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 ČSN EN 13791: ČSN EN 12504-1, 2, 3, 4 1 - Zkoušení na vývrtech 2 – Odtrazové tvrdoměry 3 - Metody lokálního porušení 4 - Ultrazvuk Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí

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 Máme tělesa! Ale zrála stejně? Pevnost betonu? 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

Odrazové tvrdoměry podle ČSN 73 1373 Účel měření: stanovení krychelné pevnosti v tlaku betonu 1. Pevnost betonu s nezaručenou přesností, vyhodnocení podle obecného nebo směrného kalibračního vztahu (z normy, od výrobce). 2. Upřesněná pevnost betonu, při níž se měření vyhodnotí podle: a) určujícího kalibračního vztahu úzkého nebo širokého (vztah vytvořený pro konkrétní beton, stačí 18 vzorků); b) obecného nebo směrného kalibračního vztahu upřesněného součinitelem a (3 nebo 9 těles na upřesnění) n je počet měření; fbi, je pevnost v tlaku stanovená z i-tého měření normalizovanou zkouškou (krychelná pevnost); fbei je pevnost v tlaku s nezaručenou přesností, stanovená na témže vzorku nedestruktivně; Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí

Novinka jménem Silver Schmidt 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: stáří vzorek Pevnost v tlaku fc,cube [MPa] Odraz Q [-] a Rychlost UZ vL [km/s] 2 DNY K1 32 38,25 26,7 4,059 K2 30 38,05 25,5 4,016 K3 36,45 22,8 4,061 3 DNY K4 41 39,90 27,7 4,152 K5 40 38,30 27,5 4,140 K6 39,25 26,8 4,221 7 DNÍ K7 55 47,10 29,2 4,330 K8 44 47,40 29,5 4,285 K9 52 48,55 29,1 4,369 14DNÍ K10 63 50,00 31,6 4,422 K11 61 50,60 30,7 4,334 K12 56 49,35 31,8 4,435 28DNÍ K13 65 53,75 36,3 4,380 K14 69 54,65 37,8 4,362 K15 62 53,85 35,2 4,428 90DNÍ K16 77 58,30 36,6 4,556 K17 74 54,70 40,4 4,526 K18 53,35 40,1 4,542 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: D je objemová hmotnost vL je rychlost šíření impulzů UZ vlnění k je součinitel rozměrnosti Přepočet na statický modul pružnosti Ec: 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. 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+ Snímek z prozařování kobaltem Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí

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 3. Dolní výztuž v desce, hloubka 300 mm Moderní trendy v betonu III. - Provádění betonových konstrukcí

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 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