background image

1.  Sposób przeprowadzenia badań: 

Ultradźwiękowe badania wytrzymałościowe betonu polegają na ocenie jego wytrzymałości 

na podstawie prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych. Do pomiaru prędkości tych fal, a 
mówiąc ściślej: pomiaru czasu ich rozchodzenia się, stosuje się różne aparaty ultradźwiękowe, 
zwane betonoskopami. Pomiar odcinka drogi, przez którą przechodzi impuls ultradźwiękowy, 
może być wykonany dowolnym przyrządem umożliwiającym wykonanie tego pomiaru z błędem 
nie większym niż 0,5%. 

Obecnie stosuje się betonoskopy cyfrowe typu UNIPAN-540 w wersjach 540 do 543, w 

których wyniki pomiaru czasu przepływu impulsu odczytuje się na wskaźniku cyfrowym. 
Przyrząd ten zasilany jest z akumulatorów, a jego waga wynosi ok. 1,6 kg. 

Miernik może współpracować z głowicami (sondami) o częstotliwości od 40 KHz do 1 KHz. 

Głowicami o częstotliwości 500 KHz możemy badać elementy o grubości do 0,5 m, zaś o 
częstotliwości 40 KHz - do grubości 8 m. Miernik typu 540 lub 54l można stosować dla dwóch 
zakresów pomiarowych -  pierwszego od 0 do 999,9 μs (zdolność odczytu do 0,1 μs) oraz 
drugiego od 0 do 9999 μs (zdolność odczytu do 1 μs). Miernik typu 543 ma zakres od 0 do 
999,99, przy którym odczyty są możliwe z dokładnością do 0, 1 lub 0,01 μs. 

 

Rys 1.4 Płyta czołowa betonoskopu 

 

Rys 1.5 Betonoskop typu UNIPAN-543 z głowicami 

Miernik ten ma wymiary około 6x8x14,5 cm.. Poza miernikiem do pełnego wyposażenia są 

dołączone 3 pary głowic oraz komplet kabli i prostownik typu 5400H. 

background image

 
 
 

2.  Warunki techniczne przeprowadzania badań 

Jedno miejsce pomiarowe stanowią dwa punkty leżące na przeciwległych powierzchniach 
badanego elementu lub fragmentu konstrukcji. Ażeby zapewnić połączenie akustyczne głowic z 
badanym obiektem, należy wyrównać powierzchnię betonu, a na jej styku z przyłożonymi 
głowicami stosować smar techniczny, np. towot. Należy także zwrócić uwagę na to, ażeby 
pomiar czasu przechodzenia fal ultradźwiękowych dla danego miejsca pomiarowego był 
dokonywany głowicami, których osie leżą na jednej prostej przechodzącej przez to miejsce. 
Niespełnienie powyższych warunków czyni wyniki pomiarów niewiarygodnymi. Pomiary 
betonoskopem wykonuje się przy ustabilizowanym odczycie (nie migające wskaźniki). W 
miejscu pomiaru przeprowadza się dokładny pomiar grubości elementu, ażeby umożliwić 
precyzyjne określenie prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych. 

Miejsca pomiaru ustala się możliwie równomiernie na całym badanym elemencie. Pomiary 

należy przeprowadzić co najmniej w 20 miejscach, co umożliwia w sposób miarodajny 
określenie średniej wytrzymałości betonu na ściskanie w badanym elemencie. Przy ustalaniu 
miejsc pomiarowych należy: 

 

unikać miejsc spękanych, przemarzniętych, silnie nawilgoconych lub skorodowanych, o 

nierównej powierzchni, lub miejsc z nieokreślonymi wkładkami obcymi (np. wkładki 
stalowe, drewniane oraz ceramiczne ze szczelinami itp.), 

 

w miarę możności nie wyznaczać miejsc pomiarowych w odległości mniejszej niż 8 cm od 

krawędzi badanego elementu, 

 

unikać miejsc pomiarowych, w których na drodze impulsu leży zbrojenie: główne. Nie 

należy też wykonywać pomiarów w miejscach największej koncentracji naprężeń. 

3.  Opracowanie wyników pomiarów 

Dla danego i-tego miejsca pomiarowego prędkość rozchodzenia się fal ultradźwiękowych 

wylicza się z relacji: 

i

i

i

t

S

V

 





s

km

 

gdzie: 

 

i

S

 

-droga impulsu ultradźwiękowego w betonie w i-tym miejscu [mm]  

        

i

t

 

-czas przejścia impulsu ultradźwiękowego w betonie w tym miejscu [μs] 

Średnią prędkość rozchodzenia się fal ultradźwiękowych obliczamy ze wzoru 

n

V

V

n

i

i

1

 





s

km

 

Ponadto należy obliczyć odchylenie standardowe prędkości rozchodzenia się fal 
ultradźwiękowych 

background image

1

1

2

n

V

V

s

n

i

i

V

 





s

km

 

 

oraz współczynnik zmienności prędkości fal ultradźwiękowych 

100

V

s

V

V

   

 

%

 

4.  Zasady oceny jakości betonu w konstrukcjach 

Zasady oceny jakości betonu w konstrukcjach na podstawie badań metodą ultradźwiękową 

oparte są na tych samych ogólnych zasadach, które opisano dla metody sklerometrycznej. 
Wzajemną relację pomiędzy prędkością rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w betonie i jego 
wytrzymałością na ściskanie f

c

 - V przyjmuje się na podstawie metody dokładnego określenia 

związków empirycznych przy wykorzystaniu statystycznej analizy korelacyjnej lub też metody 
dobierania hipotetycznej krzywej regresji dla badanego betonu.Niezbędne wielkości, które 
należy obliczyć, ażeby w sposób miarodajny móc ocenić jakość betonu, to, podobnie jak w 
metodzie sklerometrycznej : 

 

średnia wytrzymałość betonu na ściskanie  





V

c

b

V

a

V

f

V

cm

1

2

 

2

mm

N

 

 

odchylenie standardowe wytrzymałości  

2

2

2

2

4

2

2

b

V

ab

V

a

V

s

V

V

fc

 

2

mm

N

 

 

współczynnik zmienności wytrzymałości  

%

100

cm

fc

fc

f

s

 

 

współczynnik jednorodności  

cm

c

fc

f

f

k

min

 

 

wytrzymałość minimalna  





V

c

b

V

a

V

f

V

c

1

2

min

2

2

2

2

min

4

2

2

b

V

ab

V

a

V

t

V

V

2

mm

N

 

5.  Dobór hipotetycznych związków empirycznych 

Przy doborze hipotetycznych związków empirycznych w przypadku gdy określenie 

własnej empirycznej krzywej regresji jest niemożliwe, możemy stosować zależność f

c

 - L wzory. 

Podobnie jak w przypadku metody sklerometrycznej, ażeby uzyskać miarodajne wyniki, należy 
skorygować wytrzymałość betonu przez odpowiedni współczynnik c

k

, uzyskany z badań 

niszczących.  

background image

6.  Dokumentacja badań 

Dokumentacja z przeprowadzonych badań i oceny jakości betonu powinna obejmować; 

 

dane charakteryzuje badaną konstrukcję  

 

datę, warunki i sposób przeprowadzania badań, 

 

dane dotyczące użytego sprzętu, 

 

dziennik pomiarów, 

 

podstawy określania zależności f

c

-V, współczynnik korygujący, wymagane i obliczone 

charakterystyki betonu, takie jak wytrzymałość średnia, wytrzymałość minimalna, 
odchylenie standardowe, współczynnik zmienności, współczynnik jednorodności, ocena 
jednorodności betonu. 
W przypadku braku możliwości badań próbek kontrolnych metodą niszczącą, zależność 

f

c

-V można skorygować stosując współczynnik "C". Współczynnikiem tym korygujemy zarówno 

wytrzymałość 

cm

f

 jak i 

min

c

f

 .