BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí

Prezentace na téma: "BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí"— Transkript prezentace:

1 BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně v rámci bakalářských a magisterských studijních programů CZ / /0292 BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Přednáška č. 2: Nedestruktivní zkoušení betonu v konstrukcích Ing. Petr Cikrle, Ph.D

2 PROGRAM PŘEDNÁŠKY: A. ÚVOD – NDT a DT ZKOUŠKY
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí 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

3 A. ÚVOD: NDT a DT ZKOUŠKY NEDESTRUKTIVNÍ METODY:
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí 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)

4 SROVNÁNÍ NDT A DT METOD Nedestruktivní metody + nepoškozují konstrukci
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí SROVNÁNÍ NDT A DT METOD Nedestruktivní metody + nepoškozují konstrukci + velký počet míst (statistika) + relativně levnější - méně přesné - možnost fatálních omylů Destruktivní metody - poškozují konstrukci - menší počet (někdy není možné odebrat) - dražší (relativně) + přesné + „vidíme“ dovnitř konstrukce

5 Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Kalibrační vztahy Musí existovat statisticky velmi významná závislost mezi ukazatelem NDT metody a sledovanou vlastností (tvrdost × pevnost v tlaku), souč. korelace r > 0.85

6 B. STAV NORMALIZACE PRO DIAGNOSTIKU BETONU
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí B. STAV NORMALIZACE PRO DIAGNOSTIKU BETONU STARŠÍ POSTUP: ČSN :1989 Nedeštruktívne skúšanie betónových konštrukcií NOVÉ POSTUPY: ČSN ISO 13822:2005 Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí (pro starší kce) ČSN EN 13791: Stanovení pevnosti betonu v konstrukcích nebo ve stavebních dílcích („měkčí“, vhodná spíše pro kontrolu jakosti nových konstrukcí)

7 Navazující zkušební postupy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Navazující zkušební postupy Na ČSN : Na ČSN EN 13791: ČSN Nedestruktivní zkoušení betonu - spol. ustanovení ČSN Ultrazvuk ČSN Rezonanční ČSN Tvrdoměry ČSN Kombinované metody ČSN Radiometrie ČSN EN , 2, 3, 4 1 - Zkoušení na vývrtech 2 - Tvrdost odrazovými tvrdoměry 3 - Metody lokálního por. 4 - Ultrazvuk

8 C. ODRAZOVÉ TVRDOMĚRY DLE ČSN EN 12504-2
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí C. ODRAZOVÉ TVRDOMĚRY DLE ČSN EN ČSN EN 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 – pevnost krychelná)

9 Druhy odrazových tvrdoměrů
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Druhy odrazových tvrdoměrů Druhy odrazových tvrdoměrů na beton: Schmidt N, NR, N digi – beton 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)

10 Tloušťka konstrukce minimálně 10 cm
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Tvrdoměr Schmidt N Tloušťka konstrukce minimálně 10 cm

11 Tvrdoměr Schmidt N Modifikace: Schmidt NR, Schmidt Digi
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Tvrdoměr Schmidt N Modifikace: Schmidt NR, Schmidt Digi

12 Tvrdoměr Schmidt N - schéma
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Tvrdoměr Schmidt N - schéma 1- beran 2 – razník 3 – pružina 4 – pouzdro – ukazatel

13 Schmidt N – směry zkoušení
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Schmidt N – směry zkoušení

14 Schmidt N – kalibrace na kovadlině
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Schmidt N – kalibrace na kovadlině

15 Schmidt – ostatní druhy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Schmidt – ostatní druhy Modifikace: Schmidt L, Schmidt P (tenké , od 6 cm tl.) (5-25 MPa)

16 Odrazové tvrdoměry - problémy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry - problémy Zkouší se jen povrchová vrstva betonu (samozřejmě bez omítky!) Předpokládá se korelace mezi tvrdostí a pevností Přesnost měření Počet zkoušených míst Přístupnost povrchu Vlhkost betonu Stáří betonu Stejnorodost betonu Karbonatace betonu

17 Odrazové tvrdoměry - problémy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry - problémy Ad) Povrch –pozor na omítku!

18 Odrazové tvrdoměry - problémy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry - problémy Ad) Podélně vrstevnatý beton

19 Odrazové tvrdoměry - problémy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry - problémy Ad) Jiné vlastnosti na povrchu

20 Odrazové tvrdoměry - problémy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry - problémy Ad) Přístupnost povrchu

21 Odrazové tvrdoměry - problémy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry - problémy Ad) Nekvalitní kamenivo – oblázky obalené jílem

22 Příklad tvrdoměrného měření
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Příklad tvrdoměrného měření

23 Odrazové tvrdoměry: A co vysokohodnotné betony?
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Odrazové tvrdoměry: A co vysokohodnotné betony? Dříve beton od 20 MPa do 60 MPa – odrazy cca 20 až 60 dílků Kontrola na ocelové kovadlině: 78 – 82 dílků (Schmidt N) Betony tříd C 55/67 až C 100/115 ???? (asi více jak 60 a méně jak 75)  minimálně 4×menší citlivost Na obyčejné betony je přesnost metody 15% (při dodržení všech zásad, zkušenostech obsluhy i upřesnění), na HPC přesnost ???

24 Tvrdoměrné metody - závěr
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí 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

25 Ultrazvuková impulsní metoda
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Ultrazvuková impulsní metoda Měření doby průchodu ultrazvukových impulsů materiálem a stanovení rychlosti šíření

26 Způsoby prozvučování - 2 sondy
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Způsoby prozvučování - 2 sondy

27 Postup ultrazvukového měření
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Postup ultrazvukového měření Vytyčení měřicí základny - délka L akustický vazebný prostředek (gel, plastelína) kalibrace přístroje etalonem - čas etalonu tE, etalon změřen UZ přístrojem tME mrtvý čas tKOR = tME - tE měření doby průchodu UZ materiálem tL korigovaná doba průchodu ti = tL - tKOR

28 Vyhodnocení UZ měření Vyhodnocení rychlosti šíření impulsů UZ vlnění
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Vyhodnocení UZ měření Vyhodnocení rychlosti šíření impulsů UZ vlnění Dynamický modul pružnosti v tahu/tlaku k je souč. rozměrnosti Pevnost betonu v tlaku: zatím spíše orientačně

29 Ukázky měření přístrojem TICO
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Ukázky měření přístrojem TICO

30 Praktický příklad UZ měření
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Praktický příklad UZ měření

31 Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí 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.

32 Variační součinitel Vx v % se vypočítá ze vztahu
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Variační součinitel Vx v % se vypočítá ze vztahu Kde mx je průměrná hodnota veličiny, tedy např. rychlosti šíření podélných UZ vln; sx je výběrová směrodatná odchylka.

33 Statistické hodnocení
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí 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 14 12 Pevnost v tahu 22 20 18 Rychlost šíření 4 3,5 3 podél. UZ vln Objemová 2,5 hmotnost

34 Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Příklad znázornění kvality betonu prostřednictvím izovel – čar o stejné rychlosti šíření UZ vlnění

35 Příklad znázornění dutin uvnitř betonu – masivní bloky
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Příklad znázornění dutin uvnitř betonu – masivní bloky

36 Ultrazvuková metoda - závěr
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí 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.

37 STANOVENÍ SÍLY NA VYTRŽENÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí STANOVENÍ SÍLY NA VYTRŽENÍ EN 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.

38 STANOVENÍ SÍLY NA VYTRŽENÍ - SCHÉMA
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ 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

39 LOK-TEST: předem zabudovaný
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí LOK-TEST: předem zabudovaný

40 CAPO–TEST: dodatečně zabudovaný
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí CAPO–TEST: dodatečně zabudovaný

41 CAPO - TEST BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí CAPO - TEST

42 STANOVENÍ PŘÍDRŽNOSTI
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí STANOVENÍ PŘÍDRŽNOSTI 1) Vytvoření návrtu o Ø 50 mm 2) Přilepení terče (FE, dural) 3) Kloubové připevnění DYNA 4) Provedení odtrhu (NMPa)

43 Přístroje DYNA BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Přístroje DYNA

44 DĚKUJI ZA POZORNOST ! BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ / /0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí DĚKUJI ZA POZORNOST !