RU2262687C1 - Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации - Google Patents
Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262687C1 RU2262687C1 RU2004101462/28A RU2004101462A RU2262687C1 RU 2262687 C1 RU2262687 C1 RU 2262687C1 RU 2004101462/28 A RU2004101462/28 A RU 2004101462/28A RU 2004101462 A RU2004101462 A RU 2004101462A RU 2262687 C1 RU2262687 C1 RU 2262687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- strength
- cubes
- samples
- average
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации. Сущность: заключается в том, что контроль прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации включает измерение скорости ультразвука в образцах - кубах и материале конструкций, механические испытания образцов - кубов, построение градуировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность бетона" по результатам измерений и испытаний образцов - кубов и определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной градуировочной зависимости, при этом определяют по различным сериям образцов - кубов бетона среднюю влажность испытанных образцов-кубов бетона, среднюю скорость распространения ультразвука в образцах-кубах бетона, а также среднюю прочность образцов - кубов бетона, после чего величину прочности устанавливают по математическим зависимостям. Технический результат: повышение точности и надежности определения прочности влажного бетона. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля строительных конструкций, преимущественно гидротехнических и гидромелиоративных сооружений, и может быть использовано для определения прочности бетона конструкций в процессе их строительства, реконструкции и эксплуатации.
Известен способ неразрушающего контроля прочности бетонов (см. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля. - М.: Издательство стандартов, 1988, с.2...9), основанный на корреляционной связи между поверхностной прочностью бетона конструкций и косвенными параметрами прочности (в числе которых значения отскока бойка от поверхности бетона, размеры отпечатка на бетоне, параметр ударного импульса и др.).
Наиболее близким к заявленному объекту относится способ ультразвукового контроля бетонных и железобетонных конструкций, включающий измерение скорости ультразвука в образцах, в виде кубиков, и материале конструкций, механические испытания образцов - кубов, построение градуировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность бетона" по результатам измерений и испытаний образцов - кубов, а также определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной градуировочной зависимости (см., например, ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. - М.: Издательство стандартов, 1987).
Указанный способ в данном стандарте не учитывает влияние влажности бетона в конструкциях сооружений на скорость распространения в нем ультразвуковых колебаний (УЗК). Экспериментально установлено, что с увеличением влажности бетона значительно возрастает в нем скорость распространения УЗК. Поэтому определение прочности влажного бетона в существующих конструкциях, например гидротехнических или гидромелиоративных сооружений, а также фундаментов, находящихся в эксплуатации зданий и различных сооружений при близком залегании грунтовых вод, по градуировочной зависимости, экспериментально установленной по результатам ультразвуковых и механических испытаний образцов - кубов бетона естественной влажности (0...2%, т.е. практически "сухого" бетона), осуществляется с большой погрешностью, величина которой составляет 30...100%.
Сущность заявленного изобретения.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение,
- создание способа ультразвукового контроля прочности бетона повышенной влажности.
Технический результат - повышение точности и надежности определения прочности влажного бетона.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном ультразвуковом способе контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации, включающем измерение скорости ультразвука в образцах-кубах и материале конструкций, механические испытания образцов-кубов, построение градуировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность бетона" по результатам измерений и испытаний образцов-кубов и определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной градуировочной зависимости, согласно изобретению определяют по различным сериям образцов-кубов бетона среднюю влажность испытанных образцов-кубов бетона, среднюю скорость распространения ультразвука в образцах-кубах бетона, а также среднюю прочность образцов-кубов бетона, после чего величину прочности устанавливают из зависимостей
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;
N - число серий образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
Rjф и Cj0 - единичные значения прочности (МПа) и скорости (м/с) распространения ультразвука j-й серии образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
Cjk - средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
Wк - средняя влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, % (по массе);
W0 - средняя влажность образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, % (по массе).
Изобретение поясняется графиками.
На фиг.1 представлены зависимости скорости распространения ультразвука в экспериментальных бетонных образцах от их влажности (зависимость 1 для бетона класса В 12,5 по прочности на сжатие; зависимость 2 - В 22,5; зависимость 3 - В 25; зависимость 4 - В 35...40).
Для справки: представленные данные описываются уравнением степенной функции следующего вида
где Cj - скорость распространения УЗК в бетоне при W>0%, м/с;
С0 - скорость распространения УЗК в бетоне при W=0% (для бетонов класса В 12,5...В 40 по прочности на сжатие, С0 изменяется соответственно в пределах 4050...4600 м/с; 2,85 и 3,2 - эмпирические коэффициенты пропорциональности, полученные в результате математической обработки экспериментальных данных;
W - влажность бетона, % (по массе).
Коэффициент корреляции данной зависимости (1) составляет К=0,997.
На фиг.2 представлена зависимость интегрального показателя 
- относительного параметра скорости распространения ультразвука в бетонах класса В 12,5...В 40 по прочности на сжатие от их влажности, которая описывается уравнением убывающей степенной функции
где С0 - скорость распространения УЗК в бетоне при W=0%, м/с;
Cj - скорость распространения УЗК в бетоне при W>0%, м/с;
W - влажность бетона, % (по массе);
69·10-5 и 3,1 - эмпирические коэффициенты, установленные в результате исследований.
Коэффициент корреляции полученной зависимости (2) составляет К=0,996.
Для определения прочности R бетона повышенной влажности в конструкциях сооружений, с учетом ранее установленной градуировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность бетона", по результатам исследований получена следующая регрессионная модель
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;
где - средняя прочность образцов - кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
N - число серий образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
Rjф и Cj0 - единичные значения прочности (МПа) и скорости (м/с) распространения ультразвука j-й серии образцов - кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
Сjk - средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
W0 - средняя влажность образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, % (по массе);
Wк - средняя влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, % (по массе).
Коэффициент корреляции данной модели (3) составляет 0,995.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного способа заключаются в следующем.
Заявленный способ ультразвукового контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений осуществляют следующим образом.
Предварительно устанавливают градуировочную зависимость "скорость ультразвука - прочность бетона" по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах - кубах (не менее 15 серий) и механических испытаний тех же образцов, изготовленных из бетона того же номинального состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и конструкции сооружений, подлежащие контролю.
Затем определяют среднюю влажность бетона испытанных образцов-кубов.
После этого определяют скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения.
При этом устанавливают влажность бетона контролируемой зоны конструкции сооружения.
В конечном итоге искомую прочность бетона R контролируемой зоны конструкции сооружения определяют расчетом по формулам:
где - средняя прочность образцов - кубов бетона, МПа;
N - число серий образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
Rjф и Сj0 - единичные значения прочности (МПа) и скорости (м/с) распространения ультразвука j-й серии образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
Cjк - средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
Wк - средняя влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, % (по массе);
W0 - средняя влажность образцов - кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, % (по массе).
Особенностями предложенного способа контроля прочности бетона являются методы определения скорости ультразвука и прочности бетона в зависимости от его средней влажности в контрольных образцах - кубах (W0), по испытаниям которых устанавливается градуировочная зависимость, и в конструкции сооружения (Wк).
ПРИМЕР. Прочность бетона класса В22,5 контролируют в конструкции монолитной бетонной облицовки оросительного канала (после его опорожнения от воды) способом поверхностного прозвучивания.
Коэффициент перехода скорости ультразвука при поверхностном прозвучивании к скорости при сквозном прозвучивании составляет К=1,93.
По результатам ультразвуковых и механических испытаний 20 серий образцов - кубов размером 100×100×100 мм в возрасте 28 суток, изготовленных из бетона того же номинального состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и в конструкциях монолитной бетонной облицовки канала, установлена градуировочная зависимость "скорость ультразвука (Сjк) - прочность бетона (R)", которая описывается уравнением вида
Из уравнения (9) следует, что значения коэффициентов равны a0=-124,55 и a1=0,0325. Средняя скорость распространения ультразвука в 15-и участках контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки канала при поверхностном прозвучивании составляет 2539 м/с, при сквозном прозвучивании - Сjк=1,93·2539=4900 м/с.
Средняя влажность бетона контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки после опорожнения канала от воды составляет Wк=5,5% (по массе).
Средняя влажность бетона испытанных образцов - кубов (20 серий) составляет W0=2% (по массе).
Прочность бетона на сжатие контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки каната, определенная по приведенным зависимостям (1)...(3), составляет:
R=(0,0325·4900-124,55)·(1-69·10-5·5,53,1)/(1-69·10-5·23,1)=30,15 МПа (296 кг/см2).
Предложенный способ контроля прочности бетона в конструкциях, работающих во влажной среде, позволяет снизить погрешность измерений до 1...2%.
Claims (1)
- Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации, включающий измерение скорости ультразвука в образцах-кубах и материале конструкций, механические испытания образцов-кубов, построение градуировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность бетона" по результатам измерений и испытаний образцов-кубов и определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной градуировочной зависимости, отличающийся тем, что определяют по различным сериям образцов-кубов бетона среднюю влажность испытанных образцов-кубов бетона, среднюю скорость распространения ультразвука в образцах-кубах бетона, а также среднюю прочность образцов-кубов бетона, после чего величину прочности устанавливают из зависимостей:
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;- средняя прочность образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
- средняя скорость распространения ультразвука в образцах-кубах бетона с влажностью Wo, испытанных при установлении градуировочной зависимости, м/с;
N - число серий образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;Rjф, Cj0 - единичные значения прочности, МПа, и скорости, м/с, распространения ультразвука j-й серии образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;Cjk - средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;Wк - средняя влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, мас.%;W0 - средняя влажность образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, мас.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101462/28A RU2262687C1 (ru) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101462/28A RU2262687C1 (ru) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004101462A RU2004101462A (ru) | 2005-06-20 |
| RU2262687C1 true RU2262687C1 (ru) | 2005-10-20 |
Family
ID=35835586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004101462/28A RU2262687C1 (ru) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2262687C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458204C2 (ru) * | 2010-03-29 | 2012-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт безопасности гидротехнических сооружений" | Устройство для проведения эксплуатацинного мониторинга водопроводящих каналов |
| RU2522862C2 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Поволжский государственный технологический университет | Способ сравнительного испытания древесины |
| RU2737176C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-11-25 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский институт "Ленметрогипротранс" | Способ сейсмоакустического контроля качества бетонирования заглубленных строительных конструкций |
-
2004
- 2004-01-19 RU RU2004101462/28A patent/RU2262687C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458204C2 (ru) * | 2010-03-29 | 2012-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт безопасности гидротехнических сооружений" | Устройство для проведения эксплуатацинного мониторинга водопроводящих каналов |
| RU2522862C2 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Поволжский государственный технологический университет | Способ сравнительного испытания древесины |
| RU2737176C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-11-25 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский институт "Ленметрогипротранс" | Способ сейсмоакустического контроля качества бетонирования заглубленных строительных конструкций |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004101462A (ru) | 2005-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Panzera et al. | Ultrasonic pulse velocity evaluation of cementitious materials | |
| Dai et al. | Damage investigation of single-edge notched beam tests with normal strength concrete and ultra high performance concrete specimens using acoustic emission techniques | |
| Karahan et al. | The relationship between concrete strengths obtained by destructive and non-destructive methods | |
| Omer et al. | A non-destructive electromagnetic sensing technique to determine chloride level in maritime concrete | |
| Diab et al. | Changes in mechanical properties and durability indices of concrete undergoing ASR expansion | |
| RU2279069C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля бетонных и железобетонных конструкций сооружений в процессе эксплуатации на наличие глубоких трещин | |
| Soshiroda et al. | Early-stage inspection of concrete quality in structures by combined nondestructive method | |
| Bansal et al. | Durability aspects of blended concrete systems subjected to combined mechanical and environmental loading using piezo sensor | |
| WO2015150463A1 (en) | Corrosion detection system and method in concrete structures | |
| Prassianakis et al. | Mechanical properties of old concrete using destructive and ultrasonic non-destructive testing methods | |
| Zárate et al. | Strength of concrete through ultrasonic pulse velocity and uniaxial compressive strength | |
| Mohamed et al. | Ultrasonic velocity as a tool for physical and mechanical parameters prediction within geo-materials: Application on cement mortar | |
| RU2262687C1 (ru) | Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации | |
| JP5709653B2 (ja) | 粗骨材の動弾性係数を求める方法、および、コンクリートの乾燥収縮ひずみを予測する方法 | |
| RU2277239C1 (ru) | Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты) | |
| Ma et al. | Inner damage identification and residual strength assessment of a 3D printed tunnel with marble-like cementitious materials using piezoelectric transducers | |
| Zhutovsky et al. | Evaluation of the thermal expansion coefficient using non-destructive testing | |
| RU2442153C2 (ru) | Ультразвуковой способ контроля модуля упругости бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений | |
| RU2262692C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля прочности бетона в конструкциях и сооружениях в процессе эксплуатации | |
| RU2296988C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля прочности тяжелых бетонов в конструкциях | |
| RU2277240C1 (ru) | Ультразвуковой способ контроля толщины поврежденного слоя бетона в эксплуатируемых конструкциях сооружений | |
| Lu et al. | Chloride diffusivity in flexural cracked Portland cement concrete and fly ash concrete beams | |
| Srinivasan et al. | Effect of Crack Width, Density, and Depth on Strength and Durability of Concrete-Equivalent Mortar. | |
| Fodil et al. | Relevance of the ultrasonic pulse velocity test for strength assessment of high strength concretes | |
| RU2260182C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля прочности бетона в эксплуатируемых конструкциях сооружений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060120 |