МОНИТОРИНГ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, НА ОСНОВЕ НЕРАЗРУШАЮЩИХ ИСПЫТАНИЙ БЕТОНА

Аннотация: В данной статье рассмотрены современные методики и приспособления, которые позволяют неразрушающими методами проводить диагностику и дефектоскопию бетона.

Ключевые слова: бетон, железобетон, магнитный метод контроля, ультразвуковой метод, электрический метод, метод георадиолокации.

В последнее время наблюдаются тенденции по увеличению доли непрерывного диагностирования объектов, т.е. мониторинга. Такой подход обладает значительными преимуществами по оперативности получаемых результатов, обнаружению дефектов на самом раннем этапе их появления, возможности установления динамики развития повреждений, минимизации влияния человеческого фактора в оценке результатов диагностирования. Однако в полном объеме задачи диагностирования таких сложных объектов, как строительные конструкции, здания и сооружения, могут быть решены только при применении комплексного мониторинга, сочетающего в себе совокупность методов и средств оценки и прогнозирования изменения технического состояния объекта.

Особенно важно проведение обследований при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирований зданий. В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потери их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходимо проведение их обследования с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности .

Методы контроля защитного слоя и дефектоскопии бетона в зависимости от применяемых технологий можно разделить на:

Магнитный метод контроля регламентируется ГОСТ 22904-93 . В его основе лежит взаимодействие магнитного или электромагнитного поля прибора со стальной арматурой железобетонной конструкции. Данный метод помогает установить величину защитного слоя, узнать расположение верхнего ряда стержневой арматуры и закладных, и при неизвестном защитном слое приблизительно оценить диаметр арматуры.

Применение магнитного метода позволяет уточнить соответствие исполнения ж/б конструкций проектным решениям в части соответствия диаметра и положения использованной арматуры; восстановить утраченную проектную документацию по армированию; сделать разметку конструкции для проверки прочностных характеристик бетона при использовании методов отрыва, скалывания ребра, УЗ метода или при выбуривании кернов; дать оценку взаимному расположению арматуры и трещин, выходящих на поверхность конструкции.

Однозначным изъяном данного метода является отсутствие возможности проведения контроля через арматурную сетку, которая связана маленьким шагом, а также воздействие на показания прибора сильного электромагнитного поля, образовывать которое могут силовые трансформаторы, антенны и различные оборудования, которые расположены недалеко от участка выполнения работ.

Самыми распространенными устройствами, которые реализуют данный метод - измерители защитного слоя, диаметра и положения арматуры - ИПА-МГ4, ПОИСК-2.5, ИЗС-10Н и другие.

Ультразвуковой метод контроля. В его основе лежит способность УЗ волн по-разному отражаться от объектов различных плотностей. Позволяет осуществлять массовые испытания изделий любой формы многократно, вести непрерывный контроль нарастания или снижения прочности.

Стандартные методы ультразвукового контроля (УЗК) прочностных характеристик бетона и диагностирования бетонных и железобетонных конструкций, которые предусмотрены ГОСТ 17624–87, могут быть использованы только при положительных температурах бетона и относительной влажности, которая не превышает 70 %, они не позволяют получить подлинные данные для установления технического состояния и объемов ремонтно-восстановительных работ гидротехнических сооружений, объектов транспортного и промышленно-гражданского назначения. Нельзя ультразвуковые приборы использовать для контроля качества высокопрочных бетонов, т.е. диапазон контролируемых прочностей ограничивается классами В7,5...В35 (10...40 МПа) согласно ГОСТ 17624-87 .

Приборы, используемые для данных методов такие же,как и для контроля прочности бетона - УК1401 или ПУЛЬСАР.

Электрический метод дефектоскопии. После того, как в бетоне на глубине залегания арматурных стержней созданы благоприятные условия для возникновения и развития процессов коррозии, в течение определенного периода времени происходит скрытая коррозия арматуры - без внешних признаков на поверхности. Дать качественную оценку состояния арматуры, кроме метода прямого вскрытия, также дает возможность метод измерения поля электрохимического потенциала арматуры в бетоне.

В основе электрического метода неразрушающего контроля использована регистрация показателей электрического поля, которое в результате воздействия извне возникает в исследуемом (контролирующем) объекте, или взаимодействует с ним.

Недостатком метода является необходимость контакта с объектом, жесткие требования к чистоте поверхности объекта, сложность автоматизации процесса неразрушающего контроля, зависимость корректности результатов измерений от состояния окружающей среды .

Исследования производятся с помощью специального прибора модели CANIN фирмы Proceq (Швейцария). Результаты измерений могут быть представлены в виде карт с изолиниями равных напряжений.

Метод георадиолокации является одним из базисных способов исследования железобетонных конструкций, армированных покрытий и подстилающих грунтов в течение многих лет.

Во время проведении обследования железобетонных конструкций и сооружений георадар совершает общее сканирование, определяет места нахождения арматуры, инженерных сетей, закладных, толщины ж/б плит, наличие полостей и пустот, наличие/отсутствие гидроизоляции (особенно георадар выручает в тех случаях, когда нужно исследовать ж/б конструкцию, не повредив защитный слой). При использовании георадара реализуется быстрое получение данных высокого разрешения (менее сантиметра) в режиме «реального времени» без нарушения целостности покрытия.