Оптичний метод

Тепловий метод

Тепловий неруйнуючий контроль якості будівельного матеріалу або виробу заснований на реєстрації теплових полів, температури та перепаду теплових характеристик.

Методи теплового контролю поділяються на пасивні та активні.

Пасивний контроль використовує тепло самого матеріалу або виробу та дозволяє визначити тепловий режим та відхилення фізико-хімічних та геометричних параметрів. Активний контроль передбачає вплив на контрольований об’єкт теплової енергії від джерела та має більш широкі можливості. У порівнянні з пасивним, активний контроль, крім вже наведених, надає можливість реєструвати неоднорідності в матеріалі та частинах конструкцій, виявити дефекти у вигляді порушень суцільності, зміни в структурі, різних включень тощо.

Для одержання точних та об’єктивних результатів при використанні теплового контролю використовують наступні первісні вимірювальні прилади: термометри, термопари, терморезистори, напівпровідники, електронно-вакуумні прилади, піроелектричні елементи, апаратуру типу «Термопрофіль», термовізор, термоіндикатори тощо.

Теплові методи дозволяють проводити контроль контактним та безконтактним (до 100 м) методами. Їх можна використовувати для контролю товщини виробів, їх дефектів, фізичних параметрів, вивчення будови об‘єкта.

В будівництві тепловий метод використовують для контролю якості дорожніх покриттів, будівельних конструкцій, для виявлення порожнин, нещільностей гідро- та теплоізоляції тощо.

У зв’язку з певною складністю використання теплового контролю він застосовується там, де неможливо використати більш відпрацьовані методи ультразвукових, радіаційних або електромагнітних коливань.

Оптичний неруйнуючий контроль заснований на взаємодії світлового випромінювання з будівельним матеріалом або виробом та реєстрації результатів. Його поділяють на наступні методи:

- візуальні та візуально-оптичні – ці методи найбільш прості та найбільш широко застосовуються, але суб’єктивні та залежать від якості дослідження;

- фотометричний, денситометричний, спектральний, телевізійний – вони засновані на результатах апаратурних вимірювань і менш суб’єктивні;

- інтерференційний, дифракційний, рефрактометричний, полярізаційний, голографічний та інші – ці методи контролю мають найбільшу точність вимірювань.

Оптичний метод використовує електромагнітні випромінювання та охоплює діапазони ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного світла.

За допомогою оптичних методів можна здійснювати контроль матеріалів та виробів прозорих та напівпрозорих. У виробі з непрозорих матеріалів можливий контроль зовнішніх поверхонь та розмірів.

Оптичний контроль може бути здійснений у відбитому, проникному, розсіяному або комбінованому освітленні. З цією метою використовують різні джерела світла: лампи розжарювання, газорозрядні лампи, світловипромінюючі діоди. Оптичні квантові генератори (лазери) з використанням пристосувань у вигляді дзеркал, призм, фільтрів, діафрагм тощо.

Реєстрація результатів оптичного контролю проводиться за допомогою фотоплівок, фоторегістерів, фотодіодів, волоконно-оптичних та телевізійних систем.

За допомогою оптичного метода можна здійснювати контроль геометричних розмірів та форм, виявлення дефектів до часток мікрометра, фізико-хімічних властивостей, внутрішньої будови тощо.

Оптичний контроль здійснюється при підвищеному навантаженні ока досліджувача. Тому необхідно додержуватися заходів застереження та застосовувати захисні окуляри, рукавички, спецодяг, а також креми з вмістом титану і цинку та т. п. засоби захисту.

16.2.4 Акустичний метод визначення міцності

Електронно-акустичний метод заснований на використанні зв’язку між міцністю та пружньо-пластичними властивостями матеріалу, з одного боку, та його акустичними характеристиками – з іншого.

Найчастіше на практиці використовуються акустичні методи контролю якості й, зокрема, міцності бетону, які поділяють на імпульсний та резонансний.

16.2.4.1 Акустичний метод визначення міцності

Імпульсний метод заснований на визначенні швидкості поширення пружних хвиль у матеріалі, що випробується, та характеристиці їх поглинання за допомогою ультразвукового приладу.

Принципова схема цього методу наведена на рис. 16.9. Принцип дії методу полягає в наступному.

Збуджувані високочастотним генератором 3 ультразвукові імпульси попадають на випромінювач 2, в якому вони перетворюються на механічні коливання. Коливання проходять через зразок бетону 1 та попадають на приймач 9, де вони перетворюються на електричні імпульси, які, посилюючись у посилювачі, потрапляють на електронну трубку або цифровий індексатор 7. Генератор позначок часу допомагає точно визначити час в мікросекундах проходження ультразвуку через зразок будівельного матеріалу або виробу.

Маючи відтарирований графік та знаючи середню швидкість проходження ультразвуку в бетоні, визначають його міцність.

Найбільш поширені імпульсні ультразвукові прилади типу ДУК, УКБ-1, ЛИМ-3.

В науково-дослідній групі, створеній в 1976 р. при кафедрі будівельних матеріалів, розроблений ряд імпульсних ультразвукових приладів:

– ультразвуковий вимірювач швидкості типу УИС-15М;

– пристрій для контролю управління процесами теплової обробки бетону;

– акустична ручка «Контакт»;

– ультразвуковий вимірювач швидкості типу УИС-18;

– ультразвуковий вимірювач швидкості типу УИС-17 та ін.

Ці малогабаритні переносні прилади набули широкого застосування при визначенні міцності будівельних матеріалів та виробів і технології їх одержання.

16.2.4.2 Резонансний метод визначення міцності

Резонансний метод заснований на вимірюванні міцності будівельних матеріалів та виробів за частотою власних коливань та визначенні характеристики їх затухання.

Користуючись значенням виміряної резонансної частоти коливань зразка матеріалу прямокутного перетину, можна визначити динамічний модуль пружності матеріалу, що випробується, характеризуючий його міцність:

, (16.4)

де l – довжина зразка, см;

b, a – висота та ширина перетину зразка, см;

m – маса зразка, кг;

f – частота коливань згину, Гц;

0,965 ^. 10^-3 – коефіцієнт, що враховує характер власних коливань зразка та обрані одиниці величин.

Для визначення динамічного модуля матеріалів використовують прилади типів ИКВТ-2, ИАЗ, ИЧЗ та ін.

Імпульсний метод визначення якості будівельних матеріалів та виробів застосовують більш широко, і тому в цих методичних вказівках йому надається більша увага.

16.3 неруйнуючі методи КОНТРОЛЮ ТВЕРДІННЯ

16.3.1 Ультразвуковий метод контролю твердіння бетону

Ультразвуковий імпульсний метод контролю твердіння бетону застосовується для збірних та монолітних бетонів, залізобетонів під час твердіння в природних умовах процесу термовологої обробки.

Ультразвуковий метод заснований на залежності між міцністю бетону та швидкістю поширення в ньому ультразвуку. Визначення міцності бетону засновано на даних вимірювання швидкості поширення ультразвуку в контрольному виробі та попередньо встановленій градуювальній залежності «Швидкість-міцність» або «час-міцність».

Оптимальну подовженість ізотермічного прогріву бетону обирають за результатами визначення його міцності протягом декількох циклів теплової обробки з варіацією підйому температури ізотермічного прогрівання.

Технологічний момент припинення ізотермічного прогрівання встановлюють або за досягнення заданого значення часу поширення ультразвуку в твердіючому бетоні або за відносної його «стабілізації».

Ультразвукова апаратура повинна мати швидкість поширення ультразвуку більш 2000м/с. Апаратура обладнується термостійкими перетворювачами, що кріпляться на бортоснастці форми (рис. 16.9), або акустичними зондами, що занурюються у бетонну суміш (рис. 16.10), які встановлюються на базі 100-200 мм.

1 – перетворювач; 2 – робоча поверхня перетворювача; 3 – втулка; 4 – акустична ізоляція; 5 – вузол Рисунок 16.9 – Схема № 1 уста-новки апаратури на бортос-настці форми

1 – бетон; 2 – розділюючі листи ка-сети; 3 – перетворювачі; 4 – робоча поверхня перетворювача; 5 – акус-тична ізоляція; 6 – парова сорочка; 7 – теплоізоляція Рисунок 16.10 – Схема № 2 установки апаратури на бортоснастці форми

Для побудови градуювальної залежності заздалегідь заготовлюють не менше 15 серій зразків однакового складу бетону та оброблюють їх у відповідних умовах теплової обробки.

Значення часу поширення ультразвуку (в мкс) визначають за формулою16.5.

(16.5)

де L – база прозвучування під час контролю міцності бетону, виробів, мм;

s_з – швидкість ультразвуку, що відповідає за градуювальною залежністю «швидкість – міцність» міцності R_ВИМ (м/с), яка вимагається.

Контроль твердіння бетону здійснюють у наступному порядку. Спочатку встановлюють у бетонний виріб у процесі формування акустичні зонди, покриті тонким шаром мастила. Ультразвукове прозвучування бетону здійснюють у перпендикулярному напрямку до його ущільнення та розташування апаратури, концентрація якої не повинна перевищувати 5 %. Міцність бетону в процесі термообробки та твердіння визначають за градуювальною залежністю, а момент припинення ізотермічного прогрівання – за заданим часом та стабілізацією поширення ультразвуку.

Форма звіту: Оформлення лабораторного журналу

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ:

1 ГОСТ 10181.1-81; ГОСТ 10181.4-81. Смеси бетонные. Методы определения прочности по контрольным образцам.

2 ДСТУ Б.В.2.7-43-96. Бдівельні матеріали. Бетони важкі. Технічні умови. – Київ, 1997.

3 ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний.

4 ДСТУ Б.В.2.7-101-2000. Матеріали рулонні покрівельні та гідроізоляційні. – Київ, 2000.

5 ГОСТ 380-94. Сталь углеродистая обыкновенного качества.

6 Кривенко П.В. и др. Будівельне матеріалознавство: Підручник. – К.: ТОВ. УВПК «ЕксОб», 2004. – 704 С.

7 Попов К.Н. Оценка качества строительных материалов: Физико-механические исптыания стороительных материалов. – М.: Стройиздат, 2001. – 378 с.

8 Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов дневной формы обучения). – Харьков, ХИСИ, 1990, - 61 с.

9 ДСТУ БВ.2.7-71-98. Щебень і гравій із щільних гірськіх порід і відходів промислового виробництва для будівельних робіт. – Київ, 1999.

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт № 9-16 з дисципліни «Будівельні матеріали та вироби» для студентів спеціальностей: 7.092101 «Промислове і цивільне будівництво», 7.120101 «Архітектура будівель і споруд», 7.092104 «Технологія будівельних конструкцій, виробів і матеріалів», 6.092600 «Водопостачання та водовідведення»

Укладачі: Вандоловський Олександр Георгійович

Казімагомедов Ібрагім Емірчубанович

Вішев Олексій Володимирович

Деденьова Олена Борисівна

Костюк Тетяна Олександрівна

Ліпко Тетяна Артурівна

Рачковський Олександр Васильович

Відповідальний за випуск О.Г. Вандоловський

Редактор Л.І. Христенко

План 2011, поз. 65 Формат 60×84 1/16 Папір друк № 2

Підп. до друку Обл.-вид. арк.

Надруковано на ризографі. Ум. друк. арк.

Тираж 100 прим. Зам. № 1807 Безкоштовно

ХДТУБА, 61002, Харків, вул. Сумська, 40

Підготовлено та надруковано РВВ Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури

Дата добавления: 2015-05-24