Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонные смеси и бетоны

Физические методы неразрушающего контроля прочности бетона


Физические методы неразрушающего контроля прочности бетона

Твердые тела (материалы) при механических воздействиях испытывают упругие деформации. При ударе или другом импульсном воздействии в материале возникают упругие колебания, т.е. периодический процесс нагружения и упругой отдачи частиц материала. В этот процесс вовлекаются все новые и новые частицы, и упругая волна распространяется в толще материала. Скорость распространения упругих волн в однородных твердых телах определяется только свойствами материала и не зависит от размеров тела и импульса, вызвавшего колебательный процесс. Если представить материал как совокупность твердых частиц, скрепленных упругими связями, то на колебательный процесс влияют плотность расположения частиц и степень упругости связей.

Из приведенной зависимости видно, что при известной средней плотности рт скорость v зависит только от модуля Е. Следовательно, измерив скорость v распространения волн, возникающих от действия импульса, получим модуль упругости Е материала. Измерение скорости упругих волн лежит в основе акустических методов определения модуля упругости — важнейшей деформационной характеристики конструкций. Прочность материалов R связана с модулем упругости приближенными эмпирическими зависимостями, поэтому, зная зависимость R от v из параллельных испытаний одних и тех же образцов, можно косвенно судить и о прочности.

При акустическом методе испытаний в конструкции возбуждают колебания посылкой электрических импульсов или механическим ударом и измеряют время прохождения волн через образец толщиной. Скорость упругих волн равна v = l/t.

В зависимости от способа возбуждения волн различают два акустических метода испытания материалов: – импульсный, когда возбуждение производится генератором электрических импульсов, посылаемых с заданной частотой; – ударный, когда волны возникают от механического удара по поверхности материала.

Импульсный метод применяют при испытании образцов, изделий и конструкций сравнительно небольших размеров. Возбуждаемые в бетоне волны имеют очень большую частоту (сравнительно с частотой обычных звуков, воспринимаемых человеком на слух), т.е. относятся к типу так называемых ультразвуковых волн. Поэтому импульсный метод и аппаратуру, применяемую для регистрации скорости волн, называют ультразвуковыми.

Для испытания массивных конструкций больших размеров, например аэродромных покрытий или гидротехнических сооружений, мощность ультразвуковых колебаний, возбуждаемых электрическими импульсами, недостаточна. В этих случаях применяют ударный метод с измерением времени прохождения волны между двумя звукоприемниками, установленными на испытываемой поверхности.

Рис. 11.17. Схема балки (а), форма (б) и график (в) ее колебаний

Если образец материала, например тонкую балку на двух опорах (рис. 11.17, а), изогнуть силой в середине пролета и отпустить, то она начнет совершать колебания около исходного (прямого) положения равновесия, изгибаясь то вверх, то вниз (рис. 11.17, б). Зависимость прогиба 6 балки от времени t (рис. 11.17, в) имеет вид синусоиды с периодом Т и амплитудой А. Величина А зависит от начального прогиба и с течением времени уменьшается за счет сил сопротивления в материале и других причин, т.е. колебания затухают. Однако период колебаний Т практически не зависит от начального прогиба и не меняется во времени, т.е. полностью определяется свойствами материала, а также схемой и размерами балки.

Существуют физические методы контроля качества материалов, основанные на измерении величин, не связанных с упругими колебаниями, например радиоизотопный (измеряют степень ослабления потока радиоактивных лучей при просвечивании ими материала) и др. Эти методы редко применяют для контроля прочности бетона в строительных изделиях и конструкциях. В настоящее время наиболее распространен ультразвуковой импульсный метод.





Похожие статьи:
Камни стеновые из горных пород

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонные смеси и бетоны

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум