- Thí nghiệm khơng phá hoại mẫu đợc tiến hành ngay trên cơng trình nên cịn đợc gọi là thí nghiệm tại hiện trờng.
2.5.2.1 Cầu thép
Trong quy trình Kiểm định cầu trên đờng ơtơ, điều 3.A.1 quy định “ Khi khơng có số liệu về thép hay kim loại thì có thể sử dụng các đặc trng cơ lý cũng nh hệ số tơng ứng của thép hay kim loại tơng đơng về thành phần hóa học hay tơng đơng về độ cứng”
Thơng thờng ngời ta hay dùng sự tơng đơng về độ cứng để tìm loaị thép tơng đơng với trình tự sau:
- Đo độ cứng của các bộ phận cầu (có thể đo độ cứng Brinell hay độ cứng Rocwell, xem SBVL).
- Tìm loại thép có loại cứng tơng đơng, loại thép này đã có kết quả thí nghiệm hoặc ở trên một cầu nào đó đã có số liệu về đặc trng cơ học.
- Lấy các đặc trng cơ học của thép có độ cứng tơng đơng dùng cho cầu đang thí nghiệm.
Ngồi ra từ độ cứng của kim loại cũng có thể suy ra thành phần cácbon, các giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy, và giới hạn bền, tuy nhiên các giới hạn đàn hồi và giới hạn chảy đợc suy ra từ độ cứng có sai số lớn cịn giới hạn bền có sai số nhỏ hơn và có thể chấp nhận đ- ợc
2.5.2.2 Cầu Bêtông
Trong cầu bêtông nếu việc lấy mẫu thử khó khăn, thơng thờng hay dùng phơng pháp thí nghiệm khơng phá hoại mẫu vì nó khơng gây ra bất kỳ h hỏng nào cho vật liệu của cầu. Hai phơng pháp thí nghiệm
hiện trờng đợc dùng phổ biến ở nớc ta hiện nay là dùng súng bật nẩy và máy siêu âm.
a. Súng bật nẩy.
Sơ đồ cấu tạo của súng bật nẩy nh hình 2-32a,
Hình 2-32: a, Cấu tạo súng bật nẩy b, Bảng tra Trong đó: 1- Thanh va đập 2- Vịng đệm 3- ống 4- Vòng chịu lực 5- Nắp 6- Lò xo giảm chấn 7- Lò xo va đập 8- Khung 9- Búa 10- Thang chia độ 12-Con chạy 13- Thanh trợt 14- Núm bấm giữ 15-Đĩa dẫn hớng 16-Chốt 17- Lị xo hãm 18- Chốt khố 19- Vít 20-Đại ốc hãm 21- Lị xo ép
Khi đo dùng tay cầm súng tựa đầu thanh 1 vào bề mặt bêtông, ấn thân súng cho thanh 1 tụt dần vào thân súng cho đến khi thanh bật lên và đọc số trên thanh chia ứng với con chạy, một số loại máy không cần đọc mà số đọc đợc tự ghi trên băng giấy gắn trên máy. Căn cứ vào số đọc trung bình tra trên bảng kèm theo (hình 2-32b) ở đó trục tung là cờng độ chịu nén của Bê tơng (N/mm2) , trục hồnh là số đọc trung bình, ba đồ thị tơng ứng với ba hớng bắn A (nằm ngang), B (thẳng đứng từ trên xuống), C (thẳng đứng từ dới lên).
Sử dụng súng bật nẩy trong khi thí nghiệm cần chú ý:
- Cần chọn vùng kiểm tra có bề mặt nhẵn, khơ, tốt nhất là chọn mặt đợc tạo hình bằng ván khn. Bề mặt khơng có ván khn phải đợc mài nhẵn trớc khi thí nghiệm. Cần tránh các vùng có khuyết tật (rỗ, rạn, nứt..) .Các điểm bắn cách nhau ít nhất 20mm, và cách mép hoặc gờ 20mm. Việc chọn vùng kiểm tra không bị chi phối bởi cốt thép bên trong bê tơng vì thơng thờng thép khơng ảnh hởng đến kết quả thí nghiệm. Hớng bắn thờng dùng là nằm ngang hoặc từ trên xuống, từ duới lên hoặc có thể bất kỳ nhng khi xử lý kết quả phải chỉnh lý theo hớng bắn.
- Mỗi vùng kiểm tra có kích thớc 30cmx30cm, do trị số bật nảy ở mỗi vùng biến động nhiều nên ở mỗi vùng phải bắn ít nhất 10 lần. Giá trị trung bình của số đọc ở mỗi vùng phải đợc tính từ tất cả các trị số bật nảy đã đọc hoặc đã ghi kể cả các trị số bất thờng cao hay thấp.
- Trên mỗi bộ phận kết cấu hay cấu kiện số vùng kiểm tra ít nhất là 12.
- Phơng pháp thí nghiệm bằng súng bật nảy cho kết quả chính xác khi bê tơng có tuổi từ 7 ngày đến 3 tháng, tốt nhất là tuổi của bê tông từ 14 đến 56 ngày. Nếu tuổi của bê tông lớn hơn 3 tháng kết quả sẽ sai số lớn khi đó cần hiệu chỉnh cờng độ bê tơng.
b. Thí nghiệm bê tơng bằng máy siêu âm
- Một máy siêu âm gồm hai đầu đo: một đầu thu sóng, một đầu phát sóng. Khi đo ngời ta bơi mỡ vào bề mặt bê tơng ở vị trí áp đầu đo, khoảng cách giữa hai đầu đo (a) đợc xác định bởi ngời đo, máy sẽ đo thời gian truyền sóng (t), tốc độ truyền sóng v a
t
= , từ tốc độ truyền sóng tra ra đợc cờng độ của bê tơng.
- Có hai cách đo : đo xun (hình 2-33a) khi chiều dày khối bê tơng khơng lớn và khối bê tơng có hai mặt lộ ra ngoài để áp đợc hai đầu đo, đo bề mặt (hình 2-33b) khi chiều dày khối bê tơng lớn hoặc khối bê tơng chỉ có một mặt áp đợc đầu đo
Hình 3-23: Phơng pháp đo bằng máy siêu âm
A: Khối bêtơng 1: Đầu phát sóng 2: Đầu thu sóng
- Cũng có thể dùng máy siêu âm để đo chiều sâu vết nứt. Trong cùng vùng bê tơng tiến hành đo thời gian truyền sóng ở hai vị trí với
cùng khoảng cách (a) giữa hai đầu đo. Gọi t1 là thời gian truyền sóng đo đợc khi khơng có vết nứt, gọi t2 là thời gian truyền sóng đo đợc khi giữa hai đầu đo có vết nứt (hình 2-34) ta có cơng thức tính chiều sâu vết nứt : 22 12 2 1 * 2 t t a h t − = (2-18)
Trong đó : h-chiều sâu vết nứt (cm) a-khoảng cách hai đầu đo (cm)
1, 2
t t -thời gian truyền sóng (às).
Hình 2-34: Đo chiều vết nứt bằng máy siêu âm
- Để kết quả siêu âm bê tơng chính xác cần chú ý:
+Trên mỗi vùng (300cm2 đến 400cm2) cần tiến hành ít nhất một lần đo vận tốc sóng siêu âm. Cũng nh súng bật nảy trên mỗi bộ phận kết cấu hay cấu kiện, số vùng kiểm tra ít nhất là 12.
+ Nếu đo vận tốc sóng siêu âm để xác định cờng độ bê tơng thì phải quan sát để đặt đầu đo, sao cho trong phạm vi giữa hai đầu đo bê tơng khơng có vết nứt.
+ Kết quả thí ngiệm bằng phơng pháp siêu âm khơng phụ thuộc nhiều vào tuổi của bê tông.
+ Cùng một kết cấu khi có thể đo xuyên và đo bề mặt thì nên u tiên phơng pháp đo xuyên
- Tốc độ sóng siêu âm càng cao thì chất lợng bê tơng càng cao, nếu trong phạm vi hai đầu đo khơng có vết nứt thì kết quả đo theo siêu âm cao hơn súng bật nảy, trong thực tế hiện nay ngời ta thờng đo kết hợp cả súng bật nảy và siêu âm, trong nhiều máy siêu âm có chơng trình xử lý số liệu đo bằng súng bật nảy.