Извлечение образцов из бетонных конструкций и сооружений производят методом выкалывания, выпиливания и высверливания. Метод извлечения образцов выбирается в зависимости от вида испытания, массивности и капитальности сооружения, а также от наличия механических средств, обеспечивающих оперативность извлечения образцов и целостность испытуемой конструкции.
Чаще всего извлечение образцов производят из массивных монолитных бетонных и железобетонных конструкций, нарушение целостности которых не сказывается на прочностных и деформативных свойствах этих конструкций.
Метод выпиливания образцов заключается в том, что из массива бетонного сооружения выпиливаются образцы кубической формы. Для этого выбирается участок сооружения без заметных следов разрушения и производят вырезку с помощью специальных пил или вырубку блока с помощью перфораторов. Извлеченные образцы имеют обычно грубую форму, которую в дальнейшем доводят до необходимых размеров, по длине ребра не менее 7 см. Вырубка блока с помощью перфораторов является трудоемкой операцией, требует большой затраты времени и средств, а также нарушает целостность конструкций.
Поэтому для извлечения крупных образцов из тела сооружения используют электробурильные молотки типа С-494 ударного действия с долотчатыми коронками диаметром 16-26 мм.
Для выпиливания образцов из тела конструкции в последнее время начинают использовать разработанные в Институте сверхтвердых материалов алмазные отрезные круги и сегментные пилы.
черт. № 26. Станок марки УРЖ-2 для резки железобетонных изделий:
1 — корпус; 2 — поворотный редуктор; 3 — алмазный диск; 4- шланг для воды; 5 — переносной путь; 6 — защитно-отключающее устройство; 7 — палец-указатель; 8 — железобетонное изделие (плита), 9 — линия разметки
Сегментные пилы диаметром 400 мм выполняют из синтетических алмазов и закрепляют на специальных горизонтально-фрезерных станках. Процесс выпиливания сопровождается обязательным охлаждением алмазного диска водой. Окружная скорость резания бетона на этих станках составляет 25-35 м/сек при скорости подачи 50-100 мм/мин.
Для выпиливания образцов из сборных железобетонных конструкций и прорезания отверстий в плитах и панелях междуэтажных перекрытий проектно-конструкторским бюро треста «Электросеть-изоляция» разработан переносный станок УРЖ-2 с алмазным режущим диском. Станок состоит (черт. № 26) из корпуса с электромотором, поворотного редуктора и алмазного диска. Во время работы станок перемещается по специальному переносному пути. Электропитание станка осуществляется от электрической сети с напряжением 350 в. Во время работы режущий алмазный диск охлаждается водой, подаваемой по подводящему гибкому трубопроводу. Электродвигатель станка АВ-42-2 мощностью 4,5 кет имеет 2870 об/мин. Станок при габаритах 650X615X930 мм весит 100 кг. Производительность станка при толщине плиты 100 мм составляет 10-12 пог. м/ч.
Для вырезания образцов из кирпичной кладки, шлакобетонных, керамзитобетонных и других легкобетонных конструкций могут быть использованы ручные электродрели различных типов с рабочими наконечниками, выполненными в виде двухлезвийных и шлям-бурных резцов. Корпус резца выполняется из стали 45 и оснащается режущими пластинками из металлокерамических твердых сплавов марки ВК6.
Высверливание образцов по сравнению с другими, ранее рассмотренными методами, является наиболее эффективным методом.
Образцы в виде цилиндров (керны) могут быть получены колонковым бурением, которое обычно осуществляется с помощью применяемых в геологоразведке станков различного типа.
Диаметр колонки должен быть в четыре раза больше максимального размера зерен крупного заполнителя.
Размеры образцов принимаются равными: диаметр до 15 см, но не менее 7 см и высота цилиндра вдвое больше его диаметра. В некоторых случаях допускается меньшая высота цилиндра, но во всех случаях не менее его диаметра.
Высверливание образцов из конструкций производится после достижения бетоном прочности не ниже 50% предусмотренной проектом.
Прочность бетона в этом случае определяется неразрушающими-методами либо путем отбора проб, если неразрушающие методы невозможны.
При бурении бетонов низких марок, а также неоднородного по составу, имеющего пустоты и трещины, почти не удается получить целый керн. Это происходит потому, что в бетонах низких марок сила сцепления между цементным камнем и щебнем невелика, и под действием ударов вращающейся коронки зерна крупного заполнителя расшатываются и свободно выпадают из своих гнезд, что приводит к разрушению керна.
Цилиндрический образец можно получить также путем высверливания с помощью электрической или пневматической машины.
В Институте сверхтвердых материалов Госплана УССР разработаны специальные тонкостенные алмазные коронки для высверливания образцов-цилиндров. Алмазные коронки изготовляются из природных и синтетических алмазов диаметром 20-160 мм. Такие коронки позволяют извлекать образцы-керны не только из бетонных, но и железобетонных конструкций, обеспечивая хорошее качество поверхности извлеченных образцов. Параллельность торцов полученных кернов обеспечивается путем обрезания торцов алмазными отрезными дисками и сегментными пилами.
Полученный керн осматривается, покрывается гидроизоляционной пленкой, предохраняющей от потери влаги, и доставляется в лабораторию для испытаний. Перед испытанием керн делится на необходимой длины цилиндры (при с? = 7 см, /1=10-14 см), основания которых выравниваются путем шлифования с последующей затиркой цементным тестом.
Однако, как указывает К. А. Мальцев и М. М. Королев, дополнительная обработка кернов перед испытанием путем шлифования снижает естественную влажность, что значительно сказывается на результатах прочности. В связи с этим керны должны испытываться при естественной влажности, которая устанавливается экспресс-методом без механической обработки опорных оснований цилиндров.
