CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP

7




CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP
Test methods for assessing strength of concrete in structures
Test method Applicable standards Remarks
Coring







Pull out





Pull off





Penetration

Surface hardness








Ultrasonic pulse
BS 1881: Part 120
ASTM C42






BS 1881: Part 207
ASTM C900




BS 1881: Part 207

BS 1881: Part 207
ASTM C803





BS 1881: Part 202
ASTM C 805







BS 1881: Part 203
ASTM C597
- Gives direct assessment of strength
and most accurate result.
- Samples can be obtained at depth.
- Partially destructive – core holes need
to be repaired.
- Relatively expensive.
- Noisy.

- Need for calibration
- Close to surface method.
- Partially destructive – test sites need
to be repaired.
- Intermediate cost.

- Need for calibration.
- Close to surface method.
- Partially destructive – test sites need
to be repaired.
- Intermediate cost.

- Need for calibration.
- Close to surface method.
- Partially destructive – test sites need to
be repaired.
- Intermediate cost.
- Noisy.

- Need for calibration.
- Surface method.
- Nondestructive.
- Test location must have a smooth
surface.
- Relatively inexpensive
- Relatively quiet.
- Quick.

- Need for calibration.
- Gives average strength over path

length.
- Nondestructive.
- Relatively inexpensive
- Quiet
- Relatively quick.

8


Some common defects and their possible causes with suggestions for
confirmatory testing:

Observed defect Possible causes In-situ sampling of
testing
Laboratory testing or
other action
Cracks along line of
reinforcement










Cracks on top
surfaces of slabs

Map cracking

Pop-outs
Other cracks









Spalling










Loss of surface


Cracking and
disintegration of
Plastic settlement

Reinforcement
corrosion








Plastic shrinkage

Alkali reactivity


Early thermal
movement
Plastic settlement
and shrinkage
Inadequate
capacity





Reinfocement
corrosion

Fire damage


Salt weathering
Frost damage

Sulphate attack
Coring

Coring




Dust sapling

Carbonation depth

Cover meter
Half-cell
Coring

Coring

Crack mapping
may eliminate
some of the
possible causes

Coring


Cover meter
survey
In situ strength
determination
Coring



Dust sapling
Carbonation depth

Cover meter
Half-cell
Coring





Lump samples
Inspection

Inspection
Carbonation depth
Chloride content on
increamental samples

Cement content
Chloride content on
incremental samples

Cement content

Inspection

Petrographic
examination

Check history



Check design
Strength tests
Cement content



Inspection
Carbonation depth
Chloride content
Cement content

Chloride content on
incremental samples
Cement content

Inspection
Petrographic
examination
Coring
Chloride content
Sulphate content
Sulphate content

9

Choose critical
locations
Laboratory testing

Undertake
investigation to
determine
reinforcement content
and concrete strength
Load test
Assess present
condition of structure
and future performance
Assess structural
capacity
Detailed phase
Walk over survey of whole structure

Undertake
dimensional
survey

Research
existing
records
Decide on high-risk zones
from structural and local
environmental
considerations
Determine
structural form
and action
Examine those areas in
detail. Take samples.

Undertake in situ tests
Initial general phase
10


I. PHƯƠNG PHÁP KHÔNG PHÁ HỦY:
1. Phương pháp va ñập:
Dùng ñục hay búa ñập mạnh lên kết cấu, xem vật liệu bể vỡ nhiều
hay ít ñể ñánh giá. Xác ñịnh cường ñộ lớp bê tông bề mặt, ñộ sâu tối
ña là 6 – 8cm.
a. Búa bi (hình 2.1) có kích thước và trọng lượng nhất ñịnh. Sức
ñập búa gây vết lõm trên cấu kiện, ñối chiếu với biểu ñồ mẫu
chuẩn suy ra cường ñộ vật liệu.

Hình 2.1

b. Búa bi (hình 2.2) cho số liệu chính xác hơn. Lực va ñập xác ñịnh
theo kích thước dấu vết in hằn lên thanh kim loại, kết hợp vết
lõm trên bề mặt bê tong ñể suy ra cường ñộ.

Hình 2.2

11

c. Súng bật nảy: lực tạo va ñập là lò xo ép trước. Sự va ñập làm
mũi sung bật trở lại tùy theo ñộ cứng vật liệu. Cường ñộ vật liệu
ñược suy ra từ biểu ñồ tương quan giữa chỉ số bật nảy và cường
ñộ mẫu nén. Chiều sâu ảnh hưởng khoảng 30 – 40 cm.
i. Cách kiểm ñịnh cường ñộ bê tong bằng sung bật nảy?
ii. Kiểm ñịnh tính ñồng nhất của cấu kiện bê tong?

iii. ðộ chính xác?

Hình 2.3

12


Hình 2.4
Hạn chế : súng bật nảy bị ảnh hưởng bởi :
- Bề mặt cấu kiện phẳng.
- Kích thước, hình dạng và ñộ cứng của mẫu.
- ðộ ẩm bề mặt và bên trong của bê tong.
- Chất lượng cốt liệu.
- Loại xi măng.
- Thành phần hóa học trên bề mặt bê tông.

2. Phương pháp bóc tách:
- Dán ñĩa nhôm ñường kính 50mm trên bề mặt bê tông bằng vữa epoxy
(hay chất keo dính). Sử dụng máy ño cầm tay kéo ñĩa nhôm, ñọc số lực
kéo trên ñồng hồ. Biết ñược cường ñộ chịu kéo của bê tông.
- Kiểm tra 3 mẫu cho một vị trí trên cấu kiện ñể lấy giá trị trung bình.
- Suy ra cường ñộ chịu nén bằng ñường cong tương quan.
13


Hình 2.5


Hình 2.6

- Có thể dùng kiểm tra sự liên kết giữa các lớp vật liệu.


- Hạn chế :
o Vì lớp bê tông bị bóc tách là mỏng, nên kết quả có thể bị ảnh
hưởng bởi ñộ ẩm và hóa chất trên bề mặt. Có thể khắc phục
bằng cách khoan lõi bằng mũi khoan dạng tang trống ñường
kính 50mm vào sâu 20mm hay sâu hơn ñể nhổ ñược lớp bê tông
bên dưới.
3. Phương pháp siêu âm:
14


Hình 2.7

- Một luồng sóng cơ học có tần số cao (siêu âm) ñược phát ra từ một thiết
bị vào bê tông tại một ñầu ño. Tại những nơi thay ñổi cấu trúc vật liệu như vị trí
cốt thép, rãnh chứa cốt thép DUL, khoảng rỗng hay bề mặt bê tông những sóng
này sẽ bị phản xạ trở lại ñầu ño. Mức ñộ và thời gian phản xạ sẽ ñược phân tích
ñể dự ñoán các vị trí nói trên.


- Kiểm ñịnh cường ñộ và ñộ ñồng nhất của bê tông, phát hiện các khuyết
tật ngầm.
- Thiết bị : máy phát song siêu âm và hai ñầu dò ñặt ở hai phía của kết
cấu (nghe xuyên), hay ñặt cùng một phía (nghe bề mặt).
- ðo thời gian truyền siêu âm t, rồi tính ra vận tốc siêu âm v (v=l/t).
- Vận tốc trung bình của sóng siêu âm:
15

o V = 4000 m/s trong bê tông
o V = 340 m/s trong không khí
o V = 1500 m/s trong nước
Thí dụ: Khi cần kiểm ñịnh cường ñộ và ñộ ñồng nhất của bê tông một
ngôi nhà cần sửa chữa, cải tạo hoặc nâng cấp, người ta khoan lấy mẫu bê
tông ở một số nơi quan trọng (chân cột). Mẫu khoan có ñường kính
100mm, cao 100mm. Chiếu siêu âm các mẫu khoan. So sánh với các vùng
còn lại trong các cột.

Hình 2.8

Hình 2.9
- Hạn chế : bị ảnh hưởng bởi loại cốt liệu và cốt thép bên trong