Μη καταστροφικός Έλεγχος Σκυροδέματος

Transcript

1 Μη καταστροφικός Έλεγχος Σκυροδέματος 1. Εισαγωγή Οι μέθοδοι μη-καταστροφικού ελέγχου του σκυροδέματος (ή έμμεσες μέθοδοι) αποσκοπούν στην εκτίμηση ορισμένων ιδιοτήτων ή χαρακτηριστικών του υλικού σε παλαιές ή νέες κατασκευές βάσει πειραματικών διαδικασιών που δεν επιφέρουν ζημιά (όπως είναι η θραύση πυρήνων). Γενικά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: (α) σε αυτές που στηρίζονται στη μέτρηση μίας ιδιότητας του σκυροδέματος (π.χ. επιφανειακή σκληρότητα, μέτρο ελαστικότητας) βάσει της οποίας εκτιμάται η αντοχή, η ανθεκτικότητα σε διάρκεια κ.τ.λ. και (β) σε αυτές που αποσκοπούν στον προσδιορισμό διαφόρων χαρακτηριστικών, όπως η θέση, η διάμετρος και η κατάσταση των ράβδων οπλισμού, περιοχές κακής συμπύκνωσης, περιεκτικότητα σε υγρασία κ.τ.λ. Οι μέθοδοι που ενδιαφέρουν περισσότερο είναι συνήθως αυτές που στηρίζονται σε σχέσεις μεταξύ αντοχής και άλλων ιδιοτήτων, οι οποίες έχουν στατιστικό χαρακτήρα. Ας σημειωθεί ότι στην διασπορά των τιμών της αντοχής προστίθεται και αυτή που προέρχεται από την ασάφεια της σχέσης αντοχής-μετρούμενης ιδιότητας, καθώς και η διασπορά στη μέτρηση της ιδιότητας, δίνοντας συνολική διασπορά της τάξης του 20-30%. Έτσι γενικά συνιστάται η χρήση των μεθόδων αυτών να γίνεται από έμπειρο προσωπικό και σε συσχέτιση με εργαστηριακές μεθόδους, το δε αποτέλεσμα να θεωρείται ενδεικτικό και χρήσιμο κυρίως για σύγκριση της ποιότητας του σκυροδέματος από περιοχή σε περιοχή 2. Μέθοδος Κρουσιμέτρου (σφύρα Schmidt): Η μέθοδος του κρουσιμέτρου αποτελεί μία μέθοδο μη καταστροφικού ελέγχου (in situ) η οποία βασίζεται στην μέτρηση της επιφανειακής σκληρότητας σκυροδέματος και λίθων και αποσκοπεί: στον έμμεσο (κατόπιν κατάλληλης βαθμονομήσεως του οργάνου) προσδιορισμό της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέματος, λίθων και κονιάματος στον έλεγχο επιφανειακής σκληρότητας και ομοιογένειας κυρίως του σκυροδέματος αλλά και άλλων υλικών δομήσεως Η μέθοδος του κρουσιμέτρου εφαρμόζεται σε κτίρια από σκυρόδεμα ή τοιχοποιία και συνίσταται η χρήση της, συνδυαστικά και με άλλες μεθόδους προς επίτευξη πιο αξιόπιστων αποτελεσμάτων. Στη μέθοδο αυτή εφαρμόζεται στην επιφάνεια του σκυροδέματος πρόσκρουση ενός βαθμονομημένου σφυριού (κρουσίμετρο). Το μέγεθος της αναπήδησης του σφυριού μετράται και είναι σε άμεση σχέση με τα δεδομένα του κατασκευαστή προκειμένου να προσδιοριστεί η αντοχή του σκυροδέματος. Η μέθοδος βασίζεται στο συσχετισμό της σκληρότητας της επιφάνειας του σκυροδέματος με τη θλιπτική αντοχή του. Με τη μέθοδο αυτή προσδιορίζεται η σκληρότητα της επιφάνειας του σκυροδέματος ανάλογα με το ύψος αναπήδησης του κρουσίμετρου. Η μέτρηση του δείκτη επιφανειακής σκληρότητας του σκυροδέματος έχει μικρότερο ποσοστό σφάλματος για ηλικίες σκυροδέματος μεταξύ 14 ημερών και 3 μηνών. Βασική αρχή της μεθόδου είναι ότι η αναπήδηση ελαστικής μάζας εξαρτάται από τη σκληρότητα της επιφάνειας πάνω στην οποία γίνεται η κρούση. Το κρουσίμετρο αναπήδησης (Σχ. 2.1), πιέζεται προς την επιφάνεια του σκυροδέματος, με αποτέλεσμα το έμβολο που πιέζεται (προς το σκυρόδεμα) να προκαλεί την αναπήδηση της μάζας που είναι στερεωμένη στο εσωτερικό του μέσω ελατηρίου., που αρχικά είναι τεντωμένο. Η αναπήδηση της μάζας συσχετίζεται με την αντοχή του σκυροδέματος μέσω καμπυλών, που έχουν προκύψει από πειραματικά αποτελέσματα. Σχ. 2.1 Κρουσίμετρο αναπήδησης

2 Επειδή τα αποτελέσματα της δοκιμής είναι ευαίσθητα στην παρουσία αδρανών ή κενών στην επαφή με το έμβολο, συνιστάται να γίνονται περίπου μετρήσεις στην ίδια περιοχή του σκυροδέματος και να λαμβάνεται ο μέσος όρος. Επίσης, η κρούση πρέπει να γίνεται πάντα κάθετα προς την επιφάνεια, η οποία πρέπει να είναι λεία. Η θέση του κρουσίμετρου προς την κατακόρυφο επηρεάζει κάπως τα αποτελέσματα και αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στις καμπύλες συσχετισμού. Η σχέση αναπήδησης-αντοχής δεν είναι μοναδική, αλλά εξαρτάται από παράγοντες σχετικούς με την ποιότητα της επιφάνειας του σκυροδέματος, όπως είναι η συμπύκνωση, το τελείωμα, η ποιότητα και ποσότητα τσιμέντου, η ηλικία, η υγρασία, η θερμοκρασία περιβάλλοντος, ο βαθμός ενανθράκωσης κ.τ.λ. Γι αυτό, οι καμπύλες συσχετισμού θα πρέπει να έχουν προκύψει από τη μέτρηση αντοχών πυρήνων από σκυρόδεμα (εργαστηριακά) με τα ίδια ή παρόμοια χαρακτηριστικά (π.χ. σύσταση, σύνθεση) με το υπό εξέταση σκυρόδεμα. Τυπικά δεδομένα για τη συσχέτιση της αντοχής κύβου σκυροδέματος 28 ημερών (f c ), με την αναπήδηση κρουσίμετρου (που λέγεται και συντελεστής αναπήδησης) δίνονται στο Σχ Τα σκυροδέματα παρασκευάστηκαν από ασβεστολιθικά αδρανή, με τσιμέντα Ι/35 και ΙΙ/35, και λόγο Ν/Τ από Η σχέση που περιγράφει καλύτερα τα πειραματικά αποτελέσματα είναι της μορφής: f c = -14, ,058R + 0,0147R 2 (MPa) στην οποία R είναι ο συντελεστής αναπήδησης. Τονίζεται πάντως ότι η ακρίβεια της μεθόδου με κατάλληλα βαθμονομημένο κρουσίμετρο είναι της τάξης του ± 15-20% για δοκίμια στο εργαστήριο και του ± 25% για πραγματικές κατασκευές. Σχ Αντοχή κυβικών δοκιμίων σε 28 ημέρες, συναρτήσει της ένδειξης του κρουσιμέτρου Η ισοδύναμη αντοχή κύβου 15 x 15 x 15 cm μπορεί να υπολογιστεί με την εμπειρική σχέση του Λογοθέτη (1979) για ηλικία σκυροδέματος μεγαλύτερη από 3 μήνες f c = 0,023R 2 + 0,535R 9,59 (MPa) Στον παρακάτω πίνακα δίνονται στοιχεία από την διεθνή βιβλιογραφία (A. Neville 1975 & Taywood Eng. Ltd 1986) για ποιοτική κατάταξη του σκυροδέματος αναλόγως των ενδείξεων του κρουσιμέτρου. Α/Α Δείκτης Κρουσιμετρήσεως R Ποιότητα 1 >45 Εξαιρετική Καλή Μέτρια Κακή 5 < 20 Απομίξεις, ρωγμές 2.1 Περιορισμοί της μεθόδου Μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι απαιτούνται συχνές βαθμονομήσεις του οργάνου ανάλογα με τον τύπο τσιμέντου που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε, καθώς και την ποιότητα των αδρανών (σκληρά, μαλακά, κτλ.). Επίσης τα αποτελέσματα μπορούν να επηρεαστούν από τις επιφανειακές συνθήκες και τις διαστάσεις του σκυροδέματος. Συνήθως η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων είναι επαρκής μέχρι βάθος 30 mm. Γενικά πάντως συνιστάται η μέθοδος της κρουσιμέτρησης να συνδυάζεται με κάποια άλλη μέθοδο διάγνωσης βλαβών, όπως π.χ. τη μέθοδο της λήψης πυρήνων που αναφέρεται παρακάτω.

3 Οι επιφάνειες που ελέγχονται με τη μέθοδο της κρουσιμέτρησης πρέπει να είναι απολύτως λείες, αφού έχει παρατηρηθεί ότι η αξιοπιστία του κρουσίμετρου είναι αυξημένη στις λείες επιφάνειες. Εκτός από τις ανώμαλες επιφάνειες, ακατάλληλες είναι επίσης αυτές που προκύπτουν από κοπή. Επίσης, συνιστάται οι μετρήσεις να γίνονται σε ξηρά στοιχεία γιατί η παρουσία υψηλού ποσοστού υγρασίας στο σκυρόδεμα του δοκιμίου έχει σαν αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της αξιοπιστίας του οργάνου. Ένας πρόσθετος παράγοντας που μπορεί να επιφέρει μεγάλες αποκλίσεις μεταξύ της πραγματικής αντοχής του σκυροδέματος και αυτής που υπολογίζεται με τη μέθοδο της κρουσιμέτρησης είναι το βάθος ενανθράκωσης. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος συνιστάται η αφαίρεση μίας επιφανειακής στρώσης πάχους έως 5 mm από την επιφάνεια του δοκιμίου. Κρουσίμετρα απλούστερης μορφής χρησιμοποιούνται επίσης για τον προσδιορισμό περιοχών του σκυροδέματος που έχουν μεγάλα εσωτερικά κενά. Οι περιοχές αυτές εντοπίζονται από τις αλλαγές στον ήχο που παράγει η αναπήδηση του οργάνου πάνω στην επιφάνεια του σκυροδέματος. Οι έλεγχοι αυτού του είδους κατά κανόνα συνοδεύουν τους οπτικούς ελέγχους, αλλά τα αποτελέσματά τους δεν είναι ιδιαίτερα ακριβή, γι αυτό και έχουν εκτοπιστεί από άλλες πιο αξιόπιστες μεθόδους. Σε κάθε περίπτωση απαιτούνται κατ ελάχιστο οκτώ έλεγχοι κρουσιμέτρησης ανά όροφο και δεκαέξι ανά κτίριο. Δεν πρέπει να λαμβάνονται περισσότερες από μία μετρήσεις από το ίδιο σημείο, αφού η πρώτη κρούση μπορεί να επηρεάσει την επιφάνεια του στοιχείου και συνεπώς τα αποτελέσματα της επόμενης μέτρησης. Όταν χρησιμοποιείται κρουσίμετρο σε τοιχοποιία, θα πρέπει να τοποθετείται στο κέντρο του στοιχείου. Οι εκτιμήσεις των ελέγχων πάνω στην τοιχοποιία αντιστοιχούν στις τιμές αντοχής του στοιχείου και του ασβεστοκονιάματος (σοβά). Η μέθοδος αυτή είναι χρήσιμη για την εκτίμηση της αντοχής του εξωτερικού φλοιού ενός στοιχείου που απαρτίζεται από πολλά στρώματα. 3. Μέθοδος Υπερήχων Η μέθοδος των υπερήχων αποτελεί μία πολύ αξιόπιστη μέθοδο η οποία βασίζεται στην μέτρηση της ταχύτητας διάδοσης τασικών κυμάτων διά μέσου του υλικού. Η ανωτέρω μέθοδος επιτυγχάνει: - τον προσδιορισμό της θλιπτικής αντοχής του δομικού στοιχείου - τον έλεγχο ομοιομορφίας στο εσωτερικό των δομικών στοιχείων όπως π.χ. εντοπισμό κοιλοτήτων - τον προσδιορισμό πάχους στρώματος δομικού στοιχείου που έχει υποστεί φθορά - τον εντοπισμό ρωγμών και την εκτίμηση βάθους αυτών - την αποτίμηση του μέτρου ελαστικότητας δομικού στοιχείου Η μέθοδος ελέγχου ιδιοτήτων δομικών στοιχείων μέσω υπερήχων εφαρμόζεται σε κτίρια από σκυρόδεμα και τοιχοποιία. Η μέθοδος των υπερήχων αποτελεί μία έμμεση μη καταστροφική μέθοδο. Η συσκευή αποτελείται από δύο κρυστάλλους εκ των οποίων ο ένας είναι πομπός και ο άλλος δέκτης. Η επιβολή κατάλληλου ρεύματος έχει σαν αποτέλεσμα ο κρύσταλλος-πομπός να πάλλεται με την φυσική του συχνότητα. Η ταλάντωση του κρυστάλλου παράγει τασικά κύματα τα οποία διαδίδονται διά μέσω του σκυροδέματος. Ταυτόχρονα με την δημιουργία του παλμού του ηλεκτρικού ρεύματος, ένα χρονόμετρο ακριβείας τίθεται σε λειτουργία. Μόλις ο παλμός φθάσει στον δέκτη παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα το οποίο σταματά το χρονόμετρο και στην οθόνη της συσκευής αναγράφεται ο αντίστοιχος χρόνος. Αν το πάχος του δοκιμίου ισούται με l και ο χρόνος που χρειάστηκε το υπερηχητικό κύμα για να το διανύσει t, τότε η ταχύτητα των υπερήχων v (σε km/s) δίνεται από την σχέση. v=l/t Για την καλύτερη επαφή των κρυστάλλων στην επιφάνεια του σκυροδέματος χρησιμοποιείται λιπαντική ουσία η οποία καλύπτει τις ατέλειες της εξωτερικής επιφάνειας του στοιχείου. Η λιπαντική ουσία μπορεί να είναι γράσο ή βαζελίνη ή γενικά κάποιο παράγωγο του πετρελαίου. Η ποιότητα και η ομοιομορφία του σκυροδέματος της κατασκευής μπορεί να εκτιμηθεί με την εκπομπή υπερήχων διαμέσου του σκυροδέματος και τη μέτρηση της ταχύτητάς τους. Οι μετρούμενες τιμές εξαρτώνται από την υφή της επιφάνειας, την υγρασία και τη θερμοκρασία, το μήκος της διαδρομής, αλλά κυρίως είναι συνάρτηση του οπλισμού, των ενδεχόμενων εσωτερικών ατελειών και ρωγμών του σκυροδέματος, καθώς και της πυκνότητάς του. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται στοιχεία από την διεθνή βιβλιογραφία (A. Neville 1975 & Taywood Eng. Ltd 1986) για ποιοτική κατάταξη του σκυροδέματος αναλόγως των ενδείξεων των υπερήχων.

4 Α/Α Ταχύτητα Υπερήχων v[km/s] Ποιότητα 1 > Εξαιρετική Καλή Μέτρια 4 < Κακή 5 < Απόμειξη - ρωγμές Η μέθοδος των υπερήχων είναι εξαιρετικά δημοφιλής όχι μόνο για τον εντοπισμό ατελειών (ρωγμές, πόροι, κτλ.) στη δομή του σκυροδέματος, αλλά επίσης για την εκτίμηση της θλιπτικής αντοχής, του μέτρου ελαστικότητας, της σταθεράς του Poisson και της ποιότητας του σκυροδέματος. Επίσης, με τη μέθοδο των υπερήχων μπορούν να μετρηθούν αλλαγές που παρατηρούνται με την πάροδο του χρόνου στις ιδιότητες του σκυροδέματος των κατασκευών. Στα πλεονεκτήματα της μεθόδου συμπεριλαμβάνονται το χαμηλό κόστος των οργάνων και η ευκολία στη χρήση τους. Στα μειονεκτήματα συγκαταλέγεται το γεγονός ότι η πυκνότητα και οι διαβαθμίσεις στο μέγεθος των αδρανών του σκυροδέματος μπορούν να επηρεάσουν τα αποτελέσματα. Η αρχή της δοκιμής ταχύτητας υπερήχων είναι ότι η ταχύτητα του ήχου, v, που διαδίδεται μέσω στερεού σώματος συνδέεται με το μέτρο ελαστικότητας, E, και την πυκνότητα, ρ, του σώματος βάσει της σχέσης: E v= ρ Η σχέση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του μέτρου ελαστικότητας σκυροδέματος γνωστής πυκνότητας (δυναμικό μέτρο ελαστικότητας, E cd ), το οποίο συσχετίζεται με την αντοχή. Ο εξοπλισμός της δοκιμής περιλαμβάνει βασικά έναν πομπό σε επαφή με το σκυρόδεμα και ένα δέκτη επίσης σε επαφή με το σκυρόδεμα αλλά σε ορισμένη απόσταση από τον πομπό (Σχ. 3.1). Ο πομπός παράγει υπερήχους (ηχητικά κύματα ταχύτητας πάνω από m/sec) από έναν ηλεκτροακουστικό κρύσταλλο βάσει του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου, ενώ ο δέκτης (που είναι επίσης ηλεκτροακουστικός) συλλαμβάνει τους υπερήχους και τους μετατρέπει σε ηλεκτρικό σήμα, που μέσω ενισχυτή καταγράφεται σε παλμογράφο. Ο χρόνος που απαιτείται για τη διάδοση της ταλάντωσης από τον πομπό στο δέκτη μετράται ηλεκτρονικά με ακρίβεια, και με γνωστή την απόσταση πομπού-δέκτη υπολογίζεται η ταχύτητα των υπερήχων. Σχ. 3.1 Μέθοδος μέτρησης ταχύτητας υπερήχων με (α) απευθείας μετάδοση, (β) ημι-απευθείας μετάδοση και (γ) επιφανειακή μετάδοση. Η ευαισθησία των οργάνων, άρα και η ακρίβεια της μεθόδου, μεγιστοποιείται όταν η μετάδοση γίνεται απευθείας (Σχ. 3.1α), οπότε μετρώνται μόνο διαμήκη κύματα, ενώ σε περιπτώσεις ημι-απευθείας μετάδοσης (Σχ. 3.2β) ή επιφανειακής μετάδοσης (Σχ. 3.3γ) το σήμα επηρεάζεται και από εγκάρσια ή επιφανειακά κύματα. Η σχέση ταχύτητας-αντοχής εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η διαβάθμιση, το μέγεθος, ο τύπος και το ποσοστό αδρανών, ο τύπος τσιμέντου, ο λόγος Ν/Τ, τα πρόσθετα, ο βαθμός συμπύκνωσης, οι συνθήκες συντήρησης, η ηλικία, η υγρασία και θερμοκρασία του σκυροδέματος, το μέγεθος και σχήμα του δοκιμίου, η τυχόν παρουσία οπλισμού, η ύπαρξη ρωγμών κ.τ.λ. Γι αυτό, οι καμπύλες συσχετισμού ταχύτητας-αντοχής θα πρέπει να έχουν προκύψει από τη μέτρηση αντοχών πυρήνων από σκυρόδεμα (εργαστηριακά) με τα ίδια ή πολύ παρόμοια χαρακτηριστικά με το υπό εξέταση σκυρόδεμα. Έτσι, η μέθοδος είναι χρήσιμη περισσότερο για τον ποιοτικό έλεγχο παρόμοιων σκυροδεμάτων (οπότε θα διαγνωστεί η πιθανή ελλιπής συμπύκνωση ή η μεταβολή στο λόγο Ν/Τ), και λιγότερο για την εκτίμηση της αντοχής σκυροδέματος σε υφιστάμενες κατασκευές.

5 Τυπικά δεδομένα για τη συσχέτιση της αντοχής κύβου σκυροδέματος 28 ημερών (f c ), με την ταχύτητα υπερήχων δίνονται στο Σχ Τα σκυροδέματα παρασκευάστηκαν από ασβεστολιθικά αδρανή, με τσιμέντα Ι/35 και ΙΙ/35, και λόγο Ν/Τ από Εδώ, η σχέση που περιγράφει καλύτερα τα πειραματικά αποτελέσματα είναι της μορφής: f c = 440,1 221,6v + 28,9v 2 (MPa) στην οποία v είναι η ταχύτητα υπερήχων Σχ Αντοχή κυβικών δοκιμίων σε 28 ημέρες, συναρτήσει της ταχύτητας υπερήχων 3.2 Περιορισμοί Η μέτρηση της ταχύτητας απαιτεί την τοποθέτηση των ακροδεκτών εκατέρωθεν του στοιχείου. Οι επιφάνειες του στοιχείου πρέπει να είναι σχετικά λείες. Τραχείες επιφάνειες πρέπει να λειαίνονται για καλύτερη λειτουργία των ακροδεκτών. Αν υπάρχουν κενά αέρα μεταξύ του ακροδέκτη και της επιφάνειας του στοιχείου, η χρονική διαδρομή του παλμού θα αυξηθεί, με αποτέλεσμα να έχουμε λανθασμένες ενδείξεις. Ράβδοι οπλισμού προσανατολισμένες στη διεύθυνση κίνησης των παλμών επηρεάζουν τις μετρήσεις, αφού οι υπέρηχοι κινούνται διαμέσου του χάλυβα με μεγαλύτερη ταχύτητα απ ότι στο σκυρόδεμα 4. Μέθοδος Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων Η μέθοδος των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων αποτελεί μία πολύ αξιόπιστη μέθοδο και στην ανάκλαση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που παράγονται από το όργανο και τα οποία αντανακλώνται στον χάλυβα του υπό εξέταση στοιχείου. Ο εξοπλισμός, περιλαμβάνει πομποδέκτη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ο οποίος κινείται επί επίπεδης επιφάνειας σκυροδέματος και ενσωματωμένο Η/Υ. Με την μέθοδο των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων επιτυγχάνεται: - ο προσδιορισμός της διαμέτρου των οπλισμών (διαμήκης οπλισμός και συνδετήρες) - ο προσδιορισμός της στάθμης των οπλισμών (θέση και βάθος ολισμών) Οι ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι εφαρμόζονται σε κτίρια οπλισμένου σκυροδέματος. Διάφοροι τύποι κινητών επαναφορτιζόμενων συσκευών διατίθενται στο εμπόριο. Ανάλογα με τον τύπο τους, τα όργανα αυτά μπορούν να μετρήσουν την επικάλυψη με ένα σφάλμα της τάξης του ±10% για βάθος μέχρι 180 mm. Αν και τα όργανα που χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή της μεθόδου αυτής είναι πολύ δημοφιλή, κυρίως γιατί είναι φορητά, ανιχνεύουν με ακρίβεια τη θέση της εξωτερικής στρώσης οπλισμού μόνο και, κατά συνέπεια, είναι περισσότερο αποδοτικά για τον εντοπισμό του οπλισμού πλακών με μία στρώση οπλισμού. Η αξιοπιστία τους μειώνεται στην περίπτωση πλακών οπλισμένων με πλέγμα ή δοκών και υποστυλωμάτων με περισσότερες από μία στρώσεις οπλισμού, καθώς και με την αύξηση του πάχους της επικάλυψης. Επίσης, όταν κάποια από τα συστατικά του σκυροδέματος (π.χ. ποζολάνες, άμμος, κτλ.) εμπεριέχουν μαγνητικά στοιχεία, οι μετρούμενες τιμές απαιτούν ειδική βαθμονόμηση Για στοιχεία με δυο στρώσεις οπλισμού, ο μαγνητικός ανιχνευτής χρησιμοποιείται μόνο για την εύρεση των ράβδων οπλισμού, που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια εφαρμογής της ανίχνευσης. Η συσκευή απαιτείται να χρησιμοποιηθεί και στις δυο επιφάνειες του στοιχείου για να εντοπισθούν οι ράβδοι

6 οπλισμού. Όταν ο οπλισμός είναι σε δύο στρώσεις, η απομακρυσμένη στρώση επηρεάζει τις ενδείξεις του ανιχνευτή 5. Θερμογράφηση με υπέρυθρη ακτινοβολία Μία πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας τοποθετείται στη μία πλευρά του υπό έλεγχο στοιχείου και η ροή υπέρυθρης ενέργειας καταγράφεται και αναλύεται. Τυχόν κενά ή ασυνέχειες στο σώμα του σκυροδέματος διαταράσσουν τη ροή της ακτινοβολίας και έτσι μπορούν να εντοπιστούν. Η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως για την ανίχνευση διάβρωσης, εσωτερικών ρωγμών, κενών, αυξημένου πορώδους και αλλαγών στη σύσταση του σκυροδέματος. Αποτελεί συνήθη πρακτική για τη διερεύνηση του καταστρώματος γεφυρών μέσω μετρήσεων της ομοιόμορφης αύξησης ή μείωσης της επιφανειακής θερμοκρασίας 2 3 ώρες μετά την ανατολή ή δύση του ηλίου. Πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η ακρίβεια των αποτελεσμάτων που δίνει και μειονέκτημα το σχετικά υψηλό κόστος του ειδικού εξοπλισμού που απαιτείται για τη διενέργειά της 6. Συνδυασμός μεθόδων μη-καταστροφικών για την εκτίμηση της αντοχής του σκυροδέματος Σε αρκετές περιπτώσεις, οι ιδιότητες του σκυροδέματος εκτιμώνται με μεγαλύτερη ακρίβεια κάνοντας χρήση συνδυασμού διαφόρων μεθόδων μη-καταστροφικού ελέγχου. Στην περίπτωση εφαρμογής δύο μεθόδων για την εκτίμηση της αντοχής, η τελική αντοχή f c προκύπτει από τη σχέση: fc1s2+ fc2s1 fc = s1+ s2 στην οποία f ci είναι η αντοχή σύμφωνα με τη μέθοδο i και s i η αντίστοιχη τυπική απόκλιση, όπου i = 1 ή 2 για τη μέθοδο 1 ή 2, αντίστοιχα. Ο συνηθέστερος συνδυασμός μεθόδων αφορά στη δοκιμή κρουσιμέτρου με τη μέτρηση της ταχύτητας υπερήχων. Ένας τέτοιος συνδυασμός οδήγησε στην ανάπτυξη της μεθόδου SONREB, σύμφωνα με την οποία η αντοχή του σκυροδέματος εκτιμάται βάσει νομογραφημάτων που περιλαμβάνουν την ένδειξη κρουσιμέτρου και την ταχύτητα υπερήχων. 7. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μεθόδων μη καταστροφής Στον πίνακα που ακολουθεί αναγράφονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μεθόδων μη καταστροφής για τον προσδιορισμό της αντοχής του σκυροδέματος. Κρουστικοί μέθοδοι Μέθοδος με υπέρηχους Με διείσδυση Με αναπήδηση Απλά όργανα Πλεονεκτήματα Καμιά επίδραση της ποιότητας των αδρανών, πιο ακριβής από τη μέθοδο αναπήδησης Πολύ απλή στην εφαρμογή, εύκολη και ακριβής ανάγνωση Μέτρηση σε όλη τη διατομή του δοκιμίου Μειονεκτήματα Μεγάλη διασπορά, επίδραση της υγρασίας Ελέγχεται περιοχή κοντά στην επιφάνεια. Σε περίπτωση απόμιξης λαμβάνονται υψηλές τιμές. Επίδραση του βαθμού ενυδάτωσης Η μέτρηση είναι επίπονος. Επίδραση του μεγέθους των κόκκων, της σύνθεσης και της περιεκτικότητας σε τσιμέντο Η μέτρηση σε φορτισμένο μέλος της κατασκευής δίνει μεγαλύτερη τιμή της αναπήδησης, R Η σχέση Ε/f c μεταβάλλεται σε συνάρτηση με το μέτρο ελαστικότητας Ε, τη σύνθεση των αδρανών, την περιεκτικότητα σε τσιμέντο Απαιτείται εξοπλισμός με υψηλό κόστος και ειδικευμένο προσωπικό

7 8. Πειραματικό Μέρος Κατά τη διάρκεια του πειράματος αρχικά γίνεται επίδειξη του τρόπου λειτουργίας των οργάνων που διαθέτει το Εργαστήριο Τεχνολογίας Δομικών Υλικών του ΓΤΘΕ στο ΑΤΕΙ Λάρισας. Τα όργανα είναι κατασκευασμένα από την εταιρεία proceq και φαίνονται στις φωτογραφίες που ακολουθούν. Κρουσίμετρο digi schmidt Συσκευή υπερήχων pundit lab Μετά την επίδειξη του τρόπου λειτουργίας γίνεται η λήψη μετρήσεων σε δοκίμια σκυροδέματος και ακολουθεί η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων. Χρησιμοποιώντας τις σχέσεις που έχουν αναφερθεί στη θεωρεία υπολογίζεται η αντοχή σε θλίψη f c για τα δοκίμια που έχουν μετρηθεί, ενώ σκόπιμο είναι να γίνει και δοκιμή θλίψης σε υδραυλική πρέσα έτσι ώστε να υπολογιστούν οι αποκλίσεις στις τιμές που δίνουν τα όργανα διεξαγωγής ΜΚΕ συγκριτικά με τις που λαμβάνουμε από τη δοκιμή θλίψης με υδραυλική πρέσα.

8 Βιβλιογραφία 1. Αιμ. Γ. Κορωναίος, Γ. Ι. Πουλάκος, Τεχνικά Υλικά, Τόμος 1, ΕΜΠ, Αθήνα Αθανάσιος Χ. Τριανταφύλλου, Δομικά Υλικά, 9 η Έκδοση, Πάτρα Ενίσχυση Κατασκευών για Σεισμικά Φορτία, ΤΕΕ, Αθήνα Ευριπίδης Μυστακίδης κ.α., Μέθοδοι Εκτίμησης της Αντοχής σε Σεισμική Δράση Υφιστάμενων Κτιρίων και Γεφυρών από Ο/Σ - Βελτίωση Σεισμικής Συμπεριφοράς μέσω Τεχνικών Επεμβάσεων, Τελική Έκθεση Ερευνητικού Έργου, Βόλος 2002