Establishing the correlation between non-destructive and destructive testing of concrete and steel fiber reinforced concrete
DOI:
https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2025-14(24)-03Keywords:
concrete, reinforced concrete, steel fiber reinforced concrete, flexural element, stress-strain state, compressive strength, load-bearing capacity, non-destructive methods, sclerometer, modelling, structural inspection.Abstract
The article summarizes modern approaches to the non-destructive assessment of the strength of concrete and reinforced concrete structures and presents the results of experimental studies using sclerometric testing and compressive strength measurements. The relevance of the work is determined by the need to obtain reliable information about the technical condition of structures without violating their integrity, as the application of destructive methods is often limited under real operating conditions. The aim of the research is to evaluate the accuracy of non-destructive strength estimation and to establish the correlation between the rebound number and the actual compressive strength.
The experimental program was carried out on concrete cubes and cylinders made of ordinary concrete and steel fiber reinforced concrete (µ = 1 %). For each specimen, ten sclerometric measurements were performed to determine the average rebound value R, standard deviation, and coefficient of variation, while the compressive strength F was obtained using a PSU-250 testing machine. The results show that steel fiber reinforced concrete is characterized by a lower coefficient of variation (6–10 % compared to 11–14 % for ordinary concrete) and an increase in compressive strength of 2–6 MPa.
A comparison of non-destructive and destructive methods revealed a systematic overestimation of sclerometric results in the range of 20–40 %, confirming the necessity of applying calibration relationships R – F in diagnostic practice. The findings demonstrate the effectiveness of non-destructive methods for approximate strength assessment, monitoring the technical condition of structures, and early detection of damage, which is crucial for engineering practice.
Downloads
References
1. Grynyova, I., Štuhec, D., Kos, Z., Bartosh, A. (2022). Bearing capacity of damaged reinforced concrete structures. Young Scientist, 11(111), 1–3. https://doi.org/10.32839/2304-5809/2022-11-111-1.
2. Бетони. Правила контролю міцності: ДСТУ Б В.2.7-224:2009. (2010). Київ: Мінрегіонбуд України.
3. Бетони. Ультразвуковий метод визначення міцності: ДСТУ Б В.2.7-226:2009. (2010). Київ: Міністерство регіонального розвитку та будівництва України.
4. Бетони. Визначення міцності механічними методами неруйнівного контролю: ДСТУ Б В.2.7-220:2009. (2010). Київ: Мінрегіонбуд України.
5. Hornbostel, K., Danner, T., Geiker, M. R. (2020). Non-destructive test methods for corrosion detection in reinforced concrete structures. Nordic Concrete Research, 62(1), 41–61. https://doi.org/10.2478/ncr-2019-0005.
6. Zaki, A., Chai, H. K., Aggelis, D. G., Alver, N. (2015). Non-destructive evaluation for corrosion monitoring in concrete: A review and capability of acoustic emission technique. Sensors, 15, 19069–19101. https://doi.org/10.3390/s150819069.
7. Demir, T., Ulucan, M., Alyamaç, K. E. (2023). Development of combined methods using non-destructive test methods to determine the in-place strength of high-strength concretes. Processes, 11(3), 673. https://doi.org/10.3390/pr11030673.
8. Lang, C., Willmes, M. (2018). Non-destructive testing of reinforced concrete structures. In Proceedings of the International Symposium on Structural Health Monitoring and Nondestructive Testing (SHM NDT) (Saarbruecken, Germany, October 4–5, 2018).
9. Будзінський І. М. (2023). Дослідження параметрів армування залізобетонних конструкцій неруйнівними методами контролю : кваліфікаційна робота магістра, спеціальність 192 «Будівництво та цивільна інженерія». Тернопіль: ТНТУ. 67 с. URL: https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/41194 (дата звернення: 14.11.2025).
10. Ясній П. В., Якубишин О. М., Дубіжанський Д. І. (2012). Оцінювання міцності і технічного стану залізобетонних конструкцій ультразвуковим методом. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві, № 2 (13), 20–23. URL: https://ir.lib.vntu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/4051/234.pdf (дата звернення: 14.11.2025).
11. Гамеляк І. П., Кулак В. В., Захарченко Є. О. (2021). Удосконалення методики оцінки міцності цементобетону при непрямих вимірюваннях методами неруйнівного контролю. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві, вип. 30, № 1, 42–51. DOI: https://doi.org/10.31649/2311-1429-2021-1-42-51.
12. Данилків А. Я. (2023) Дослідження міцнісних характеристик бетону ультразвуковим методом кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 192 «Будівництво та цивільна інженерія». Тернопіль: ТНТУ. 71 с. URL: https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/41193 (дата звернення: 14.11.2025).
