Badanie wytrzymałości i jakości betonu w konstrukcji

Odnośniki do prezentowanych badań:

Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie

• Klasa betonu (B) / klasa wytrzymałości na ściskanie (C)
• Odwierty - określenie wytrzymałości betonu na ściskanie na podstawie próbek rdzeniowych wyciętych z konstrukcji
• Młotek Schmidta - badanie jednorodności i wytrzymałości betonu na ściskanie metodą sklerometryczną
• Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie metodą pull-out
• Badanie jednorodności i wytrzymałości betonu na ściskanie metodą ultradźwiękową

Badanie przyczepności - pomiar wytrzymałości betonu i warstw wykończeniowych na odrywanie / rozciąganie

•  Badanie przyczepności przez odrywanie metodą pull-off

Badanie wodoszczelności  betonu i powłok

• pomiar wodoszczelności w warunkach laboratoryjnych na próbkach pobranych w trakcie betonowania lub wyciętych z konstrukcji
  • badanie przepuszczalności wody przez beton wg PN-88/B-06250
  • badanie głębokości penetracji wody pod ciśnieniem wg PN-EN 12390-8
• nieniszczący pomiar wodoszczelności w warunkach polowych metodą GWT

Badanie stali zbrojeniowej i konstrukcyjnej

•  Określenie gatunku stali
•  Badanie wytrzymałościowe stali
•  Określenie klasy stali zbrojeniowej

---

Badania konstrukcji betonowych, żelbetowych oraz sprężonych (struno i kablobetonowych)

Badania materiałowe stwardniałego betonu - do podstawowych parametrów betonu odpowiedzialnych za nośność i trwałość wykonanej z niego konstrukcji należy zaliczyć wytrzymałość na ściskanie oraz szczelność warstwy przypowierzchniowej.

Klasa betonu (B) - odpowiada wytrzymałości gwarantowanej R_b^G betonu określanej na podstawie wyników wytrzymałości betonu na ściskanie zgodnie z normą PN-88/B-06250 Beton zwykły. Obecnie norma ta została zastąpiona normą PN-EN 206 Beton Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność, która wprowadza pojęcie klasy wytrzymałości na ściskanie (C).

Klasa wytrzymałości na ściskanie (C) odpowiada wytrzymałości charakterystycznej f_ck,cyl / f_ck,cube betonu określonej zgodnie z PN-EN 206 i na co warto zwrócić uwagę, nie jest tożsama wytrzymałości gwarantowanej, gdyż wyznacza się ją na podstawie innych wzorów i procedur.
Klasę wytrzymałości na ściskanie określa się na podstawie wytrzymałości charakterystycznej
na ściskanie w 28 dniu dojrzewania na próbkach walcowych o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm (f_ck,cyl) lub
na próbkach sześciennych (tzw. "kostkach") o boku 150 mm (_fck,cube).

Alternatywnie można dokonać oceny klasy wytrzymałości betonu na próbkach rdzeniowych wyciętych z istniejącej konstrukcji - zalecane jest badanie próbek o średnicy i wysokości równej 100 mm.
Badanie na próbkach wyciętych z konstrukcji wykonuje się również jako tzw. badanie reklamacyjne, w sytuacji gdy kwestionowana jest jakość i wytrzymałość betonu uzyskana na próbkach sześciennych pobranych w trakcie betonowania.

Badania nieniszczące NDT nie dokonują bezpośredniego pomiaru wytrzymałości betonu na ściskanie, natomiast umożliwiają ustalenie wielu istotnych parametrów przypowierzchniowej warstwy betonu, skorelowanych z tą wytrzymałością. Z powyższego względu zaleca się weryfikację wyników badań nieniszczących na próbkach rdzeniowych wyciętych z konstrukcji.

Jednorodność betonu ocenia się zwykle na podstawie analizy rozkładu wartości parametrów związanych z wytrzymałością betonu na ściskanie, na badanej powierzchni elementu konstrukcyjnego.
Jednorodność betonu (rozkład jego parametrów wytrzymałościowych w konstrukcji) można określić na podstawie większej ilości próbek wyciętych z konstrukcji, a następnie ściśniętych w maszynie wytrzymałościowej.
Popularną metodą oceny jednorodności betonu jest analiza wyników z pomiarów sklerometrycznych (pomiaru twardości przypowierzchniowej betonu). W podobny sposób można do oceny jednorodności betonu wykorzystać wyniki z pomiarów metodą pull-out i z metody ultradźwiękowej.

---

Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie na próbkach rdzeniowych

Przewierty / odwierty - określenie wytrzymałości betonu na ściskanie na podstawie próbek rdzeniowych wyciętych z istniejącej konstrukcji.

Pobieranie odwiertów rdzeniowych (wiercenie rdzeniowe techniką diamentową) - przy użyciu wiertnicy diamentowej (wiertnicy z koronką diamentową) wycina się z konstrukcji odwierty rdzeniowe o średnicy z zakresu 50-250 mm (norma PN-EN 13791 zaleca aby średnica wyciętego rdzenia była równa Ø100 mm). Odwierty rdzeniowe do badań wytrzymałościowych pobiera się zwykle wiertnicą zamontowaną do konstrukcji na sztywno za pośrednictwem statywu, koronki w trakcie wiercenia są chłodzone wodą (alternatywnie możliwe jest zastosowanie koronek rdzeniowych do wiercenia na sucho), natomiast zastosowanie specjalnych przedłużek umożliwia wycinanie rdzeni o długości dochodzącej nawet do kilku metrów. Miejsce wyznaczone do wiercenia powinno być przed badaniem sprawdzone z użyciem detektora zbrojenia / lokalizatora instalacji celem uniknięcia uszkodzenia np. kabli instalacji elektrycznej lub przecięcia prętów zbrojeniowych.

Przygotowanie odwiertów do badań - z pobranych z konstrukcji odwiertów - poprzez cięcie i szlifowanie - przygotowuje się próbki rdzeniowe (PN-EN 13791 zaleca aby średnica próbki była równa jej wysokości ∅ / h = 1:1).

Badanie wytrzymałości na ściskanie - odpowiednio przygotowane próbki ściska się w maszynie wytrzymałościowej (prasie hydraulicznej).

Norma PN-EN 13791 podaje wprost, że wytrzymałość na ściskanie uzyskana na próbkach o średnicy i wysokości 100 mm, odpowiada wytrzymałości "normowej" uzyskanej na próbkach sześciennych tzw. "kostkach" o boku 15 cm.
Badanie próbek o średnicy i wysokości 100 mm uznaje się za najbardziej wiarygodną metodę oceny wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach istniejących. Badanie tak przygotowanych próbek może również służyć do weryfikacji wytrzymałości betonu uzyskanego na "kostkach".
Istnieje możliwość badania próbek o innych średnicach i proporcjach, do określenia na ich podstawie klasy wytrzymałości betonu wymagane jest jednak zastosowanie potwierdzonych naukowo współczynników korelacyjnych.

Przewierty / odwierty kontrolne mogą służyć również do oceny makroskopowej głębszych partii konstrukcji, określenia jej grubości i rodzaju uwarstwienia, jak również do wykrywania wad wewnętrznych w konstrukcji. Więcej na ten temat ...

Powiązane akty prawne, normy, zalecenia:

• PN-EN 12504-1 Badania betonu w konstrukcjach Część 1: Odwierty rdzeniowe - Wycinanie, ocena i badanie wytrzymałości na ściskanie
• PN-EN 12390-3 Badania betonu Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badania
• PN-EN 13791 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych
• PN-EN 206 Beton Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność

---

Badanie jednorodności i wytrzymałości betonu na ściskanie metodą sklerometryczną

Metoda sklerometryczna (sklerometr / młotek Schmidta / concrete rebound hammer) – ocena jednorodności i wytrzymałości betonu w warstwie przypowierzchniowej.

Pomiar tą metodą wykonywany jest na ogół przy pomocy sklerometru (np. młotka Schmidta) i umożliwia określenie powierzchniowej twardości betonu.
W trakcie pomiaru stalowy trzpień uderza w powierzchnię betonu z określoną siłą, a przyrząd rejestruje na skali wielkość jego odskoku wyrażoną tzw. liczą odbicia.
Opis przeprowadzania badań metodą sklerometryczną można znaleźć w instrukcji nr 210 Instytutu Techniki Budowlanej z roku 1977 oraz w normach PN-74/B-06262 i PN-EN 12504-2.
Metoda sklerometryczną umożliwia w krótkim czasie wykonanie dużej liczby pomiarów na powierzchni badanego elementu, dzięki czemu znakomicie nadaje się do oceny jednorodności przypowierzchniowej warstwy betonu (wykrywania odspojeń i obszarów osłabionego betonu).
Zasięg oddziaływania metody sklerometrycznej, w zależności od energii uderzenia użytego młotka, sięga od 3 cm (typ N) do 10 cm (typ M) w głąb betonu, stąd ocena wytrzymałości betonu na ściskanie wyznaczona tą metodą dotyczy głównie przypowierzchniowej warstwy betonu.
Zgodnie z normą PN-EN 13791 wykorzystanie metody sklerometrycznej do oceny wytrzymałości betonu na ściskanie, wymaga skorelowanie uzyskanych tą metodą wyników, z wynikami uzyskanymi na próbkach rdzeniowych wyciętych z badanej konstrukcji i ściśniętych w maszynie wytrzymałościowej. Bez skorelowania błąd pomiaru może dochodzić do ± 30 %.

Do badania wykorzystuje się jeden z czterech typów sklerometrów:

• Typ N - normalny, o energii uderzenia 2,21 Nm, stosowany do badania betonu zwykłego w konstrukcjach monolitycznych i prefabrykowanych, minimalna grubość badanego elementu 12 cm, miarodajne wyniki pomiarów uzyskuje się gdy grubość badanego elementu nie przekracza:
  • 20 cm – przy dostępie jednostronnym (np. strop)
  • 40 cm – przy dostępie dwustronnym (np. belka, słup, ściana z otworami)
  • 60 cm – przy dostępie z co najmniej 3 stron (np. belka, słup)
• Typ M - ciężki, masywny o energii uderzenia 29,5 Nm, stosowany w badaniach betonu nawierzchni dróg i lotnisk, konstrukcji mostowych, fundamentów i innych masywnych konstrukcji, minimalna grubość badanego elementu 20 cm, zalecany do badania elementów o grubości powyżej 60 cm - obecnie nie jest już produkowany
• Typ L - lekki , o energii uderzenia 0,74 Nm, przeznaczony do badań betonów lekkich i zapraw
• Typ P - wahadłowy, o energii uderzenia rdzenia 0,88 Nm, przeznaczony do badań betonów i materiałów o małej twardości i wytrzymałości (np. tynku, stwardniałych zapraw murarskich, gazobetonu itp.).

Obecnie w sprzedaży dostępne są głównie sklerometry typu N (do badań betonów zwykłych i wysoko wytrzymałych - przyrządy w wersji analogowej i cyfrowej) oraz sklerometry typu lekkiego do badań betonów lekkich, zapraw oraz spoin w murach. Poniżej kilka przykładów...

Pomiary sklerometryczne nie należy przeprowadzać bezpośrednio nad zbrojeniem o otulinie mniejszej niż 3 cm, nad ziarnami grubego kruszywa, w miejscach silnego zawilgocenia betonu, na górnych powierzchniach elementów usytuowanych poziomo podczas betonowania.
Typ młotka powinien być właściwie dobrany do grubości i twardości elementu konstrukcyjnego.
Badanie sklerometryczne powinno być poprzedzone rozpoznaniem układu zbrojenia, usunięciem skorodowanego betonu oraz przeszlifowaniem i odpyleniem powierzchni w miejscu badania. Na pojedynczym elemencie pomiary wykonuje się w minimum 12 miejscach, a w każdym miejscu dokonuje się minimum 6 odczytów.

Do najczęstszych błędów popełnianych przy pomiarach metodą sklerometryczną należy zaliczyć: ocena wytrzymałości betonu na ściskanie bez wcześniejszego skorelowania na próbkach rdzeniowych (błąd do ± 30 %), stosowanie młotka typu N do badania konstrukcji masywnych (zalecany młotek ciężki typu M), pomiar bez wcześniejszego oczyszczenia powierzchni betonu.

Ciekawostki:

• W Ameryce Północnej popularna jest również inna metoda określania wytrzymałości betonu na ściskanie na podstawie powierzchniowej twardości betonu – jest to tzw. WINDSOR PROBE (ASTM C803 Standard Test Method for Penetration Resistance of Hardened Concrete) – w tym oznaczeniu wstrzeliwuje się w badany element konstrukcyjny sondę (kotew) a wytrzymałość betonu na ściskanie ustala się na podstawie głębokości, na jaką wbiła się sonda.
• W Ameryce Północnej jedną z metod oceny jednorodności betonu w warstwie przypowierzchniowej, a w szczególności przy wykrywaniu obszarów odspojeń jest chain drag metod. W trakcie pomiarów tą metodą przeszkolony pracownik nasłuchuje różnic w dźwięku, jaki wydaje ciągnięty po betonie łańcuch lub grupa łańcuchów.

Powiązane akty prawne, normy, zalecenia:

• PN-EN 13791 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych
• PN-EN 12504-2 Badania betonu w konstrukcjach - Część 2: Badania nieniszczące - Oznaczanie liczby odbicia
• PN-74/B-06262 Nieniszczące badania konstrukcji z betonu. Metoda sklerometryczna badania wytrzymałości betonu na ściskanie za pomocą młotka Schmidta typu N
• Instrukcja ITB nr 210 Metoda sklerometryczna do badań wytrzymałości betonu w konstrukcji, 1977
• ASTM C805 Standard Test Method for Rebound Number of Hardened Concrete

---

Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie metodą pull-out

Metoda pull-out – badanie pozwala na pomiar wytrzymałości betonu na ściskanie w warstwie przypowierzchniowej, co jest szczególnie istotne przy ocenie wytrzymałości betonu na ściskanie w warstwie przypowierzchniowej

• trwałości konstrukcji
• możliwości wykonania napraw konstrukcji
• jakości przygotowania podłoża betonowego przed wykonaniem naprawy
• jakości otuliny betonowej (jakości pielęgnacji, zagęszczenia)
• wczesnej wytrzymałości betonu, w celu przyspieszenia prac budowlanych (określenie możliwości rozszalowania lub sprężenia konstrukcji)
• odporności młodego betonu na uszkodzenia mrozowe.

Istota badania betonu metodą pull-out polega na pomiarze siły niezbędnej do wyrwania z betonu osadzonej w nim stalowej kotwy.
Kotew zabetonowuje się w konstrukcjach nowo wznoszonych, a konstrukcjach istniejących kotew rozpręża w specjalnie wyciętym otworze. W trakcie pomiaru kotew jest wyrywana z betonu za pomocą siłownika hydraulicznego, który zapiera się o powierzchnię betonu poprzez pierścień oporowy.
Dzięki właściwemu doborowi proporcji elementów zestawu, między kotwą a podstawą pierścienia oporowego wytwarza się złożony stan naprężeń, który w efekcie prowadzi do zniszczenia betonu, charakteryzującego się ścisłą korelacją między rejestrowaną siłą wyrywającą kotew, a wytrzymałością betonu na ściskanie.
Norma PN-EN 13791:2007 zaleca skorelowanie uzyskanych tą metodą wyników, z wynikami uzyskanymi na próbkach rdzeniowych wyciętych z badanej konstrukcji i ściśniętych w maszynie wytrzymałościowej.
Metoda jest zaliczana do badań nieniszczących, po badaniu pozostaje stożkowy otwór o średnicy 5,5 cm i głębokości 2,5 cm.
Badanie powinno być poprzedzone lokalizacją zbrojenia, usunięciem skorodowanego betonu i wyrównaniem powierzchni. Oś kotwy musi znajdować się minimum 100 mm od krawędzi i narożników elementu i 50 mm od wkładek zbrojeniowych.
Na pojedynczym elemencie badania wykonuje się w minimum 5 miejscach pomiarowych.
Metody nie stosuje się do betonów na kruszywach lekkich oraz do betonów o uziarnieniu kruszywa nie przekraczającym 38 mm.

Przykładami zestawów pomiarowych wykorzystujących tą metodę jest zestaw „CAPO-Test” dla konstrukcji istniejących i zestaw „LOK-Test” dla konstrukcji nowo wznoszonych.

Film instruktarzowy badania metodą pull-out (CAPO-Test):

Powiązane akty prawne, normy, zalecenia:

• PN-EN 13791 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych
• PN-EN 12504-3 Badania betonu w konstrukcji. Część 3: Oznaczenie siły wyrywającej (pull-out force)
• Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych: Zalecenia dotyczące oceny jakości betonu „in-situ” w nowo budowanych konstrukcjach obiektów mostowych. IBDiM, Wrocław, 1998
• Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych: Zalecenia dotyczące oceny jakości betonu „in-situ” w istniejących konstrukcjach mostowych. IBDiM, Wrocław, 1998
• ASTM C900 Standard Test Method for Pullout Strength of Hardened Concrete

Przyrządy – CAPO-Test i LOK-Test firmy Germann Instruments.

---

Badanie wytrzymałości betonu metodą ultradźwiękową

Metoda ultradźwiękowa - ocena jednorodności i wytrzymałości betonu na ściskanie oraz wykrywanie wad wewnętrznych w betonie na podstawie prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych (> 20 kHz) w badanym elemencie. Przyrządy stosowane w tej metodzie zwane są betonoskopami.

Pomiar wytrzymałości betonu na ściskanie wymaga wcześniejszego wykalibrowania betonoskopu na próbkach rdzeniowych wyciętych z badanej konstrukcji i ściśniętych w maszynie wytrzymałościowej.
Pomiary na danym elemencie należy przeprowadzić, w co najmniej 20 miejscach.
Pomiarów nie należy wykonywać w miejscach spękanych, rakowatych lub skorodowanych, w bezpośredniej bliskości prętów zbrojeniowych i w rejonach największej koncentracji naprężeń.
Do istotnych niedogodności metody należy zaliczyć wymóg obustronnego dostępu do danego miejsca pomiarowego – osie głowic przyrządu powinny leżeć na jednej prostej przechodzącej przez to miejsce. Najnowsze przyrządy w tej grupie umożliwiają również pomiar metodą pośrednią z wykorzystaniem fali powierzchniowej.
Metoda wrażliwa jest na różnice w zawilgoceniu powierzchni betonu, czy obecność prętów zbrojeniowych.
Zastosowanie metody ultradźwiękowej do wykrywania wad wewnętrznych w betonie - opisano w dziale "Defekty w betonie".

Powiązane akty prawne, normy, zalecenia:

• PN-EN 13791 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych
• PN-EN 12504-4 Badania betonu. Część 4: Metoda ultradźwiękowa
• PN-74/B-06261 Nieniszczące badania konstrukcji z betonu. Metoda ultradźwiękowa
• Instrukcja ITB nr 209 Metoda ultradźwiękowa do badań wytrzymałości betonu w konstrukcji. ITB, Warszawa 1997
• ASTM C597-09 Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete

Przyrządy – np. Pundit Lab firmy Proceq, The Surfer - Ultrasonic Pulse Velocity Tester.

---

Badanie przyczepności - pomiar wytrzymałości betonu i warstw wykończeniowych na odrywanie / rozciąganie

Badanie przyczepności przez odrywanie metodą pull-off (test przyczepności, pomiar wytrzymałości na odrywanie/rozciąganie betonu oraz warstw wykończeniowych, próba pull-off) pozwala na ocenę:

• wytrzymałości na odrywanie m.in. powłok, wypraw, napraw, tynków, posadzek, hydroizolacji z pap zgrzewalnych itp. na podłożu takim jak beton i stal
• możliwości wykonania napraw powierzchniowych konstrukcji betonowych
• jakości przygotowania podłoża betonowego przed i po wykonaniu napraw powierzchniowych

Pomiar wytrzymałości na odrywanie dokonuje się poprzez przyklejenie do badanej powierzchni stalowego/aluminiowego krążka (stempla, płytki) najczęściej o średnicy 50 mm, a po stwardnieniu kleju obwiercenie krążka koronką rdzeniową na głębokość minimum 1,5 cm poniżej badanej płaszczyzny styku łączonych materiałów. Dla zwiększenia dokładności pomiaru stosuje się krążki o większej średnicy np. 75 mm, a przy badaniach przyczepności grubszych warstw materiału, takich jak kilkucentymetrowe warstwy betonu natryskowego (torkretu), stosuje się obwiercanie krążków przy pomocy wiertnic mocowanych do konstrukcji.
Nad przyklejonym krążkiem osadza się przyrząd pomiarowy (siłownik hydrauliczny), który po wypoziomowaniu łączy się z krążkiem, a pomiar polega na równomiernym przekazywaniu siły odrywającej z przyrządu na krążek.
Dostępne są różne przyrządy pomiarowe - mocowane do badanej powierzchni poprzez trójnóg lub pierścień, z wyświetlaczem wskazówkowym lub elektronicznym, z opcją automatycznego przyrostu siły odrywającej. Przyrządy do pomiaru przyczepności metodą pull-off odznaczają się zróżnicowaną dokładnością, z błędem pomiaru od 1% do nawet 15%.
Za w pełni poprawny wynik uznaje się pomiar, gdy zniszczenie (oderwanie krążka z badanym materiałem) nastąpi w badanym podłożu. Norma PN-EN 1542 podaje 8 rodzajów standardowych zniszczeń oraz wskazuje przypadki, kiedy wynik pomiaru należy odrzucić.

Film instruktarzowy badania metodą pull-off (BOND-Test):

Powiązane akty prawne, normy, zalecenia:

• PN-EN 1542 Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych. Metody badań. Pomiar przyczepności przez odrywanie
• PN-EN 12636 Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych - Metody badań - Oznaczanie przyczepności betonu do betonu
• PN-EN 1504 Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych
• Katalog zabezpieczeń powierzchniowych drogowych obiektów inżynierskich, część I ‑ Wymagania. IBDiM, Żmigród, 2002
• Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych: Zalecenia dotyczące oceny jakości betonu „in-situ” w istniejących konstrukcjach mostowych. IBDiM, Wrocław, 1998
• ASTM C1583 Standard Test Method for Tensile Strength of Concrete Surfaces and the Bond Strength or Tensile Strength of Concrete Repair and Overlay Materials by Direct Tension (Pull-off Method)

Poniżej kilka przykładowych zestawów pomiarowych do testów pull-off:

---

Badanie wodoszczelności betonu i powłok

Wodoszczelność (wodoprzepuszczalność) betonu jest to zdolność betonu do przeciwstawiania się przepływowi wody będącej pod ciśnieniem. Wodoszczelność betonu powiązana jest z jego porowatością, stopniem zagęszczenia, sposobem połączenia pustek kapilarnych, obecnością spękań i mikrospękań.

Zgodnie z PN-EN 206 - mrozoodporność betonu i jego nasiąkliwość – tracą obecnie wagę właściwości normowych, natomiast norma ta utrzymała w mocy konieczność wykonywania badania wodoszczelności betonu.
Badanie wodoszczelności konstrukcji nowo wznoszonych wykonuje się standardowo na próbkach betonu pobranych w trakcie betonowania. Badanie wodoszczelności betonu można również wykonać na próbkach wyciętych z istniejącej konstrukcji, ale unika się tego, gdyż do badania potrzebna jest relatywnie duża liczba próbek, których pobranie może w istotny sposób osłabić konstrukcję lub obniżyć jej wodoszczelność.

Pomiar wodoszczelności w warunkach laboratoryjnych na próbkach pobranych w trakcie betonowania lub wyciętych z istniejącej konstrukcji

Metoda 1 - Badanie przepuszczalność wody przez beton - wodoszczelność betonu  wg. PN-88/B-06250 „Beton zwykły” (norma wycofana i zastąpiona przez PN-EN 206) określa się na podstawie badań minimum 6 próbek rdzeniowych o śr. 100 mm i długości 150 mm wyciętych z pojedynczego elementu. Badanie polega na zwiększaniu ciśnienia wody oddziałującego na powierzchnię próbki o 0,2 MPa co kolejne 24 godziny.
Rozróżnia się 6 stopni wodoszczelności (W2, W4, W6, W8, W10, W12). Liczba po literze W oznacza dziesięciokrotną wartość ciśnienia wody w MPa działającego na próbki betonowe.
Stopień wodoszczelności betonu uznaje się za osiągnięty, jeżeli pod wymaganym ciśnieniem wody w czterech na sześć badanych próbek nie stwierdza się oznak przesiąkania wody.
Dla przykładu zbadanie betonu o stopniu wodoszczelności W8 trwa około tygodnia.
Beton o stopniu wodoszczelności W8 w odniesieniu do obiektów mostowych uznaje się za wodoszczelny.

Metoda 2 - Badanie głębokości penetracji wody pod ciśnieniem - wodoszczelność betonu wg. PN-EN 12390-8 „Badania betonu. Część 8: Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem” określa się poprzez wywieranie na próbkę ciśnienia 0,5 MPa przez okres 72 godzin (3 doby), następnie próbkę się rozłupuje i jeżeli penetracja wody jest mniejsza niż 50 mm beton uznaje się za wodoszczelny. Minimalny wymiar boku lub średnicy próbki nie powinien być mniejszy niż 150 mm.

Nieniszczący pomiar wodoszczelności betonu i powłok w warunkach polowych metodą GWT

Umożliwia przeprowadzenie nieniszczącego badania wodoszczelności bezpośrednio na konstrukcji - zgodnie z Zaleceniami dotyczącymi oceny jakości betonu „in-situ” istniejących konstrukcjach mostowych - opracowanymi przez Instytut Badawczy Dróg i Mostów.

Metoda GWT może być stosowana do oceny wodoszczelności powierzchniowej i prób szczelności:

• betonu,
• powłok wodoszczelnych,
• murów i ścian ceglanych,
• spoin, fug, uszczelnień styków,
• przerw i styków technologicznych,
• napraw powierzchniowych,
• iniekcji rys.

W metodzie GWT wodoszczelność wyrażona jest w postaci „przepływu cieczy” [mm/sek], jeśli wartość ta nie będzie większa od wartości granicznej równej 0.66*10-3 mm /sek, to można przyjąć, że beton charakteryzuje się wymaganym dla obiektów inżynierskich stopniem wodoszczelności W8 zgodnie z polską normą PN-88/B-06250.
Metoda GWT może być stosowana na powierzchniach pionowych i poziomych (od góry) oraz na powierzchniach o lekkim zakrzywieniu (słupy) przy zastosowaniu grubszej uszczelki.
Zasada pomiaru - w badaniach GWT szczelna komora ciśnieniowa mocowana jest do badanej powierzchni, a następnie wypełniana przegotowaną wodą, która poddawana jest wymuszonemu działaniu ciśnienia. Mierzony jest ubytek ilości wody, która wniknęła w podłoże przy zadanym ciśnieniu w ustalonym przedziale czasu - na ogół ciśnienie 1 Bar i czas pomiaru 10 minut. Pojedynczy pomiar, wraz z przygotowaniem miejsca pomiarowego (wstępne zwilżenie powierzchni) zajmuje około 30 minut. Pomiar wykonuje się w minimum 5 punktach na element.

Powiązane akty prawne, normy, zalecenia:

• PN-EN 12390-8 Badania betonu. Część 8: Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem
• PN-88/B-06250 Beton zwykły (norma wycofana i zastąpiona przez PN-EN 206)
• Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych: Zalecenia dotyczące oceny jakości betonu „in-situ” w istniejących konstrukcjach mostowych. IBDiM, Wrocław, 1998
• ISO/DIS 7031: Festbeton; Bestimmung der Eindringtiefe von Wasser unter Druck, 1963

Przyrządy – GWT-Test firmy Germann Instruments

---

 

Badanie stali zbrojeniowej i konstrukcyjnej

Określenie gatunku stali – gatunek stali można określić pośrednio na podstawie laboratoryjnej analizy zawartości pierwiastków w próbce wyciętej z konstrukcji, a następnie porównanie pomierzonych zawartości pierwiastków z wymaganiami norm obowiązujących w okresie budowy badanej konstrukcji.

Przy określaniu gatunku stali można się również posiłkować pomiarem jej twardości jedną z metod Vickersa, Rockwella lub Brinella.

Pobrane z konstrukcji próbki mogą zostać poddane badaniom makro i mikroskopowym w celu określenia struktury stali oraz ilości i rodzaju wtrąceń.

Badania wytrzymałościowe stali – wykonuje się na próbkach wyciętych z konstrukcji, a następnie zbadanych w maszynie wytrzymałościowej. Do badania wytrzymałościowego stali wymaga się minimum 3 próbek.

Określenie klasy stali zbrojeniowej – klasę stali zbrojeniowej można określić na podstawie odkuwek i bezpośredniej ocenie sposobu użebrowania wbudowanych w konstrukcję prętów zbrojeniowych.