Bài viết sau đây trình bày cách thức áp dụng phương pháp siêu âm trong việc xác định cường độ nén của bê tông trong các kết cấu bê tông cốt thép tại hiện trường, qua đó giúp cho việc quản lý tốt chất lượng công tác thi công kết cấu bê tông cốt thép tại công trường.
KHOA HC & CôNG NGHê S dng phng phỏp siờu âm đánh giá chất lượng bê tông trường Assessment of concrete quality using ultrasonic method Đỗ Trường Giang Tóm tắt Bài viết sau trình bày cách thức áp dụng phương pháp siêu âm việc xác định cường độ nén bê tông kết cấu bê tơng cốt thép trường, qua giúp cho việc quản lý tốt chất lượng công tác thi công kết cấu bê tông cốt thép công trường Từ khóa: Siêu âm, khơng phá hủy, thí nghiệm, bê tông, đánh giá Abstract This paper presents the application of nondestructive testing method using ultrasonic equipment to determine the compressive strength of concrete in RC members Key words: Ultrasonic, Non-destructive, Testing, Concrete, Assessment Đặt vấn đề Cường độ chịu nén thông số quan trọng đặc trưng cho chất lượng bê tông Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hành, có phương pháp khơng phá hủy để xác định cường độ chịu nén bê tơng nhằm kiểm sốt chất lượng sản phẩm bê tơng cơng trường xây dựng là: Phương pháp sử dụng súng bật nảy [1], phương pháp sử dụng xung siêu âm [2] phương pháp kết hợp [3] Tuy nhiên với phương pháp [1] áp dụng với bê tơng có cường độ nén khơng vượt q 50 MPa (B40), phương pháp [3] lại áp dụng với bê tơng có cường độ nén khơng q 35MPa (B25) Phương pháp [2] áp dụng cho loại bê tơng có cường độ nén đến 60 MPa (B45) 60 MPa Thực tế công trình xây dựng sử dụng bê tơng có mác 40-60MPa (B30-B45) phổ biến, phương pháp sử dụng vận tốc xung siêu âm để đánh giá chất lượng bê tông công trường phù hợp với tình hình xây dựng Thiết lập đường chuẩn quan hệ vận tốc xung siêu âm (V) cường độ bê tông (R) Việc xây dựng đường chuẩn R-V tiến hành dựa mẫu đúc tiêu chuẩn (dùng việc xác định cường độ bê tơng cơng trình xây dựng mới) lõi khoan (dùng trường hợp cần kiểm định chất lượng cơng trình xây dựng) [2] Phần số liệu trình bày sau thiết lập đường chuẩn vận tốc-cường độ để kiểm tra cường độ bê tơng cột tầng hầm cơng trình xây dựng Hà Nội phương pháp siêu âm, bê tông mác 50 MPa (B40) 2.1 Số liệu thí nghiệm mẫu chuẩn Để phục vụ cho công tác kiểm tra đánh giá chất lượng bê tông trường, tiến hành đúc 20 tổ mẫu tiêu chuẩn (mẫu lập phương có cạnh 150mm), tổ mẫu chế tạo bảo dưỡng điều kiện điều kiện thi công trường Tiến hành thí nghiệm sau mẫu đạt cường độ thiết kế (07 ngày) theo thiết kế cấp phối nhà cung cấp bê tông Số liệu thí nghiệm bảng 2.2 Xây dựng đường chuẩn quan hệ R-V Việc thiết lập đường chuẩn theo số liệu thí nghiệm theo dẫn TCVN 9357: 2012 thực sau: Cường độ R m (MPa) vận tốc xung siêu âm trung bình V (m/s) là: Bảng - Số liệu thí nghiệm giá trị V – R Thứ tự Vận tốc xung Cường độ, (MPa) Thứ tự Vận tốc xung Cường độ, (MPa) tổ mẫu siêu âm Vi, Theo kết nén tổ mẫu siêu âm Vi, Theo kết nén m/s m/s mẫu, (Rmi) mẫu, (Rmi) ThS Đỗ Trường Giang Bộ môn Kết cấu Bê tông cốt thép Gạch đá Khoa Xây dựng ĐT: 0982574513 Email: giangdt91@gmail.com Ngày nhận bài: 31/5/2018 Ngày sửa bài: 06/6/2018 Ngày duyệt đăng: 05/5/2020 40 4873 58,9 11 4800 58,2 4880 61,8 12 4843 59,0 4843 62,3 13 4827 58,3 4907 62,4 14 4850 57,7 4873 66,2 15 4877 58,1 4830 59,1 16 4820 57,3 4903 58,4 17 4827 60,2 4857 61,1 18 4830 59,0 4837 56,3 19 4860 59,9 10 4880 58,5 20 4900 61,0 TP CH KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG Bảng – Kết xây dựng đường chuẩn V - R Thứ tự Vận tốc xung tổ mẫu siêu âm Vi, m/s Ri − Rm i Cường độ, MPa S Theo đường chuẩn (Ri) Theo kết nén mẫu, (Rmi) Chưa xử lý Sau xử lý Chưa xử lý Sau xử lý 4873 58,9 60,27 59,82 4880 61,8 60,47 59,99 0,617 1,122 4843 62,3 59,39 59,14 1,352 1,955 4907 62,4 61,27 60,61 0,524 1,107 4873 66,2 60,27 - 2,759 - 4830 59,1 59,02 58,84 0,038 0,158 4903 58,4 61,15 60,52 1,280 1,310 4857 61,1 59,80 59,46 0,605 1,016 4837 56,3 59,22 59,00 1,357 1,672 10 4880 58,5 60,47 59,99 0,917 0,919 11 4800 58,2 58,16 58,17 0,018 0,018 12 4843 59,0 59,39 59,14 0,182 0,086 13 4827 58,3 58,93 58,78 0,293 0,295 14 4850 57,7 59,59 59,30 0,881 0,989 15 4877 58,1 60,38 59,92 1,062 1,123 16 4820 57,3 58,73 58,62 0,665 0,816 17 4827 60,2 58,93 58,78 0,590 0,880 18 4830 59,0 59,02 58,84 0,008 0,096 19 4860 59,9 59,89 59,53 0,007 0,231 20 4900 61,0 61,06 60,45 0,030 0,342 = Rm = V Loại bỏ Độ lệch bình phương trung bình tính: 4873+ 4880+ + 4900 = 4856 m / s = S 20 Cường độ lớn nhỏ mẫu Rmimin = 56,3 MPa; Rmimax = 66,2 MPa Vì Rmimax-Rmimin= 9,9 MPa > x 59,69 x (60 –59,69)/100 = 0,376 MPa nên dùng đường chuẩn dạng phi tuyến R = b0 x eb1V (58,9−60,27)2 + (61,8−60,47)2 + + (61,0−61,06)2 = 2,151 18 (MPa) Ri − Rmi Đối chiếu điều kiện ≤ , tổ mẫu số S loại bỏ Tính lại thơng số R m , Vm , b0, b1 19 tổ mẫu lại, kết sau: R m =59,34 MPa, Vm =4855m/s, b0=9,209 b1=0,000384 Phương trình đường chuẩn sau Với: n ∑ (V −Vi )×(ln Rm −ln Rmi ) b1 = i =1 n ∑ (V −Vi ) i =1 ; b0 = eln Rm −b1V Chú thích Kết tính được: b0=5,616 b1=0,000487 58,9+ 61,8+ + 61,0 = 59,69 20 ; n n ∑ Rmi ∑ Vi Rm = i =1 V = i =1 lR = n n ; n m ; ; ≤2 hiệu chỉnh là: R = 9,209 × e 0,000384V Kết xây dựng đường chuẩn V-R (xem bảng 2) n ∑l R i =1 n mi n Trong đó: Rmi cường độ tổ mẫu thứ i; Vi vận tốc tổ mẫu thứ i; n số tổ mẫu thí nghiệm để xây dựng đường chuẩn Sai số xác định cường độ theo kết đo siêu âm: Với phương pháp đo xuyên số liệu S nên Sc ×100% = 2,151×100% = 2,72%