КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Определяне на якост на бетона чрез ултразвуков метод

Ултразвуковите метода за определяне на якост на бетона на базата на използването на ултразвук скорост размножаване, в зависимост от силата на бетона, т.е.

(5)

Въпреки това, както е отбелязано в предишната част, скоростта на разпространение на ултразвук; Освен сила влияе от много други фактори, степента на влияние на някои от тях по-дълъг от този на резистентност. Изберете от различни фактори, само един фактор сила може да се постигне чрез създаването на специални условия, при които тези ефекти са същите, както в определението на корелации, и в непосредствена изпитвания. Тази ситуация е в основата на ултразвуков метод на развитие, което се осигурява от факта, че корелации са определени за същия конкретен състав, както в дизайна на проучването. Развитието на този метод присъстваха IS Weinstock, GY Mailer, SI. Nogin, NA Крилов, VA Klevtsov, VV Sudakov и други изследователи.

"Скорост на якост" връзка може да се изрази в аналитична, чрез използване на математически уравнения и в графична форма. Местни и чуждестранни учени повече от 10 уравнения се предполагат обвързване на ултразвукова скорост с якост на бетона:

където А, В, С - коефициенти в зависимост от състава на бетон и неговите техники за подготовка.

Тези коефициенти се определят чрез едновременни тестове за контрол и унищожаване на кубчета ултразвукови методи. С резултатите от тестването на контролни проби, можем да изградим графика на "RV", която по-късно ще се използва при определяне на якостта на бетона в структурите на пряко. Експериментално потвърждение на тези формули показва, че те осигуряват значителна грешка при определяне на якостта на бетона. Това показва, че предложените уравнения не описват напълно функционални зависимости между скоростта на сила.

Най-обещаващите са аналитични отношения, които свързват силата на бетон с ултразвук скорост на разтвора.

където V 1 - скорост на ултразвук в разтвора на бетона.

В този случай, влиянието на такива фактори като количеството на материала и груби агрегат. Като се има предвид разпространението на ултразвук в конкретна схема, Фиг. 06.05.40, ние можем да напишете:

където L, T - общата пътя, изминат от ултразвук, и изминалото време;

л, т - път пътува по ултразвук в хавана на бетона, и изминалото време; л 2, т 2 - пътят пресича от ултразвук в гранулите на груби агрегат, и изминало време. Скоростта на ултразвук в разтвора на бетон V ^ се определя от уравнението



където V 1 - скорост на разпространение на ултразвук през цялата дебелина на бетона,

V 2 - скорост на разпространение на ултразвук в материала на груби агрегат, приета референтна стойност или измерва експериментално.

Стойностите на L 1 и L2 с определена степен на сближаване, не се използват сложни математически изчисления могат да бъдат взети от съотношението на обемната плътност на бетон G (кг / м 3) на потока от чакъл на 1 м от бетон (W), кг / м3, с коефициент 1.1, като се вземат предвид разпространението на ултразвук не е най-краткият път, и по най-краткия път.

Проучването на сгради и съоръжения, когато неизвестен конкретен състав, стойността на L 1 и L2 може да бъде определена чрез следната процедура.

На мястото на конструкция измерване 200x200 mm използване Sander изложени конструкция на дълбочина от 5 mm и 5 хоризонтални линии се прилагат. Всеки ред дължина на интервали от 200 мм определят от количеството преминава през гранулите в дължина от един метър. Тази стойност трябва да бъде умножена по коефициент 1.1, като се вземе предвид факта, че не всички пелетите са били изложени по време на смилане. Познаването на разпределението на гранулите на груб агрегат в дължина 1 м, е възможно да се определи стойността на L 1 и L 2 на мястото на L, равна на база сонди.

В този случай, на якост на бетона се определя от уравнението

където - коефициент, като се вземат предвид материала на груби агрегат:

- Дребен чакъл а = 0,9;

-izvestnyak с = 1.0;

- Гранит и = 1.2;

б - фактор за калибриране.

Изграждане на калибриране според "скорост-сила"

Графично зависимостта "скорост-сила" е най-надеждна форма на представяне на връзката между ултразвукова скорост и якост на бетона. Тя е изградена за конструктивен бетон състав в съответствие с GOST17624-87. На практика, използването на два метода на диаграми. В първия случай, промяната на якост на бетона от Rmin да RMAX значително, графиката е с извита форма и неговото изграждане се осъществява чрез смачкване на цялата гама от Re и V класове, а във втория случай, разпръсна светлина и графика е права линия, описана с линейно уравнение. И в двата случая, картите се основават на резултатите от изпитванията на едновременни контролни проби под формата на кубчета 150x150x150 мм ултразвукови и механични разрушаване. Кубинска тест е направен от същия състав като бетон дизайна изпитваното. За графиката на първия метод изисква силата на конкретни кубчета да бъде в рамките на най-малко един клас, например В20 бетон съдържание варира от 10 до 30 МРа.

Това отклонение на сила при определена част от бетона може да бъде получена чрез промяна на всеки фактор или няколко фактора, които в еднаква степен ще се отрази промяната на ултразвукова скорост и сила. На практика, за тази цел се използва комбинация от стойности W / C и топлинна обработка път.

В тестове, за да се гарантира, че влажността и температурата в конкретни кубчета са същите, както в конкретни структури на субектите. Необходимо е да се налагат по-високи изисквания за измерване на ултразвуковата измерването транзитно време и звучене база, тъй като грешката при измерването на скоростта на само 0,8% може да доведе до грешки при изчисляване на якост на бетона, равен на 7%. Отклонения в основата на измерването не трябва да надвишава 0,3%.

Блокада размножаване време се определя по пет точки на всеки куб с чрез тестване в посока, перпендикулярна на подреждане конкретна форма (фиг. 2.2.58). Промени в магнитуд ултразвуков време за размножаване на един куб не трябва да надвишава 5% от средната стойност на времето. Куба (или точки), които не отговарят на това изискване, се отхвърлят. ултразвукова скорост се изчислява за всяка точка по формулата (2.2.58).

Фиг. 2.2.58. Движеща сила за изпитване на кубчета:

1 - посока на бетониране; 2 - безразрушителен контрол; 3 - по посока на прилагане на сила, когато се изпитва в пресата; 4 - места за изпитване неразрушаващи методи

От тези стойности за всички пет точки е средната скорост за всеки куб.

Силата на кубчета в компресия се определя от механичните изпитвания на пресата. Тази сила се прилага перпендикулярно на посоката, перпендикулярна на посоката на звучене и полагане на бетон (фиг. 2.2.58). Уверете се, че повърхността на пробата, която се поставя върху плочите на пресата, не е замърсена от контакт грес.

Как да се изгради калибриране "скорост-сила" крива е най-добре да се разглоби примера.

Във фабриката на стоманобетонни продукти от ултразвукови и механични средства тествани 70 кубчета с големината на 150x150x150 мм в бетон В20.

Резултатите от теста са показани в таблица. 2.2.3.

Таблица 2.2.3. Обработка на резултатите от тестовете

N куб данни тест Силата, определена от стандартната крива, R T кг / см 2 RR T (RR т) 2
Средната скорост, м / сек якост на натиск, R кг / см 2

Целта на следващите изчисления - за определяне на координатите на счупена крива, наречена регресия през центъра на сегментите, които ще се проведат крива на калибриране.

Според таблица. 2.2.3 почивка в резултат на скоростта V R и силата на определен брой часове (обикновено 8-10), различаващи се от постоянна, се нарича клас интервал за V и R серия, означена K Y и K х. Броят на класовете, съответстващи на броя на точките за регресия линии. За определяне на К У и К х намерите набор от редове променя V и R, след това има разлика между най-високите и най-ниските стойности на V и R. По този начин, за резултатите, показани в таблица. 6.5.2 V макс = 4620 м / сек; V мин = 3100m / сек; V макс - V мин = 1520 м / сек; R макс = 368 KGF / ст2; R мин = 56 кг / см 2; R макс - R мин = 312 кгс / см 2.

Sr = 136846, ΣRt = 13445, (R - R T) = 31329, RCP = 195.5. Ние приемаме броят на класовете, равна на 8.

Тогава Ku = (1520/8) 200 м / сек,

За х = (312/8) на 40 кг / см.

Според Koo и Ki стойности, получени получават първокласно трайност 50-90, 90-130 втора, трета 130-170, 330-370 ... осмо; първи курс клас 3100-3300, втората 3300-3500 и третата 3500-3700, ...., осми 4500-4700.

Резултатите се записват в таблица. 2.2.4.

Таблица 2.2.4

Средни на интервали клас бетон якост X (70, 110, 150 и т.н.) са координатите на точки на линията на регресия. Ние намерите съгласува точките на тази линия.

За да се опрости изчисленията произволно избират стойността на Vo в колона У, което съответства на около средата на цялата гама. Тази стойност V приемам условна нула за Vo. В нашия пример, ние приемаме Vo = 4000 м / сек.

Първата вертикална колона на таблица. 2.2.4 срещу получените VQ = 4000м / и цифрата 0. Всички следващи стойности са в съответствие с формулата

с подходящ знак (плюс - надолу от нула минус - нагоре от нула). Например, за да се получи V = 3200

На следващо място, ние правим командироването на всички стойности на V и R за всеки куб в таблица 5, се сложи край на решетката на клетката, която се намира в пресечната точка на класове, включително и двете стойности (V и R).

Например, за един куб номер 1 при V = 3870 м / сек и R = 140 кг / см, поставени на мястото в клетката в пресечната точка на класове от 3700-3900 и 130-170, и т.н.

След публикуване брои броя на точките във всяка клетка и да постави съответния номер, т нар честоти.

Ние обобщим честотата на м и всяка вертикална колона получите стойността Σm. Изчислете броя на продукт СрН и V с

4000 м / сек, Q = M / S, R X = 40кг / см V 200

Ние ги обобщим във всяка вертикална колона, като се вземат предвид знака. Например, ние получаваме за първата колона

Значение ΣmU ", поставен на втория най-долния ред. Ние се намери стойността на всяка U'sr клас на якост

И накрая, ние изчисляваме Y на стойност, която е най-желаната емпирични ординатата на линията на регресия.

Например, ние получаваме за първата колона

Y = 4000 + (-3,7) 200 = 3260 м / сек.

Според получените координати X и Y и изграждане на регресия линия през средата на нейните плитки гладка крива, която е стандартна крива, като на "скорост-силата" (фиг. 2.2.59). В този пример, кривата почти се слива с линията на регресия.

Фиг. 2.2.59. Парцел на скоростта на ултразвук силата на бетон в голям диапазон от стойности

Ако силата на бетон варира в рамките на един малък кръг:

ГОСТ 17624-87 позволява изграждането на стандартна крива, като в съответствие с уравнението

:

:

;

;

;

където R и Т - якост на бетона върху кривата на калибриране;

R CP - средна якост на бетона в кубчета;

R I - силата на бетон I-серия;

V CP - средна скорост на ултразвук в кубчета;

V I - скоростта на ултразвук в I-серия;

п - броят на кубчета;

Т - означава отклонение от действителната сила от силата определя от кривата.

Ние можем да се разграничат двете най-вероятните причини, които причиняват влошаване на съотношението между скорост и сила. Една от причините може да е бетон спад хомогенност под това ниво, което се счита за минимално приемливо. Ако еднородността на бетона под нормативен, т.е., на мястото известно, че е дефектен бетон се произвежда с произволни свойства, ултразвук, механични или други методи за изпитване не могат да бъдат надеждно свързани един с друг.

Причината може да е срокове за променливост на самите механични изпитвания. Индикатор механична якост на натиск, например, зависи от контакта триене "проба - натиснете табела '' случаен ексцентричност, съотношението на коравината на пробата и твърдостта на плочите на пресата, скоростта на зареждане, паралелните натиск равнини siloizmeritelej преса и др Разпространението на точки върху графиката. координати "бързо сила" може да се обясни най-вероятно неточности на определяне на силата на механично от грешки при определяне на скоростта на ултразвук.

Стандартното отклонение на силата, получена от калибровъчната крива "бързо силата" на действителното съдържание се определя от формулата:

(6)

където R I - I сила на куба съгласно механични изпитания;

R VI - силата на куба на калибровъчната крива, в зависимост от степента на разпространение на ултразвук;

п - брой на изследваните проби.

В съответствие с ГОСТ 17624-87 зависимост "скорост якост" може да се използва за определяне на силата на бетон в структури само, ако относителната величината на S / RCP бетон не надвишава 12%.

RCP - действителната средната якост на бетон (на базата на резултатите от механични изпитвания);

Изчисляване на резултатите за горния пример са показани в таблица. 2.2.4, и стойността на стандартното отклонение за стандартната крива (. Фигура 2.2.60) е равен на:

Фиг. 2.2.60. Графика на "скорост-сила" при смяна на силата в малък обхват

Ако S / R ср> 12%, е необходимо да се установи причината за толкова много несигурност. То може да бъде, както е посочено по-горе, поради лоша механични изпитания (дефектен преса, зареждане с различна скорост, които не са успоредни повърхности на кубчета и т.н.), голяма хетерогенност неравно запечатване различна влажност, температурата в бетона по време на пробите за изпитване с ултразвук. Като правило, повишена точност се получава, ако пробата е куб размера на 100x100x100 мм.

Затова е препоръчително да използвате кубчета 150x150x150 мм, за да се получи крива на калибриране. След установяване на причините за грешката, на всички работи по създаването на кривата се повтаря.

Ако измерването се извършва по метода на повърхността звучене или надлъжен профил, връзката между измерената скорост и скоростта, с чрез сонди определя по формулата:

където V - скорост на разпространение на ултразвук, по определен начин чрез сондиране, м / сек;

V Stand - ултразвук скорост дефинирана повърхност метод звучене, м / сек;

K - коефициент на преход.

Коефициентът се определя чрез измерване на скоростта на резултатите от ултразвукови междусекторните и повърхностни сонди бетон размер на извадката 100x100x400 мм. Общо тест на най-малко 5 проби. Според средните стойности на резултатите от измерването се изчислява стойността на коефициента на преход.

В случаите, когато за калибрираща крива "скорост-силата" не биха могли да бъдат изградени поради малкия брой на пробите, якост на бетона може да бъде определена от емпиричната формула. Грешката увеличава до 20%.

(7)

където V - скоростта на ултразвук размножаване в бетон, в бетон или стоманобетонни конструкции;

Q - коефициент, определен в съответствие с резултатите от теста най-малко девет кубчета, направени от една и съща бетона като изграждането на три кубчета или отрязани от строежа.

Ако няма кубчета и нарязани проби не е възможно, то стойността на коефициента Q може да се определя по формулата:

R 1 - силата на бетон, определено от най-малко три места на структури с помощта на устройството GPNV-5 (метод на разделяне с срязване фрактура), или SP-1;

V - скоростта на ултразвук в същите фиксирани места.

За малък брой контролни кубчета, можете да използвате Номограмата е показано на фиг. 2.2.61.

Фиг. 2.2.61. Семейството на криви "скорост-сила"

На Номограмата всяка крива съответства на коефициента "С", стойността на който се определя от формулите

или

където R - тест за якост на кубчета;

V - скорост на разпространение на ултразвук в същите кубчета.

Броят на кубчета, за да се определи коефициент C трябва да бъде най-малко 6 броя.

Избраният крива след това се използва за определяне на силата на бетонни конструкции за изпитване, но в този случай, конкретни кубчета състав трябва да бъде същото, както в конструкциите.

Предимства и недостатъци на ултразвуковата метода

Ултразвуковите метод, както и всички методи има своите предимства и недостатъци.

Следните фактори трябва да бъдат отнесени към предимства. Методът е безразрушителен, т.е. непряко характеристика V се определя без разрушаване на материала, следователно, не е по-бързо, и тестът се повтаря няколко пъти на същото пространство, което е много важно за контролиране на растежа на сила. Когато ултразвук през звучене събира информация в цялата дебелина на конструкцията, т.е. Тя осигурява интегрирана оценка на състоянието на бетона. Практика единствената не-разрушителни методи за отговор на качеството на контактната повърхност на разтвора с гранули от груби агрегат и вътрешни дефекти. С него е възможно бетон контрол, който се намира зад метал или етернитови облицовка. Той се поддава на висока степен на автоматизация. Има и други по-малко важно достойнство.

Недостатъци. Тя изисква сложно и скъпо оборудване, високо квалифициран персонал. Когато се използва като акустичен свързващ елемент на вазелин или мазнини, по време на действието на продукта на повърхността могат да се появят мазни петна. Все пак, това може да бъде толерирано, ако не е имало голям недостатък.

Експериментално изведен калибровъчни коефициенти или за строителство на "скорост-сила" са валидни само за дадена конкретна състав, с който те са получили тест. Ако промените в състава на бетонна конструкция и производствени технологии всички корелации (отношения, графики) и промените им трябва да се определи отново.

Наличието на такъв недостиг ограничава използването на метода, по-специално на строителни обекти, където съставът на бетона винаги се променя.

До известна степен този недостатък може да се преодолее с помощта на няколко метода едновременно. Например, във връзка с ултразвуков метод на разделяне с срязване фрактура или шок импулс. В същите недостатъци на метода на припокриване на други предимствата.

метод Shock пулс

Всички предварително обсъдени без разрушаване методи като индикатор непряко изпълнение, използван от един съответстващ на определен конкретен имот. Sklerometrichesky метод с използване диаметър на пръстови отпечатъци, се взема предвид само пластмасови свойствата и методите на ултразвукови и отскочи само да вземе предвид еластичните свойства на бетона. Но силата на всеки материал функция мулти-параметър. Затова смятат косвени характеристики са сложни и не винаги са надеждни комуникации с якост.

Изследователите са установили, че ако поведението цялостна тестване и се използват няколко косвени характеристики, точността на измерване е подобрена.

В Самара Архитектура академия разработил метод за шок импулс, който позволява да се разгледа и двете пластмасови и еластични свойства на бетона [4].

Същността на метода е, както следва.

Нападателят 1 (фиг. 2.2.62), който има сферична повърхност на нападателя, под действието на пружина 2 попадения повърхностните 3 от бетон, с цялата енергия на удара (с изключение на загубата на топлина), консумирана в еластична и пластична деформация на бетона. Както се формира в резултат на пластична деформация дупка и еластична - има реакция сила F.

Колкото по-висока пластмасовите свойства на бетона, така че голяма част от енергията на удара се изразходват за пластмасовите увеличава деформиране по време на стачни действия и намалява якостни свойства на бетона; и? От друга страна, по-високи еластични свойства, увеличава количеството на сила F, като същевременно се намалява действие и устойчивост на удар на увеличенията на конкретни. Т.е. при определена стойност на въздействието на реактивната сила F и продължителността на действие на стачка може да служат като индикатори за силата на материала, в който удари. Въпреки това, за да се измери въздействието сила F и продължителността на правилния път технически трудно за.

За измерване на тези количества в изграждането на нападателя включени електромеханичен преобразувател 4 (фиг. 2.2.62) (пиезоелектричен или магнитострикционни), който преобразува механичната енергия на удара в електрически импулс.

Фиг. 2.2.62. Схема на нападателя:

и - изграждането на нападателя; 1 тегло на нападателя; 2 - извор; 3 - анализира Бетон;

4 - електромеханичен преобразувател;

б - под формата на електрически импулс; 1 за въздействие върху якостта на бетона от 25 МРа; 2, същата дозировка от 10 МРа

Амплитудата А е пропорционална на сила F, и време Т е пропорционална на продължителността на действието за стачка. Фиг. 05.06.45, б покаже формата на електрически импулси с въздействието на нападателя на якостта на бетона от 25 MPa и 10 МРа. Следователно, амплитудата А и времето Т може да бъде косвени характеристики на якост на бетона;

От косвени характеристики се вземат предвид както еластични и пластични свойства на бетона, за разлика от по-ранните методи, тази функция е почти линейни и слабо зависи от конкретната структура, която позволява за първи път в домашното практика да се разработи устройство SP-1, който дава резултати по отношение на якост (кг / см 2 или МРа).

Прибор имеет форму пистолета (рис. 2.2.63) и состоит из ствола, внутри которого свободно перемещается боек с электромеханическим преобразователем, рычагом взвода и фиксатором. Боек поджат пружиной, усилие сжатия которой регулируется. В ручке прибора находятся четыре элемента питания А-343. Обработка электрического сигнала осуществляется электронной схемой.

Фиг. 2.2.63. Конструкция прибора ИП-1:

1-корпус; 2-боек с электромеханическим преобразователем; 3-блок электронных плат;

4-цифровой индикатор прочности бетона , МПа; 5- элементы питания

ИП-1 работает следующим образом. Выключателем включается питание, при этом на цифровом индикаторе высвечивается произвольное трехразрядное число. С помощью рычага взвода сжимается пружина и в таком состоянии фиксируется. В это время показания индикатора устанавливаются на ноль. Далее прибор прикладывается к поверхности железобетонной конструкции, и нажатием на спусковой крючок производится удар бойка о бетон. Электромеханический преобразователь вырабатывает электрический импульс, форма его анализируется электронной схемой, и, в зависимости от амплитуды и длительности сигнала, определяется прочность, которая регистрируется цифровым индикатором. На одно измерение с учетом записи в журнал требуется не более 5 секунд.

Для повышения надежности результатов за единичный показатель прочности принимается усредненное значение из пяти измерений, при этом выбросы в большую или меньшую стороны не учитываются. Это означает, что боек ударился в щебень или раковину.

Настройка прибора производится путем одновременных испытаний кубов прибором ИП-1 и на прессе. Результаты таких испытаний приведены на рис. 2.2.64.

Фиг. 2.2.64. Результаты испытаний кубов с ребром 100 мм прибором ИП-1 и на прессе

К достоинствам метода следует отнести его оперативность, низкие трудозатраты, удобство в работе, отсутствие сложных вычислений, слабую зависимость от состава бетона.

Недостатком метода является определение прочности в поверхностном слое бетона глубиной только до 50 мм.

Оценка однородности бетона в конструкциях

По своей природе бетон является неоднородным материалом, т.е. прочностные характеристики бетона одного и того же состава могут значительно различаться. Это зависит от однородности составляющих материалов, качества дозировки, степени уплотнения, режима тепловой обработки и т.д.

Однородность бетона влияет на несущую способность и надежность конструкций и сооружений в целом. Поэтому однородность является одной из основных характеристик и показателей качества строительных конструкций.

Однородность бетона в конструкциях характеризуется среднеквадратичным отклонением прочности бетона S K и коэффициентом вариации прочности.

Согласно ГОСТ 21217-75, однородность бетона S K и коэффициент вариации V определяются следующим образом.

Для отдельной конструкции


Для партии конструкции при выборочном контроле

В целом значения среднеквадратичного отклонения прочности бетона S n и коэффициента вариации определяются с учетом погрешности при построении тарировочной кривой.

;

;

:

где S k , S m , S p - соответственно среднеквадратичное отклонение прочности бетона для отдельной конструкции, партии конструкций и в целом за определенный промежуток времени;

V k , V m , V n - коэффициенты вариации прочности бетона соответственно для отдельной конструкции, партии конструкций;

S n - усредненное значение квадратичного отклонения прочности бетона по всем партиям;

S T - среднее квадратичное отклонение прочности по градуировочной зависимости (6.5.6);

R n - средняя прочность бетона по всем партиям за анализируемый период;

R m - средняя прочность бетона в конструкциях одной партии;

R n - средняя прочность бетона в одной конструкции;

n - число контролируемых участков в одной конструкции;

N - число контролируемых участков во всех конструкциях одной партии;

R jn - прочность бетона в одном i-м участке одной конструкции;

R iN - прочность бетона в одном i-м участке во всей партии конструкций.

Оценку однородности бетона по прочности на предприятиях сборного железобетона и на стройках следует производить отдельно для каждого вида конструкций и для каждого технологического комплекса.

Однородность прочности бетона для партии конструкций или отдельных конструкций в контролируемом возрасте признается удовлетворительной, если коэффициент вариации не превышает 20%. Если 'коэффициент вариации превышает 20%, необходимо срочно принимать меры к отладке технологических режимов, проверить качество поступаемых материалов, а вопрос об использовании конструкций, изготовленных с повышенной неоднородностью бетона, необходимо решать с той организацией, которая их проектировала.

Однородность бетона в значительной степени зависит от культуры производства на заводах ЖБИ и строительных площадках, от соблюдения технологического режима. Величина однородности бетона влияет на требуемую среднюю его прочность.

Определение прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания. Методические рекомендации ГУП «НИИЖБ»

В соответствии с ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», контроль монолитных конструкций ультразвуковым методом производится только способом сквозного прозвучивания. Опыт работы лаборатории железобетонных конструкций и контроля качества ГУП НИИЖБ показал возможность применения для неразрушающего контроля прочности бетона монолитных конструкций способа поверхностного прозвучивания.

Настоящие рекомендации разработаны в развитие ГОСТ 17624-87 и содержат основные правила контроля прочности бетона на сжатие монолитных конструкций способом поверхностного прозвучивания.

1. Общие положения

1.1. Способ поверхностного прозвучивания может использования для контроля разопалубочной прочности бетона и прочности в установленные проектом сроки при возведении монолитных конструкции, а также при инженерных обследованиях эксплуатируемых и реконструируемых монолитных конструкций.

1.2. Определяется прочность бетона по экспериментально установленным градуировочным зависимостям «скорость распространения ультразвука при поверхностном прозвучивании - прочность бетона» или «время распространения ультразвука при поверхностном прозвучивании - прочность бетона».

1.3. Способ поверхностного прозвучивания может использоваться для контроля прочности тяжелого и легкого бетона классов В7,5 - В50 при условии удовлетворения градуировочной зависимости требованиям п.2.9.

1.4. Ультразвуковые измерения производятся с помощью приборов, отвечающих требованиям ГОСТ 17624-87 и обеспечивающих измерение скорости (времени) распространения ультразвука на базе 120 мм и более. Рекомендуется использовать приборы с преобразователем, обеспечивающим сухой способ акустического контакта.

2. Подготовка к испытаниям

2.1. Для определения прочности бетона в конструкциях предварительно устанавливается градуировочная зависимость.

2.2. Градуировочная зависимость устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690-88 или по данным ультразвуковых испытаний участков конструкций и испытаний образцов, вырезанных из тех же участков конструкций, в соответствии с ГОСТ 28570-90.

Возможно также построение градуировочной зависимости по данным ультразвуковых испытаний образцов-кубов и последующих их испытаний на прессе. Кубы должны находиться в тех же условиях, в которых находятся конструкции и ультразвуковые испытания кубов должны производиться в тех же условиях, в которых будут испытываться конструкции.

2.3. Построение градуировочных зависимостей по данным испытаний образцов ведется в соответствии с ГОСТ 17624-87.

2.4. При построении градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием, или испытания образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальной и максимальной скоростью (временем) распространения ультразвука. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых скорость (время) распространения ультразвука максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

2.5. Возраст бетона в отдельных участках не должен отличаться более чем на 25% от среднего возраста бетона подлежащих контролю зоны конструкции, конструкции или групп конструкций. Исключение составляет построение градуировочной зависимости для определения прочности бетона при проведении инженерных обследований, когда различие в возрасте не регламентируется.

2.6. На каждом участке магнитным прибором ("Поиск" или др.) определяется положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее 2-х измерений скорости (времени) распространения ультразвука. Измерения проводятся в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производится под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линия прозвучивания располагается между арматурными стержнями (рис. 2.2.65).


Фиг. 2.2.65

1 - положение прибора при испытании, 2 - расположение арматуры

2.7. Отклонение отдельных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка, не должно превышать 2 %. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитываются при вычислении среднего арифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

2.8. Градуировочную зависимость, устанавливают, принимая за единичные значения среднее значение скорости (времени) распространения ультразвука в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

2.9. Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее погрешности проводят в соответствии с методикой, приведенной в приложении 4 к ГОСТ 17624-87.

Пример установления градуировочной зависимости и оценки ее погрешности приведены в приложении 5 ГОСТ 17624-87.

Допускается проводить построение линейной градуировочной зависимости вида R= а + bV или R = а + bТ (где R - прочность бетона, V и Т - соответственно скорость или время распространения ультразвука) без отбраковки единичных результатов, пользуясь имеющимися программами для ЭВМ, например программой ЕХСЕL.

Коэффициент корреляции градуировочной зависимости должен быть не менее 0,7, а значение относительного среднего квадратического отклонения S т.н.м. <R ср. Ј0,15. В отдельных случаях, по согласованию с разработчиками настоящих рекомендаций, доиспользовать градуировочную зависимость при S т.н.м. <R ср. Ј0,2.

Проверка градуировочной зависимости производится в соответствии с приложением 4 ГОСТ 17624-87. При этом в случае ее построения по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием, результаты испытаний кубов заменяются испытанием участков конструкций.

Проверка градуировочной зависимости может быть заменена корректировкой зависимости с учетом дополнительно получаемых результатов испытаний. При этом проверка или корректировка должна производиться не реже одного раза в месяц.

При переходе температуры наружного воздуха через -5°С градуировочная зависимость должна или корректироваться или строиться заново.
Количество образцов или участков при проведении проверки или корректировки должно быть не менее пяти.

3. Использование универсальной градуировочной зависимости для ориентировочного определения прочности бетона

3.1. В связи с тем, что в ряде случаев построение градуировочной зависимости затруднено или невозможно, допускается ориентировочное определение прочности бетона с использованием универсальной градуировочной зависимости.

3.2. Универсальную градуировочную зависимость следует устанавливать для конкретных регионов путем совместной обработки данных, использованных для построения градуировочных зависимостей для отдельных объектов строительства. Фиг. 2.2.66 приведена градуировочная зависимость, построенная на основании обобщения данных испытаний на 17 объектах монолитного строительства в г. Москве. Испытывался бетон в возрасте примерно 28 суток. Зависимость имеет вид R y =0,016V-27,3.

Относительное остаточное среднее квадратическое отклонение зависимости 16%, коэффициент корреляции 0,78.

3.3. Зависимость по п.3.2 может использоваться для ориентировочной оценки прочности бетона от 15 МПа до 40 МПа.

3.4. Рекомендуется уточнять зависимость для конкретных условий испытаний по формуле

R = Ry * Кс,

где Ri - прочность бетона в участке, определенная методом отрыва со скалыванием, или прочность бетона образца;

Ry - то же, по зависимости п.3.2;

n - число участков испытаний, или число образцов, принимаемое не минее пяти.

Частные значения Ri/Ry должны находиться в пределах 0,7¸1,3.


Фиг. 2.2.66. Обобщённая градуировочная зависимость

4. Проведение испытаний и определение прочности бетона в конструкциях

4.1. Число и расположение контролируемых участков на конструкциях должны устанавливаться с учетом требований ГОСТ 18105-86, или устанавливаться программой работ, согласованной с проектной организацией - автором испытываемой конструкции или разработчиками настоящих рекомендаций.

При этом количество и расположение участков должно устанавливаться с учетом:

- задач контроля (установление фактической прочности бетона, разопалубочной прочности);

- особенностей работы конструкций (изгиб, сжатие и т.п.);

- условий проведения испытаний;

- армирования конструкций:

- наличия или отсутствия контрольных кубов.

4.2. На каждом контролируемом участке проводят не менее двух измерений времени (скорости) распространения ультразвука. Отклонение отдельных измерений от среднего арифметического значения должно отвечать требованиям п.2.7. Определяют прочность бетона по среднему значению полученных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука.

При размещении участков измерений следует учитывать требования п.2.6.

4.3. При контроле прочности бетона конструкций в возрасте до 56 суток включительно возраст конструкций при испытании не должен отличаться от среднего возраста образцов или участков конструкций, использованных для построения градуировочных зависимостей, более чем на 25%.

При контроле прочности бетона большего возраста это различие не должно превышать диапазона возраста участков конструкций или образцов, использованных для построения градуировочных зависимостей.

Для определения прочности бетона эксплуатируемых конструкций должна использоваться градуировочная зависимость, построенная непосредственно перед обследованием.

4.4. Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с разделом 2, при условии, что измеренное значение скорости (времени) ультразвука находится в пределах между наименьшим и наибольшим значениями скорости (времени) ультразвука в образцах или участках конструкций, испытанных при построении градуировочной зависимости.

Полученные значения прочности бетона принимают за среднюю прочность бетона участка конструкции Ri.

4.5. Для определения класса бетона по данным испытаний следует руководствоваться требованиями ГОСТ 18105-86, СНиП 2.03.01-84*, а также «Рекомендаций по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами» (МДС 62-1.2001 г.) ГУПНИИЖБ.

Методика определения градуировочных коэффициентов ультразвуковых приборов «Пульсар» для измерения прочности бетона

1. Определение коэффициентов градуировочных зависимостей ультразвуковых приборов «Пульсар-1» следует производить по ГОСТ 17624-87. Для удобства пользователей здесь приведены некоторые рекомендации на основе данного ГОСТа.

2. Прочность бетона в конструкциях определяют ультразвуковыми приборами по экспериментально установленным градуировочным зависимостям «скорость распространения ультразвука - прочность бетона» (скорость - прочность) для конкретного вида бетона.

3. Измерения ультразвуковыми приборами проводят при положительных температурах бетона. Допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при отрицательных температурах бетона не ниже минус 10° C при условии, что в процессе их хранения относительная влажность воздуха не превышала 70%.

4. Градуировочную зависимость для ультразвуковых приборов устанавливают заново при изменении номинального состава бетона по ГОСТ 27006.

5. Возраст бетона контролируемых конструкций не должен отличаться от возраста бетона образцов, испытанных для установления градуировочной зависимости ультразвукового прибора, более чем на 50% - при контроле нормируемой прочности бетона, и на 25% - при измерении прочности бетона в процессе твердения.

6. Проверку градуировочной зависимости ультразвукового прибора проводят не реже одного раза в 2 месяца.

7. Градуировочную зависимость устанавливают по результатам измерений ультразвуковым прибором в бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов для чего используют не менее 12 серий образцов-кубов. Механические испытания образцов проводят по ГОСТ 10180 непосредственно после ультразвуковых измерений.

8. При установлении градуировочной зависимости ультразвуковых приборов для приёмочного контроля образцы изготовляют из бетона того же номинального состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и конструкции, подлежащие контролю.

9. При измерении прочности бетона в процессе его ускоренного твердения для установления градуировочной зависимости ультразвуковых приборов период изотермического нагрева разбивают на равные промежутки времени, но не меньше 3. На каждом из этих этапов испытывают не менее 4 серий образцов.

10. При определении градуировочной зависимости для определения прочности бетона в процессе естественного твердения сроки испытаний образцов должны выбираться из следующего параметрического ряда: 3, 7, 14, 28, 60, 90, 180, 365 сут. Образцы испытывают не менее чем в трёх возрастах, один из которых является проектным. В каждом возрасте испытывается не менее 4 серий образцов.

11. Прочность бетона ультразвуковым прибором определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

12. В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также выступов более 0.5 мм. Поверхность бетона должна быть очищена от пыли.

13. Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей прибора должен быть обеспечен надёжный акустический контакт, для чего при работе без конусных наконечников применяют вязкие контактные материалы (солидол, технический вазелин и др.). Допускается применение прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта. Способ контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости прибора.

14. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм.

15. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном направлению рабочей арматуры. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5%. Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуры, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не мен ее 0.6 длины базы.

16. Время распространения ультразвука в образцах при установлении градуировочной зависимости «скорость - прочность» измеряют, как указано на рис. 2.2.67, а и 2.2.67, б способами сквозного или поверхностного прозвучивания, соответственно.


Фиг. 2.2.67. Схема испытания кубов способами:

а - сквозного прозвучивания; б - поверхностного прозвучивания;

УП - ультразвуковые преобразователи; 1 - направление формования;

2 - направление испытания при сжатии; l - база прозвучивания

При сквозном прозвучивании база прозвучивания должна быть не менее 100 мм. Допускается базу прозвучивания снизить до 70 мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и бетона на ранней стадии твердения (скорость ультразвука менее 2000 м/с).

17. При поверхностном прозвучивании время распространения ультразвука следует измерять на поверхности, занимающей при изготовлении то же положение относительно формы и направления формования, что и контролируемая поверхность изделия.

18. Относительная погрешность измерения базы прозвучивания не должна превышать 0,5%.

19. Число измерений времени распространения ультразвука в каждом образце должно быть при сквозном прозвучивании 3, при поверхностном - 4.

20. Отклонение отдельного результата измерения времени распространения ультразвука в каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для данного образца не должна превышать 2%. Результаты измерения времени распространения ультразвука в образцах, не удовлетворяющих этому условию, не учитывают при расчёте среднего арифметического значения скорости распространения ультразвука в данной серии образцов. При наличии в серии двух образцов, не удовлетворяющих этому условию, результаты испытаний бракуют.

21. После проведения испытаний следует нанести на график экспериментальные точки для каждого испытанного образца, при этом среднее значение скорости ультразвука в образце откладывать по оси X, а кубиковую прочность - по оси Y.

22. По полученным точкам методом наименьших квадратов провести зависимость

R=A 0 +A 1 V+A 2 V 2 +A 3 V 3 ,

где V - скорость УЗ в образце,

R - прочность образца в МПа,

A 0 , A 1 , A 2 , A 3 - искомые коэффициенты градуировочной зависимости ультразвукового прибора для данного состава бетона.

23. Включить питание ультразвукового прибора. Установить в пункте меню «Режим работы» способ испытания (сквозное или поверхностное прозвучивание), в меню «Измеряемый параметр« выбрать прочность, в меню «Материал» требуемый материал и для данного материала в пункте меню «Параметры преобразован

Автоматизация контроля прочности бетона

Определение прочности бетона является довольно трудоемким процессом. Степень трудоемкости зависит от принимаемого метода, геометрических размеров конструкций и доступа к местам контроля. Поэтому проблема автоматизации процесса контроля прочности является весьма актуальной.

Автоматизации может подвергаться весь процесс контроля, в том числе и обработка результатов или только отдельные этапы.

Процесс автоматизации можно разделить на следующие этапы:

- автоматизация перемещения контролируемой конструкции и доставка преобразователя на участок с заданными координатами;

- автоматизация получения косвенной характеристики;

- автоматизация обработки результатов и предоставления информации.

В настоящее время наиболее полно автоматизирован ультразвуковой метод, поэтому рассмотрим его подробнее.

Для контроля прочности бетона на строительных объектах, эксплуатируемых зданиях и сооружениях разработаны передвижные ультразвуковые лаборатории на базе автомобиля УАЗ. Лаборатория оснащена ультразвуковыми приборами типа УК-10ПМС, позволяющими излучать и принимать ультразвуковые колебания в импульсном режиме с частотой от 25 кГц до 200 кГц и измерять время распространения ультразвука в бетоне. Управляет прибором, регистрирует и обрабатывает информацию компьютер. Выбирает участки контроля, размечает координатные точки, наносит акустическую смазку, поджимает и передвигает ультразвуковые преобразователи оператор вручную. Процесс контроля осуществляется следующим образом. Передвижная лаборатория располагается от исследуемой конструкции на расстоянии не более 30 метров, подключается электропитание (220 В), включаются все приборы и доставляются ультразвуковые преобразователи (излучатель и приемник) к месту контроля. После 10 -минутного прогрева приборов лаборатория готова к работе.

В зависимости от типа исследуемой конструкции оператор выбирает участки, на которых будет определяться прочность бетона. Эти участки, как правило, располагаются в местах действ я сжимающих усилий и поперечной силы, а также в местах плохого уплотнения бетона. Количество контролируемых участков должно назначаться из условия:

- для плоских и массивных конструкций (плиты, панели, блоки фундаментов) из расчета не менее одного участка на 4 м контролируемой поверхности;

- для линейных конструкций ( ригеля, балки, колонны и т.д. ) из расчета не менее одного на 4 пог.м длины конструкции;

- для всех конструкций количество участков должно быть не менее трех. Одновременно с выбором участков решается вопрос о способе расположения преобразователей (соосное, диагональное, поверхностное), при этом предпочтение отдается соосному расположению. На каждом участке наносятся координатные точки ввода и приема ультразвука. Количество точек контроля на участке должно быть не менее пяти.

После выбора участков контроля в компьютер вводятся наименование объекта, дата контроля, марка конструкции и ее привязка к осям объекта, расположение участков и их порядковый номер, база прозвучивания, градуировочные коэффициенты, которые должны быть определены заранее. Компьютер переводится в режим ожидания.

Далее оператор на каждую координатную точку наносит акустическую смазку, поджимает к поверхности конструкции преобразователи и подает команду компьютеру на измерение. Определяются время распространения ультразвука и по принятому алгоритму прочность бетона в данной точке. Выполнив все операции, компьютер выдает оператору звуковой сигнал на смену точки контроля. По окончании контроля на всех участках на дисплее высвечиваются средняя прочность на каждом участке, средняя прочность и коэффициент вариации прочности в конструкции, а также отклонение фактической прочности от требуемой. В такой же последовательности контролируется прочность бетона в других конструкциях. Если точки ввода и приема ультразвука находятся на значительном расстоянии или в разных помещениях, то контроль осуществляется двумя операторами с радиотелефонной связью.

В сборных железобетонных конструкциях определяется отпускная прочность, при наличии предварительно натянутой арматуры - прочность на момент передачи усилия обжатия, а в монолитных конструкциях определяется, прочность бетона к моменту снятия опалубки и загружения эксплуатационной нагрузкой.

Оценка прочности проводится путем сопоставления фактической (измеренной) средней прочности в конструкции или участке R ф с требуемой прочностью R T . При это должно соблюдаться условие:

(8)

С помощью передвижных лабораторий можно наблюдать за нарастанием прочности бетона путем многократного измерения через определенные промежутки времени. Особенно такой контроль необходим при оттаивании замороженного бетона.

При обследовании зданий и сооружений с помощью передвижных лабораторий можно измерить и проанализировать геометрические характеристики конструкций, величину защитного слоя, диаметр арматуры и другие необходимые параметры.

Использование передвижных лабораторий в значительной степени снижает трудоемкость процесса контроля и повышает его оперативность.

На заводах по производству сборных железобетонных конструкций, где технологический процесс практически постоянный, для автоматизации контроля прочности разработаны автоматизированные ультразвуковые стенды.

Эти стенды вписываются в технологические линии и состоят из механической части и пульта управления.

Механическая часть стенда предназначена для передвижения испытуемой конструкции относительно преобразователей, прижатия и отжатия преобразователей к поверхности бетона.

Конструкция механической части зависит от типа контролируемого изделия, его геометрических размеров, количества участков и зон контроля.

Фиг. 2.2.68 приведена конструкция механической части стенда для контроля плоских железобетонных плит.

Фиг. 2.2.68. Конструкция стенда ДС-2м для контроля плоских плит,

1 - крайние стойки; 2 - средняя стойка; 3 - ультразвуковые преобразователи; 4 - пневматические цилиндры ; 5 - датчик ИЗС; 6 - тележка с электроприводом 7 - контролируемое изделие

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Определяне на якост на бетона чрез ултразвуков метод

; Дата: 05.01.2014; ; Прегледи: 1276; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.22
Page генерирана за: 0.161 сек.