Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně v rámci bakalářských a magisterských studijních programů CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Přednáška č.

Download Report

Transcript Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně v rámci bakalářských a magisterských studijních programů CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Přednáška č.

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT
v Brně
v rámci bakalářských a magisterských studijních
programů
CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních
konstrukcí
Přednáška č. 2:
Nedestruktivní zkoušení betonu
v konstrukcích
Ing. Petr Cikrle, Ph.D.
2008
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
PROGRAM PŘEDNÁŠKY:
A. ÚVOD – NDT a DT ZKOUŠKY
B. STAV NORMALIZACE V OBLASTI
DIAGNOSTIKY ŽB KONSTRUKCÍ
C. TVRDOMĚRNÉ METODY ZKOUŠENÍ
D. ULTRAZVUKOVÁ METODA
E. STANOVENÍ SÍLY NA VYTRŽENÍ
F. ZÁVĚR
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
A. ÚVOD: NDT a DT ZKOUŠKY
NEDESTRUKTIVNÍ METODY:
Metody, po jejichž aplikaci je poškození konstrukce
prakticky zanedbatelné
V praxi to znamená, že za nedestruktivní metodu je
považována i taková metoda, která nějakou
stopu zanechá – např. tvrdoměrná (obroušení
povrchu, otisk úderníku)
Někdy hovoříme o semidestruktivních zkouškách
(polodestruktivní či částečně destruktivní)
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
SROVNÁNÍ NDT A DT METOD
Nedestruktivní metody
Destruktivní metody
+ nepoškozují konstrukci
- poškozují konstrukci
+ velký počet míst
(statistika)
- menší počet (někdy
není možné odebrat)
+ relativně levnější
- dražší (relativně)
- méně přesné
+ přesné
- možnost fatálních
omylů
+ „vidíme“ dovnitř
konstrukce
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ZKUŠEBNICTVÍ
Kalibrační vztahy
Musí existovat statisticky velmi významná závislost
mezi ukazatelem NDT metody a sledovanou vlastností
(tvrdost × pevnost v tlaku), souč. korelace r > 0.85
Kalibrační vztah
zjišťovaná vlastnost
70
y = 1,0962x - 4,0418
60
R2 = 0,9583
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
ukazatel NDT
50
60
70
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
B. STAV NORMALIZACE PRO
DIAGNOSTIKU BETONU
STARŠÍ POSTUP: ČSN 73 2011:1989 Nedeštruktívne
skúšanie betónových konštrukcií
NOVÉ POSTUPY:
ČSN ISO 13822:2005 Zásady navrhování konstrukcí –
Hodnocení existujících konstrukcí (pro starší kce)
ČSN EN 13791:2007 Stanovení pevnosti betonu
v konstrukcích nebo ve stavebních dílcích („měkčí“,
vhodná spíše pro kontrolu jakosti nových konstrukcí)
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Navazující zkušební postupy
Na ČSN 73 2011:
Na ČSN EN 13791:
ČSN 73 1370
Nedestruktivní zkoušení
betonu - spol. ustanovení

ČSN EN 12504-1, 2, 3, 4

1 - Zkoušení na vývrtech

ČSN 73 1371 Ultrazvuk


ČSN 73 1372 Rezonanční
2 - Tvrdost odrazovými
tvrdoměry
3 - Metody lokálního por.

ČSN 73 1373 Tvrdoměry

4 - Ultrazvuk

ČSN 73 1374
Kombinované metody


ČSN 73 1376 Radiometrie

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
C. ODRAZOVÉ TVRDOMĚRY
DLE ČSN EN 12504-2
ČSN EN 12504-2 Zkoušení betonu v konstrukcích –
Část 2: Nedestruktivní zkoušení – Stanovení
trdosti odrazovým tvrdoměrem
Měření rovnoměrné kvality a stejnorodosti
 Vyhledání místních porušení
 Odhad pevnosti betonu
 Stále se používá ČSN 73 1373 – pevnost krychelná)

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Druhy odrazových tvrdoměrů
Druhy odrazových tvrdoměrů na beton:
Schmidt N, NR, N digi – beton 20-60 MPa, běžný
Schmidt L, LR – beton obdobný, tenkostěnný (od 6 cm)
Schmidt M – beton obdobný, masivní (min 20 cm)
Schmidt P – polokruhový, nízké pevnosti 5-30 MPa
Schmidt PT – pórobetony 0,5-5 MPa
Na cihly: Schmidt LB (jako L, ale jiný razník)
Na malty: Schmidt PM (jako P, ale jiný razník)
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Tvrdoměr Schmidt N
Tloušťka konstrukce minimálně 10 cm
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
STAVEBNÍHO
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ZKUŠEBNICTVÍ
Tvrdoměr Schmidt N
Modifikace: Schmidt NR,
ÚSTAV
Schmidt Digi
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Tvrdoměr Schmidt N - schéma
1- beran
4 – pouzdro
2 – razník
3 – pružina
5 – ukazatel
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Schmidt N – směry zkoušení
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Schmidt N – kalibrace
na kovadlině
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ZKUŠEBNICTVÍ
Schmidt – ostatní druhy
Modifikace: Schmidt L,
Schmidt P
(tenké , od 6 cm tl.)
(5-25 MPa)
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Odrazové tvrdoměry - problémy
1) Zkouší se jen povrchová vrstva betonu (samozřejmě bez omítky!)
2) Předpokládá se korelace mezi tvrdostí a pevností
3) Přesnost měření
4) Počet zkoušených míst
5) Přístupnost povrchu
6) Vlhkost betonu
7) Stáří betonu
8) Stejnorodost betonu
9) Karbonatace betonu
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Odrazové tvrdoměry - problémy
Ad) Povrch –pozor na omítku!
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Odrazové tvrdoměry - problémy
Ad) Podélně vrstevnatý beton
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Odrazové tvrdoměry - problémy
Ad) Jiné vlastnosti na povrchu
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Odrazové tvrdoměry - problémy
Ad) Nekvalitní kamenivo – oblázky obalené jílem
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Příklad tvrdoměrného měření
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Tvrdoměrné metody - závěr
Výborné pro kontroly kvality obyčejného betonu – rychlé
lené nedestruktivní, poměrně přesné.
U starších konstrukcí nutno postihnout všechny vlivy
(vlhkost, stáří, karbonatace) a vyloučit hrubé chyby
(omítka, těžené nekvalitní kamenivo apod.)
Nové normy tuto metodu mírně odsouvají do pozadí,
preferuje se zkoušení vývrtů
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Ultrazvuková impulsní metoda
Měření doby průchodu ultrazvukových impulsů materiálem a
stanovení rychlosti šíření
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Způsoby prozvučování - 2 sondy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Ukázky měření přístrojem TICO
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Praktický příklad UZ měření
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
STEJNORODOST BETONU
Stejnorodost betonu konstrukce je charakteristika betonu,
při které jsou rozdíly sledované vlastnosti tak malé, že
se dají vyjádřit jednou hodnotou, např. třídou
Stejnorodost betonu se hodnotí statisticky podle těchto
vlastností:
 Pevnost betonu v tlaku.
 Pevnost betonu v tahu.
 Rychlost šíření impulzů ultrazvukového vlnění
 Objemová hmotnost.
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Variační součinitel Vx v % se vypočítá ze vztahu
sx
Vx 
100
mx
Kde
mx je průměrná hodnota veličiny, tedy např. rychlosti
šíření podélných UZ vln;
sx je výběrová směrodatná odchylka.
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ZKUŠEBNICTVÍ
Tabulka Hodnoty maximálního variačního součinitele Vx
Zkoušená
vlastnost
Statistické
hodnocení
Třída betonu
(B 12,5)
C 8/10
(B 20)
C 16/20
(B 30)
C 25/30
(B35 -B60)
C 30/37
Pevnost v tlaku
Vx %
16
16
14
12
Pevnost v tahu
Vx %
22
20
18
16
Rychlost šíření
Vx %
4
4
3,5
3
Vx %
2,5
2,5
2,5
2,5
podél. UZ vln
Objemová
hmotnost
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ZKUŠEBNICTVÍ
Příklad znázornění kvality betonu prostřednictvím izovel –
čar o stejné rychlosti šíření UZ vlnění
Rychlost šíření UZ vlnění dílcem
1
v L [m/s]
2
4100-4200
4000-4100
3
3900-4000
3800-3900
3700-3800
4
5
A
B
C
D
E
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ZKUŠEBNICTVÍ
Příklad znázornění dutin uvnitř betonu – masivní bloky
Rychlost šíření UZ vlnění dílcem
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A B C D E F G H I
14
J K L M
vL
4425-4500
4275-4350
4200-4275
4125-4200
4050-4125
3975-4050
3900-3975
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Ultrazvuková metoda - závěr
Výborná zejména pro zjištění stejnorodosti betonu
Ideální pro prvky přístupné z obou stran – trámy, sloupy
Metoda je spíše relativní, přesná kalibrace je obtížná
(např. přesně stanovit pevnost betonu).
Ačkoliv je čistě NDT, přece jen umožňuje identifikovat
„problém“ uvnitř struktury.
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
STANOVENÍ SÍLY NA
VYTRŽENÍ
EN 12504-3 Zkoušení betonu v konstrukcích –
Část 3: Stanovení síly na vytržení.
 Malý kovový kotouč spojený uprostřed s
táhlem se osadí do betonu tak, aby táhlo
vyčnívalo z povrchu betonu.
 Zjišťuje se síla nutná k vytržení kotouče.

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
STANOVENÍ SÍLY NA
VYTRŽENÍ - SCHÉMA



Kotouč kruhový,
d=25 mm;
Táhlo max. 0,6
průměru kotouče
Opěrná podložka
55 mm a 70 mm
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
LOK-TEST: předem zabudovaný
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
CAPO–TEST: dodatečně zabudovaný
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
STANOVENÍ PŘÍDRŽNOSTI




1) Vytvoření návrtu o Ø 50 mm
2) Přilepení terče (FE, dural)
3) Kloubové připevnění DYNA
4) Provedení odtrhu (NMPa)
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Přístroje DYNA
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
DĚKUJI ZA POZORNOST !