Badania ultradźwiękowe betonu w celu diagnostyki elementów i konstrukcji betonowych

Wykonujemy badania ultradźwiękowe betonu w celu diagnostyki konstrukcji betonowych. Stosujemy szereg nieniszczących metod badawczych, które umożliwiają ocenę wytrzymałości, jednorodności betonu oraz wykrywanie defektów wewnętrznych. Urządzenia i techniki, takie jak badania ultradźwiękowe metodą UPV (ultrasonic pulse velocity) i UPE (ultrasonic pulse-echo), betonoskopy Proceq Pundit PL-200 PE oraz ACSys UK1401, umożliwiają kompleksową analizę stanu technicznego elementów betonowych przy dostępie jednostronnym i z wykorzystaniem wielu technik pomiarowych.

Zakres wykonywanych usług i testów

1. Badania ultradźwiękowe metodą UPV

   • Ocena spójności betonu: Pomiar prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej umożliwia określenie jednorodności betonu, co pozwala na wstępną ocenę jakości wykonania oraz przewidywanie wytrzymałości na ściskanie.

   • Wykrywanie niedobetonowań i pustek: Niskie wartości prędkości mogą wskazywać na obecność pustek lub stref o niepełnym wypełnieniu betonem, co ma kluczowe znaczenie przy ocenie bezpieczeństwa konstrukcji.

2. Badania ultradźwiękowe metodą UPE

   • Lokalizacja defektów: Metoda pulse-echo umożliwia wykrycie i lokalizację nieciągłości, pęknięć oraz obszarów z niedobetonowaniem w przekroju elementów betonowych.

   • Precyzyjne mapowanie przekroju: UPE pozwala na wykonanie szczegółowych analiz struktury wewnętrznej, co umożliwia określenie rozmieszczenia defektów oraz niedokładności w wykonaniu zbrojenia.

3. Ocena wytrzymałości i jednorodności betonu

   • Wyznaczanie parametrów dynamicznych: Na podstawie prędkości fali ultradźwiękowej możliwe jest oszacowanie dynamicznego modułu odkształcenia oraz korelacja wyników z przybliżoną wytrzymałością betonu.

   • Diagnoza zmian jakościowych: Porównanie wyników pomiarowych wykonanych w różnych miejscach elementu pozwala na identyfikację lokalnych anomalii i obszarów o niższej jakości betonowania.

4. Pomiar grubości warstwy betonowej przy dostępie jednostronnym

   • Określenie grubości przykrycia: Metody ultradźwiękowe umożliwiają pomiar grubości betonu przykrywającego zbrojenie przy jednostronnym dostępie, co jest kluczowe dla oceny zabezpieczenia stali przed korozją.

5. Pomiar głębokości rys i uszkodzeń w konstrukcjach żelbetowych

   • Ocena stopnia degradacji powierzchni: Precyzyjne pomiary głębokości rys umożliwiają określenie stanu zużycia oraz potencjalnego zagrożenia dalszą degradacją elementów żelbetowych.

6. Wykorzystanie betonoskopów Proceq Pundit PL-200 PE oraz ACSys UK1401

   • Integracja metod ultradźwiękowych: Urządzenia te łączą pomiary UPV/UPE z obrazowaniem wnętrza betonu, umożliwiając kompleksową analizę strukturalną.

   • Wykrywanie zbrojenia i niedobetonowań: Betonoskopy pozwalają na dokładne określenie lokalizacji zbrojenia, pomiar grubości przykrywającej warstwy betonu oraz identyfikację pustek, niedobetonowań i innych nieciągłości wewnętrznych.

Stosujemy metody ultradźwiękowe UPV i UPE przy użyciu urządzeń takich jak Proceq Pundit PL-200 PE oraz ACSys UK1401, można przeprowadzić kompleksowe badania betonu, obejmujące:

• Oceny jednorodności i wytrzymałości betonu,

• Wykrywanie miejsc o niskiej jakości betonowania, pustek i niedobetonowań,

• Pomiar grubości warstwy betonowej przy dostępie jednostronnym,

• Pomiar głębokości rys w konstrukcjach żelbetowych.

Takie podejście umożliwia precyzyjne określenie stanu technicznego konstrukcji betonowych, co jest kluczowe dla planowania interwencji naprawczych, modernizacyjnych oraz zapewnienia długoterminowej trwałości i bezpieczeństwa obiektów.

Ultradźwiękowe badanie betonu wykonujemy na terenie całej Polski - infolinia +48 814 608 814

Zasada działania badania ultradźwiękowego

Badanie ultradźwiękowe polega na emisji impulsów wysokoczęstotliwościowych za pomocą transduktorów umieszczonych na powierzchni badanego elementu. Fale te przemieszczają się przez beton i ulegają odbiciu od wszelkich nieciągłości (takich jak pęknięcia czy granice między zbrojeniem a betonem) lub są przekazywane na odległość w metodzie transmisyjnej. Kluczowym parametrem jest czas przelotu fali – mierząc odległość między nadajnikiem i odbiornikiem można obliczyć prędkość fali według zależności:

gdzie:

• $V$ – prędkość fali ultradźwiękowej,

• $L$ – droga przebyta przez falę,

• $t$ – mierzony czas przelotu impulsu.

Wartość prędkości fali koreluje ze stopniem spójności betonu – niższa prędkość może wskazywać na obecność defektów lub zwiększoną porowatość.

Rodzaje badań ultradźwiękowych betonu

W diagnostyce konstrukcji betonowych najczęściej stosujemy następujące techniki ultradźwiękowe:

• Metoda pulsowo-echo (odbicia impulsowego): Transduktor pełni funkcję zarówno nadajnika, jak i odbiornika. Impuls wysyłany jest do wnętrza betonu, a sygnał odbity – który ulega zmodyfikowaniu przez nieciągłości – wraca do urządzenia. Na tej podstawie określa się lokalizację defektów i ocenę grubości elementu.

• Metoda transmisyjna: Nadajnik i odbiornik umieszcza się po przeciwnych stronach badanej próbki. Pomiar czasu dotarcia fali z jednej strony na drugą umożliwia ocenę jednorodności betonu i wykrycie obszarów o zmniejszonej spójności.

• Tomografia ultradźwiękowa: Zaawansowana technika, która pozwala uzyskać trójwymiarowy obraz wnętrza betonu. Na podstawie zbioru pomiarów przeprowadzanych z różnych punktów uzyskuje się mapę prędkości rozchodzenia się fal, co umożliwia wykrycie lokalnych anomalii w strukturze.

Zastosowanie badania ultradźwiękowego w diagnostyce elementów i konstrukcji betonowych

Ultradźwiękowe badanie betonu znajduje zastosowanie przy:

• Ocena spójności materiału: Analiza prędkości fali i amplitudy sygnału pozwala na określenie jakości wykonania betonu oraz identyfikację obszarów o obniżonej wytrzymałości.

• Wykrywaniu defektów: Lokalizacja pęknięć, ubytków, obecności nadmiernej porowatości czy innych nieciągłości, które mogą wpływać na nośność i trwałość konstrukcji.

• Kontroli rozmieszczenia zbrojenia: Umożliwia identyfikację rozmieszczenia prętów zbrojeniowych oraz wykrycie potencjalnych problemów, takich jak korozja czy niewłaściwe osadzenie zbrojenia.

• Weryfikacji jakości wykonania: Jest stosowana przy odbiorze obiektów budowlanych, umożliwiając porównanie wyników pomiarów z dokumentacją projektową oraz normami technicznymi.

Korzyści i ograniczenia Korzyści:

• Metoda nieniszcząca, umożliwiająca badanie konstrukcji bez ingerencji w jej strukturę.

• Szybkość przeprowadzenia pomiarów i możliwość badania dużych powierzchni.

• Dokładność w lokalizacji defektów i ocenie spójności betonu.

• Możliwość integracji danych z innymi metodami diagnostycznymi (np. GPR, termowizją).

Ograniczenia:

• Wpływ warunków środowiskowych, takich jak wilgotność czy temperatura, które mogą zmieniać prędkość rozchodzenia się fal.

• Złożoność interpretacji wyników w niehomogenicznych strukturach czy przy dużej zawartości kruszywa.

• Konieczność doświadczenia operatora oraz stosowania kalibracji sprzętu dla uzyskania wiarygodnych rezultatów.

Podsumowanie Ultradźwiękowe badanie betonu jest kluczową metodą diagnostyczną, wykorzystywaną do kompleksowej oceny stanu konstrukcji betonowych. Poprzez analizę czasu przelotu i charakterystyki fal ultradźwiękowych możliwe jest wykrycie defektów, ocena spójności materiałowej oraz kontrola rozmieszczenia zbrojenia. Dzięki swoim zaletom – nieniszczącemu charakterowi, szybkości działania oraz wysokiej precyzji – metoda ta jest nieodzownym narzędziem w inwentaryzacji, monitorowaniu oraz modernizacji obiektów budowlanych, przyczyniając się do zwiększenia bezpieczeństwa i trwałości konstrukcji.