CS202813B1 - Method of detecting the degree of failure of the buildings materials - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (13) POPIS VYNALEZU 202813 (11) (Bl) K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ jt (22) Přihlášeno 13 11 78(21) (PV 7395-78) (51) Int. C1.3 G 01 N 17/00 (40) Zveřejněno 30 OS 80 OŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydáno 15 03 82 (75)

Autor vynálezu DOHNÁLEK JIŘÍ ing. CSc. a BALEK VLADIMÍR RNDr. CSc., PRAHA (54) Způsob zjišťování stupně narušení struktury stavebních materiálů

Vynález se týká způsobu zjišťování stupně na-rušení struktury stavebních materiálů, jako ce-mentového kamene, malt a betonů.

Nutnost experimentálního ověřování stupněnarušení struktury stavebních materiálů je stá-le naléhavější. U všech dynamicky i jinak namá-haných betonových konstrukcí je třeba sledo-vat šíření mikrotrhlin ve struktuře materálu, ne-nof rychlost jejich rozvoje v závislosti na para-metrech zatížení limituje v řadě případů trvan-livost konstrukčních prvků. V této souvislosti seintenzivně v zahraničí i u nás studují jevy do-provázející málocyklickou i vícecyklickou úna-vu. Dosud se pro tyto účely používá několikametod. Metodou tensometrickou se měří podélnáa příčná přetvoření zkoušeného tělesa, z kterýchse vyčísluje celková změna objemu vznikajícípůsobením'vnějšího zatížení. Metoda je zdlouha-vá, neboť příprava těles včetně lepení tensomet-rů vyžaduje značné množství času. Kromě toholze takto sledovat pouze deformace dokonale vy-sušených vzorků, což omezuje využitelnost to-hoto způsobu. Ze získaných výsledků lze pak zís-kat jen hrubou představu o šíření mikrotrhlin,jak uvádějí Červenka V. a Špatla Z.: Porušová-ní betonu při krátkodobém zatížení jednoosýmtlakem a metody jeho sledování ve Sborníku zkonference „Životnost nosných konstrukcí beto-nových staveb a panelových domů“, Brno ČSVTS,1975, S. 111—114.

Další metoda sleduje rozvoj mikrotrhlin po-mocí změn rychlosti šíření ultrazvukového vlně- ní. Pomocí ultrazvukové aparuty je prostřednic-tvím budiče vysílán nepřetržitý sled impulsů azároveň je měřena doba jejich průchodu prozvu-čovaným tělesem. Vznikající mikrotrhliny pře-rušují akustické kontakty, kterými se vlnění šířía doba průchodu signálů se zvětšuje. Nevýho-dou metody je její malá citlivost, neboť měřenoucharakteristiku, čas průchodu, ovlivňuje celá řa-da faktorů a to různě v závislosti na charakte-ru struktury betonu i podmínkách uspořádánízkoušky. Porušování struktury lze tedy toutometodou sledovat jen v určitých případech a vý-sledky mají spíše informativní charakter, vizBerg. O. Ja: Vysokoporučnyj beton, Moskva,Strojizdat, 1971, 207 s.

Porušování struktury betonu lze také sledovatmetodou akustické emise, která je založena naregistraci zvuku vznikajícího šířením trhlin. Me-toda je velmi citlivá na okolní šumy a vyžadujetakové uspořádání experimentu, při kterém jsoueliminovány i malé zdroje zvukového vlnění(Grešnikov, V. A. — Drobot, Su. B.: Akustičes-kaja emisija, Izdatelstvo standartov, Moskva,1976, 271 s.). Všechny zmíněné metody vzhledem k své ma-lé přesnosti mají při studiu porušování struktu-ry betonu pouze informativní charakter.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zjišťo-vání stupně narušení struktury stavebních ma-teriálů podle vynálezu, jehož podstata spočíváv tom, že se do vzorku stavebního materiálu za-vedou radioaktivní izotopy, výhodně 228Th/224Ra 202813

Claims (2)

1. 202813 2 vzorek se definovaným způsobem strukturně na-ruší, například mechanicky nebo tepelně, vzo-rek se přivede do styku s interním plynem okonstantním průtoku, výhodně dusíkem, načežse zjišťuje množství uvolněného radonu v odvá-děném interním plynu. Včlenění radioaktivních Izotopů do vzorku mů-že být provedeno několika způsoby a to jednakponořením vysušených vzorků na 24 hodin dovodního roztoku obsahujícího radioaktivní izoto-py 228Th/224Ra v množství např. 20 mlcrócurie na1 ml roztoku. Jinou možností je včlenění radioak-tivních izotopů do struktury vzorku prostřednic-tvím záměsové vody, do níž se přidá stopovémnožství radioaktivních izotopů s výhodou228Th/224Ra. V obou případech vzniká z Izotopůradioaktivním odpadem radioaktivní inertní plyn.Včlenění inertního plynu může být modifiková-no také tak, že se vzorek umístí do sílnostěnnékyvety o objemu 100 cm3, načež se do prostorukyvety přivede radioaktivní plyn např. krypton 85a z tlakové lahve se přivede plyn, například du-sík o tlaku 100 atm. Vzorek se ponechá v kyve-tě po dobu 24 hodin při teplotě 20 °C
2. ± 2 °C. Přínosem postupu podle vynálezu je jeho velkácitlivost, což umožňuje sledovat porušovánístruktury již na ranných stádiích zatěžování, kdyvnější zatížení dosahuje jen 10 % až 30 % zatí-žení mezního. Vynález je blíže objasněn v následujích příkla-dech provedení. Příklad 1 Určení stupně narušení struktury cementovéhokamene při tlakovém zatížení. Podle receptury zkoumaného materiálu se při-praví 42,0 cm3 cementové kaše tak, že do 66,6 gcementu ve skleněné nádobce, která je umístě-na v rukavicové skříni se přidá 20,7 ml záměso-vé vody obsahující směs radioizotopů 228Th//224Ra o aktivitě 5 μ Curie na ml a vzniklá pas-ta se po dobu 5 minut homogenizuje. Z kaše sevyrobí v rozebíratelné formě 18 válcových tělí-sek, vibračně zhutněných. Po 24 hodinách se ta-to tělíska vyjmou z formy a umístí do prostředís konstantní vlhkostí vzduchu 90 %, přičemžkaždé tělísko je uchováváno odděleně. Po 28dnech se tělíska vyjmou z popsaného prostředía postupně se tlakově zatíží v lisu tak, že vždytrojice tělísek se podrobí zatížení odpovídající20 °/o, 40 %, 60 %, 80 % a 100 °/o zatížení mez-ního, které bylo určeno nezávisle na 18 neaktiv-ních vzorcích stejných rozměrů a připravenýchstejným způsobem jako vzorky testované. Vzorky s narušenou strukturou se postupněvloží do měřící kyvety a přemístí do měřícíhopřístroje, ve kterém je vzorek omýván dusíkemo konstantním průtoku 40 ml a je měřeno po pSedmět Způsob zjišťování stupně narušení strukturystavebních materiálů, jako cementového kame-ne, malt a betonů, vyznačený tím, že sedo vzorku stavebního materiálu zavedou radio-aktivní izotopy, výhodně 228Th/224Ra, vzorek sedefinovaným způsobem strukturně naruší napřl- dobu 15 minut množství uvolňovaného inertníhoradioaktivního plynu ze vzorku za jednotku času.Stupeň narušení se pak hodnotí jako poměrmnožství plynu uvolněného za jednotku času zevzorku s narušenou a nenarušenou strukturou. Uvedený pracovní postup podle vynálezu u-možňuje významně zvýšit možnosti studia po-rušování struktury silikátových hmot a může na-jít uplatnění při testování vhodnosti materiálůpro různé náročné staticky i dynamicky namá-hané konstrukční stavební prvky. Umožňuje takzvolit nejvhodnější složení i zpracování malt abetonů, aby byla zajištěna co nejvyšší odolnostmateriálu vůči různým typům vnějšího zatížení,především z hlediska šíření mikrotrhlin. Příklad 2 Určení stupně narušení struktury cementovéhokamene působením střídavých kladných a zápor-ných teplot. Podle receptury zkoumaného materiálu se při-praví 42,0 cm3 cementové kaše tak, že se k 66,6 gcementu ve skleněné nádobce, která je umístěnav rukavicové skříni přidá 20,7 ml záměsové vodyobsahující směs radioizotopů 228Th/224Ra o akti-vitě 5 μ Curie ml a vzniklá pasta se po dobu5 minut homogenizuje. Z kaše se vyrobí v roze-bíratelné formě 16 válcových tělísek, vibračnězhutněných. Po 24 hodinách se tato tělíska vy-jmou z formy a umístí na' dobu 24 dní do pro-středí o relativní vlhkosti 90 %, načež se na 3dny přeloží do vody. Následně se vzorky pře-místí do zařízení, ve kterém se podrobí přede-psanému počtu zmrazování a rozmrazování. Je-den zmrazovací cyklus se skládá ze 4 hodinzmrazování při teplotě —15 °C a 2 hodin roz-mrazování v +20°C teplé vodě. Vždy po 25 cyk-lech se vzorky vloží do měřící kyvety, která sepřemístí do měřícího zařízení, ve kterém je vzo-rek omýván dusíkem o konstantním průtoku40 ml a je měřeno po dobu 15 minut množstvíuvolňovaného inertního plynu ze vzorku za Jed-notku času. Sledovaný parametr je pak defino-ván jako poměr množství plynu uvolněného zajednotku času ze vzorku podrobeného přísluš-nému počtu zmrazovacích cyklů a ze vzorku ne-zmrazovaného. Průběh sledovaného parametrucharakterizuje mrazuvzdornost testovaného ma-teriálu^ Popsaný postup umožňuje operativně a nede-struktivně sledovat na relativně malých zkušeb-ních vzorcích, jak probíhá narušování strukturycementového kamene, malt i betonů vlivem stří-davých teplot. Hlavní předností popsaného po-stupu je jeho vysoká citlivost i k malým poru-chám struktury. Postup může najít uplatnění přilaboratorním testování mrazuvzdornosti staveb-ních hmot na bázi cementového pojivá. VYNALEZU klad mechanicky nebo tepelně, poté se vzorekpřivede do styku s inertním plynem o konstant-ním průtoku výhodně dusíkem, načež se zjišťujemnožství uvolněného radonu v odváděném inert-ním plynu. včt 31 81 . 5112 Cena: 2,40 Kčs