6 sposobów badania wytrzymałości betonu i 1, którego możesz nie znać

Wybierając metodę pomiaru i monitorowania wytrzymałości betonu, ważne jest, aby kierownicy projektów rozważyli wpływ każdej techniki na ich harmonogram. Podczas gdy niektóre procesy badawcze mogą być wykonywane bezpośrednio na budowie, inne wymagają dodatkowego czasu na dostarczenie danych wytrzymałościowych przez ośrodki zewnętrzne. Czas nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na decyzje podejmowane przez kierowników projektu. Dokładność procesu badawczego jest równie ważna, ponieważ ma bezpośredni wpływ na jakość konstrukcji betonowej.

Najpowszechniejszą metodą monitorowania wytrzymałości betonu in-situ jest stosowanie cylindrów utwardzanych w terenie. Praktyka ta pozostała w zasadzie niezmieniona od początku XIX wieku. Próbki te są odlewane i utwardzane zgodnie z normą ASTM C31 i testowane na wytrzymałość na ściskanie przez niezależne laboratorium na różnych etapach. Zazwyczaj, jeżeli płyta osiągnie 75% zaprojektowanej wytrzymałości, inżynierowie dają swoim pracownikom pozwolenie na przejście do kolejnych etapów procesu budowlanego. Obejmuje to użycie koców grzewczych, dodatków, opóźniaczy pary wodnej, itp. Jednakże, wykonawcy nadal czekają trzy dni po wylaniu przed badaniem wytrzymałości, nawet jeśli ich cele są często osiągane znacznie wcześniej niż to.

Mimo tego, wielu kierowników projektów woli trzymać się tej praktyki testowania, ponieważ jest to „sposób, w jaki zawsze to robiono”. Nie oznacza to jednak, że ta technika jest najszybszą i najdokładniejszą metodą testowania wytrzymałości wszystkich ich wylewek. W rzeczywistości istnieje wiele innych metod, poza testami na pęknięcie cylindra, które można stosować. Oto siedem różnych podejść, które należy rozważyć przy wyborze metody badania wytrzymałości:

6 sposobów badania wytrzymałości betonu i jeden, o którym być może nie słyszałeś

Metody badania betonu. Pomiar Wytrzymałości

  1. Młotek Odbiciowy lub Młotek Schmidta (ASTM C805)

Próba Młotka Odbiciowego

Próba Młotka Odbiciowego
Metoda: Sprężynowy mechanizm zwalniający służy do uruchomienia młotka, który uderzając w tłok wbija się w powierzchnię betonu. Odległość odbicia od młotka do powierzchni betonu otrzymuje wartość z przedziału od 10 do 100. Pomiar ten jest następnie skorelowany z wytrzymałością betonu.

Zalety: Stosunkowo łatwa w użyciu i może być wykonana bezpośrednio na budowie.

Cons: Wstępna kalibracja przy użyciu próbek rdzeniowych jest wymagana do dokładnych pomiarów. Wyniki badań mogą być zniekształcone przez warunki powierzchniowe oraz obecność dużych agregatów lub prętów zbrojeniowych poniżej miejsca prowadzenia próby.

  1. Badanie odporności na penetrację (ASTM C803)

Badanie odporności na penetrację

Badanie odporności na penetrację
Metoda: Aby wykonać badanie odporności na penetrację, urządzenie wbija mały trzpień lub sondę w powierzchnię betonu. Siła użyta do penetracji powierzchni i głębokość otworu jest skorelowana z wytrzymałością betonu w miejscu instalacji.

Zalety: Stosunkowo łatwa w użyciu i może być wykonana bezpośrednio na budowie.

Konsekwencje: Na dane znacząco wpływają warunki powierzchniowe, jak również rodzaj użytej formy i kruszywa. Wymaga wstępnej kalibracji przy użyciu wielu próbek betonu w celu uzyskania dokładnych pomiarów wytrzymałości.

  1. Prędkość impulsu ultradźwiękowego (ASTM C597)

Badanie prędkości impulsu ultradźwiękowego

Badanie prędkości impulsu ultradźwiękowego
Metoda: Technika ta określa prędkość przepływu impulsu energii wibracyjnej przez płytę. Łatwość, z jaką energia ta pokonuje drogę przez płytę, dostarcza pomiarów dotyczących elastyczności betonu, jego odporności na odkształcenia lub naprężenia oraz gęstości. Dane te są następnie skorelowane z wytrzymałością płyty.

Pros: Jest to nieniszcząca technika badawcza, która może być również stosowana do wykrywania wad w betonie, takich jak pęknięcia i plastry miodu.

Konsekwencje: Na tę technikę duży wpływ ma obecność zbrojenia, kruszywa i wilgoci w elemencie betonowym. Wymaga również kalibracji wielu próbek w celu uzyskania dokładnych wyników badań.

  1. Próba wyrywania (ASTM C900)

Próba wyrywania

Próba wyrywania
Metoda: Główną zasadą tego badania jest wyciąganie betonu za pomocą metalowego pręta, który jest odlewany lub instalowany w betonie. Wyciągnięty kształt stożka, w połączeniu z siłą wymaganą do wyciągnięcia betonu, jest skorelowany z wytrzymałością na ściskanie.

Zalety: Łatwa w użyciu i może być wykonywana zarówno na nowych jak i starych konstrukcjach.

Konsekwencje: Badanie to wymaga kruszenia lub uszkodzenia betonu. Wymagana jest duża liczba próbek w różnych miejscach płyty w celu uzyskania dokładnych wyników.

  1. Cylindry odlewane na miejscu (ASTM C873)

Badanie cylindra odlewanego na miejscu

Badanie cylindra odlewanego na miejscu
Metoda: Formy cylindryczne umieszczane są w miejscu wylewania. Do tych form wlewany jest świeży beton, który pozostaje w płycie. Po stwardnieniu, próbki są usuwane i ściskane w celu określenia wytrzymałości.

Zalety: Jest uważana za bardziej dokładną niż próbki utwardzane na miejscu, ponieważ beton jest poddawany tym samym warunkom utwardzania co płyta na miejscu, w przeciwieństwie do próbek utwardzanych na miejscu.

Konsekwencje: Jest to technika niszcząca, która wymaga uszkodzenia integralności strukturalnej płyty. Miejsca, w których znajdują się otwory muszą być później naprawione. W celu uzyskania danych wytrzymałościowych konieczne jest zastosowanie laboratorium.

  1. Rdzeń wiercony (ASTM C42)

Badanie rdzenia wierconego

Badanie rdzenia wierconego
Metoda: Za pomocą wiertła rdzeniowego wydobywa się stwardniały beton z płyty. Próbki te są następnie ściskane w maszynie w celu monitorowania wytrzymałości betonu in-situ.

Zalety: Próbki te są uważane za dokładniejsze niż próbki utwardzone na miejscu, ponieważ beton, który jest badany pod względem wytrzymałości, został poddany rzeczywistej historii termicznej i warunkom utwardzania płyty na miejscu.

Konsekwencje: Jest to technika niszcząca, która wymaga uszkodzenia integralności strukturalnej płyty. Miejsca poboru rdzeni muszą być później naprawione. W celu uzyskania danych wytrzymałościowych konieczne jest zastosowanie laboratorium.

  1. Bezprzewodowe czujniki dojrzałości (ASTM C1074)

Concrete maturity sensor

Concrete maturity sensor
Metoda: Technika ta opiera się na zasadzie, że wytrzymałość betonu jest bezpośrednio związana z historią jego temperatury hydratacji. Bezprzewodowe czujniki są umieszczane w szalunku betonowym, zamocowane na prętach zbrojeniowych, przed wylaniem betonu. Dane dotyczące temperatury są zbierane przez czujnik i przesyłane do dowolnego urządzenia inteligentnego za pomocą aplikacji wykorzystującej połączenie bezprzewodowe. Informacje te są wykorzystywane do obliczania wytrzymałości na ściskanie elementu betonowego in-situ w oparciu o równanie dojrzałości, które jest ustawione w aplikacji.

Zalety: Dane dotyczące wytrzymałości na ściskanie są podawane w czasie rzeczywistym i aktualizowane co 15 minut. W rezultacie dane są uważane za bardziej dokładne i wiarygodne, ponieważ czujniki są osadzone bezpośrednio w szalunku, co oznacza, że podlegają tym samym warunkom utwardzania, co element betonowy in-situ. Oznacza to również, że nie trzeba tracić czasu na miejscu budowy, czekając na wyniki z zewnętrznego laboratorium.

Konsekwencje: Wymaga jednorazowej kalibracji dla każdej mieszanki betonowej w celu ustalenia krzywej dojrzałości przy użyciu testów łamania cylindrów.

Dowiedz się więcej o dojrzałości betonu tutaj

Podsumowanie dokładności i łatwości użycia technik pomiaru wytrzymałości w miejscu wbudowania

Podsumowanie dokładności i łatwości użycia technik pomiaru wytrzymałości wtechniki pomiaru wytrzymałości

Połączone metody pomiaru wytrzymałości betonu

Połączenie tych metod pomiaru wytrzymałości na ściskanie jest czasami stosowane w celu zapewnienia kontroli jakości i zapewnienia jakości konstrukcji betonowej. Metoda łączona daje bardziej wszechstronny przegląd płyty, umożliwiając potwierdzenie danych wytrzymałościowych przy użyciu więcej niż jednej metody badawczej. Dokładność danych wytrzymałościowych jest również większa, ponieważ zastosowanie wielu metod umożliwia uwzględnienie czynników wpływających na wytrzymałość, takich jak rodzaj cementu, wielkość kruszywa i warunki utwardzania. Na przykład, badano połączenie metody ultradźwiękowej prędkości impulsowej i testu młota odbitego. Podobnie, w przypadku stosowania metody dojrzałości w miejscu pracy do badania wytrzymałości na ściskanie, zaleca się wykonanie próby zerwania cylindra w 28 dniu cyklu życia betonu w celu akceptacji i potwierdzenia wytrzymałości płyty in-situ.

How to Decide Which Concrete Strength Measurement Method to Use for Your Next Pour

Testy takie jak młotek odbijający i technika oporu penetracyjnego, chociaż łatwe do wykonania, są uważane za mniej dokładne niż inne metody badawcze (Science Direct). Wynika to z faktu, że nie badają one środka elementu betonowego, a jedynie warunki utwardzania bezpośrednio pod powierzchnią płyty. Praktyki, takie jak metoda ultradźwiękowej prędkości impulsowej i próba wyrywania, są trudniejsze do wykonania, ponieważ ich proces kalibracji jest długotrwały, wymagający dużej liczby próbek w celu uzyskania dokładnych danych.

Jako niszczące techniki badawcze, metody wierconego rdzenia i cylindra cast-in-place wymagają zewnętrznych laboratoriów do wykonania prób zrywania w celu uzyskania danych. W związku z tym, zastosowanie którejkolwiek z tych metod wymaga więcej czasu w harmonogramie projektu. Dla porównania, stosując metodę dojrzałości, można uzyskać dane dotyczące wytrzymałości w czasie rzeczywistym, bezpośrednio na placu budowy, co pozwala na podejmowanie szybkich i świadomych decyzji. Zmniejszając zależność od testów niszczących, można również uniknąć niedokładności związanych z laboratoriami badawczymi.

Dowiedz się więcej o bezprzewodowych czujnikach betonu, takich jak SmartRock™, tutaj

Twoja decyzja w wyborze metody testowania może po prostu sprowadzać się do tego, co znasz i do czego jesteś przyzwyczajony. Jednakże, dokładność tych badań i czas potrzebny na uzyskanie danych dotyczących wytrzymałości są istotnymi czynnikami, które nie zawsze są brane pod uwagę w tak dużym stopniu jak powinny. Pomyśl, na co przeznaczasz swój czas i pieniądze podczas realizacji projektu. Ile z tego wydaje się na naprawy, opłaty dla laboratoriów badawczych i dodatkową pracę, aby upewnić się, że projekt zostanie ukończony na czas? Dokładność wybranej techniki może prowadzić do przyszłych problemów z trwałością i wydajnością konstrukcji betonowej. Co więcej, wybór techniki, która wymaga dodatkowego czasu na otrzymanie danych dotyczących wytrzymałości może być szkodliwy dla terminów realizacji projektu, wpływając negatywnie na wydajność pracy na budowie. I odwrotnie, wybór odpowiedniego narzędzia może pozytywnie wpłynąć na harmonogram realizacji projektu i pozwolić na ukończenie go poniżej budżetu. Jak zdecydować, którą metodę badania wytrzymałości zastosować?

Dojrzałość betonu ebook download

Dodaj komentarz