Юрины заметки про Бетон
Юрины заметки про Бетон
Стандартные испытания прочности бетона проводятся на специально приготовленных образцах. В результате степень уплотнения бетона в конструкции не отражается результатами испытаний прочности образцов, поэтому невозможно определить, действительно ли конструкцией приобретена определенная прочность. Можно, разумеется, вырезать образец из самой конструкции, но это неизбежно поведет к повреждению ее элемента. Кроме того, такая процедура слишком дорога для широкого применения.
В связи с этим предпринимались попытки определять некоторые физические свойства бетона, связанные с его прочностью, без разрушения бетона. Значительный успех был получен при определении скорости распространения продольной волны в бетоне. Между этой скоростью и прочностью бетона не существует однозначной зависимости, однако при определенных условиях эти два показателя корреляционно связаны.
Связующим фактором является плотность бетона: при изменении плотности меняется и скорость импульса. Точно так же для данной смеси отношение истинной плотности к потенциальной (при полном уплотнении) плотности и получаемая прочность тесно связаны. Таким образом, уменьшение плотности, вызванное увеличением водоцементного отношения, снижает как прочность бетона при сжатии, так и скорость прохождения через него импульсов.
Аппарат для сверхточных измерений скорости ультразвука в бетоне уже применяется, но метод отработан еще недостаточно и поэтому не включен в стандарты.
Скорость волны определяют не прямым путем, а вычисляют из времени, затраченного на прохождение импульсом определенного расстояния. Ультразвуковой импульс — отсюда и название испытаний — получается путем быстрой передачи потенциалов с передающего устройства на пьезоэлектрический кристалл приемного устройства, являющийся источником колебаний на основной частоте.
Для этой цели самым пригодным оказался титанат бария. Кристалл соприкасается с бетоном таким образом, что колебания проходят через бетон и улавливаются другим кристаллом, соприкасающимся с противоположной поверхностью испытываемого образца. Второй кристалл генерирует электрические сигналы, которые проходят через усилитель к электродам катодной лампы. Вторая пластинка подает сигналы отметок времени через определенные интервалы.
Таким образом, по измерению смещения импульса по сравнению с его положением, когда кристаллы соприкасались один с другим, время, затрачиваемое импульсом на прохождение внутри бетона, определяется с точностью до ±0,1 мксек. При времени передачи импульса, равном для бетона толщиной 15,25 см 30—45 сек, скорость определяется с точностью менее 0,5%. При увеличении длины проходимого импульсом пути скорость распространения волны снижается, но точность измерений не увеличивается. Обычно испытания могут проводиться на бетоне толщиной от 10 cmrq 2,5 ле, хотя проводились такие испытания и на бетоне толщиной до 15 м.
Кроме контроля качества бетона, ультразвуковой метод можно применять для выявления трещин в массивных конструкциях типа плотин или разрушений от действия мороза и химических факторов. Это очень важные аспекты использования данного метода, который пригоден для выявления любых пустот в бетоне.
Ультразвуковой аппарат можно также применять для определения толщины бетонных покрытий дорог или тротуаров при условии, что нижние поверхности плит достаточно ровные. Измеряется время, затрачиваемое импульсом на прохождение до нижней поверхности и на возвращение отраженного импульса, а зная скорость импульса, можно вычислить толщину бетона. Это может оказаться полезным при определении несущей способности бетонных плит неизвестной толщины, а также для контроля конструкций.