Согласно Пособию по обследованию строительных конструкций зданий (АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ»):

1. Механические методы неразрушающего контроля при обследовании конструкций применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».
В зависимости от применяемого метода и приборов косвенными характеристиками прочности являются:
- значение отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);
- параметр ударного импульса (энергия удара);
- размеры отпечатка на бетоне (диаметр, глубина) или соотношение диаметров отпечатков на бетоне и стандартном образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона;
- значение напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;
- значение усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции;
- значение усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.
2. При проведении испытаний механическими методами неразрушающего контроля следует руководствоваться указаниями ГОСТ 22680-80.
В зависимости от метода обследования число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений:
2.1. Метод упругого отскока:
- число испытаний на участке - 5 шт.;
- расстояние между местами испытаний - 30 мм;
- расстояние от края конструкции до места испытаний - 50 мм;
- толщина конструкции - 100 мм.
2.2. Метод ударно-импульсный:
- число испытаний на участке - 10 шт.;
- расстояние между местами испытаний - 15 мм;
- расстояние от края конструкции до места испытаний - 50 мм;
- толщина конструкции - 50 мм.
2.3. Метод пластической деформации:
- число испытаний на участке - 5 шт.;
- расстояние между местами испытаний - 30 мм;
- расстояние от края конструкции до места испытаний - 50 мм;
- толщина конструкции - 70 мм.
2.4. Метод скалывания ребра:
- число испытаний на участке - 2 шт.;
- расстояние между местами испытаний - 200 мм;
- толщина конструкции - 170 мм.
2.5. Метод отрыва:
- число испытаний на участке - 1 шт.;
- расстояние между местами испытаний - 2 диаметра диска;
- расстояние от края конструкции до места испытаний - 50 мм;
- толщина конструкции - 50 мм.
2.6. Метод отрыва со скалыванием:
- число испытаний на участке - 1 шт.;
- расстояние между местами испытаний - 5 глубин вырыва;
- расстояние от края конструкции до места испытаний - 150 мм;
- толщина конструкции - удвоенная глубина установки анкера.
3. К приборам механического принципа действия относятся: эталонный молоток Кашкарова, молоток Шмидта, молоток Физделя, пистолет ЦНИИСКа, молоток Польди и др. Эти приборы дают возможность определить прочность материала по величине внедрения бойка в поверхностный слой конструкций или по величине отскока бойка от поверхности конструкции при нанесении калиброванного удара (пистолет ЦНИИСКа).
4. Молоток Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. При ударе молотком по поверхности конструкции образуется лунка, по диаметру которой и оценивают прочность материала. То место конструкции, на которое наносят отпечатки, предварительно очищают от штукатурного слоя, затирки или окраски. Процесс работы с молотком Физделя заключается в следующем: правой рукой берут за конец деревянной рукоятки, локоть опирают о конструкцию. Локтевым ударом средней силы наносят 10-12 ударов на каждом участке конструкции. Расстояние между отпечатками ударного молотка должно быть не менее 30 мм. Диаметр образованной лунки измеряют штангенциркулем с точностью до 0,1 мм по двум перпендикулярным направлениям и принимают среднее значение. Из общего числа измерений, произведенных на данном участке, исключают наибольший и наименьший результаты, а по остальным вычисляют среднее значение. Прочность бетона определяют по среднему измеренному диаметру отпечатка и тарировочной кривой, предварительно построенной на основании сравнения диаметров отпечатков шарика молотка и результатов лабораторных испытаний на прочность образцов бетона, взятых из конструкции по указаниям ГОСТ 28570-90 "Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций" или специально изготовленных из тех же компонентов и по той же технологии, что материалы обследуемой конструкции.
5. К методике определения прочности бетона, основанной на свойствах пластических деформаций, относится также молоток Кашкарова ГОСТ 22690-88.
Отличительная особенность молотка Кашкарова от молотка Физделя заключается в том, что между металлическим молотком и завальцованным шариком имеется отверстие, в которое вводится контрольный металлический стержень. При ударе молотком по поверхности конструкции получаются два отпечатка: на поверхности материала с диаметром d и на контрольном (эталонном) стержне с диаметром dэт. Отношение диаметров получаемых отпечатков зависит от прочности обследуемого материала и эталонного стержня и практически не зависит от скорости и силы удара, наносимого молотком. По среднему значению величины d и dэт из тарировочного графика определяют прочность материала.
На участке испытания должно быть выполнено не менее пяти определений при расстоянии между отпечатками на бетоне не менее 30 мм, а на металлическом стержне - не менее 10 мм.
6. К приборам, основанным на методе упругого отскока, относятся пистолет ЦНИИСКа, пистолет Борового, молоток Шмидта, склерометр КМ со стержневым ударником и др. Принцип действия этих приборов основан на измерении упругого отскока ударника при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины. Взвод и спуск бойка осуществляются автоматически при соприкосновении ударника с испытываемой поверхностью. Величину отскока бойка фиксирует указатель на шкале прибора.
Отличительная особенность склерометра КМ заключается в том, что специальный боек определенной массы при помощи пружины с заданной жесткостью и предварительным напряжением ударяет по концу металлического стержня, называемого ударником, прижатого другим концом к поверхности испытываемого бетона. В результате удара боек отскакивает от ударника. Степень отскока отмечается на шкале прибора при помощи специального указателя.
Зависимость величины отскока ударника от прочности бетона устанавливают по данным тарировочных испытаний бетонных кубиков размером 15х15х15 см, и на этой основе строится тарировочная кривая.
Прочность материала конструкции выявляют по показаниям градуированной шкалы прибора в момент нанесения ударов по испытываемому элементу.
7. Методом испытания на отрыв со скалыванием определяют прочность бетона в теле конструкции. Сущность метода состоит в оценке прочностных свойств бетона по усилию, необходимому для его разрушения, вокруг шпура определенного размера при вырывании закрепленного в нем разжимного конуса или специального стержня, заделанного в бетоне. Косвенным показателем прочности служит вырывное усилие, необходимое для вырыва заделанного в тело конструкций анкерного устройства вместе с окружающим его бетоном при глубине заделки.
При испытании методом отрыва со скалыванием участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.
Прочность бетона на участке допускается определять по результатам одного испытания. Участки для испытания следует выбирать так, чтобы в зону вырыва не попала арматура. На участке испытания толщина конструкции должна превышать глубину заделки анкера не менее чем в два раза. При пробивке отверстия шлямбуром или высверливанием толщина конструкции в этом месте должна быть не менее 150 мм. Расстояние от анкерного устройства до грани конструкции должно быть не менее 150 мм, а от соседнего анкерного устройства - не менее 250 мм.
8. При проведении испытаний используются анкерные устройства трех типов. Анкерные устройства типа I устанавливают на конструкции при бетонировании; анкерные устройства типов II и III устанавливают в предварительно подготовленные шпуры, пробитые в бетоне высверливанием. Рекомендуемая глубина отверстий:
- для анкера типа II - 30 мм;
- для анкера типа III - 35 мм.
Диаметр шпура в бетоне не должен превышать максимальный диаметр заглубленной части анкерного устройства более чем на 2 мм. Заделка анкерных устройств в конструкциях должна обеспечить надежное сцепление анкера с бетоном. Нагрузка на анкерное устройство должна возрастать плавно со скоростью не более 1,5-3 кН/с вплоть до вырыва его вместе с окружающим бетоном.
Наименьший и наибольший размеры вырванной части бетона, равные расстоянию от анкерного устройства до границ разрушения на поверхности конструкции, не должны отличаться один от другого более чем в два раза.
9. Единичное значение Ri прочности бетона на участке испытаний определяют в зависимости от напряжений сжатия в бетоне Δ и значения Ri.
Сжимаемые напряжения в бетоне Δ, действующие в период испытаний, определяют расчетом конструкций с учетом действительных размеров сечений и величин нагрузок (воздействий).
10. При определении класса бетона методом скалывания ребра конструкции применяют прибор типа ГПНС-4.
Параметры нагружения следует принимать: а=20 мм; b=30 мм, a=18°(tg a=1-3).
На участке испытания необходимо провести не менее двух сколов бетона. Толщина испытываемой конструкции должна быть не менее 50 мм. Расстояние между соседними сколами должно быть не менее 200 мм. Нагрузочный крюк должен быть установлен таким образом, чтобы величина «а» не отличалась от номинальной более чем на 1 мм. Нагрузка на испытываемую конструкцию должна нарастать плавно со скоростью не более (1±0,3) кН/с вплоть до скалывания бетона. При этом не должно происходить проскальзывания нагрузочного крюка. Результаты испытаний, при которых в месте скола обнажалась арматура, и фактическая глубина скалывания отличались от заданного более 2 мм, не учитываются.
11. Единичное значение Ri прочности бетона на участке испытаний определяют в зависимости от напряжений сжатия бетона Δ и значения Ri0.
Сжимающие напряжения в бетоне Δ, действующие в период испытаний, определяют расчетом конструкции с учетом действительных размеров сечений и величин нагрузок.
Единичное значение Ri0 прочности бетона на участке в предположении Δ=0 определяют по формуле: Ri0 = mg х Rty, где:
- mg - поправочный коэффициент, учитывающий крупность заполнителя, принимаемый равным: при максимальной крупности заполнителя 20 мм и менее - 1, при крупности более 20 до 40 мм - 1,1;
- Rty - условная прочность бетона.
12. При испытании методом скалывания ребра на участке испытания не должно быть трещин, сколов бетона, наплывов или раковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.