сквозным прозвучиванием. Поэтому используется поверхностный метод.

При поверхностном испытании нужно обращать внимание на то, что длина базы должна быть такой же, как та, что использовалась для разработки градуировочной зависимости.

Сквозное прозвучивание осуществляется перпендикулярно расположению арматурных элементов. Этот нужно для того, чтобы минимизировать влияние арматуры на показания приборов.

В процессе измерения прочности особо крупных конструкций требуется разделение исследуемого объекта на захватки. Деление обычно производится по принципу отсутствия и наличия дефектов.

Специалисты контроля прочности делят свои испытания на этапы. Первый этап заключается в получении замеров всей конструкции с нанесением разметки по вертикали и по горизонтали. Если предполагается сквозное прозвучивание, разметку наносят с противоположных сторон.

Во время второго этапа происходит повторное обследование участков с обнаруженными повреждениями. Снова наносится разметка, но с более густой сеткой. Так определяются границы участков с дефектами.

Полученные данные в итоге воспроизводятся в виде графических показателей — гистограмм. В большинстве случаев такая точность не нужна, поэтому заключение по обследованию оформляется в упрощенном виде.

Точные измерения при помощи ультразвука производятся при помощи современного надежного оборудования. Приборы обычно имеют цифровой интерфейс. Перед началом работ нужно проверить, зарегистрирована ли модель в Госреестре. Поставленное на учет оборудование дает наиболее точные результаты, отклонения в которых минимальны. Такие приборы обычно проходят специальные проверки и испытания.

На что обратить внимание при работе?

Очень важно правильное оформление документов по проведению ультразвукового контроля. В будущем это может помочь избежать обнаружения нарушений в капитальном строительстве и подачи исков.

Не стоит производить испытания самостоятельно. Лучше обратиться к специалистам специализированных лабораторий, что гарантирует безопасность и точность результатов. Профессионально проведенная процедура позволит сэкономить средства и получить действительно достоверную информацию.

Современное оборудование предоставит на цифровой панели все параметры исследуемого изделия и оценку его состояния. Данные можно передать на компьютер для дальнейшей обработки и сохранения.

Подводя итоги

Неразрушающие методы обследования бетона при помощи ультразвука в настоящее время применяются почти повсеместно. Это происходит благодаря точным показаниям и быстрым вычислениям.