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 ReportTranscript 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 (NMPa) 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 !