Средняя квадратическая ошибка построенной градуировочной зависимости

Статистическая оценка прочности бетона

Статистическая
оценка прочности бетона при обследовании
конструкций применима в следующих
случаях:

1. Прочность бетона
определялась на основании испытания
отобранных из конструкции образцов в
соответствии с ГОСТ 28570.

2. Прочность бетона
определялась методом отрыва со
скалыванием.

3. Прочность бетона
определяется по предварительно
установленным экспериментально
градуировочным зависимостям, по
результатам параллельных испытаний
одних и тех же участков конструкций
методом отрыва со скалыванием и другими
методами неразрушающего контроля
(ультразвуковым, пластической деформации,
упругого отскока или ударного импульса).
При этом среднее квадратическое
отклонение градуировочной зависимости
S_т
не должно
превышать 15 % среднего значения прочности
бетона образцов или участков конструкций,
использованных при построении
градуировочной зависимости, а коэффициент
корреляции г должен быть не менее 0,7.

При наличии образцов,
отобранных из конструкций, можно
построить градуировочную зависимость
между прочностью бетона образцов,
испытанных на прессе, и косвенными
характеристиками прочности этих же
образцов, полученных при их испытании
неразрушающими методами.

В случае построения
градуировочной зависимости по данным
параллельных испытаний одних и тех же
участков методом отрыва со скалыванием
и другим неразрушающим методом средняя
квадратическая ошибка градуировочной
зависимости S_T
определяется по формуле

,

где

— средняя
квадратическая ошибка построенной
градуировочной зависимости;

—средняя квадратическая
ошибка градуировочной зависимости
метода отрыва со скалыванием, принимаемая:
а) при анкерном устройстве с глубиной
заделки 48 мм — 0,04 от средней прочности
бетона участков, использованных при
построении градуировочной зависимости;
б) глубиной 35 мм — 0,05 средней прочности;
в) глубиной 30 мм — 0,06 средней прочности;
г) глубиной 20 мм — 0,07 средней прочности.

Класс бетона
определяется по формуле

B
= R_т(1
—
t_V),

где R_т
— средняя
прочность бетона по результатам
испытаний;

t_
— коэффициент Стьюдента (см. таблицу
Б.1);

V
— коэффициент вариации прочности,
который определяется по формуле

V
= S_т/R_m,

где S_m
— среднее
квадратическое отклонение прочности.

При контроле прочности
бетона по образцам или методу отрыва
со скалыванием среднее квадратическое
отклонение прочности бетона в конструкциях
или в партии конструкций вычисляют по
формуле

,

где R_i
— прочность бетона отдельного образца
или участка конструкции, испытанного
методом отрыва со скалыванием;

R_m
— средняя прочность бетона в конструкции
или партии конструкций;

n
— число испытанных образцов или
испытанных участков в конструкции. При
контроле прочности бетона в конструкции
или партии конструкций неразрушающими
методами по градуировочной зависимости
S_m
определяется следующими формулами.

В случае когда за
единичное значение прочности принимается
прочность бетона на контролируемом
участке

,

где S_н.м
— среднее квадратическое отклонение
прочности, полученное по данным испытаний
неразрушающими методами;

S_T
— средняя квадратическая ошибка
градуировочной зависимости;

r
— коэффициент корреляции градуировочной
зависимости;

n
— число участков испытаний прочности
в конструкциях.

В тех случаях когда
в качестве единицы прочности бетона
может быть принята средняя прочность
бетона конструкции или части конструкции,
вычисленная как среднее арифметическое
значение прочности контролируемых
участков конструкций, среднее
квадратическое отклонение прочности
бетона S_m
определяется
по формуле

,

где Р
— число контролируемых участков в
конструкции.

Таблица Б.1 — Значение
коэффициента Стьюдента t_
при
обеспеченности 0,95 (одностороннее
ограничение)

Число испытаний	t	Число испытаний	t
1	6,31	11	1,80
2	2,92	12	1,78
3	2,35	13	1,77
4	2,13	14	1,76
5	2,01	15	1,75
6	1,94	20	1,73
7	1,89	25	1,71
8	1,86	30	1,70
9	1,83	40	1,68
10	1,81		1,64

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

Федеральное государственное унитарное предприятие
«Научно-исследовательский центр «Строительство»

ФГУП «НИЦ «Строительство»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕТОНЫ
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

СТО 36554501-009-2007

Москва

2007

Содержание

Предисловие

Цели и
задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ
установлены Федеральным законом от 24 декабря 2002
г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а
правила разработки и оформления — ГОСТ Р
1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ
Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций.
Общие положения».

Сведения о
стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией железобетонных конструкций и
контроля качества НИИЖБ — филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук В. А. Клевцов, кандидаты техн. наук М.Г. Коревицкая, Б.Х. Тухтаев). Эксперт
— д-р техн. наук В.Г. Шевалдыкин (ООО
«Акустические контрольные системы»)

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ конструкторской секцией
Научно-технического совета НИИЖБ (протокол № 4/07 от 17 мая 2007
г.)

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о.
генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 16.07.2007 г. № 128 с 15
июля 2007 г.

4
ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СТАНДАРТ
ОРГАНИЗАЦИИ

Дата введения 15-07-2007

1 Область применения

Настоящий
стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных
и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее —
конструкций) и устанавливает ультразвуковой импульсный метод (далее —
ультразвуковой метод) определения прочности бетона классов В7,5-В40. При
разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 17624.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы
ссылки на следующие нормативные документы:

СП
13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и
сооружений

ГОСТ
10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ
17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-86
Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ
22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами
неразрушающего контроля

ГОСТ
28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из
конструкций

ПМГ
06-2001 Порядок взаимного признания результатов испытаний утвержденного
типа, поверки и метрологической аттестации средств измерений.

3 Термины и определения

Ультразвуковой
метод определения прочности бетона —
неразрушающий метод определения прочности, основанный на связи прочности бетона
с показанием прибора (косвенной характеристикой прочности).

Косвенная
характеристика прочности (косвенный показатель) — скорость или время распространения ультразвука, или
показатель прибора в условных единицах прочности.

Градуировочная
зависимость
— графическая или аналитическая
зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

База
прозвучивания — расстояние между центрами
рабочих поверхностей ультразвуковых преобразователей (излучателя и приемника),
установленных на одну и ту же поверхность конструкции при поверхностном
прозвучивании, и между центрами рабочих поверхностей преобразователей при
сквозном прозвучивании.

Коэффициент
совпадения — коэффициент, используемый для корректировки ранее
построенной или универсальной градуировочной зависимости.

4 Общие положения

4.1
Ультразвуковой метод применяют для определения прочности бетона в установленном
проектной документацией промежуточном (не менее 7 сут) и проектном (как
правило, 28-суточном) возрасте, а также при экспертном контроле.

4.2 Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью
распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью.

4.3 Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или
поверхностного прозвучивания в соответствии с приложением А.

4.4 Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально
установленным градуировочным зависимостям.

4.5 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих
видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

4.6 Ультразвуковые испытания проводят при положительной температуре
бетона. Допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при
отрицательной температуре бетона не ниже минус 10°С при условии, что построение
градуировочной зависимости осуществлено в соответствии с п. 6.11.

5 Средства контроля

5.1 Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения
времени распространения ультразвука в бетоне и аттестованными в установленном
порядке по ПМГ
06-2001.

5.2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени
распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект
прибора, не должен превышать значения

Δ = ±(0,01 t + 0,1),                                                                  (1)

где t — время распространения ультразвука, мкс.

5.3 При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120
мм и не более 200
мм.

5.4 Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей
должен быть обеспечен надежный акустический контакт за счет применения
переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического
контакта, или при преобразователях и с плоской рабочей поверхностью, за счет
применения вязких контактных материалов (пластилин, технический вазелин и др.).

Способ
контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и
установлении градуировочной зависимости.

5.5 Применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах
прочности бетона для непосредственного определения прочности бетона, не
допускается.

Показания
этих приборов следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона и
использовать при контроле так же, как и скорость или время распространения
ультразвука, или же корректировать эти показания в соответствии с п. 6.25.

6 Подготовка испытания

6.1 Подготовка испытания включает проверку используемых приборов в
соответствии с инструкциями по эксплуатации и установку градуировочных
зависимостей в соответствии с выбранным способом прозвучивания.

6.2 Градуировочная зависимость должна связывать косвенный показатель с
прочностью бетона.

6.3 Для контроля прочности бетона монолитных
конструкций при поверхностном прозвучивании градуировочная зависимость
устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же
участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или по данным ультразвуковых испытаний участков
конструкций и испытаний образцов-кернов, вырезанных из тех же участков
конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570 .

6.4 Для контроля прочности бетона сборных и монолитных конструкций при
сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают по результатам
ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех
же образцов.

6.5 Градуировочные зависимости строят для каждого вида нормируемой
прочности бетона, указанного в п.4.1. При этом диапазон значений прочности
бетона не должен превышать значений, соответствующих трем соседним классам. В
отдельных случаях, согласованных с разработчиками стандарта, допускается
диапазон, соответствующий четырем соседним классам.

6.6 При построении градуировочной зависимости по данным параллельных
испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний
образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или
их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки
с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее
12 участков, включая участки, в которых величина косвенного показателя
максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения.

После
испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со
скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

6.7 Возраст бетона в отдельных участках не должен отличаться более чем
на 25 % среднего возраста бетона подлежащей контролю зоны конструкции или
группы конструкций. Исключение составляет построение градуировочной зависимости
конструкций, возраст которых превышает два месяца. В этом случае различие в
возрасте отдельных участков не регламентируется.

6.8 На каждом участке магнитным прибором (ИЗС-10Н, ИПА-МГ4.01, «Поиск»
или др.) определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором
проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Измерения проводят в
двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производят под углом
примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При
прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания
располагают между арматурными стержнями (рис. 1).

1
— положение прибора при испытании; 2 — расположение арматуры

Рисунок 1

Отклонение
отдельных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука
на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений
для данного участка не должно превышать 2 %. Результаты измерений, не
удовлетворяющие этому условию, не учитываются при вычислении среднего
арифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для
данного участка.

6.9 Градуировочную зависимость устанавливают, принимая за единичное
значение среднее значение косвенных показателей в участке и прочность бетона
участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных
образцов.

6.10 При необходимости проведения испытаний монолитных конструкций
непосредственно после тепловой обработки при температуре поверхности бетона
выше 40 °С, ультразвуковые испытания на конструкции проводят при этой
температуре, а испытание бетона методом отрыва со скалыванием или испытания
образцов — после остывания.

6.11 Испытание монолитных конструкций при
отрицательной температуре бетона проводится при возрасте бетона не менее 28
сут. При этом участки, выбранные для построения градуировочной зависимости,
сначала испытывают ультразвуковым методом, а затем отогревают до температуры на
глубине 50 мм
не ниже 0 °С и испытывают методом отрыва со скалыванием.

Конструкции,
подвергавшиеся тепловой обработке, могут быть испытаны в возрасте не менее 15
сут при условии, что при замораживании они имели не менее 70 % проектной
прочности.

6.12 При построении градуировочной зависимости по результатам
ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех
же образцов механические испытания образца проводят по ГОСТ 10180
непосредственно после ультразвуковых измерений.

При
необходимости проведения ультразвуковых испытаний бетона конструкций
непосредственно после термообработки (горячего) для определения отпускной
прочности бетона этих конструкций после их остывания допускается устанавливать
градуировочную зависимость по результатам ультразвуковых измерений горячих
образцов и механических испытаний тех же образцов после их остывания.

6.13 Для построения градуировочной зависимости используют не менее 15
серий образцов-кубов.

Образцы
изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180
в разные смены в течение не менее трех суток из бетона того же номинального
состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и конструкции,
подлежащие контролю.

В случае
применения на производстве способов и режимов уплотнения бетона конструкций,
приводящих к изменению его состава за счет отжатия воды затворения, способ
приготовления образцов необходимо указывать в нормативно-технической или
проектной документации на эти конструкции.

Допускается
изготовление до 40 % общего числа образцов из бетонной смеси, состав которой
отличается от номинального по цементно-водному отношению не более 0,4.

6.14 При установлении градуировочной зависимости для способа сквозного
прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2, а.

а — схема испытания кубов способом сквозного прозвучивания; б — схема испытания кубов способом
поверхностного прозвучивания; УП
— ультразвуковые преобразователи; 1
— направление формования; 2 — направление
испытания при сжатии; l — база прозвучивания

Рисунок 2

База
прозвучивания должна быть не менее 100
мм. Допускается базу прозвучивания снизить до 70
мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и
бетона на ранних стадиях твердения (скорость ультразвука менее 2000 м/с).

6.15 При установлении градуировочной зависимости для способа
поверхностного прозвучивания измерения производят в соответствии с рис. 2, б.

База
прозвучивания должна быть не менее 120
мм.

Измерения
следует проводить на поверхности, занимающей при изготовлении то же положение
относительно формы и направления формования, что и контролируемая поверхность
изделия.

6.16 Число измерений в каждом образце должно быть при сквозном
прозвучивании три, при поверхностном — четыре.

6.17 Отклонение отдельного результата измерения косвенного показателя в
каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для
данного образца не должно превышать 2 %.

Результаты
измерения времени распространения ультразвука в образцах-кубах, не
удовлетворяющие этому условию, не учитывают при расчете среднего
арифметического значения косвенного показателя в данной серии образцов. При
наличии в серии двух образцов, не удовлетворяющих этому условию, результаты
испытаний серии бракуют.

6.18 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям
косвенного показателя и прочности бетона.

Единичное
значение прочности бетона при построении градуировочной зависимости для
монолитных конструкций — прочность бетона участка. При построении
градуировочной зависимости по данным испытаний образцов-кубов за единичное
значение прочности бетона принимают среднюю прочность бетона в серии образцов,
определенную по ГОСТ 10180.

6.19 В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью
бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3
мм и диаметром более 6
мм, а также выступов более 0,5
мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

6.20 Относительная погрешность измерения базы прозвучивания
не должна превышать 0,5%.

6.21 Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее
погрешности проводят с использованием ЭВМ (программы EXCEL или других
программ построения градуировочной зависимости).

Рекомендуется
использовать линейную зависимость R = a + bK (гд e R — прочность бетона, К — косвенный показатель).

Коэффициент
корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение
относительного среднего квадратического отклонения S _т.н.м. / R _ср ≤ 0,15. В отдельных случаях, по согласованию с
разработчиками настоящего стандарта, допускается использовать градуировочную
зависимость при S _т.н.м. / R _ср ≤ 0,2.

Пример
градуировочной зависимости, построенной с использованием программы EXCEL , приведен в приложении Б.

Проверка и
корректировка установленной зависимости с учетом дополнительно получаемых
результатов испытаний должны производиться не реже одного раза в месяц.

Число образцов
или участков при проведении проверки или корректировки должно быть не менее
трех.

6.22 В связи с тем, что в ряде случаев построение
градуировочной зависимости затруднено или невозможно, допускается
ориентировочное определение прочности бетона с использованием зависимости,
ранее установленной для бетона, отличающегося от испытываемого, или
унифицированной градуировочной зависимости.

6.23 Унифицированную градуировочную зависимость
следует устанавливать для конкретных регионов путем совместной обработки
данных, использованных для построения градуировочных зависимостей для отдельных
объектов строительства. В приложении В приведена градуировочная зависимость,
построенная на основании обобщения данных испытаний на 17 объектах монолитного
строительства в Москве при возрасте бетона примерно 28 сут. Эта зависимость
может использоваться для ориентировочной оценки прочности бетона от 15 до 40
МПа при поверхностном прозвучивании с базой 150
мм.

6.24 Для приборов, градуированных в единицах прочности бетона,
градуировка, заложенная в прибор, может использоваться в качестве
унифицированной градуировочной зависимости.

6.25 Ранее установленную или унифицированную
градуировочную зависимость для конкретных условий испытаний следует уточнять с
помощью коэффициента совпадения, методика определения которого приведена в приложении Г .

7 Проведение испытаний и
определение прочности бетона в конструкциях

7.1 Число и расположение контролируемых участков в конструкциях
назначаются с учетом:

— задач контроля (определение фактического класса бетона,
разопалубочной или отпускной прочности, выявление участков пониженной прочности
и др.);

— вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

— размещения захваток и порядка бетонирования;

— армирования конструкций.

7.2 Прочность бетона в каждом участке можно определять способом
поверхностного или сквозного прозвучивания. На каждом участке проводят не менее
двух измерений при способе поверхностного прозвучивания и одного измерения при
способе сквозного прозвучивания. Отклонение отдельных результатов от среднего
при поверхностном прозвучивании должно отвечать условиям п. 6.9.
Прочность бетона в участке определяют по среднему значению скорости (времени)
ультразвука.

7.3 Для исключения влияния арматуры поверхностное прозвучивание должно
производиться по схеме, приведенной на рис. 1.

7.4 Для оценки класса бетона группы (партии) конструкций, конструкции
или зоны конструкций общее число участков измерений должно быть не менее 15 при
средней прочности до 20 МПа, 20 — при средней прочности до 30 МПа и 25 — при
средней прочности выше 30 МПа.

7.5 В монолитных зданиях прочность бетона должна определяться в каждой
колонне (или пилоне). Число участков в каждой конструкции должно быть не менее
шести. В качестве единицы прочности колонны (пилона) принимается среднее
значение из всех измерений при условии, что прочность бетона в каждом участке
не отличается от среднего значения более чем на 5 %.

7.6 При контроле прочности бетона монолитных перекрытий, стен и
фундаментов в каждой захватке прочность бетона должна определяться не менее чем
в трех участках.

7.7 При контроле прочности бетона сборных конструкций и оценке класса бетона
в партии число участков определения прочности бетона в произвольно выбранных из
партии конструкциях должно быть не менее трех.

7.8 Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по
градуировочной зависимости, установленной в соответствии с разд. 6 при условии, что измеренное по
разд. 7 значение косвенного показателя находится в пределах между его
наименьшим и наибольшим значениями, полученными при построении градуировочной
зависимости.

7.9 Статистическая оценка класса бетона производится по приложению Д настоящего стандарта.

Статистическая
оценка класса бетона по результатам испытаний ультразвуковым методом
производится только в тех случаях, когда прочность бетона определяется по
градуировочной зависимости, построенной в соответствии с разд. 6 настоящего стандарта.

8 Оформление результатов

8.1 Результаты испытаний оформляют в заключении.

8.2 В заключении приводят:

— данные об испытанных конструкциях с указанием проектного класса и
даты бетонирования и проведения испытаний;

— данные, используемые для построения градуировочной зависимости;

— данные о числе участков определения прочности бетона и об их
размещении;

— прочность бетона участков и среднюю прочность бетона захватки или
колонны, класс бетона.

8.3 Результаты испытаний представляют в табличной форме, в которой указывают
вид конструкций, проектный класс бетона, возраст бетона, прочность бетона
каждого контролируемого участка. Форма таблицы приведена в приложении Е.

8.4 В заключении приводят обработку полученных результатов с указанием
фактического класса бетона.

Приложение А
Способы прозвучивания бетона

1 При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания
ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца
или конструкции в соответствии с рис. 3, а.

Скорость
ультразвука V , м/с, вычисляют по формуле

                                                                            (2)

где t — время распространения ультразвука, мкс;

l —
расстояние между центрами зон установки преобразователей (база прозвучивания),
мм.

2 При измерении времени распространения ультразвука способом
поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают на
одной стороне образца или конструкции в соответствии с рис. 3, б.

а — схема испытания бетона способом сквозного прозвучивания; б — схема испытания бетона способом
поверхностного прозвучивания; УП
— ультразвуковые преобразователи; l — база
прозвучивания

Рисунок 3

Приложение Б
Пример построения градуировочной зависимости с использованием программы EXCEL

Исходные данные для построения градуировочной
зависимости

№ п.п.	V , м/с	R , МПа
1	3245	20,8
2	2470	13,6
3	3095	22,6
4	2870	15,6
5	4320	37,3
6	3615	33,5
7	2655	14,2
8	3780	30,7
9	3490	21,8
10	3840	38,1
11	3400	30,3
12	3255	22,5
13	3940	35,8
14	4070	33,1
15	3340	23,2
16	2940	15,6
17	3130	17,5
18	3305	29,7
19	3765	32,3

Таблица результатов, получаемых по программе EXCEL

0,015570697	-27,18416814
0,001651328	5,662095812
0,839485973	3,403570532
88,909747	17
1029,956503	196,9329702

Данные, необходимые для контроля, из таблицы
результатов

R = 0,0156 V — 27,2

Rср = 25,7

S = 3,4

S/ Rср = 13,2%

r = 0,92

Градуировочная зависимость «Скорость ультразвука —
прочность бетона»

Приложение В
Унифицированная градуировочная зависимость, построенная по данным испытаний
конструкций в возрасте 20 — 30 сут из бетона московских заводов

Примечание –
R = 0,016 V — 27,3.

Приложение Г
Методика уточнения градуировочной зависимости

Значение
прочности бетона, определенное с использованием градуировочной зависимости,
установленной для бетона, отличающегося от испытываемого, умножают на
коэффициент совпадения К _с , значение которого определяют по
формуле

(3)

где R _i — прочность бетона в участке,
определяемая методами отрыва со скалыванием или испытанием кернов по ГОСТ 10180;

R _y — то же, ультразвуковым методом;

n — число
участков, принимаемое не менее пяти.

Значение прочности
бетона не должно отличаться от среднего значения по градуировочной зависимости более чем на ± 30 %.

Определенное
с использованием коэффициента К _с значение
прочности бетона может быть использовано только в том случае, если получаемое с
учетом этого коэффициента значение прочности бетона не выходит за пределы
значений, которые могут быть определены по градуировочной зависимости.

Приложение Д
Оценка класса бетона

1 Статистическая оценка прочности бетона может применяться только в тех
случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости,
построенной в соответствии с требованиями пп. 6.3
— 6.20
настоящего стандарта.

2 Среднюю квадратическую ошибку градуировочной зависимости S _Т определяют по формуле

                                                      (4)

где S _Т.М.Н. — средняя
квадратическая ошибка построенной градуировочной зависимости;

S _Т.М.О.С. — средняя квадратическая ошибка градуировочной
зависимости метода отрыва со скалыванием, принимаемая равной 0,04 средней
прочности бетона участков, использованных при построении градуировочной
зависимости, при анкерном устройстве с глубиной заделки 48
мм; 0,05 средней прочности — глубиной 35
мм; 0,06 средней прочности = глубиной 30
мм и 0,07 средней прочности — глубиной 20
мм.

3 Среднее квадратическое отклонение в группе конструкций, в конструкции
или в контролируемом участке бетона S _m определяют по формуле

                                        (5)

где S _Н.М. — среднее квадратическое отклонение по результатам
ультразвуковых испытаний;

n — число участков испытаний в конструкции;

r — коэффициент корреляции градуировочной зависимости.

4 Условный класс бетона по прочности на сжатие определяют по формуле

B = R _СР /К_Т,                                                                             (6)

где R _СР — средняя прочность бетона, МПа, конструкций, участка
или группы конструкций по данным испытаний неразрушающими методами;

К _Т — коэффициент требуемой прочности, принимаемый по
табл. 2 ГОСТ
18105 в зависимости от V _n = S _m / R _СР .

5 Значение условного класса бетона В отдельной зоны конструкции или
отдельной конструкции, в которой невозможно осуществить число испытаний,
требуемое по п. 7.4 настоящего стандарта, а прочность бетона отдельных участков
отклоняется от средней прочности бетона или участка не более чем на 5 %,
определяют по формуле

                                                                    (7)

где R _i — средняя
прочность бетона участка или средняя прочность бетона конструкций;

t _α — коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от
числа измерений.

Таблица

n-1	3	4	5	6
t α	3,18	2,78	2,57	2,45

6 Статистическая оценка прочности бетона при использовании
градуировочных зависимостей по пп. 6.22;
6.23;
6.25
не допускается.

Приближенное
значение условного класса бетона определяют без статистической обработки,
принимая его равным 80 % средней прочности бетона конструкций, участка или
группы конструкций, но не более минимального частного значения прочности бетона
участка.

При
обследовании конструкций класс бетона определяют по СП
13-102.

Приложение Е
Таблица результатов испытаний

Наименование конструкции, проектный класс бетона, дата бетонирования или возраст бетона испытанной конструкции	№ участка (по схеме) или размещение в осях	Прочность бетона, МПа	Класс бетона
участка	средняя (по захватке или колонне)

ГОСТ 22690-88 БЕТОНЫ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ — Методика и пример установления градуировочных зависимостей и оценка их погрешности Приложение 7

Страница 13 из 17

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справочное

МЕТОДИКА И ПРИМЕР УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ И ОЦЕНКА ИХ ПОГРЕШНОСТИ

1. Уравнение зависимости «косвенная характеристика — прочность» принимают линейным по формуле

                                                                  (3)

где R_H — прочность бетона, МПа;

Н — косвенная характеристика.

Коэффициенты а₀ и а₁ рассчитывают по формулам

                                                                   (4)

.                                            (5)

Средние значения прочности , определенные испытанием образов по ГОСТ 10180, и косвенных характеристик , необходимых для опреде­ления этих коэффициентов, рассчитывают по формулам:

                                                                        (6)

                                                                           (7)

где R_iф и H_i — соответственно значения прочности и косвенной характерис­тики для отдельных серий по ГОСТ 10180;

N — число серий (или отдельных образцов), использованных для построения градуировочной зависимости.

2. После построения градуировочной зависимости по формуле (3) производят ее корректировку отбраковкой единичных результатов испы­таний, не удовлетворяющих условию

                                                                    (8)

где S_T — остаточное среднее квадратическое отклонение, определенное по формуле

                                                     (9)

где R_iH — прочность бетона в i-той серии образцов, определенная по гра­дуировочной зависимости по формуле

                                                                (10)

После отбраковки градуировочную зависимость устанавливают зано­во по формулам (3-5) по оставшимся результатам испытания.

Погрешность определения прочности бетона по установленной зави­симости оценивают по формуле (9).

(см. п. 3.12),                        (11)

то проведение контроля и оценка прочности по полученной зависимости не допускаются.

3. Проверку градуировочной зависимости проводят не реже одного раза в 2 мес.

Для этого изготовляют не менее 6 серий образцов в соответствии с разд. 3 настоящего стандарта.

Для каждой серии образцов определяют единичные значения кос­венной характеристики Н_i и прочности бетона по данным испытания на прессе R_iф (по ГОСТ 10180).

В соответствии с установленной градуировочной зависимостью по по­лученным косвенным характеристикам определяют прочность бетона. Вычисляют среднее значение косвенных характеристик по формуле

                                                                           (12)

где n — число серий, испытанных для проверки градуировочной зависи­мости.

Затем разделяют испытанные серии образцов, единичные значения косвенной характеристики которых не превышают их среднее значение :

                                                                                (13)

Ко второй группе относятся все остальные серии, т.е. те, у которых

                                                                                (14)

Градуировочная зависимость допускается к дальнейшему примене­нию при одновременном выполнении следующих условий:

1) Разность R_iф — R_iН не имеет одинакового знака в пяти из шести испы­танных серий образцов.

2) Среднее квадратическое отклонение S_П прочности бетона в испытанных сериях, определенное по формуле

                                                              (15)

не должно превышать более чем в полтора раза среднее квадратическое отклонение используемой градуировочной зависимости

                                                          (16)

(Измененная редакция).

3) Значение разности (R_iф — R_iН) не должно иметь одинакового знака для серий образцов первой и второй групп.

При невыполнении хотя бы одного из условий градуировочную зави­симость устанавливают заново.

Пример. Прочность бетона проектного класса по прочности В20 кон­тролируют методом отскока прибором КМ. Для установления зависимос­ти между значениями отскока и прочности бетона было испытано в тече­ние 5 сут. 20 серий образцов-кубов размером 100х100х100 мм (N=20). Средние результаты по каждой серии приведены в табл. 10.

Таблица 10

Номер	Значение	Прочность бетона, МПа		Приме-
серии	косвенной характе-	по резуль­татам	по градуировочной зависимости RiH		чание
	ристики Н	на сжатие Riф	до отбра­ковки	после от­браковки	до отбра­ковки	после от­браковки
1	17,7	18,7	22,75	22,72	1,72	1,91
2	18,6	26,7	25,90	25,96	0,34	0,35
3	17,8	24,0	23,10	23,08	0,38	0,44
4	18,1	23,6	24,15	24,16	0,23	0,27
5	16,0	16,0	16,80	16,60	0,34	0,29
6	19,2	27,6	28,00	28,12	0,17	0,25
7	17,8	25,3	23,10	23,08	0,93	1,06
8	19,6	32,2	29,40	29,56	1,19	1,26
9	18,8	26,5	26,60	26,68	0,04	0,09
10	17,8	22,2	23,10	23,08	0,38	0,42
11	16,4	18,4	18,20	18,04	0,08	0,17
12	19,2	31,8	28,00	28,12	1,61	1,75
13	18,5	23,5	25,55	25,60	0,87	1,00
14	19,1	24,4	27,65	27,76	1,38	1,60
15	17,6	20,4	22,40	22,36	0,85	0,93
16	19,2	31,3	28,00	28,12	1,40	1,51
17	18,4	24,9	25,20	25,24	0,13	0,17
18	18,8	26,2	26,60	26,68	0,17	0,23
19	17,2	25,8	21,00	—	2,03	—
20	17,3	21,0	21,35	21,28	0,15	0,13

Среднее значение прочности  и значение отскока  вычисляем по формулам (6) и (7):

                                     

                                                 

Вычисляем по формулам (5) и (4) значения коэффициентов а₁ и а_о:

                                                             

Таким образом, градуировочную зависимость представляем в виде уравнения

R_H=3,5^.Н-39,2.

Значения прочностей R_iH, рассчитанные по градуировочной зависи­мости, приведены в табл. 10.

Остаточное среднее квадратическое отклонение, определенное по фо­рмуле (9), составит

Сравнивая значение фактической прочности R_iф в сериях образцов с прочностью R_iн, определенной по градуировочной зависимости (см. табл. 10), устанавливаем, что условие формулы (8) не выполняется для серии 19, которая подлежит отбраковке.

По оставшимся 19 сериям образцов рассчитывают новые значения ,  и коэффициентов а_о и а₁: ; а₁=3,6; а_о=-41.

Определим значение R_iн (см. табл. 10) и рассчитаем среднее квадрати­ческое отклонение S_т=2,1 МПа.

Для скорректированной градуировочной зависимости по всем сериям образцов условие формулы (8) теперь удовлетворяется (см. табл. 9). Та­ким образом, дальнейшую корректировку проводить не требуется. Иско­мую градуировочную зависимость представляем в виде уравнения

R_н=3,6^.Н-41.                                                                                          

По формуле (11) определим погрешность полученной зависимости. Поскольку то определение прочности бетона по установленной градуировочной зависимости может производиться по настоящему стандарту.

---

МДС 62-1.2000 Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами

(Уточненная редакция)

РАЗРАБОТАНЫ Государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона» — ГУП «НИИЖБ»

Отв. исполнители: Клевцов В.А., Коревицкая М.Г.

ОДОБРЕНЫ Научно-техническим советом ГУП «НИИЖБ» 15.04.1999 г. Протокол N 4/99

ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ в ГУП «Центр проектной продукции в строительстве» 15.12.2000 г.

ВВЕДЕНЫ в действие приказом ГУП «НИИЖБ» от 22.01.2001 г. N 7

ИЗДАНЫ ГУП «НИИЖБ»     

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рекомендации разработаны в дополнение к ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Правила контроля прочности».

Рекомендации состоят из одного раздела, посвященного статистической оценке прочности бетона при испытании его прочности неразрушающими методами. Устанавливается, что статистический анализ прочности допускается только в тех случаях, когда для конкретных условий испытаний строится градуировочная зависимость и определяется ее погрешность. Среднее квадратическое отклонение прочности бетона определяется с учетом этой погрешности. Дается методика учета градуировочной зависимости при статистической оценке прочности бетона.

Разработчики:

Доктор техн. наук, проф. В.А.Клевцов

Ст. научн. сотр., канд. техн. наук М.Г.Коревицкая

1. Настоящие рекомендации разработаны в дополнение к ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Правила контроля прочности» и предназначены для статистической оценки результатов неразрушающего контроля прочности бетона при авторском надзоре разработчиков данных рекомендаций. В данную редакцию рекомендаций внесены незначительные изменения по сравнению с изданными в 2001 г.

2. Статистическая оценка прочности бетона по результатам неразрушающего контроля применима только в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88 и ГОСТ 17624-87, по данным испытаний контрольных образцов неразрушающими методами и под прессом или по данным параллельных испытаний одних и тех же участков методом отрыва со скалыванием и ультразвуковым методом, методом упругого отскока, методом пластических деформаций или методом ударного импульса. При этом среднее квадратическое отклонение градуировочной зависимости не должно превышать 15% от среднего значения прочности бетона образцов или участков конструкций, использованных при построении градуировочной зависимости, а коэффициент корреляции должен быть не менее 0,7.

Допускается использовать градуировочную зависимость при 20% от средней прочности бетона при разрешении разработчиков настоящих рекомендаций.

3. В случае построения градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний одних и тех же участков методом отрыва со скалыванием и другим неразрушающим методом (см. п.2), средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости определяется по формуле

,

где — средняя квадратическая ошибка построенной градуировочной зависимости;

— средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием, принимаемая 0,04 от средней прочности бетона участков, использованных при построении градуировочной зависимости, при анкерном устройстве с глубиной заделки 48 мм; 0,05 средней прочности — глубиной 35 мм; 0,06 средней прочности — глубиной 30 мм и 0,07 средней прочности — глубиной 20 мм.

4. Статистическая оценка прочности бетона при построении градуировочной зависимости по приложению 7 ГОСТ 17624-87 и уточнении градуировочной зависимости по приложению 9 ГОСТ 22690-88, а также при применении приборов градуированных в единицах прочности бетона, не допускается.

5. В тех случаях, когда в качестве единицы прочности бетона может быть принята конструкция или зона конструкции, среднее квадратическое отклонение прочности бетона определяется по формуле

,

где — среднее квадратическое отклонение прочности бетона, полученное по данным испытаний неразрушающими методами;     

— количество участков испытаний, которое рекомендуется принимать 4 при . При , рекомендуется принимать 6.

В случае, когда за единичное значение прочности бетона принимается прочность бетона на контролируемом участке

213 × 48 пикс.     Открыть в новом окне

,

где — количество участков испытаний в конструкции

— коэффициент корреляции градуировочной зависимости.

7. Количество участков испытаний « » рекомендуется принимать не менее 15 при средней прочности бетона до 20 МПа; 20 — при средней прочности бетона до 30 МПа и 25 — при средней прочности бетона 30 МПа и выше. Количество участков может быть меньше, однако при этом будет иметь место завышение , что ведет к занижению класса бетона.

8. При , коэффициента корреляции 0,9 и средней прочности бетона не более 30 МПа, допускается определять по эмпирической формуле

 

9. Класс бетона по прочности на сжатие определяется по формуле ,

где  — средняя прочность бетона в МПа конструкции, участка или группы конструкций по данным испытаний неразрушающими методами;

— коэффициент требуемой прочности, принимаемый по табл.2 ГОСТ 18105 в зависимости от .

10. Приближенное значение класса бетона допускается определять без статистической обработки, принимая его равным 80% от средней прочности бетона конструкции, участка или группы конструкций, но не более минимального частного значения прочности бетона участка.

11. Значение условного класса бетона отдельной зоны конструкции или отдельной конструкции, в которой невозможно осуществить количество испытаний требуемое по п.7 настоящих рекомендаций, а прочность бетона отдельных участков отклоняется от средней прочности бетона или участка не более чем на 5%, определяется по формуле

,

где — средняя прочность бетона участка или средняя прочность бетона конструкции;

— коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от числа измерений.

Таблица  

12. Значение класса бетона, определенное по п.п.9 и 10, должно быть не менее минимального частного значения прочности из числа использованных при определении или .