16

4. Phương pháp kết hợp siêu âm và sung bật nảy:

- Phương pháp ñánh giá tùy thuộc vào mục ñích ñánh giá, loại và số

lượng thông tin ban ñầu ñể giải thích kết quả.

- Phương pháp kết hợp siêu âm và sung bật nảy chia ra 2 nhóm:

* Nhóm 1: nghiên cứu

- Mục tiêu chính là xác ñịnh tốc ñộ tăng trưởng cường ñộ bê tông

và/ hoặc sự khác nhau về cường ñộ giữa các mẫu bê tông trong cùng

một mẻ trộn có cùng cấp phối.

- Mối quan hệ tổng thể giữa cường ñộ chịu nén của bê tông, ñộ bật

nảy của búa và vận tốc song siêu âm phù hợp với ñề xuất chưa chắc

chắn của phương pháp SONREB (xem biểu ñồ hình 2.10)

Hình 2.10 (Suy ra cường ñộ từ ñộ bật nảy & vận tốc siêu âm)

17

- ðộ chính xác của phương pháp khi ñánh giá cường ñộ:

o 10% ñến 14% khi có trước mối quan hệ tương quan với giá trị

cường ñộ của các mẫu ñúc sẵn hay mẫu khoan và khi biết trước

thành phần cấp phối.

o 15% ñến 20% khi chỉ biết trước thành phần cấp phối.

* Nhóm 2: ứng dụng

- Mục tiêu chính là xác ñịnh cường ñộ chịu nén của bê tông ñổ tại

chổ (ñổ tại công trường) khi có nghi ngờ về chất lượng.

- Thậm chí nếu thành phần cấp phối ñược biết trước, vẫn xảy ra

tình trạng cường ñộ bê tông thấp, bề mặt bị rổ do biện pháp và máy

móc thi công; hay cốt liệu và cấp phối bị thay ñổi lúc thi công.

- Do ñó, phương pháp kiểm tra này ñược sử dụng khi chưa biết

trước cốt liệu và cấp phối.

- Phương pháp chung là lập nên mối quan hệ tương quan giữa vận

tốc siêu âm, ñộ bật nảy và cường ñộ chịu nén của mẫu chuẩn trong

phòng thí nghiệm của bê tông dùng cốt liệu ñịa phương.

- Các dạng ñường tương quan này hạn chế sự không chắc chắn do

cốt liệu và cấp phối khác nhau.

- ðộ chính xác ñạt ñược là 12% ñến 16% khi biết trước mẫu ñúc

hay mẫu khoan.

- Các ñường tương quan giữa ñộ bật nảy (R- rebound hammer number)

với tốc ñộ siêu âm (V – ultrasonic pulse velocity) và cường ñộ chịu

nén (S – compressive strength) ứng với các loại cốt liệu và tuổi bê tông

khác nhau, ñược lập vào ñầu những năm 1970 bởi Samarin và

Smorchevsky

- Vì thời gian sóng siêu âm ñi trong bê tông bao gồm tổng thời gian ñi

qua cốt liệu và vữa, nên việc xác ñịnh loại cốt liệu và thời gian sóng ñi

phụ thuộc vào tính chất của vữa xi măng, loại trừ ñược hai biến chính

18

không thể xác ñịnh của ñường tương quan chung. Làm tăng cường ñộ

chính xác của việc xác ñịnh cường ñộ chịu nén.

- Thí nghiệm của Samarin cho thấy ñối với bê tông ở Úc, mối quan hệ

giữa R và S gần tuyến tính. Sự tương quan giữa V và S ñược thể hiện

bởi phương trình bậc 4.

Phương trình tương quan giữa S và R:

S = a0 + a1 R (1)

trong ñó a0, a1 là các hằng số.

Phương trình tương quan giữa S và V:

S = b0 + b1V4 (2)

trong ñó b0, b1 là các hằng số.

Mối quan hệ giữa module ñàn hồi (E) và S là:

E = A S5 (3)

trong ñó A là hằng số phụ thuộc vào khối lượng riêng của bê tông,

phương pháp thống kê ñánh giá cường ñộ và hệ thống ñô lường .

Mối quan hệ giữa E và V là :

E = B V2 (4)

trong ñó B là hằng số phụ thuộc vào khối lượng riêng của bê tông

và hệ số Poisson

- Từ phương trình (3) và (4) có ñược phương trình (2).

- Thí nghiệm của Samarin và Meynink ñối với các mẫu bê tông thuộc 3

nhóm tuổi như sau:

1. ≤ 7 ngày

2. Lớn hơn 7 ngày nhưng không quá 3 tháng

3. ≥ 3 tháng

- Trước ñó, thí nghiệm của Elvery và Ibrahim cho thấy ñộ nhạy của

sóng siêu âm ñối với cường ñộ bê tông là rẩ cao trong vài ngày ñầu,

nhưng sau ñó 5 ñến 7 ngày (tùy ñiều kiện bảo dưỡng) kết quả trở nên

giảm ñộ tin cậy. Hầu hết bê tông có nghi ngờ chất lượng ñược kiểm tra

19

tại công trường ở tuổi từ 1 ñến 3 tháng. Khi kiểm tra mẫu trong phòng

thí nghiệm cũng thực hiện trong khoảng thời gian này.

- ðể thiết lập mối quan hệ tương quan cho các nhóm bê tông có tuổi và

loại cốt liệu khác nhau, bê tông phải có nhiều loại mác và cấp phối

khác nhau ñược ñúc trong phòng thí nghiệm (mẫu trụ).

- Trước khi thử nghiệm nén mẫu, mẫu ñược ñặt nằm ngang trên bệ thí

nghiệm, ño thời gian truyền sóng siêu âm theo chiều dài mẫu, tính ra

vận tốc sóng. Sau ñó ñặt mẫu lên máy nén với lực nén 1.4Mpa. Kiểm

tra 15 số ñọc giá trị bật nảy của súng bắn bê tông trên chu vi mẫu. Có

thể sử dụng mẫu lập phương với cách làm tương tự.

Hình 2.11. Biểu ñồ ñối với bê tông có tuổi và cốt liệu nào ñó

20

- Ưu và nhược ñiểm của phương pháp kết hợp này:

o Các nhược ñiểm của từng phương pháp (súng bật nảy và siêu

âm).

o Một số lưu ý do tính chất của bê tông gây ra các ảnh hưởng

ngược nhau khi sử dụng 2 phương pháp: ñộ ẩm gia tăng sẽ làm

gia tăng tốc ñộ siêu âm nhưng làm giảm ñộ bật nảy.

o Bê tông ñã chưng hấp hay chịu nhiệt ñộ cao không thể sử dụng

phương pháp kết hợp này.

o Vận tốc siêu âm bị ảnh hưởng bởi cốt thép bên trong. Nếu xác

ñịnh ñược vị trí cốt thép thì có thể tránh khi sử dụng phương

pháp này.

o Việc không ñầm chặt bê tông ảnh hưởng ñến việc dự ñoán

cường ñộ bằng phương pháp này. ðối với bê tông siêu dẻo,

cường ñộ tiên ñoán không chính xác lắm, kết quả thật hơi cao

một chút so với dự ñoán bằng phương pháp này.

o Việc xử lý bề mặt bê tông (tô trát, lớp chống mài mòn) ảnh

hưởng ñến ñộ nhạy của vận tốc siêu âm.

o ðộ bật nảy bị ảnh hưởng bởi công tác bảo dưỡng và hoàn thiện

bề mặt.

o Có thể ñạt nhiều kết quả mong muốn với chi phí thấp mà không

ảnh hưởng ñến tính nguyên vẹn của cấu kiện.

o Hạn chế của phương pháp kết hợp là do hạn chế của các phương

pháp thành phần, trừ khi sự khác nhau về tính chất vật liệu làm

ảnh hưởng ñến kết quả của các phương pháp thành phần theo

hướng ngược nhau, lúc ñó sai số có thể tự triệt tiêu.

o Việc thiết lập ñược ñường tương quan có ý nghĩa quan trọng.

o Càng biết nhiều thông tin về cốt liệu, cấp phối, tuổi bê tông và

ñiều kiện bảo dưỡng, sự ñánh giá càng tin cậy.

21

- CHÚ Ý:

o Trong bê tông ñổ tại chổ, có thể có sự khác nhau về cường ñộ

của phần trên và dưới cấu kiện (tường, cột), dộ chênh lệch này

tùy thuộc vào kích thước và hình dạng cấu kiện. Trong cột và

tường, phần trên và dưới có cường ñộ khác nhau từ 20% ñến

30%, có khi sự khác nhau lên ñến 50%.

o Phương pháp thử phá hủy (khoan mẫu) có thể bị ảnh hưởng bởi

một số yếu tố, nên cần ñược xem xét lại khi so sánh với phương

pháp không phá hủy (mẫu khoan theo phương ngang có kết quả

thấp hơn so với mẫu khoan theo phương ñứng tại cùng một vị

trí).

o Phương pháp kết hợp này sử dụng biểu ñồ tương quan ñược

thiết lập cho bê tông với vật liệu ñịa phương là hiệu quả khi

ñánh giá cường ñộ bê tông ñổ tại chổ.

5. Phương pháp ñiện từ xác ñịnh chiều dày lớp bảo vệ, vị trí và ñường

kính cốt thép trong bê tông.

Hình 2.12. Nguyên lý phương pháp từ tính

- Nguyên lý của phương pháp này dựa trên tính chất nhiễm từ của cốt

thép. Nếu di chuyển ñầu kiểm tra có nam châm trên bề mặt bê tông

(Hình 1) thì dựa trên sự thay ñổi trị số lực hút giữa nam châm và cốt

22

thép có thể ước lượng vị trí cốt thép, tức tại ñiểm lực hút mạnh nhất.

Căn cứ trị số lực hút, kích cỡ và từ tính của cốt thép có thể chẩn ñoán

bề dày lớp bê tông bảo vệ.

- Do cốt thép thường có thể ñược ñặt khá dày, giao nhau, ñôi khi gồm

nhiều lớp nên trị số ño tại một vị trí có thể do nhiều cốt thép tạo ra.

ðiều này dẫn ñến việc xác ñịnh vị trí của các thanh thép ñơn lẻ rất khó

khăn.

- Việc xác ñịnh vị trí các thanh cốt thép ñơn lẻ chỉ tin cậy khi khoảng

cách các thanh cốt thép không nhỏ hơn khoảng cách từ cốt thép ñến

máy ño, tức là ñến bề mặt bê tông, và số lớp cốt thép không nhiều hơn

Hình 2.13

- Có hai dạng máy ño : dùng nguồn pin, dùng nguồn ñiện xoay chiều

thông dụng.

o Máy ño chỉ thị dạng kim

o Máy ño chỉ thị số

23

Hình 2.14. Thiết bị ño chỉ thị số

- Hiệu chuẩn máy trước khi tiến hành công việc.

- Hiệu chuẩn máy ở hiện trường.

- Kiểm tra trên bê tông.

Hình 2.15

II. PHƯƠNG PHÁP PHÁ HỦY:

1. Phương pháp khoan lấy mẫu:

- Sử dụng máy khoan tạo lổ, mép mũi khoan gia cường bằng kim cương

công nghiệp, khi khoan phải có nước cung cấp làm mát mũi khoan.

Máy khoan ñược dẫn ñộng ñiện hoặc nhiên liệu (xăng, dầu).