Nedestruktivní metody zkoušení železobetonových konstrukcí
Doc. Ing. Tomáš Vymazal, Ph.D, Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Osnova Metody pro zkoušení betonu v konstrukci Nedestruktivní či destruktivní metody Odrazové tvrdoměry – tradiční metoda v nové době Novinka jménem Silver Schmidt Příklad kalibrace na moderních betonech Ultrazvuková impulzní metoda S ultrazvukem do terénu Metody pro vyhledávání výztuže Pohled pod povrch Závěr
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Metody pro zkoušení betonu v konstrukci ČSN 73 2011 Nedestruktivní zkoušení betonových konstrukcí (vyšla 1989, znovu 2012) ČSN EN 13791 Posuzování pevnosti betonu v tlaku v konstrukcích a v prefabrikovaných betonových dílcích (z r. 2007) ČSN 73 2011: ČSN EN 12390-3 Zkoušení ztvrdlého betonu, část 3. ČSN 73 1371 Ultrazvuk ČSN 73 1372 Rezonanční ČSN 73 1373 Tvrdoměry
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
ČSN EN 13791: ČSN EN 12504-1, 2, 3, 4 1 - Zkoušení na vývrtech 2 – Odtrazové tvrdoměry 3 - Metody lokálního porušení 4 - Ultrazvuk
Nedestruktivní či destruktivní metody Nedestruktivní metody: Po jejich aplikaci je poškození konstrukce prakticky zanedbatelné (tvrdoměry – povrch, ultrazvuk – čistě NDT) Nové pojetí: Rozdělení na metody přímé a nepřímé •Metody přímé - zjišťujeme přímo sledovanou vlastnost (vývrty) •Metody nepřímé - na základě kalibračních vztahů (tvrdost, UZ) Nedestruktivní metody + nepoškozují konstrukci + velký počet míst (statistika) + relativně levnější - méně přesné - možnost chyb
Destruktivní metody - poškozují konstrukci - menší počet (někdy není možné odebrat) - dražší (relativně) + přesnější + odběr z hloubky
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Nedestruktivní či destruktivní metody Pevnost betonu?
Máme tělesa! Ale zrála stejně?
Vyzkoušíme, porovnáme! Nyní je to přesné!
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Odrazové tvrdoměry – tradiční metoda v nové době
Podle ČSN 73 2011 – po upřesnění na úrovni krychelných zkoušek Podle ČSN EN 13791 – vývrty mají větší váhu, 90% bezpečnost
kalibračních vztahů
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Novinka jménem Silver Schmidt Rozsah měření podle výrobce (Proceq)
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Odrazové tvrdoměry – kalibrační vztahy pro Schmidt N
Platí pro betony ve stáří 14-56 dnů Zohlednění různých směrů zkoušení Vytvořeny před 50 lety, jiný vztah mezi tvrdostí a pevností
Novinka jménem Silver Schmidt
energie obnovená Q = 100 ⋅ energie vstupní Silver Schmidt – změny proti Original Schmidt Uvnitř optická čidla, měří rychlost dopadu a odrazu Udává hodnotu „Q“ = koeficient vrácené energie: viz vztah Hodnota Q je méně závislá na tření Hodnota Q nevyžaduje korekci směru Zvyšuje se rozsah pevností od 10 MPa do 100 MPa
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Novinka jménem Silver Schmidt Nové kalibrační vztahy: Provedl Bundesanstalt für Materialforschung und – prüfung, Berlin (BAM) Vytvořil tři skupiny betonů – viz tabulka
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Novinka jménem Silver Schmidt Silver Schmidt L s hřibovitým nástavcem
pro odbedňovací pevnosti Rozsah měření od 5 MPa do 30 MPa Přesnější v dolní oblasti kalibračního vztahu (5 - 20 MPa)
fc = 0,0108×Q2+0,2236×Q [MPa] Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Příklad kalibrace Most na ulici ul. Sportovní v Brně
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Příklad kalibrace Most na ulici ul. Sportovní v Brně beton třídy C 30/37 XF4 18 krychlí (fc), 18 trámců (Ec) Kalibrace na nárůst pevnosti a modulu –
zkoušky po 2, 3, 7, 14, 28 a 90 dnech
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Příklad kalibrace Stanovení fce z hodnoty Q (Silver Schmidt N) VSTUPNÍ HODNOTY:
Výpočet hodnoty očekávané pevnosti v tlaku fce z koef. vrácené energie Q Měření na konstrukci: Q = 52 Výpočet fce = 2,116 Q - 46,60 = 63,4 MPa Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ultrazvuková impulsní metoda Měření rychlosti šíření ultrazvukových impulsů materiálem Ve stavebnictví frekvence 20 KHz až 500 kHz Zjištění rovnoměrnosti betonu Dynamický modul pružnosti materiálu
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ultrazvuková impulsní metoda Způsoby prozvučování: Průchodová metoda se
dvěma sondami Odrazová metoda s jednou
sondou
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ultrazvuková impulsní metoda Stanovení dynamického modulu pružnosti Ecu:
1 Ecu = D ⋅ v ⋅ 2 k 2 L
D je objemová hmotnost vL je rychlost šíření impulzů UZ vlnění k
je součinitel rozměrnosti
Přepočet na statický modul pružnosti Ec:
Ec = κ u ⋅ Ecu κ u je zmenšovací součinitel, např. v ČSN 73 2011
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
S ultrazvukem do terénu Stanovení modulu pružnosti betonu in situ: Mostní pilíře, C 30/37 Stanovení Ecu z UZ měření Přepočet na Ec. Tab. Modul pružnosti betonu pilířů opěr C 30/37 Zkušební místo
rychlost UZ
dyn. modul zmenšovací stat. modul pružnosti součinitel pružnosti
vL [m/s]
Ecu [GPa]
κu
Ec [GPa]
OP 0 - A
4420
40,6
0,83
33,7
OP 0 - B
4470
41,6
0,83
34,5
OP 4 - A
4360
40,5
0,83
33,6
OP 4 - B
4500
43,2
0,83
35,9
Průměr Minimum
4440 4360
41,5 40,5
34,4 33,6
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
S ultrazvukem do terénu Vynikající pro stanovení rovnoměrnosti betonu: Rovnoměrnost podle variačního součinitele Vx (ČSN 73 2011) Znázornění kvality betonu pomocí izovel.
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
S ultrazvukem do terénu S ultrazvukem na tloušťky a na dutiny: Nový PUNDIT PL-200PE s odrazovou sondou Měření tloušťky konstrukce (do 1 m), odraz na dutinách
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Metody pro vyhledávání výztuže Elektromagnetické indikátory - Profometer 4, 5, Ferroscan Radiografie – záření gama, radionuklid Co 60 Georadar Profometer 5+
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Snímek z prozařování kobaltem
Metody pro vyhledávání výztuže Nový indikátor Profometer PM 600, 630 (Proceq) Režimy pro zjištění krytí / průměru
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Metody pro vyhledávání výztuže Nový indikátor Profometer PM 600, 630 (Proceq) Režim pro zjištění minimálního krytí
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Pohled pod povrch Hilti PS 1000 X scan – pohled dovnitř
Hledání výztuže, trubek, vedení, dutin Dosah 300 mm, přesnost určení polohy 10 mm Více vrstev výztuže, různé režimy, 3D pohled Liniový scan až 30 m, plošný scan 600×600 mm, 1200×1200 mm
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Pohled pod povrch Hledání výztuže ve stropní desce tl. cca 200 mm, nad ní podlaha
o tl. cca 100 mm.
1. Trubky topení v podlaze, hloubka 70 mm
2. Horní výztuž v desce, hloubka 150 mm
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
3. Dolní výztuž v desce, hloubka 300 mm
Pohled pod povrch Výztuž v skryté hlavici sloupu a
skrytém průvlaku deskového skeletu
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Závěrem Nedestruktivní metody mají oporu v normách, avšak bude nutné
přepracování - u moderních betonů změna vztahu mezi tvrdostí a pevností – Tvrdoměry Silver Schmidt – i pro HPC betony do 100 MPa – Silver Schmidt L s hřibovitým nástavcem pro nízké pevnosti – V případě rozsáhlých či výjímečných staveb je velmi rozumné kalibrační vztahy určit již před zahájením výstavby za součinnosti statika, neboť spolehlivé výsledky lze stanovit i bez vývrtů Opomíjený ultrazvuk - rovnoměrnost betonu, modul pružnosti in situ Řada novinek na trhu, bezkonkurenční radar PS 1000 X scan Odběr jádrových vývrtů u nových staveb je až poslední krajní
řešení!
Kurz „NDT metody ve stavebním zkušebnictví“ pořádaný SZK FAST VUT v Brně + certifikát akreditovaný ČIA.
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
P.S. Uvedené metody lze použít i jinak ... Např. k nalezení schránky s dokumenty
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ústavní soud, schránka s dokumenty 1878
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ústavní soud, dobové mince
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Ústavní soud: plány, fotografie, dokumenty
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí
Děkujeme za pozornost . . .
Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí