Ing. Petr Cikrle, Ph.D., Ing. Dalibor Kocáb ČSN EN 206 a další nové standardy pro výrobu a zkoušení betonu

Transkript

1 Zkušební postupy pro zkoušení betonu v konstrukcích Ing. Petr Cikrle, Ph.D., Ing. Dalibor Kocáb

2 Beton v minulosti Do 1. sv. války nízká kvalita pojiva, technologie První republika úsporné a štíhlé kce, přitom pevnostní třídy a až g od 5 MPa do 28 MPa Železobetonový skelet z roku 1915 f ck,is = 5,4 MPa Pevnostní třída (C4/5) Citát historika: Krásný skelet, není důvod, aby tu nestál dalších 100 let. Stránka 2

3 Beton v minulosti léta úspory, nosný beton 170 (C10,5/13,5) Nelze spoléhat na projekt! Vždy očekávat horší stav (zkoušky)! Skelet 1959 Dle projektu beton 170 f ck,is = 1,5 MPa Pevnostní třída (C-/-) Citát statika: Taková krásná nadstavba to mohla být, a teď je to skoro demolice. Stránka 3

4 Beton v současnosti 90. léta - dosud přísady, pevnostní třídy C8/10 až C100/115 Přísné normy, moderní technologie, kontrola kvality Na obrázku je: A) 240 mm drátkobetonu (podle projektu) B) 90 mm mizerného potěru C) Však se na to nepřijde a, b je správně Citát ředitele firmy: (ze slušnosti nelze reprodukovat). Stránka 4

5 Beton v současnosti 90. léta - dosud přísady, pevnostní třídy C8/10 až C100/115 A co modul pružnosti? Schodiště 2011, beton C 30/37 Průhyb 12 mm Výztuž v pořádku Pevnost f ck,is = 39 MPa Modul pružnosti E c = 17,5 GPa! (má být 32 GPa) Stránka 5

6 Přehled norem pro zkoušení betonu STARŠÍ POSTUP: ČSN :2012 Nedestruktivní zkoušení betonových konstrukcí (dříve 1989: Nedeštruktívne skúšanie betónových konštrukcií) NOVÉ POSTUPY: ČSN EN 13791:2007 Stanovení pevnosti betonu v konstrukcích nebo ve stavebních dílcích (spíše pro kontrolu jakosti nových konstrukcí) ČSN ISO 13822:2014 Zásady navrhování konstrukcí Hodnocení existujících konstrukcí (pro starší a staré konstrukce) ČSN :2014 Hodnocení a ověřování existujících konstrukcí Doplňující ustanovení (český apendix k ISO 13822, od ) Stránka 6

7 Starý nebo nový systém norem? Nový systém: ČSN EN Nepřímé metody nemají takovou váhu jako zkoušky na tělesech Požadována 90% bezpečnost kalibračního vztahu Stránka 7 Na obrázku nová kalibrační křivka pro Silver Schmidt N 90% hodnot nad křivkou Odhad pevnosti v tlaku o 10 MPa nižší Podle ČSN EN tak vyhodnocujeme jen vývrty, ne NDT zkoušky

8 Starý nebo nový systém norem? Staré (vlastně novější) normy: ČSN a ČSN : Harmonizovány s EN včetně EN Ty máš ale krásný svetr! Je nový? Ne jen vypraný v Perwollu! Stránka 8 OBECNÉ kalibrační křivky, Schmidt N, beton dnů Převzato z 80. (60.) let Neplatí pro moderní betony - jiný poměr tvrdost pevnost Neplatí ani pro staré betony (karbonatace, stáří, apod.) Používáme pro tvrdoměry, ultrazvuky nutno upřesnit!

9 Tvrdoměrná odrazová metoda Podle ČSN Po upřesnění na úrovni krychelných zkoušek Upřesnění současně zkouška NDT i DT Součinitel upřesnění : n i 1 n i 1 f f bi bei n i 1 n i 1 f destruktivní f nedestruktivní f bi, je pevnost v tlaku stanovená na tělesech (krychelná pevnost); f bei je pevnost v tlaku s nezaručenou přesností, stanovená na témže vzorku nedestruktivně; Stránka 9

10 Počty zkušebních míst, těles podle ČSN Počet NDT zkoušek dle objemu Min. 16 míst Počet zkoušek na upřesnění Nový beton min. 9 těles Beton v konstrukci 3-9 vývrtů Větší objem - vyšší počet, 72 i více» 3 (málo)» 6 (lepší)» 9 Stránka 10

11 Novinka jménem Silver Schmidt Q 100 energie obnovená energie vstupní Silver Schmidt N, L 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 Stránka 11

12 Zkoušení počátečních pevností 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) Proceq: f c = 0,0108 Q 2 +0,2236 Q [MPa] ÚSZK: f c = 0,0047 Q 2 +0,7054 Q+4,987 [MPa] Stránka 12

13 Zkoušení počátečních pevností Silver Schmidt LM y = 0,0047x 2 + 0,7054x 4,9869 R² = 0,9643 f c,cube [MPa] f c = 10 MPa Q = Q[ ] ÚSZK Brno Proceq Stránka 12

14 Ultrazvuková impulsní metoda podle ČSN EN nebo ČSN ve stavebnictví kmitočty od 20 do 500 khz, Z rychlost impulsu z rychlosti se počítá modul pružnosti i jiné vl. Způsoby prozvučování: Průchodová metoda se dvěma sondami Odrazová metoda s jednou sondou Stránka 13

15 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 Stránka 14

16 Ultrazvuková impulsní metoda Stanovení dynamického modulu pružnosti E cu : E cu D v 2 1 L 2 k D je objemová hmotnost v L je rychlost šíření impulzů UZ vlnění k je součinitel rozměrnosti Přepočet na statický modul pružnosti E c : E c E u cu u je zmenšovací součinitel, např. v ČSN Platí přibližně u = 0,62 (hodně špatné bet.) až 0,90 (výborné bet.) Stránka 15

17 S ultrazvukem do terénu Stanovení modulu pružnosti betonu in situ: Mostní pilíře, C 30/37 Stanovení E cu z UZ měření Přepočet na E c. Tab. Modul pružnosti betonu pilířů opěr C 30/37 Zkušební místo rychlost UZ dyn. modul pružnosti zmenšovací součinitel stat. modul pružnosti v L [m/s] E cu [GPa] u E c [GPa] OP 0 - A ,6 0,83 33,7 OP 0 - B ,6 0,83 34,5 OP 4 - A ,5 0,83 33,6 OP 4 - B ,2 0,83 35,9 Průměr ,5 34,4 Minimum ,5 33,6 Stránka 16

18 Opomíjená rovnoměrnost betonu Vynikající pro stanovení rovnoměrnosti betonu: Beton C 30/37 Neprovzdušněný beton - sednutí kužele 200 mm (S4) - D = 2340 kg/m 3 -A c = 2,2 až 2,3 % -ROVNOMĚRNÝ (V x = 1,0 %) Provzdušněný beton - sednutí kužele 115 mm (S3) - D = 2190 kg/m 3 -A c = 9,5 až 10,0 % (záměrně vysoké provzdušnění) -NEROVNOMĚRNÝ (V x = 5,7 %) Stránka 17

19 Opomíjená rovnoměrnost betonu Vynikající pro stanovení rovnoměrnosti betonu: Rovnoměrnost podle variačního součinitele V x (ČSN ) Znázornění kvality betonu pomocí izovel Neprovzdušněný / provzdušněný beton (měřeno na kvádrech)

20 Rovnoměrnost betonu na konstrukci Nosný pilíř: Přímé prozvučování, 15 měření, 5 minut i s rozměřením. Beton rovnoměrný, přesto nahoře méně hutný. Stránka 19

21 Závěr Zkoušení betonu v konstrukcích jiné než na tělesech z forem Důraz na nedestruktivní (nepřímé) zkoušky NDT zkoušky nutné upřesnit stačí několik těles Tvrdoměry stále nejrozšířenější metoda, zajímavé novinky Ultrazvuk opomíjený, vynikající na rovnoměrnost, modul pruž. Stránka 21

22 Děkujeme za pozornost... Stránka 21