ĆWICZENIE NR 3 Badanie rozmieszczenia zbrojenia w konstrukcji za pomocą "PROFOSCOPE

Transkrypt

1 KATEDRA BUDOWLANYCH ĆWICZENIE NR 3 Badanie rozmieszczenia zbrojenia w konstrukcji za pomocą "PROFOSCOPE LABORATORIUM BETONOWYCH Strona 1 1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się ze sposobem badania rozmieszczenia zbrojenia w konstrukcji za pomocą przyrządu "PROFOSCOPE". 2. PROGRAM ĆWICZENIA 1. Przygotować przyrząd do pracy. 2. Na podstawie oględzin konstrukcji lub innych informacji dokonać wyboru miejsca badania elementu. 3. Dokonać lokalizacji prętów zbrojenia i oznaczyć ich położenie. 4. Dokonać pomiaru średnic. 5. Dokonać pomiaru grubości otulenia. 6. Sporządzić szkic zbrojenia elementu 3. SPOSÓB WYKONANIA POMIARÓW 3.1. Przyrząd pomiarowy - "PROFOSCOPE". Przeznaczenie i zasada działania PROFOSCOPE przeznaczony jest do lokalizacji prętów zbrojeniowych w betonie, pomiaru otuliny oraz oszacowania średnic zbrojenia. Przyrząd nie pozwala na określenie gatunku stali, naprężeń w badanym pręcie i stopnia korozji stali. Działanie jego opiera się na wykorzystaniu wpływu materiałów ferromagnetycznych na rozkład pola magnetycznego. Skróconą instrukcję obsługi przyrządu zamieszczono w Zał Wybór miejsc badania Zasadniczo badania dokonuje się w miejscach w których rola badanego zbrojenia jest największa, lub co do których istnieje podejrzenie wadliwego wykonania prac zbrojarskich - mającego wpływ na nośność elementu czy konstrukcji. Należy więc przede wszystkim określić schemat statyczny w jakim pracuje badany element oraz sposób jego obciążenia, i na tej podstawie wybrać miejsca (przekroje) najbardziej wytężone. Właściwa ocena obiektu pozwoli na określenie kierunków zbrojenia głównego i pomocniczego w danym miejscu, co jest podstawą do przeprowadzenia pomiarów Kolejność czynności przy lokalizacji i identyfikacji zbrojenia w badanej belce 1. Za pomocą przyrządu dokonać lokalizacji strzemion, przemieszczając sondę wzdłuż osi podłużnej belki i oznaczając wykryte pręty (punkt 1. na Rys. 1) 2. W wybranym miejscu (przekroju) zlokalizować pręty zbrojenia podłużnego, przemieszczając sondę prostopadle do osi podłużnej belki po dolnej oraz górnej powierzchni elementu (zbrojenie dolne i górne). Oznaczyć wykryte pręty (punkty 2. i 3. na Rys. 1). Uwaga! Sondę przemieszczać w połowie odległości pomiędzy wykrytymi strzemionami. Uwaga! Przyrząd przy pomiarze średnic jest bardzo wrażliwy na precyzję lokalizacji pręta, należy zachować szczególną dokładność.

2 KATEDRA BUDOWLANYCH ĆWICZENIE NR 3 Badanie rozmieszczenia zbrojenia w konstrukcji za pomocą "PROFOSCOPE LABORATORIUM BETONOWYCH Strona 2 A A-A 2. A A-A Rys. 1 Sposób i kolejność lokalizacji zbrojenia 3. Dodatkowo, lokalizując pręty na powierzchniach bocznych pręty (punkty 4. i 5. na Rys. 1), weryfikujemy późniejszy odczyt otuliny dla prętów narożnych. 4. Przyrząd umieścić dokładnie nad mierzonym prętem i dokonać pomiaru średnicy. Zanotować odczytaną średnicę. 5. Ustawić średnicę pręta w przyrządzie z odczytanych uprzednio wartości. Dokonać pomiaru otuliny w sposób analogiczny do sposobu podanego w punkcie Sposób zapisu wyników odczytów Odczyty notować w dzienniku pomiarów (Zał. 1). Zwrócić uwagę na jednoznaczne oznaczenie tych samych prętów w różnych przekrojach. Zanotować średnice. Wielkość otuliny podać na podstawie odczytu przyrządu ewentualnie z pomiarów lokalizacji prętów 4. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW Wyniki pomiarów opracować w formie szkicu przekroju podłużnego i przekrojów poprzecznych elementu, z podaniem rozstawu prętów, ich średnicy i położenia (otuliny). 5. DOKUMENTACJA ĆWICZENIA. Sprawozdanie powinno zawierać: a) skład osobowy zespołu b) opis badanego elementu c) datę, warunki i sposób przeprowadzenia badania d) opis i numer seryjny przyrządów e) dziennik pomiarów f) szkic zbrojenia elementu g) wnioski przedstawiające uzasadnienie przyjęcia wartości podanych na szkicu (wybór średnicy, rozstawu i otulenia) i ocenę sposobu zbrojenia elementu 6. WIADOMOŚCI KONIECZNE DO ROZPOCZĘCIA ĆWICZENIA a) podział metod badań nieniszczących

3 KATEDRA BUDOWLANYCH ĆWICZENIE NR 3 Badanie rozmieszczenia zbrojenia w konstrukcji za pomocą "PROFOSCOPE LABORATORIUM BETONOWYCH Strona 3 b) zasady rozmieszczenia zbrojenia w podstawowych elementach konstrukcyjnych (belki, słupy, płyty, ściany) c) program ćwiczenia 7. LITERATURA [1] Dąbrowski K., Stachurski W., Zieliński J.L., Konstrukcje betonowe, Warszawa ARKADY 1982 [2] Kobiak J., Stachurski W., Konstrukcje żelbetowe, Warszawa ARKADY 1984 [3] Pr. zbiorowa. Budownictwo betonowe, t.viii. Badania materiałów, elementów i konstrukcji. ARKADY Warszawa 1970 [4] Ajdukiewicz A., Starosolski W., Sulimowski T., Konstrukcje betonowe, Laboratorium. Skrypt PŚ, Gliwice ZAŁĄCZNIKI 1. Formularz dziennika pomiarów 2. Instrukcja obsługi przyrządu PROFOSCOPE

4 Załącznik 1 Formularz dziennika pomiarów Data badania Nr grupy Oznaczenie elementu Typ i numer przyrządu Symbol przekroju Nr pręta Średnica pręta, mm Nr zespołu Rozstaw, mm Otulina x-x y-y Skład zespołu Uwagi

5 Załącznik 2 Skrócona instrukcja obsługi przyrządu PROFOSCOPE 1. Zasada pomiaru Do przeprowadzania detekcji Profoscope wykorzystuje zjawisko indukcji magnetycznej. Cewka indukcyjna jest periodycznie ładowana przez ładunki elektryczne, przez co powstaje pole magnetyczne. Na powierzchni jakiegokolwiek materiału przewodzącego prąd elektryczny, który znajduje się w polu magnetycznym powstają prądy wirowe, które indukują pole magnetyczne w odwrotnym kierunku. Uzyskane w ten sposób różnice napięcia wykorzystywane są do przeprowadzania pomiaru. Do uzyskania kilku pól magnetycznych, Profoscope wykorzystuje rożne ułożenia cewki indukcyjnej. Ten zaawansowany system przetwarzania sygnałów pozwala na: 1. Lokalizację pręta. 2. Lokalizację punktu środkowego pomiędzy prętami. 3. Pomiar grubości warstwy otuliny. 4. Pomiar średnicy pręta. Na badanie metodą indukcji magnetycznej nie wpływają jakiekolwiek materiały nie przewodzące prądu elektrycznego, takie jak: beton*, drewno, plastik, cegły, itd. Jednak jakiekolwiek materiały, będące przewodnikami prądu elektrycznego oraz znajdujące się w polu magnetycznym urządzenia (ok. 400mm) będą wpływały na przeprowadzane badanie. Uwaga: Przed rozpoczęciem pomiaru należy usunąć wszelkie metalowe przedmioty, również takie jak pierścionki i zegarki. * Niektóre rodzaje betonów oraz inne materiały mogą w swojej strukturze zawierać metale. Opis urządzenia 1. Wyświetlacz 2. Klawisz nawigacji 3. Przycisk reset" 4. Sonda pomiarowa 5. Dioda LED 6. Przycisk funkcyjny 7. Przycisk on/off 8. Klapka kieszeni baterii 9. Linia środkowa / położenie sondy pomiarowej bezpośrednio nad prętem lub w punkcie środkowym Opis wyświetlacza 1. Zakres pomiarowy (mały, automatyczny) 2. Wprowadzona średnica pręta 3. Aktywna funkcja korekcji sąsiadujących prętów 4. Aktywna funkcja sygnalizacji zbyt cienkiej warstwy otuliny 5. Jednostka pomiarowa 6. Wskaźnik poziomu baterii 7. Wartość sygnału (wzrost / spadek)* 8. Zmiana położenia sondy pomiarowej względem pręta / punktu środkowego pomiędzy prętami 9. Linia środkowa / położenie sondy pomiarowej bezpośrednio nad prętem lub w punkcie środkowym 10. Zmierzona grubość otuliny * Gdy przycisk funkcyjny jest wciśnięty dla funkcji pomiaru średnicy pręta, strzałka siły wartości sygnału zostanie zastąpiona przez wartość zmierzonej średnicy pręta: np. 12

6 A. Uruchamianie Przed włączeniem urządzenia należy upewnić się, że w pobliżu urządzenia nie znajdują się żadne metalowe przedmioty. Za pomocą zestawu startowego sprawdzić działanie urządzenia: lokalizację i położenie prętów punkt środkowy pomiędzy dwoma sąsiadującymi prętami grubość warstwy otuliny 15 mm i 60 mm średnicę pręta 16 mm. Po wykonaniu w/w czynności urządzenie jest gotowe do użytkowania. 1. Przed włączeniem urządzenia należy upewnić się, że w pobliżu urządzenia nie znajdują się żadne metalowe przedmioty. 2. Nacisnąć przycisk ON/OFF, znajdujący się górnej części obudowy. 3. Nacisnąć przycisk celem zresetowania urządzenia. 4. Zlokalizować na tylnej stronie obudowy położenie sondy pomiarowej urządzenia. Na ekranie wyświetlony zostanie numer fabryczny urządzenia, wersja oprogramowania, a po chwili ukazuje się napis Test OK świadczący o pełnej sprawności przyrządu oraz szacunkowy czas pracy urządzenia do wymiany baterii. W przypadku braku wyświetlania powyższych informacji należy wymienić baterie. B. USTAWIANIE PARAMETRÓW PRACY Aby wejść do menu ustawień, naciśnij przycisk WYBÓR". Za pomocą strzałek klawisza nawigacji wybierz żądaną ikonę menu, ponownie naciśnij WYBÓR". Następnie za pomocą strzałek wybieramy żądane ustawienia. Aby wyjść z menu ustawień, naciśnij przycisk funkcyjny lub reset Wszystkie ikony menu są opisane dalej. B.1. Ustawienia regionalne Profoscope posiada możliwość wyboru spośród 4 zaprogramowanych ustawień regionalnych. Ustawienia te wpływają na wszystkie pozostałe wartości i należy skonfigurować je w pierwszej kolejności. Metric (wartości metryczne)- Grubość otuliny i średnica pręta zgodnie z tabelą ASTM (cal)- Grubość otuliny w calach, średnica pręta zgodnie z tabelą ASTM (mm)- Grubość otuliny w mm, średnica pręta zgodnie z tabelą Japanese (wartości japońskie) - Grubość otuliny w mm, średnica pręta zgodnie z tabelą B.2. Średnica pręta Na podstawie ustawień regionalnych w menu średnicy prętów odpowiadają następujące wymiary pręta. Wart. metryczne ASTM Wart. japońskie Wymiary Średnica Wymiary Średnica Średnica Wymiary Średnica (mm) pręta (mm) pręta (cal) (mm) pręta 5 5 # # # # # # # # # # # # #

7 B.3. Wybór zakresu pomiarowego Zakres pomiarowy należy wybrać na podstawie grubości otuliny. Jeżeli to możliwe, wybierz mały zakres pomiarowy. Automatyczny W przypadku braku sygnału w małym zakresie, urządzenie automatycznie przełącza się z małego do dużego zakresu pomiarowego. Mały < 80 mm < 3 cali Duży < 180 mm < 7 cali B.4. Ustawienia dźwiękowe Urządzenie można ustawić w ten sposób, że będzie wydawany sygnał dźwiękowy podczas detekcji lub gdy otulina będzie mniejsza niż założona, w przypadku gdy aktywowana była funkcja sygnalizacji zbyt cienkiej warstwy otuliny. Centre Locate Brak sygnału dźwiękowego Sygnał dźwiękowy, gdy pręt znajduje się centralnie nad prętem. Sygnalizacja zbyt cienkiej warstwy otuliny. W miarę zbliżania się do pręta, słyszymy coraz głośniejszy sygnał i dźwiękowy. Sygnalizacja zbyt cienkiej warstwy otuliny. B.5. Minimalna wartość grubości otuliny Jeżeli minimalna grubość warstwy otuliny została wprowadzona, dioda LED zapali się, gdy grubość warstwy otuliny jest mniejsza niż wprowadzona wartość. Jeżeli sygnał dźwiękowy został uprzednio aktywowany, dodatkowo usłyszymy sygnał dźwiękowy. Wart. Metr., ASTM mm, ASTM [cal] wart. japońskie, [mm] B.6. Korekcja prętów sąsiadujących Pręty sąsiadujące wpływają na wynik badania grubości otuliny oraz średnicy pręta. Zakłócenia te mogą być zminimalizowane poprzez wprowadzenie odpowiednich korekcji odległości pomiędzy prętami. Zmierz odległość pomiędzy prętem badanym a prętem sąsiadującym. następnie w menu ustawień wybierz odpowiednią ikonę i wprowadź tę wartość. Upewnij się, że ikona korekcji prętów sąsiadujących jest aktywna. Wprowadzona korekcja prętów sąsiadujących jest sygnalizowana ikoną, znajdującą się na górnej części wyświetlacza. C. RESETOWANIE URZĄDZENIA Na zjawisko indukcji magnetycznej ma wpływ temperatura otoczenia, jaki również inne czynniki zewnętrzne. Wyzerowanie urządzenia zabezpiecza je przed pojawieniem się jakichkolwiek aberracji wyniku pomiaru. Resetowanie urządzenia zapewnia poprawność wskazań oraz gwarantuje prawidłowe działanie urządzenia. Zaleca się wykonanie resetowania urządzenia co ok. 5 minut. W czasie, gdy urządzenie jest włączone, co jakiś czas na ekranie wyświetlają się automatyczne przypomnienia o konieczności jego resetowania. 1. Należy trzymać urządzanie w taki sposób, aby w odległości 40 cm wokoło nie było żadnych metalowych przedmiotów, również takich jak pierścionki i zegarki. 2. Nacisnąć przycisk 3. Reset urządzania trwa ok. 2,5 s.

8 D. LOKALIZACJA ZBROJENIA Uwaga: Profoscope lokalizuje pręty zbrojeniowe, jak również punkt środkowy znajdujący się pomiędzy dwoma prętami sąsiadującymi. Istotne jest rozpoznanie różnicy pomiędzy tymi funkcjami. D.1. Lokalizacja pręta Krok 1: Ustaw Profoscope na badanej powierzchni i powoli przesuwaj w wybranym kierunku. Urządzenie reaguje w różny sposób w zależności od położenia względem prętów. Występują trzy warianty: Wariant (A). Detekcja równolegle do ułożenia prętów Rączki wskazują odległość sondy pomiarowej od najbliższych prętów. Kontynuuj detekcję w wybranym kierunku. W momencie zbliżania się sondy pomiarowej do pręta lub punktu środkowego pomiędzy prętami sąsiadującymi, urządzenie wskazuje, że sonda pomiarowa znajduje się bezpośrednio nad prętem lub w punkcie środkowym pomiędzy dwoma prętami. Rozróżnienie tych dwóch sytuacji nie stwarza problemu. Detektor zbliża się do pręta zbrojeniowego Celownik porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu detektora. Wartość sygnału zwiększa się w miarę zbliżania się sondy pomiarowej do pręta/linii środkowej na wyświetlaczu detektora. Detektor zbliża się do punktu środkowego pomiędzy prętami Celownik porusza się w tym samym kierunku co ruch detektora. Wartość sygnału zmniejsza się w miarę zbliżania się sondy pomiarowej do punktu środkowego/linii środkowej na wyświetlaczu detektora. Uwaga: Potwierdź, że sonda pomiarowa zbliża się do pręta. Kontynuuj detekcję aż do momentu, w którym celownik znajduje się dokładnie na linii środkowej wyświetlacza i zapali się dioda LED. (jeśli sygnał dźwiękowy został uprzednio aktywowany, usłyszymy

9 sygnał dźwiękowy, który pozostanie aktywny tak długo, jak zapalona będzie dioda LED). Sonda znajduje się centralnie nad prętem. Sonda dokładnie nad prętem Wariant (B). Detekcja prostopadle do ułożenia prętów Jeżeli w zasięgu sondy znajdują się pręty zbrojeniowe, celownik pozostanie położony blisko linii środkowej wyświetlacza lub będzie przesuwać się bardzo wolno. W tym przypadku obróć Profoscope o 90 i kontynuuj detekcję zgodnie ze wskazówkami - patrz Wariant A. Wariant (C). Detekcja ukośnie do ułożenia prętów Komunikat pojawiający się na wyświetlaczu będzie podobny do tego, jak w przypadku prostopadłego ruchu detektora w stosunku do ułożenia prętów zbrojeniowych, jednak ruch celownika będzie wolniejszy. D.2. Sprawdzenie położenia pręta Krok 2: Po zlokalizowaniu pręta, należy sprawdzić jego położenie poprzez obracanie sondy pomiarowej wokół własnej osi. Upewnij się, że podczas obracania urządzenia, celownik pozostaje dokładnie i środku wyświetlacza. Należy obracać sondę, aż do momentu uzyskania minimalnej grubości otuliny oraz dopóki zapalona będzie dioda LED. Rosnąca wartość sygnału wskazuje na zbliżanie się do osi pręta. Krok 3. W celu sprawdzenia poprawności wskazań, należy przesuwać Profoscope wzdłuż pręta, obserwując czy grubość warstwy otuliny pozostaje niezmieniona.

10 E. POMIAR ŚREDNICY PRĘTA Po spełnieniu pewnych warunków Profoscope określa średnicę pręta. Badanie metodą indukcji magnetycznej posiada jednak pewne ograniczenia. Pomiary mogą zostać dokonane z błędami, jeśli będzie duży wpływ prętów sąsiadujących lub gdy w pobliżu znajdują się inne metalowe elementy. Należy sporządzić mapę siatki zbrojenia badanej powierzchni, a następnie wybrać jeden pręt, który położony jest w wystarczającej odległości od prętów sąsiadujących. Sprawdź odległość pręta od prętów sąsiadujących - co najmniej 150 mm. Ustaw Profoscope tak, aby linia środkowa znajdowała się nad prętem, naciśnij przycisk funkcyjny znajdujący się z lewej strony urządzenia. Na wyświetlaczu, w miejscu wartości sygnału pojawia się wartość zmierzonej średnicy pręta. F. POMIAR OTULINY PRĘTA W przypadku detekcji prętów położonych blisko powierzchni otuliny, należy ustawić mały zakres pomiarowy, natomiast w przypadku lokalizacji prętów położonych głębiej, należy ustawić duży zakres pomiarowy. W tym drugim przypadku automatycznie zwiększa się zasięg działania sondy, co może spowodować, że pręty sąsiadujące mogą wpływać negatywnie na wynik badania. Zakres automatyczny, jak nazwa wskazuje, automatycznie ustawia mały lub duży zakres pomiarowy. Krok 1: Wprowadź średnicę pręta Ustawienie dokładnej wartości średnicy pręta pozwoli precyzyjniej określić grubość otuliny. Domyślna średnica pręta powinna wynosić 16mm. Jeśli znasz średnicę pręta, naciśnij ikonę i wprowadź tę wartość. Wprowadzona wartość średnicy pręta jest sygnalizowana ikoną, znajdującą się na górnej części wyświetlacza. Krok 2: Korekcja prętów sąsiednich Pręty sąsiadujące, będące w zasięgu pomiaru w stosunku do badanego pręta również wpływają na badanie grubości otuliny. Efekt ten może być zminimalizowany poprzez aktywację funkcji korekcji prętów sąsiadujących. Uwaga: Funkcja korekcji ma zastosowanie przy prętach położonych równolegle i w tej samej warstwie. Zmierz odległość pomiędzy prętem badanym a prętem sąsiadującym. Następnie w menu ustawień wybierz odpowiednią ikonę i wprowadź tę wartość. Upewnij się, że ikona korekcji prętów sąsiadujących jest aktywna. Wprowadzona korekcja prętów sąsiadujących jest sygnalizowana ikoną, znajdującą się na górnej części wyświetlacza. Krok 3:Odczyt grubości warstwy otuliny Umieść linię środkową urządzenia dokładnie nad prętem i odczytaj grubość warstwy otuliny. Grubość otuliny = 38 mm Uwaga: Upewnij się, że sonda pomiarowa nie przecina, żadnych prętów siatki zbrojenia położonych równolegle bądź prostopadle.