Изучение метода оценки прочности бетона в изделиях ультразвуковым импульсным методом с помощью ультразвукового прибора.

Цель работы: Определение прочности бетона, кирпича и камней силикатных ультразвуковым импульсным методом.

Рис. 1.Ультразвуковой прибор «Бетон - 32»

Оборудование: Ультразвуковой прибор «Бетон - 32», бетон, силикатный кирпич, керамический кирпич.

Введение: Одной из главных задач в области дальнейшего развития промышленности сборного железобетона является совершенствование технологий изделия и конструкции, повышение заводской готовности, качества и долговечности.

Контроль прочности бетона путем испытания стандартных образцов имеет ряд существенных недостатков. Для осуществления более полного контроля за качеством железобетонных изделий и конструкций все более широко используется неразрушающие методы прочности бетона, которые можно разделить на две группы: механические и физические. Физические методы основываются на оценке прочности бетона по скорости прохождения через него ультразвука или по регистрации колебаний (или других физических величин). Испытания производят с помощью различных физических приборов. Для определения прочности бетона при применении неразрушающих методов используются тарировочного зависимости, связывающие прочность бетона с показателями, полученными при данном методе испытания.

В настоящее время предложено достаточно большое количество методов и приборов для контроля прочности бетона в изделиях без разрушения.

Содержание лабораторной работы: Оценка прочности бетона в изделиях ультразвуковым методом сводится к построению тарировочного графика и определению прочности бетона с помощью этого графика по результатам прозвучивания изделия (или специально приготовленных образцов) ультразвуковым прибором.

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться с основными определениями прочности бетона ультразвуковым методом по методике и ГОСТ 17624-78, 22690,2-77.

Порядок работы: Изготовить по 4 серии образцов размером 100*100*100 мм с постоянным расходом воды и различным расходом цемента.

После твердения по заданному режиму образцы прозвучивают на ультразвуковом приборе для определения скорости распространения ультразвука в бетоне. Испытания проводят при температуре 0…50^оС (в изделиях — до 65°С). Температура бетона изделия на контролируемых участках не должна отличаться от температуры образцов, испытанных для строения тарировочной зависимости более чем на + 5^оС.

При прозвучивании генератор импульсов прибора передаёт кратковременный электрический импульс на преобразователь (первым щуп прибора), который находится в соприкосновении с испытываемым образцом. В преобразователе этот импульс превращается в ультразвук и поступает в бетон. Ультразвуковой импульс, пройдя образец, попадает на приемник (второй щуп), в котором ультразвуковые колебания превращаются в электрические импульсы. При испытании между щупами и поверхностью бетона должен быть акустический контакт, который обеспечивается смазыванием их тонким слоем технического вазелина. Полученные электрические импульсы усиливаются в усилителе и поступают на индикатор. По шкале индикатора определяют время t (мкс) прохождения ультразвукового импульса через слои бетона между щупами, который равен размеру образца (уточняемого замером перед испытанием) и соответствует длине распространения ультразвука в бетоне S (мм).

Замер производится в трех точках в направлении, перпендикулярном укладке бетона в формы (рис.2). По трем измерениям находят среднее арифметическое значение скорости распространения ультразвука в бетоне (км/с).

V=S/t

Затем прозвученные образцы испытываются на прессе для определения прочности бетона при сжатии. Результаты ультразвукового испытания на прочность при сжатии заносят в таблицу 8.

Рис. 2. Схема расположения контрольных точек при прозвучивании образца:

1 – направление укладки бетона;

2 – направление прозвучивания образца.

Рис. 3. Тарировочный график “скорость ультразвука” – “прочность бетона”.

Места, в которых проводится определение прочности бетона, устанавливают в зависимости от конструкции изделия. Для создания акустического контакта (при базах измерения 10…50 см) поверхность необходимо смазать тонким слоем вазелина. Эти данные используют для построения тарировочного графика скорости ультразвука – прочность бетона (рис.II). Проверка зависимости осуществляется по ГОСТ 21217-75.

По измеренному значению скорости распространения ультразвука и тарировочному графику, построенному для данного состава бетона, определяется прочность бетона в прозвучиваемом месте изделия (таб.9).

Таблица 8

Результаты ультразвуковых испытаний

Таблица 9

Результаты определения прочности бетона в изделии ультразвуковым методом.

Изделие можно заменить образцами. В этом случае готовят ещё одну серию образцов, прозвучивают их и по полученным показателям и тарировочной графику определяют прочность бетона. При отсутствии тарировочной зависимости, а также контрольных образцов из испытываемого изделия высверливают три образца и испытывают их, определяя среднее значение скорости v_o, а затем прочность бетона при сжатии R_o. В этом случае R_сж для тяжелого бетона ориентировочно можно определить оп формулам:

при R_сж 30 МПа R_сж= R_о(v⁴/v_o⁴),

при R_сж > 30 МПа R_сж= R_оv/(8,87v_o-7,87v).

технические характеристики:

Диапазон измерения времени, мкс 15 -9999,9
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени на стандартных образцах, не более, где t - время распространения ультразвука, мкс d=± (0,01t +0,1)
Фиксированная база измерений при поверхностном прозвучивании 100±1 мм
Рабочая частота колебаний, кГц: 100,0
Габаритные размеры/масса электронного блока 138х111х45мм/0,4кг
Габаритные размеры/масса блока поверхностного прозвучивания 170х60х35мм/0,7 кг
Габаритные размеры/масса блока сквозного прозвучивания 140х60х35 мм/0,2 кг
Габаритные размеры/масса соединительных кабелей 1,2 м/ 0,1 кг
Время непрерывной работы при 20°С, не менее 50 часов
Напряжение питания 5,6 - 10 В
Диапазон рабочих температур -10°С … +50°С

Лабораторная работа № 5