Неразрушающие методы контроля, качества строительной конструкции

Неразрушающие методы построены на косвенной зависимости между свойствами материала и характеристиками испытания.

1.Механический 2.Метод проникающих сред 3.Аккустический 4.Радиационный 5.Магнитный

6.Тепловой и т.д.

1. Механический метод: а) Метод местных разрушений

б) Метод пластических деформаций. в) Метод упругого отскока.

1а. Основаны на зависимостях между прочностью бетона и усилением необходимым для местного разрушения специальным прибором небольшого участка конструкции.

1)Извлечение анкера или отрыв со скалыванием. Анкер с помощью гидравлического домкрата с манометром извлекается из бетона.по манометру измеряют силу с которой произошло извлечение. Прочность рассчитываем по фор-ле: R= k×m×P; k-коэффициент зависящий от типа анкера(3 типа анкера).m –от крупности заполнителя. Глубина заделки анкеров в бетон 48-60мм,диаметр анкера 10 А-240. Недостаток трудоемок, неприменим в густоармированных конструкциях.

2) Отрыв со скалыванием. Диск приклеиваем эпоксидным клеем, кольцо бумажное, для защиты от клея. Гипсовый раствор для удержания кольца. Перед испытанием Раствор удаляют. Время приклейки 24 часа, т.е. после 24 ч. будем испытывать. Отбраковывается результат,если площадь отрыва менее 80% площади диска или вырвана арматура. Прочность бетона определяется по градуировочной зависимости. R_отр.=P∕ S_отр.. Градуировочная зависимость- это график полученный в результате математической обработке, результатов испытания не менее 15 серий образцов. Недостаток-трудоемкость, наличие градуировочной зависимости.

3)Скалывание ребра конструкции. Прочность бетона определяется по усилию скалывания ребра. Усилие приложено под углом 18⁰, скалывание происходит на участке шириной 100мм. На каждом участке производим 2 скола, расстояние между ними не менее 20мм. Если в месте скалывания обнаружены раковины, сколы или арматура, то результат не засчитывается. Скалывание производят прибором с гидравлическим пресс насосом, с манометром.

Недостаток: необходимость перпендикулярность граней и доступ к конструкции. Достоинства: прочность рассчитывается по фор-ле, оперативнее.

1б.Прочность бетона определяется по размеру отпечатка оставленного на теле бетона наконечником прибора. Отпечаток может быть получен вдавливанием или ударом.1) Штамб НИИЖБА. Между наконечником и материалом прокладывают лист копировальной и белой бумаги. Измеряем диаметр полученного на бумаге отпечатка. По градуировочной зависимости определяем прочность бетона(чем больше отпечаток, тем меньше прочность)

Толщина исследуемой конструкции до 30 см. Штамб НИИЖБА состоит из струбцины, пресс и индикатор(d 10,12,24мм.)

Молоток Кашкарова. Эталонный стержень из арматуры А 1,d = 10-12мм. Длина эталонного стержня 10-15мм. Измеряем диаметр отпечатка на бетоне и 2 диаметра на эталонном стержне, и посчитать как средне арифметическое. Выполняем не менее 5 ударов. Расстояние между отпечатками на эталонном стержне не менее 10мм.,на бетоне не менее 30мм. Измерение производится при помощи линейки. Прочность находим по градуировочной зависимости.

“-“Необходима градуировочная зависимость, прочность бетона судим по прочности поверхностного слоя, погрешность.

“+” Простота.

1в. Основан на зависимости между прочностью материала и величиной отскока бойка от поверхности. Молоток устанавливаем перпендикулярно поверхности, держа его за рукоять, нажимаем на ударник, боек при этом взводится вверх, растягивая пружину. Освобождаем боек, который ударяет по ударнику и отскакивает от него и это фиксируется на шкале. Удары по поверхности наносятся на расстоянии не менее 20мм. И не менее 50мм. до края изделия.

2. Метод проникающих сред. А) метод течеискания; Б) Капиллярный метод.

2а) Для контроля резервуаров, трубопроводов и т.д.1)Испытание водой

2)Испытание керосином; 3) Испытанием, сжатым воздухом;4)Испытание вакуумом.

2б) Связаны с проникновением индикаторной жидкости в поверхностные дефекты конструкций из металла и пластмасс. В качестве жидкости применяют растворы керосина, бензина и красителя. Наносим на поверхность индикаторную жидкость, убираем излишки жидкости, наносим проявитель, если трещины есть, порошок окрасится.

3. Акустический - основано на изучении характера прохождения звука через материал. Чаще применяют ультра звуковые приборы (инфразвуковые). Прибор состоит: генератор электр. тока, источник ультразвуковых колебаний (электрический сигнал преобразуется в механическую волну),исследуемая конструкция, приемник ультразвуковых волн (обратное преобразование), усилитель сигнала, регистрирующая часть (в виде цифрового табло), измеряется время прохождения волны через материал. В основе метода З.Ньютона U=√Е⁄p; Е- модуль упругости; р - плотность материала; U- скорость звука. Способы прозвучивания: сквозной, диагональный и поверхностный. Для обеспечения контакта смазывают тонким слоем вазелина или машинным маслом. Определяем скорость прохождения волны: U= L ∕ t.С помощью ультразвукового метода помимо прочности бетона можно осуществить дефектоскопию материала, определить толщину металла. “ - “ Необходимость в градуировочной зависимости, загрязняется прибор.

4. Радиоционный – основан на законах распада радиактивных элементов. Используется для дефектоскопии, определении схемы армирования, толщину защитного слоя. Конструкция подвергается действию радиоактивного излучения. Регистрируют интенсивность излучения на другой стороне конструкции. При просвечивании, арматура будет иметь более темный тон. Излучатель, конструкция, свинцовая пластина, рентгеновская пленка.

5. Магнитный метод – используют для дефектоскопии металла, для определения схемы армирования ж⁄б к.1)При намагничивании металлических конструкций происходит искривления силовых линий в месте дефекта конструкции, после снятия намагничивания появляется местное магнитное поле по поверхности рассыпается тонко размолотые ферромагнитные материалы, например окалины, в месте разрыва этого магнитного поля, эти материалы будут располагаться так, как проходит дефект. 2) Прибор ИЗС. Регистрирующая часть имеет 5 шкал. Прибор состоит из выносного преобразователя, корпуса прибора на котором размещена измерительная шкала и блока питания. Выносным преобразователем проводят по поверхности конструкции, в месте расположения арматуры стрелка на шкале прибора будет отклонятся. Перед началом работы прибор настраивают так, чтобы стрелка занимала крайнее правое положение на шкале прибора и была совмещена с красной чертой. Прибор имеет несколько шкал, на которых измеряют толщину защитного слоя. Для определения d арматуры выносной преобразователь водят по поверхности конструкции, где стрелка max откланяется в левую сторону. Затем между преобразователем и конструкцией помещают деревянную прокладку толщиной 100мм.,опять снимают отсчеты по всем шкалам. Находим разницу между последующими показаниями и первыми по той же шкале, где разница между показаниями составляет 10 мм и определяют d арматуры.

37 Достоинства и недостатки металлических конструкций:

Достоинство: 1) надежность - обеспечивается сходством действительной работой (распределение напряжений и деформаций) с расчетным положением; 2) при небольших сечениях может нести большую нагрузку; 3) легкость 4) индивидуальность; обеспечивается грамотное разделение на отправочные марки; 5) непроницаемость для жидкостей и газов; 6) транспортабельность;

7) хорошая приспособленность металлических конструкций к работе в тяжелых условиях (низкие t=-40C; высокое и низкое давление; удар температурный); 8) удобна при реконструкции; 9) хорошие эстетические свойства; 10) возможность переплавления.

Недостатки: 1) подвержена коррозии; 2) небольшая огнестойкость (при t=200С – у стали ↓ модуль упругости; при t=600С – сталь переходит в пластическое состояние); 3) дефецит; 4) стоимость; 5) трудоемкость.

38 Стали, применяемые в строит-ве:

Сталь – сплав железа с углеродом (до 2%) и с незначительным количеством хим.примесей. В зависимости от содержания углерода делят на:

1) малоуглеродистую (0.09-0.22%)

2) среднеуглеродистую (0.22-0.5%)

3) высокоуглеродистую (0.5-1.2%)

Марку стали выбирают на основе варианта проектирования и технико-экономического анализа с обзядат-м условием СНиП 2-23-81* и выбирают в зависимости от температуры ее эксплуатации. В зависимости от степени ответственности констр-ции делят на 3 группы:

1) повышенный - для зданий особой важности (атомных станций, резервуаров…);

2) средний - для зданий, которые не относятся к 1 и 3 группе;

3) пониженный – для сооружений сезонных или вспомогательных).

По температурному интервалу на 3 группы: до -40; от -40 до -50; от -50 до -65С.

Для конструкций работающих в тяжелых условиях и при низкой t, следует применять более качест-ную сталь обладающую повышенным сопротивлением усталости и к хрупкому разрушению – к ним относят низколегированные стали с пределом текучести 290 до 450МПа.

Качество стали определ-ся механ-ми свойствами и хим.составом:

1) предел текучести характер-ует напряжение до которого можно считать что материал работает упруго, т.е является началом работы в пластичной стадии – началом ↑ деформации несущей нагрузке;

2) - предел прочности, харак-ет условное напряжение разрыва растянутого образца;

3) Е – относительное удлинение – это приращение длины образца после разрыва к первоначальной длине;

4) ударная вязкость – это работа, затраченная на разрушение образца ударным изгибом, характеризует склонность металла к переходу в хрупкое состояние;

5) изгиб в холодном состояние на 180º - это испытание характеризует пластичные св-ва стали и склонность к трещинообразованию.

По прочность сталь делят на:

1) обычная прочность с =230МПа и =380МПа;

2) повышенная прочность с =300МПа и =540МПа;

3) высокая прочность с =600МПа и =750МПа

Согласно СНиП 2-23-81* все стали делят по виду проката (листовая; фасонная) и по толщине проката. Меньшая толщина проката соот-ет

Более высокое значение расчетного сопротивления. Поэтому при выборе профиля проката необходимо назначить по возможности профиль с меньшей толщиной. Согласно гост 380-88* сталь маркируют следующим образом: ВСт3кп2

где В – группа поставки стали (3 группы: А) гарантия механ.свойств; Б) гарантия химического состава; В) гарантия технич-х и других св-в)

Ст3 – порядковый номер (всего 1..6);

кп – способ раскисления (кп – кипящая; сп – спокойная; пс-полуспокойная);

2 – категория поставки (всего 2 категории – показывает склонность стали к хрупкому разрушению, уст-ся гарантия на ударную вязкость)

Регламентации на сталь:

1) ТУ14-1-3023-80 (Ст3сп..)

2) гост 23570-79* (18кп; 18сп – сталь с повышенной вязкостью; прочность на 20% ↑; критическая t хрупкости на 15% ↓ чем у стали Ст3сп, что очень важно для нашей страны)

3) гост 14637-89* (ВСтТпс – включает термически упрочненную сталь)

4) гост 27772-88* (сокращает в 3 раза кол-во марок для фасонного и листового проката и предусматривает 13 наименований стали: сталь с С235 до С285 – малоуглеродистая; остальные низколегирующие.).

Малоуглеродистая сталь состоит из перрита и феррита (содержит 67% углерода); структура низколегирующей стали аналогична, но применяются легирующие добавки (ванадий – хорошо показывает себя при –t; хром, никель и медь – атмосферостойкие стали).

Свойства металлопроката зависят от химического состава исходного сырья, способа выплавки и объема плавильных агрегатов, усилия обжатия и температуре при прокате, условия охлаждения готового проката.

По степени агрессивности воздействия среды делят на 4 группы:

1) неагрессивная

2) слабоагрессивная

3) среднеагрессивная

4) сильноагрессивная

Это деление определяется относит-ой влажностью воздуха и составом агрессивных газов, наличие солей, пыли, температуры…

Стальные конс-ции делят на группы:

1) сварные конс-ции работающие в особо тяжелых условиях и подвер-ся динам-м, вибрац-м нагрузкам;

2) сварные конс-ции работающие на статич.нагрузки преимущественно на растяжение, а также конс-ции 1 группы при отсут-вие сварных соед-й

3) сварные конс-ции работающие на статич.нагрузки преимущественно на сжатие; 4) вспомогат. конструкции.