DE1139996B

DE1139996B - Process for hardness testing of concrete on buildings

Info

Publication number: DE1139996B
Application number: DEB54393A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Schulte
Original assignee: BAUER CARL FA
Current assignee: BAUER CARL FA
Priority date: 1959-08-11
Filing date: 1959-08-11
Publication date: 1962-11-22

Description

Verfahren zur Schlaghärteprüfung von Beton an Bauwerken Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schlaghärteprüfung von Beton an Bauwerken. Nach den Din-Vorschriften DIN 4240 wird die Prüfung des Betons an Bauwerken mit Kugelschlaggeräten durchgeführt. So ist ein Kugelschlaghammer bekannt, dessen eine Kugel tragende Spitze auf den zu messenden Körper gedrückt wird, was unter Anspannung einer Feder erfolgt. Bei der Endspannung wird eine Kupplung zwischen einem Federkolben und einem Schlagbolzen des Gerätes gelöst, so daß die Feder entspannt und die Kugel im gewünschten Bereich in den zu prüfenden Körper hineingedrückt wird. Ein solcher Kugelschlaghammer leistet stets dieselbe Schlagarbeit, da die Feder immer nach Erreichen der gleichen Zusammendrückung gelöst wird. Außer dieser Ausführungsform eines Kugelschlaggerätes sind noch einige andere Konstruktionen bekannt, die sich jedoch in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise nicht wesentlich von dem angegebenen Gerät unterscheiden. Allen bekannten Schlaggeräten dieser Art ist gemeinsam, daß sie nur eine Oberflächenprüfung des Betons vornehmen, weil ihre Wirkung nicht unter die oberste Schicht des Betons geht. Erfaßt wird - wie die Erfahrung gelehrt hat - nur ein Tiefenbereich von höchstens 5 bis 8 mm.Method for impact hardness testing of concrete on structures The invention relates to a method for impact hardness testing of concrete on structures. To the DIN regulations DIN 4240 is the testing of concrete on structures with ball impact devices carried out. For example, a ball impact hammer is known whose tip carries a ball is pressed onto the body to be measured, which takes place under tension of a spring. At the end of tension there is a coupling between a spring piston and a firing pin of the device so that the spring is relaxed and the ball is in the desired area is pressed into the body to be tested. Such a ball hammer does the job always the same impact work, since the spring always after reaching the same compression is resolved. In addition to this embodiment of a ball impact device, there are still a few other constructions are known, but differ in their structure and mode of operation does not differ significantly from the specified device. All known impact devices this type has in common that they only carry out a surface test of the concrete, because their effect does not go under the top layer of the concrete. Is recorded - as experience has shown - only a depth range of at most 5 to 8 mm.

Die bei der Benutzung dieser bekannten Kugelschlaggeräte auftretenden Toleranzen der Meßwerte sind ebenso erheblich, daß bereits in den erwähnten Normvorschriften Bestimmungen vorgesehen sind, wonach Extremwerte über 20°/o Abweichung von dem festgestellten Mittelwert bei der Berechnung unberücksichtigt gelassen werden müssen. The ones that occur when using these known ball impact devices The tolerances of the measured values are just as significant as those already mentioned in the standard regulations mentioned Provisions are provided, according to which extreme values over 20% deviation from the determined Mean value must not be taken into account in the calculation.

Die mit den bekannten Kugelschlaggeräten arbeitenden Verfahren zur Schlaghärteprüfung von Beton weisen noch beachtliche Nachteile auf. Zunächst wird - wie schon erwähnt - der Beton lediglich an seiner Oberfläche geprüft. Dadurch können sich aber vielfach auftretende Abweichungen der Beschaffenheit der Betonoberfläche bei den Prüfergehnissen stark auswirken. Wie die Praxis gezeigt hat, sind zufällige Einflüsse in der Oberflächenschicht des Betons so groß, daß Streuungen von 1 35 bis 40°/o der Prüfergebnisse durchaus üblich sind. Bei der Verwendung zweier verschiedener Prüfgeräte am nachweislich gleichen Beton ergeben sich Mittelwerts abweichungen des Prüfergebnisses, die in der Größenordnung von 25 bis 30 e/<> liegen. The methods working with the known ball impact devices for Impact hardness testing of concrete still has considerable disadvantages. First will - as already mentioned - the concrete was only tested on its surface. Through this However, there can be frequent deviations in the nature of the concrete surface have a strong impact on the test results. As practice has shown, they are accidental Influences in the surface layer of the concrete are so great that scattering of 1 35 up to 40% of the test results are quite common. When using two different Test devices on verifiably the same concrete show mean value deviations of the test result, which are in the order of 25 to 30 e / <>.

Hinzu kommt, daß die Messungen mit den bekannten Kugelschlaggeräten für Beton in vielen Fällen schwierig sind. So ist die die Prüfung durchführende Person vielfach gezwungen, sich auf den Bauch zu legen, um die Abmessungen der eingedrückten Kalotte festzustellen. Derartige Meßmethoden wirken sich nachteilig auf die Genauigkeit des Meßergebnisses aus. In addition, the measurements with the known ball impact devices are difficult for concrete in many cases. So is the one conducting the exam Person often forced to lie on his stomach in order to measure the dimensions of the indented To determine the calotte. Such measurement methods have a detrimental effect on the accuracy of the measurement result.

Es sind auch sogenannte Bodenfestigkeitsprüfer bekannt, die aus einem Hauptkörper bestehen, auf dessen einer Seite mehrere Zusatzgewichte angebracht werden können, während auf der anderen Seite desselben eine stangenförmige Skala vorhanden ist, die in Abhägigkeit von der Beschaffenheit des zu prüfenden Stoffes mehr oder weniger tief in diesen eingetrieben wird. Beim Gebrauch dieses Gerätes fallen die Gewichte aus einer bestimmten Höhe herab, und aus der an der Skala möglichen Ablesung der Eindringtiefe lassen sich Rückschlüsse auf die Festigkeit des Stoffes ziehen, wobei sowohl die herabgefallene Masse als auch die Fallhöhe zu berücksichtigen sind. Mit einem solchen bekannten Gerät lassen sich lediglich Messungen in verhältnismäßig weichen Stoffen, beispielsweise im Erdreich durchführen, nicht aber Schlaghärteprüfungen von Beton an Bauwerken. There are also so-called soil strength testers known, which consist of a Main body consist, on one side of which several additional weights are attached can, while on the other side of the same there is a bar-shaped scale is, depending on the nature of the substance to be tested more or is driven less deeply into it. When using this device, the Weights from a certain height and from the reading possible on the scale the penetration depth allows conclusions to be drawn about the strength of the substance, both the fallen mass and the height of fall must be taken into account. With such a known device, measurements can only be made in proportion Carry out soft materials, for example in the ground, but not impact hardness tests of concrete on structures.

Es ist ferner ein Gerät zur Bestimmung der Tragfähigkeit eines Baugrundes bekannt, bei dem ein Meßstab durch Rammen eingetrieben wird. Die Eintreibkraft ist dabei stets gleich groß, wird jedoch ständig wiederholt. Auch mit diesem bekannten Gerät lassen sich lediglich Messungen an weichen Werkstoffen durchführen. It is also a device for determining the load-bearing capacity of a subsoil known in which a dipstick is driven in by ramming. The driving force is always the same size, but is repeated over and over again. Even with this well-known Device can only perform measurements on soft materials.

Und endlich ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Asphaltbeton bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Probe des Betons in eine Art Käfig gelegt, wobei die Probe auf eine bestimmte Temperatur gebracht wird. Die Festigkeit des Probenwerkstoffes wird durch eine Druckvorrichtung geprüft, bei der änderungen der räumlichen Gestalt eines Druckringes gemessen werden. Der Druckring nimmt dabei mit zunehmendem Druck die Gestalt einer Ellipse an. Die dabei auftretenden Änderungen werden gemessen und bilden ein Maß für die Beschaffenheit des Werkstoffes. In der Probe wird mit Hilfe eines Bolzens vorher noch eine Bohrung geschaffen, die zur Aufnahme eines Thermometers dient. Mit diesem bekannten Verfahren lassen sich keine Schlaghärteprüfungen des erstarrten Betons von Bauwerken durchführen. Auch ist es nachteilig, daß nicht die Beschaffenheit des fertiggestellten Bauwerkes, sondern lediglich eine Probe aus dem noch weiterzuverarbeitenden Werkstoff geprüft wird. And finally there is a method and apparatus for testing Asphalt concrete known. In this process, a sample of the concrete is cut into a type Cage placed, whereby the sample is brought to a certain temperature. The strength of the sample material is checked by a pressure device, with the changes the spatial shape of a pressure ring can be measured. The pressure ring takes the shape of an ellipse appears with increasing pressure. The occurring Changes are measured and form a measure of the nature of the material. In the sample, a hole is made beforehand with the help of a bolt, which serves to hold a thermometer. With this known method can Do not perform any impact hardness tests on the solidified concrete of buildings. Even it is disadvantageous that not the nature of the completed structure, only a sample from the material still to be processed is tested will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zur Schlaghärteprüfungn von Beton an Bauwerken geeignetes Verfahren zu entwickeln, bei dem die angeführten Nachteile bekannter Verfahren mit einfachen und wohlfeilen Mitteln beseitigt sind. Dabei soll insbesondere die Genauigkeit des Prüfungsergebuisses verbessert werden. Dieses Ziel ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf einen Bolzen durch eine explosionsartige Expansion von Gasen ein einmaliger Impuls ausgeübt wird, durch den der Bolzen in den Beton eindringt, worauf in an sich bekannter Weise die Eindringtiefe des Bolzens gemessen wird und diese als Maß für die Schlaghärte dient. Wenn dabei noch ein Teil des Bolzens aus dem Beton herausragt, so läßt sich die als Maß für die Schlaghärte des Betons dienende Eindringtiefe des Bolzens leicht messen als Differenz der Gesamtbolzenlänge und des Bolzenüberstandes über der Betonoberfläche. Dringt dagegen der Bolzen durch den einmaligen Impuls ganz in den Beton ein, so ist zur Gesamtlänge des Bolzens noch diejenige Länge des geschaffenen Loches hinzuzurechnen, die von der Betonoberfläche bis zum rückwärtigen Ende des Bolzens reicht. Durch diese Summierung der beiden Längen erhält man wiederum die Eindringtiefe und damit das gesuchte Maß für die Schlaghärte des Betons. In beiden Fällen sind nur einfache Längenmessungen vorzunehmen, wozu man sich bekannter Längenmeßgeräte bedienen kann. The invention is based on the object of an impact hardness test of concrete on buildings to develop a suitable method in which the listed Disadvantages of known methods are eliminated with simple and inexpensive means. In particular, the aim is to improve the accuracy of the test result. This goal is achieved according to the invention that on a bolt by a explosive expansion of gases exerted by a single impulse which the bolt penetrates into the concrete, whereupon the penetration depth in a manner known per se of the bolt is measured and this serves as a measure of the impact hardness. If there still a part of the bolt protrudes from the concrete, it can be used as a measure for The penetration depth of the bolt serving the impact hardness of the concrete easily measure than Difference between the total bolt length and the bolt protrusion above the concrete surface. If, on the other hand, the bolt penetrates completely into the concrete as a result of the one-off impulse, see above the length of the hole created must be added to the total length of the bolt, which extends from the concrete surface to the rear end of the bolt. By this summation of the two lengths gives in turn the penetration depth and thus the required measure for the impact hardness of the concrete. Both cases are just simple Make length measurements, for which one can use known length measuring devices.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Schlaghärteprüfung von Beton an Bauwerken hat gegenüber dem Bekannten beachtliche Vorteile. Es wird nicht die Oberfläche des Betons gemessen, sondern die ermittelte Eindringtiefe des Bolzens gibt ein Maß für die Güte des Betons in einer großen Tiefe. So kann ohne Schwierigkeit die Betongüte in einer Tiefe bis zu 80 mm unter der Oberfläche gemessen werden. The inventive method for impact hardness testing of concrete Structures has considerable advantages over the familiar. It doesn't get the surface of the concrete measured, but the determined penetration depth of the bolt gives a measure for the quality of the concrete at a great depth. So can the concrete quality without difficulty at a depth up to 80 mm below the surface.

Ferner beträgt die Toleranz beim erfindungsgemäßen Verfahren nur einen Bruchteil der Toleranz bekannter Verfahren. Die in den Beton eingetriebenen Bolzen können gewünschtenfalls in ihrer Lage verbleiben, so daß man auch nach längerer Zeit einen genauen Anhaltspunkt für die bei der Prüfung gemessenen Werte hat. Bei Verwendung bekannter Schlaggeräte ist eine derartige Kontrolle nicht möglich. Auch ist es vorteilhaft, daß zum Eintreiben des Bolzens durch eine explosionsartige Expansion von Gasen nur ein einmaliger Impuls ausgeübt zu werden braucht. Die Energie hat dabei zu Beginn des Eindringens des Bolzens ein Maximum, sie wird dann aufgezehrt durch den Widerstand, den die Festigkeit des Betons leistet und ist am Ende des Eindringvorganges gleich Null.Furthermore, the tolerance in the method according to the invention is only one Fraction of the tolerance of known processes. The bolts driven into the concrete can, if desired, remain in their position, so that one can even after a long period of time Time has an exact reference point for the values measured during the test. at Such a control is not possible using known impact devices. Even it is advantageous that for driving in the bolt by an explosive expansion only a single impulse needs to be exerted by gases. The energy has a maximum at the beginning of the penetration of the bolt, it is then consumed by the resistance that the strength of the concrete offers and is at the end of the Penetration process is zero.

Zum Eintreiben eines Bolzens in den Beton können auf dem Markt befindliche Bolzensetzgeräte Benutzung finden. Mit diesen Geräten durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Reduzierung der Gesamttoleranz der Meßergebnisse auf unter 100/o erreichen läßt. Als Bolzen finden zweckmäßig solche Verwendung, bei denen der konisch zulaufende Kopf in einen glatten zylindrischen Mantelteil übergeht. To drive a bolt into the concrete can be found on the market Find use of bolt-firing tools. Have experiments carried out with these devices has shown that the method according to the invention results in a reduction in the overall tolerance the measurement results can be reached below 100 / o. Appropriate bolts can be found Use where the tapered head turns into a smooth cylindrical Shell part passes over.

Auf der Umfangsfläche des Bolzens lassen sich Markierungen beispielsweise in Form von Farbringen anbringen, die einen ersten Hinweis auf die Güte des vorhandenen Betons zulassen. Denn wenn man jedem Farbring eine bestimmte Güteklasse des Betons zuordnet, so kann man sofort erkennen, bis zu welcher Markierung der Bolzen eingedrungen ist.For example, markings can be made on the circumferential surface of the bolt in the form of colored rings, which are a first indication of the quality of the existing Allow concrete. Because if you give each colored ring a certain grade of concrete assigns, you can immediately see up to which mark the bolt has penetrated is.

Claims

PATENT CLAIM: Method for impact hardness testing of concrete on structures, characterized in that on a bolt by an explosive expansion A single impulse is exerted by gases, which pushes the bolt into the concrete penetrates, whereupon the penetration depth of the bolt is measured in a manner known per se and this serves as a measure of the impact hardness.

Publications considered: German Patent No. 426 897; German utility model No. 1706911; U.S. Patent No. 2637198.