RU2039353C1

RU2039353C1 - Method of measuring concrete strength

Info

Publication number: RU2039353C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Зубков; И.В. Семерков; Е.В. Зубков
Original assignee: Зубков Владимир Александрович
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: non-destructing control. SUBSTANCE: when pin strikes across surface of concrete, impact power is converted into electric signal. Value and duration of the signal correspond to resilient and plastic deformations of concrete. Number of electric pulses generated in proportional to amplitude and inversely proportional to the duration of electric signal. Number of pulses is used for measuring strength of concrete. EFFECT: improved precision of measurements. 2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к способу контроля качества бетона в бетонных в железобетонных конструкциях на строительных объектах, на заводах по изготовлению железобетонных изделий, а также для оценки состояния эксплуатируемых железобетонных конструкций. The invention relates to non-destructive testing, in particular to a method for controlling the quality of concrete in concrete in reinforced concrete structures at construction sites, in factories for the production of reinforced concrete products, and also for assessing the state of exploited reinforced concrete structures.

Известны способы определения прочности бетона неразрушающими методами и с частичным разрушением, использующие корреляционное зависимости некоторых косвенных хаpакретристик с прочностью бетона. К таким способам относятся, например, метод отпечатка, заключающийся в определении диаметра отпечатка или соотношении отпечатков на исследуемом материале и этаноле; метод отскока, основанный на измерении отскока стержня, который с заданной силой удаляет по образцу; метод отрыва, заключающийся в измерении силы, которая нужна для отрыва от поверхности бетонного слоя [1] В первом случае в качестве косвенной характеристики используется диаметр или глубина отпечатка в мм, во-втором случае величина отскока бойка в мм, а в последнем усилие отрыва в кг. Known methods for determining the strength of concrete by non-destructive methods and with partial destruction, using the correlation dependence of some indirect characteristics with the strength of concrete. Such methods include, for example, the imprint method, which consists in determining the diameter of the imprint or the ratio of the imprints on the test material and ethanol; the rebound method, based on measuring the rebound of the rod, which with a given force removes the sample; separation method, which consists in measuring the force needed to detach from the surface of a concrete layer [1] In the first case, the diameter or imprint depth in mm is used as an indirect characteristic, in the second case, the rebound of the striker in mm, and in the latter, the separation force in kg

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство определения прочности бетона, снабженное упругими элементами, один из которых размещен в корпусе между эталонным стержнем и индентором, другой связан индентором и закреплен перпендикулярно на торце корпуса, а индентор выполнен в виде цилиндра со сферическим наконечником на его торцах [2]
В устройстве реализуется известный склерометрический способ пластического отпечатка сферы с использованием эталонного материала, т.е. определение прочностных характеристик материалов основано на соотношении отпечатков сферы на исследуемом материале и эталонном. Для повышения точности измерения глубины отпечатков установлены упругие элементы с динамическими преобразователями, которые вырабатывают электрический сигнал, пропорциональный глубине вдавливания индентора в бетон и эталонный стержень, т.е. целью данного устройства является повышение точности определения глубины отпечатков при использовании известного склерометрического метода.Closest to the proposed technical solution is a device for determining the strength of concrete, equipped with elastic elements, one of which is placed in the housing between the reference rod and the indenter, the other is connected by an indenter and fixed perpendicularly to the end of the housing, and the indenter is made in the form of a cylinder with a spherical tip at its ends [2]
The device implements the known sclerometric method of plastic imprint of a sphere using a reference material, i.e. determination of the strength characteristics of materials is based on the ratio of the imprints of the sphere on the studied material and the reference. To increase the accuracy of measuring the depth of prints, elastic elements with dynamic transducers are installed that generate an electrical signal proportional to the indentation depth of the indenter in concrete and the reference rod, i.e. the purpose of this device is to increase the accuracy of determining the depth of prints using the well-known sclerometric method.

Данный метод обладает низкой точностью, так как для определения прочности бетона учитывается только его пластическая деформация, при этом градуировочная зависимость существенно нелинейная. This method has low accuracy, since only plastic deformation is taken into account to determine the strength of concrete, while the calibration dependence is essentially nonlinear.

Целью настоящего изобретения является повышение точности, надежности и уменьшение трудозатрат при определении прочности бетона в конструкциях. The aim of the present invention is to improve the accuracy, reliability and reduce labor costs when determining the strength of concrete in structures.

Цель достигается тем, что при ударе бойка о поверхность бетона с нормированным усилием энергия удара преобразуется с помощью электромеханического преобразователя, например, пьезоэлектрического в электрический сигнал. Величина и длительность электрического сигнала при этом будут соответствовать упругим и пластическим деформациям бетона. Поскольку упругие и пластические деформации бетона являются комплексной характеристикой для оценки прочности и бетона, то амплитуда и длительность электрического сигнала будут такой же комплексной характеристикой, по которой более точно можно определить прочность бетона. The goal is achieved by the fact that when the striker hits the concrete surface with normalized force, the impact energy is converted using an electromechanical transducer, for example, a piezoelectric into an electrical signal. The magnitude and duration of the electrical signal in this case will correspond to the elastic and plastic deformations of concrete. Since elastic and plastic deformations of concrete are a complex characteristic for assessing strength and concrete, the amplitude and duration of the electrical signal will be the same complex characteristic by which concrete strength can be more accurately determined.

Количественно величину и длительность электрического сигнала можно оценить различными существующими методами, например, количеством импульсов, вырабатываемых интегральным генератором пропорционально величине и обратно пропорционально длительности данного сигнала. Следовательно, количество импульсов, вырабатываемых интегральным генератором может быть принято в качестве косвенной характеристики при определении прочности бетона предложенным способом. Экспериментальные исследования показывают, что зависимость предлагаемой косвенной характеристики от прочности бетона практически линейная и слабо зависит от состава бетона. Quantitatively, the magnitude and duration of an electric signal can be estimated by various existing methods, for example, the number of pulses generated by an integrated generator is proportional to the value and inversely proportional to the duration of a given signal. Therefore, the number of pulses generated by the integrated generator can be taken as an indirect characteristic when determining the strength of concrete by the proposed method. Experimental studies show that the dependence of the proposed indirect characteristics on the strength of concrete is almost linear and weakly depends on the composition of concrete.

Отличительной особенностью предлагаемого метода по сравнению с известными является использование новой косвенной характеристики, которая учитывает как упругие, так и пластические свойства бетона, что повышает точность определения его прочности. При этом значительно уменьшаются трудозатраты, поскольу получения косвенной характеристики происходит автоматически при обработке электрического сигнала. A distinctive feature of the proposed method compared to the known ones is the use of a new indirect characteristic that takes into account both the elastic and plastic properties of concrete, which increases the accuracy of determining its strength. At the same time, labor costs are significantly reduced, since obtaining an indirect characteristic occurs automatically when processing an electrical signal.

Указанные отличительные особенности отвечают критерию изобретательского уровня. These distinctive features meet the criteria of inventive step.

На фиг.1 изображено устройство, реализующее предложенный способ для определения прочности бетона. Устройство содержит ударник 1, пьезоэлемент 2, пружину 3, электронный блок 5. Устройство работает следующим образом. Ударник 1 массой m, в конструкцию которого включен пьезоэлемент 2, под действием пружины 3 ударяется о бетон 4, при этом преобразователь 2 вырабатывает электрический сигнал. Форма сигналов для бетонов прочностью 100 кг/мс² (б) и 200 кг/см² (а) приведена на фиг. 2. Электронный блок 5, в который входит интегральный генератор, обрабатывает этот сигнал и на цифровом индикаторе выдает количество импульсов, соответствующих форме сигнала.Figure 1 shows a device that implements the proposed method for determining the strength of concrete. The device comprises a hammer 1, a piezoelectric element 2, a spring 3, an electronic unit 5. The device operates as follows. Drummer 1 of mass m, in the construction of which a piezoelectric element 2 is included, is hit by concrete 4 under the action of a spring 3, while the transducer 2 generates an electrical signal. The waveform for concrete with a strength of 100 kg / ms ² (b) and 200 kg / cm ² (a) is shown in FIG. 2. The electronic unit 5, which includes the integrated generator, processes this signal and on the digital display gives the number of pulses corresponding to the waveform.

Поскольку зависимость косвенной характеристики, выраженной в количестве импульсов от прочности бетона практически линейна, это устройство тарируется непосредственно в единицах прочности бетона. Since the dependence of the indirect characteristic expressed in the number of pulses on the concrete strength is almost linear, this device is calibrated directly in units of concrete strength.

Claims

METHOD FOR DETERMINING CONCRETE STRENGTH, including striking a blow on a concrete surface and converting it with a piezoelectric element into an electrical signal, characterized in that the amplitude and duration of the electrical signal are measured, and the strength of concrete is judged by the number of electrical impulses generated in proportion to the amplitude and inversely proportional to the duration of the electrical signal .