RU2277239C1 - Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты) - Google Patents

Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2277239C1
RU2277239C1 RU2005107852/28A RU2005107852A RU2277239C1 RU 2277239 C1 RU2277239 C1 RU 2277239C1 RU 2005107852/28 A RU2005107852/28 A RU 2005107852/28A RU 2005107852 A RU2005107852 A RU 2005107852A RU 2277239 C1 RU2277239 C1 RU 2277239C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
strength
ultrasound
speed
propagation
Prior art date
Application number
RU2005107852/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Георгиевич Алимов (RU)
Анатолий Георгиевич Алимов
Original Assignee
Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук filed Critical Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority to RU2005107852/28A priority Critical patent/RU2277239C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2277239C1 publication Critical patent/RU2277239C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • 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 прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях осуществляется при повышенной влажности бетона при отрицательных температурах и, как следствие, при наличии кристаллов льда в порах бетона. При этом согласно первому варианту используют водонасыщенные, замороженные, бетонные образцы-кубы с последующим построением тарировочной зависимости «скорость ультразвука - прочность бетона», используя которую в дальнейшем устанавливают прочность бетона. Согласно второму и третьему варианту способа определяют скорость ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции с последующим определением прочностей в участках путем выбуривания кернов из намеченных участков для испытания их на прочность, после чего производят расчетное определение прочности бетона. Технический результат: повышение точности и надежности определения прочности бетона повышенной влажности при наличии кристаллов льда в его порах. 3 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

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 значение откоса бойка от поверхности бетона, размеры отпечатка на бетоне, параметр ударного импульса и др.).
Недостатком данного метода является то, что он позволяет определить только прочность бетона поверхностных слоев. Кроме того, при изменении состава бетонов, условий их твердения в конструкции, сроков испытаний, имеющаяся градуировочная зависимость должна уточняться. Это требует дополнительных трудозатрат.
Кроме описанного, известен способ ультразвукового контроля прочности 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 естественной влажности, осуществляется с большой погрешностью.
Наиболее близким к заявленному относится ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений, включающий увлажнение бетонных эталонных образцов - кубов, возбуждение ультразвуковых колебаний (УЗК) в эталонных образцах - кубах и материале конструкций, одновременное измерение влажности бетона и скорости распространения УЗК в эталонных образцах - кубах и контролируемых конструкциях, механические испытания образцов - кубов, построение тарировочной зависимости «скорость ультразвука - прочность бетона» с учетом влияния влажности бетона на скорость распространения УЗК и прочность бетона, определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной тарировочной зависимости (авторское свидетельство SU №616580 А1, МПК7 G 01 N 29/00. Способ определения прочности бетона в изделиях. / Э.Н.Репьев и Ю.Н.Воронов (СССР). Заявлено 17.08.1976; опубл. 25.07.1978, бюл.№27).
Указанный способ не может быть реализован при отрицательных температурах окружающей среды, так как он не учитывает влияние размеров кристаллов льда в порах бетона сооружений в процессе их эксплуатации на скорость распространения ультразвуковых колебаний и прочность бетона.
Одним из близких приемов к заявленному объекту относится способ экспертного контроля прочности бетона в строящихся и эксплуатируемых конструкциях и сооружениях, включающий измерение времени распространения ультразвука не менее чем в 10 участках контролируемой зоны конструкции, вычисление средней скорости ультразвука (
Figure 00000002
), определение участков в контролируемой зоне, в которых измеренная скорость имеет максимальное (Смакс) и минимальное (Смин) и наиболее близкое к средней скорости ультразвука значение (Сn), выбуривание и испытание не менее двух кернов из каждого намеченного участка с последующим определением значений прочностей Rф.макс, Rф.мин, Rф.n в этих участках, имеющих скорости ультразвука Смакс, Смин, Сn, а также определение прочности бетона (R) в любом участке контролируемой зоны конструкции по выражению
Figure 00000003
где R - прочность бетона в j...ом участке контролируемой зоны конструкции, МПа;
Figure 00000004
Figure 00000005
Сj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны конструкции, м/с (см. ГОСТ 17624-97 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. - М.: Издательство стандартов, 1987, с.23, прил.7).
Указанный способ в Российском стандарте не учитывает влияний влажности бетона и размеров кристаллов льда в порах бетона в конструкциях сооружений на скорость распространения в нем ультразвуковых колебаний (УЗК) при отрицательных температурах. Нами экспериментально установлено, что с увеличением влажности и при наличии кристаллов льда в порах бетона значительно возрастает в нем скорость распространения УЗК при отрицательных температурах окружающей среды.
Гидротехнические и гидромелиоративные сооружения, представляющие собой бетонные и железобетонные конструкции, находятся постоянно в контакте с водой и имеют высокую степень водонасыщения. Даже в зимний период при опорожненных каналах гидротехнических систем она поддерживается на достаточно высоком уровне за счет атмосферных осадков (дождя и особенно снега) и грунтовых вод. При этом влажность бетона по высоте конструкций сооружений (подводная часть, зона переменного горизонта воды, надводная часть) распределяется неравномерно. Поэтому определение прочности бетона в условиях эксплуатации гидротехнических и гидромелиоративных сооружений по данному нормированному методу ультразвукового контроля, не учитывающего влажность бетона и наличие кристаллов льда в его порах, осуществляется с большой погрешностью, величина которой составляет 25...100%.
Близкой разновидностью заявляемого объекта является способ ультразвукового контроля прочности бетона в конструкциях и сооружениях в процессе эксплуатации, включающий измерение времени и скорости (Cj) распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции, вычисление средней (
Figure 00000006
) и максимальной (Смакс) скоростей ультразвука в контролируемой зоне, выбуривание в конструкции и испытание кернов с последующим определением значений прочностей Rф.макс,
Figure 00000007
в участках, имеющих соответствующие скорости ультразвука Смакс,
Figure 00000006
, а также определение прочности бетона на сжатие:
класса до В 25 по формуле
Figure 00000008
класса выше В 25 по формуле
Figure 00000009
где R - прочность бетона в контролируемом j...ом участке, МПа;
Figure 00000010
- средняя прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Cj - средняя скорость распространения ультразвука в бетоне на j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Figure 00000006
- средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны, м/с;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны, м/с (см., например, ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. - М.: Издательство стандартов, 1987, С.23, приложение 7).
Указанный способ в данном Российском стандарте также не учитывает влияние влажности и наличие кристаллов льда в порах бетона в конструкциях сооружений на скорость распространения в нем ультразвуковых колебаний (УЗК) при отрицательных температурах окружающей среды. Экспериментально установлено, что с увеличением влажности и наличии кристаллов льда в порах бетона значительно возрастает в нем скорость распространения УЗК. Поэтому определение прочности влажного бетона с наличием кристаллов льда в его порах в эксплуатируемых конструкциях и сооружениях вышеуказанным способом осуществляется с большой погрешностью.
Сущность заявленного изобретения.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создание нового способа ультразвукового контроля прочности бетона повышенной влажности при наличии кристаллов льда в его порах.
Технический результат - повышение точности и надежности определения прочности бетона повышенной влажности при наличии кристаллов льда в его порах.
Указанный технический результат в части ультразвукового способа контроля прочности бетона по первому варианту достигается тем, что в известном ультразвуковом способе контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений в процессе эксплуатации, включающем увлажнение бетонных эталонных образцов-кубов, возбуждение ультразвуковых колебаний (УЗК) в эталонных образцах-кубах и материале конструкций, одновременное изменение влажности бетона и скорости распространения УЗК в эталонных образцах-кубах и контролируемых конструкциях, механические испытания образцов-кубов, построение тарировочной зависимости «скорость ультразвука - прочность бетона» с учетом влияния влажности бетона на скорость распространения УЗК и прочность бетона и определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной тарировочной зависимости, согласно изобретению перед испытанием водонасыщенные эталонные образцы-кубы замораживают в морозильной камере при температуре до минус 20°С в течение двух и более суток и строят тарировочную зависимость с учетом влияния размеров кристалла льда в порах бетона эталонных образцов-кубов на скорость распространения ультразвуковых колебаний и прочность бетона, причем измерение скорости распространения УЗК в конструкциях осуществляют при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона, а величину прочности бетона устанавливают из зависимости
Figure 00000011
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;
a0 - коэффициент пропорциональности, МПа,
Figure 00000012
а1 - коэффициент размерности, МПа/(м/с),
Figure 00000013
Cjk - скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
Figure 00000010
- средняя прочность образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Figure 00000014
- средняя скорость распространения ультразвука в образцах кубах бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, м/с;
N - число серий образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
R - единичные значения прочности j-ой серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Cj0 - единичные значения скорости распространения ультразвука j-ой серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Wk - влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, % (по массе);
W0 - средняя влажность образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, % (по массе).
Технический результат в части ультразвукового способа контроля прочности бетона по второму варианту достигается тем, в известном способе ультразвукового контроля прочности бетона в эксплуатируемых конструкциях сооружений, включающем измерение времени распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции, вычисление средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
) определение участков в контролируемой зоне, в которых измеренная скорость имеет максимальное (Смакс), минимальное (Смин) и наиболее близкое к средней скорости ультразвука значение (Сn), выбуривание и испытание не менее двух кернов из каждого намеченного участка с последующим определением значений прочностей Rф.макс, Rф.мин, Rф.n в этих участках, имеющих скорости ультразвука Смакс, Смин, Сn, а также определение прочности бетона в любом участке контролируемой зоны конструкции, устанавливаемое расчетом, согласно изобретению измерения времени и скорости распространения ультразвука в участках контролируемой зоны конструкции, выбуривание кернов из намеченных участков для испытания их на прочность производят при отрицательных температурах окружающей среды, причем определяют влажность бетона (Wj) в намеченных участках контролируемой зоны конструкции сооружения и устанавливают максимальную (W1) и минимальную (W2) влажность бетона контролируемой зоны конструкции, а также влажность бетона (W3), соответствующей скорости Сn, наиболее близкой к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
), после чего прочность бетона определяют с учетом реальной влажности и влияния размеров кристаллов льда в порах бетона на скорость распространения ультразвуковых колебаний из зависимости
Figure 00000015
где R - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, МПа;
Смин - минимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
Сn - значение скорости распространения УЗК в бетоне контролируемой зоны конструкции, наиболее близкое к средней скорости ультразвука, м/с;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Rф.n - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, где скорость ультразвука имеет величину (Сn), наиболее близкую к средней скорости ультразвука, м/с;
Rф.мин - минимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в бетоне на j-ом участке контролируемой зоны конструкции, м/с;
Wj - влажность бетона на j-ом участке контролируемой зоны конструкции исследуемого сооружения, %;
W2 - минимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (надводная часть конструкции сооружения), %;
W3 - влажность бетона контролируемой зоны конструкции, соответствующая скорости Сn, наиболее близкой к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
) (зона переменного горизонта воды), %;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
W1 - максимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (подводная часть конструкции сооружения), %.
Технический результат в части способа контроля прочности бетона по третьему варианту достигается тем, что в известном способе ультразвукового контроля прочности бетона, включающем измерение времени и скорости распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции, вычисление средней (
Figure 00000006
) и максимальной (Смакс) скоростей ультразвука в контролируемой зоне, выбуривание из конструкции и испытание кернов с последующим определением значений прочностей Rф.макс,
Figure 00000010
в участках, имеющих соответственно среднее и максимальное значения скорости ультразвука (
Figure 00000006
, Смакс), а также расчетное определение прочности бетона на сжатие, согласно изобретению измерения времени и скорости распространения ультразвука в участках контролируемой зоны конструкции, выбуривание кернов из намеченных участков для испытания их на прочность производят при отрицательных температурах окружающей среды, причем определяют среднюю влажность (
Figure 00000016
) и влажность бетона на j-ом участке (Wj) контролируемой зоны, а прочность бетона определяют в зависимости от влажности и наличия кристаллов льда в его порах для бетонов класса по прочности на сжатие до В 25 по выражению
Figure 00000017
где R - прочность бетона на j-ом участке контролируемой зоны, МПа;
Figure 00000010
- средняя прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Сj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Figure 00000006
- средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемое зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, % (по массе);
Figure 00000016
- средняя влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе);
и для бетонов класса по прочности на сжатие выше В25
Figure 00000018
где R - прочность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, МПа;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоне, м/с;
Wj - влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, % (по массе);
Wмакс - максимальная влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе).
Изобретение поясняется иллюстрированным материалом.
На фиг.1 представлены зависимости скорости распространения ультразвука в экспериментальных бетонных образцах от их влажности (зависимость 1 для бетона класса В15...В20 по прочности на сжатие; зависимость 2 - В22,5; зависимость 3 - В25; зависимость 4 - В35...40).
На фиг.2 представлена зависимость интегрального показателя
Figure 00000019
- величины обратной относительно параметру скорости распространения ультразвука а бетонах класса В15...В40 по прочности на сжатие от их влажности.
Кривые на фиг.1 описываются уравнением степенной функции следующего вида:
Figure 00000020
где Cj - скорость распространения УЗК в бетоне при W>0%, м/с;
С0 - скорость распространения УЗК в бетоне при W=0% для бетонов класса В15...В40 по прочности на сжатие, С0 изменяется соответственно в пределах 4350...4600 м/с; 90 и 1,33 - эмпирические коэффициенты, полученные в результате математической обработки экспериментальных данных;
W - влажность бетона, % (по массе);
Коэффициент корреляции данной зависимости (12) составляет К=0,995.
График на фиг.2 описывается уравнением убывающей степенной функции
Figure 00000021
где С0 - скорость распространения УЗК в бетоне при W=0%, м/с;
Сj - скорость распространения УЗК в бетоне при W>0%;
Figure 00000022
- показатель величины обратной относительно параметру скорости распространения ультразвука а бетонах класса В15...В40 по прочности на сжатие;
W - влажность бетона, % (по массе);
0,0205 и 1,21 - эмпирические коэффициенты, полученные в результате исследований.
Коэффициент корреляции полученной зависимости (13) составляет К=0,994.
Для определения прочности (R) бетона повышенной влажности при наличии кристаллов льда в его порах при отрицательных температурах окружающей среды в конструкциях сооружений, с учетом ранее установленной градуировочной зависимости «скорость ультразвука - прочность бетона», по результатам исследований, в части ультразвукового способа контроля прочности бетона по первому варианту, получена следующая регрессивная модель
Figure 00000023
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;
a0 - коэффициент пропорциональности, МПа,
Figure 00000024
а1 - коэффициент размерности, МПа/(м/с),
Figure 00000025
;
Cjk - скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
Figure 00000010
- средняя прочность образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Figure 00000026
- средняя скорость распространения ультразвука в образцах кубах бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, м/с;
N - число серий образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
R - единичные значения прочности j-ой серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Cj0 - единичные значения скорости распространения ультразвука j-й серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, м/с;
WK - влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, % (по массе);
W0 - средняя влажность образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, % (по массе).
Коэффициент корреляции данной модели составляет 0,992.
Для определения прочности бетона (R) с учетом его влажности при наличии кристаллов льда в порах бетона при отрицательных температурах окружающей среды в эксплуатируемых конструкциях сооружений по результатам экспериментальных и теоретических исследований, в части ультразвукового способа контроля прочности бетона по второму варианту, получена следующая регрессивная модель:
Figure 00000027
где R - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, МПа;
Смин - минимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
Сn - значение скорости распространения УЗК в бетоне контролируемой зоны конструкции, наиболее близкое к скорости ультразвука, м/с;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Rф.n - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, где скорость ультразвука имеет величину (Сn), наиболее близкую к средней скорости ультразвука, м/с;
Rф.мин - минимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в бетоне на j-ом участке контролируемой зоны конструкции, м/с;
Wj - влажность бетона на j-ом участке контролируемой зоны конструкции исследуемого сооружения, %;
W2 - минимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (надводная часть конструкции сооружения), %;
W3 - влажность бетона контролируемой зоны конструкции, соответствующая скорости Сn, наиболее близкой к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
) (зона переменного горизонта воды), %;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
W1 - максимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (подводная часть конструкции сооружения), %.
Коэффициент корреляции данной модели (17) составляет 0,99.
Для определения прочности бетона повышенной влажности при наличии кристаллов льда в его порах при отрицательных температурах окружающей среды в конструкциях сооружений по результатам исследований, в части ультразвукового способа контроля прочности бетона по третьему варианту, получены следующие регрессивные модели:
1. Для бетонов класса по прочности на сжатие до В25
Figure 00000028
где R - прочность бетона на j-ом участке контролируемой зоны, МПа;
Figure 00000010
- средняя прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Figure 00000006
- средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, % (по массе);
Figure 00000016
- средняя влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе).
Коэффициент корреляции данной модели (18) составляет 0,99.
2. Для бетонов класса по прочности на сжатие выше В25
Figure 00000029
где R - прочность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, МПа;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне, МПа;
Сj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, % (по массе);
Wмакс - максимальная влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе).
Коэффициент корреляции полученной зависимости (19) составляет 0,991.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленных способов (вариантов), заключаются в следующем.
Заявленный способ ультразвукового контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений, в процессе эксплуатации по первому варианту, осуществляют следующим образом:
Предварительно эталонные бетонные образцы-кубы (не менее 15 серий), изготовленные из бетона того же номинального состава, по той же технологии, что и конструкции сооружений, подлежащие контролю, увлажнят до различной степени водонасыщения, помещают их в морозильную камеру и замораживают в течение двух и более суток. Затем возбуждают ультразвуковые колебания и определяют скорость распространения УЗК и среднюю влажность бетонных образцов-кубов, выполняют их механические испытания по ГОСТ 10180-90 и строят тарировочную зависимость «скорость ультразвука - прочность бетона» с учетом влияния размеров кристаллов льда в порах бетона эталонных образцов-кубов при различной их влажности на скорость распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) и прочность бетона. После этого осуществляют измерение скорости УЗК в конструкциях сооружений при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона, а величину прочности бетона устанавливают из зависимости (6)
Figure 00000030
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;
a0 - коэффициент пропорциональности, МПа,
Figure 00000031
а1 - коэффициент размерности, МПа/(м/с),
Figure 00000032
Cjk - скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
Figure 00000010
- средняя прочность образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Figure 00000026
- средняя скорость распространения ультразвука в образцах-кубах бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, м/с;
N - число серий образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
R - единичные значения прочности j-ой серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Cj0 - единичные значения скорости распространения ультразвука j-ой серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Wk - 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 при отрицательных температурах окружающей среды в зависимости от его влажности и наличии кристаллов льда в порах бетона в контрольных образцах-кубах (W0), no испытаниям которых устанавливается градуировочная зависимость, и в конструкциях сооружения (Wk).
ПРИМЕР 1. Прочность бетона класса В22,5 контролируют в конструкции монолитной бетонной облицовки оросительного канала (после его опорожнения от воды) способом поверхностного прозвучивания при отрицательных температурах окружающей среды, то есть при наличии кристаллов льда в порах бетона облицовки.
Коэффициент перехода скорости ультразвука при поверхностном 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, при отрицательных температурах окружающей среды (до минус 20°С), то есть при наличии кристаллов льда в порах бетона установлена градуировочная зависимость «скорости ультразвука (Cjk) - прочность бетона (R), которая описывается уравнением вида
Figure 00000033
Из уравнения (20) следует, что значение коэффициентов равны а0=-115,5 и a1=0,028. Средняя скорость распространения ультразвука в 15 участках контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки канала при поверхностном прозвучивании составляет 2781,7 м/с, при сквозном прозвучивании - Cjk=1,93·2781,7=5369 м/с.
Средняя влажность бетона контролируемой зоны конструкции монолитной облицовки после опорожнения канала от воды составляет Wk=5,5% (по массе).
Средняя влажность бетона испытанных образцов-кубов (20 серий) составляет W0=1,5% (по массе).
Прочность бетона на сжатие контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки канала, определенная по приведенной зависимости (6), составляет
R=(0,028·5369-115,5)·(1-0,0205·5,51,21)/(1-0,0205·1,51,21)=30 МПа.
Предложенный способ контроля прочности бетона при отрицательных температурах в конструкциях, работающих во влажной среде, позволяет снизить погрешность измерений до 1...2%.
Прочность бетона на сжатие контролируемой зоны монолитной бетонной облицовки с влажностью бетона Wл=5,5% и скоростью распространения ультразвука Сjk=5369 м/с, определенная по формуле (7) в соответствии с ГОСТ 17624-87, прил.4, составляет
R=0,028·5369-115,5=35 МПа.
Погрешность при определении прочности бетона (без учета его влажности и наличия кристаллов льда в порах бетона) по ГОСТ 17624-87, прил.4 при этом составила
Figure 00000034
Предложенный способ контроля прочности бетона при отрицательных температурах окружающей среды в конструкциях, работающих во влажной среде, позволяет снизить погрешность измерений до 1...2%.
Предложенный способ ультразвукового контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений в процессе эксплуатации по второму варианту осуществляют следующим образом.
Определение прочности бетона при экспертизе эксплуатируемых конструкций сооружений проводят при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона в зонах конструкций, изготовленных из бетона на одном виде крупного заполнителя, и измеряют время распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции. Затем вычисляют среднюю скорость (
Figure 00000006
) распространения ультразвука в контролируемой зоне.
В контролируемой зоне намечают участки, в которых измеренная скорость ультразвука имеет максимальное (Смакс) и минимальное (Смин) значение, а также участок, где скорость ультразвука имеет величину (Сn), наиболее близкую к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
).
Из каждого намеченного участка в соответствии с ГОСТ 10180-90 выбуривают и испытывают не менее двух кернов. По данным испытаний кернов определяют значение прочностей Rф.макс, Rф.мин, Rф.n в участках, имеющих скорости ультразвука Смакс, Смин, Сn, экспериментально определяют влажность бетона (Wj) в намеченных участках контролируемой зоны конструкции сооружения и устанавливают максимальную (W1) и максимальную (W2) влажность бетона контролируемой зоны конструкции, а также влажность бетона (W3), соответствующей скорости Сn, наиболее близкой к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
).
Для получения числовых значений искомую прочность бетона (R) в любом участке контролируемой зоны конструкции сооружения определяют по формуле (9) ультразвуковых колебаний из зависимости
Figure 00000035
где R - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, МПа;
Смин - минимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
Сn - значение скорости распространения УЗК в бетоне контролируемой зоны конструкции, наиболее близкое к скорости ультразвука, м/с;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Rф.n - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, где скорость ультразвука имеет величину (Сn), наиболее близкую к средней скорости ультразвука, м/с;
Rф.мин - минимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Сj - скорость распространения ультразвука в бетоне на j-ом участке контролируемой зоны конструкции, м/с;
Wj - влажность бетона на j-ом участке контролируемой зоны конструкции исследуемого сооружения, %;
W2 - минимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (надводная часть конструкции сооружения), %;
W3 - влажность бетона контролируемой зоны конструкции, соответствующая скорости Сn наиболее близкой к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
) (зона переменного горизонта воды), %;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
W1 - максимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (подводная часть конструкции сооружения), %.
Особенностями предложенного способа экспертного контроля прочности бетона являются новые методы определения скорости ультразвука и прочности бетона при отрицательных температурах в зависимости от его влажности и наличии кристаллов льда в порах бетона в исследуемых участках контролируемой зоны эксплуатируемых конструкций сооружений.
ПРИМЕР 2. Прочность бетона класса В22,5 контролируют ультразвуковым прибором УК-14ПМ в конструкции монолитной бетонной облицовки оросительного канала (после его опорожнения от воды) способом поверхностного прозвучивания при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона. Параметры оросительного канала: наполнение (Н) - 3 м, ширина по дну (в) - 2 м, коэффициент заложения откосов (m) - 2. Толщина бетонной облицовки (δ) - 12 см.
Коэффициент перехода скорости ультразвука при поверхностном прозвучивании к скорости при сквозном прозвучивании составляет К=1,93. База прозвучивания (I) - 120 мм. В контролируемой зоне монолитной бетонной облицовки оросительного канала намечены участки, в которых измеренная скорость ультразвука имеет максимальное (Смакс=5205 м/с) и минимальное (Смин=4757 м/с) значения, а также участок, где скорость ультразвука имеет величину (Сn=4994 м/с) наиболее близкую к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
=4992 м/с).
Из каждого намеченного участка в соответствии с ГОСТ 10180-90 выбурено и испытано по два керна. По данным испытаний кернов определены значения прочностей Rф.макс=30,5 МПа, Rф.мин=28 МПа, Rф.n=30,0 МПа в участках, имеющих соответственно скорости Cмакс=5205 м/с, Смин=4757 м/с, Сn=4994 м/с.
Основные данные для расчета прочности в участках конструкции монолитной бетонной облицовки оросительного канала: Rф.мин=28 МПа; Rф.макс=30,5 МПа; Rф.n=30,0 МПа; Смин=4757 м/с; Смакс=5205 м/с;
Figure 00000006
=4992 м/с; Сn=4994 м/с; Сj=4757...5205 м/с; W1=4,7%; W2=2,2%; W3=3,6%; Wj=2,2...4,7%.
Результаты испытаний и расчетов прочности бетона по приведенной зависимости (9) в намеченных участках монолитной бетонной облицовки оросительного канала представлены в таблице.
№ участка Зона расположения участка Влажность бетона на участке, % (по массе) Скорость распространения ультразвука в бетоне, м/с Прочность бетона в участке конструкции, определенная
при поверхностном прозвучивани и при сквозном прозвучивании механическим методом по ГОСТ 10180-90, МПа ультразвуковым методом по изобретению, МПа погрешн ость, %
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Надводная зона 2,2 2465 4757 28,0 27,44 -2,0
2 то же 2,3 2472 4772 - 27,60 -
3 то же 2,4 2481 4788 - 27,77 -
4 тоже 2,5 2489 4804 - 28,11 -
5 тоже 2,6 2498 4821 - 28,28 -
6 тоже 2,7 2506 4837 - 28,45 -
7 то же 2,8 2515 4854 - 28,82 -
8 Зона переменного уровня 3,50 2578 4976 - 30,08 -
9 то же 3,55 2583 4985 - 30,10 -
10 то же 3,60 2588 4994 30,0 30,15 0,5
11 тоже 3,70 2597 5013 - 30,20 -
12 то же 3,80 2607 5031 - 30,24 -
13 тоже 3,90 2616 5050 - 30,32 -
14 то же 4,00 2626 5069 - 30,40 -
15 Подводная зона 4,1 2636 5088 - 30,48 -
16 то же 4,2 2646 5107 - 30,50 -
17 то же 4,3 2656 5126 - 30,33 -
18 то же 4,4 2666 5146 - 30,24 -
19 то же 4,5 2676 5165 - 30,15 -
20 то же 4,6 2686 5185 - 30,00 -
21 то же 4,77 2697 5205 30,5 29,90 -2,0
Средние значения показателей бетона 29,5 29,5 0
Предложенный способ ультразвукового контроля прочности бетона при отрицательных температурах в конструкциях сооружений, работающих во влажной среде, позволяет снизить погрешность измерений до 0,5...-2%.
Заявленный способ ультразвукового контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений в процессе эксплуатации по третьему варианту осуществляют следующим образом:
Определение прочности бетона при экспертизе эксплуатируемых конструкций сооружений проводят при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона в конструкциях сооружений, изготовленных из бетона на одном виде крупного заполнителя. При этом измеряют время распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции и вычисляют среднюю скорость (
Figure 00000006
) распространения УЗК. В контролируемой зоне намечают участки, в которых измеренная скорость ультразвука имеет максимальное (Смакс) и среднее (Сn) значения и из каждого намеченного участка в соответствии с ГОСТ 10180-90 выбуривают и испытывают не менее двух кернов. По данным испытаний кернов определяют значения максимальной (Rф.макс) и средней (Rф.n) прочности бетона в участках, имеющих соответственно скорости Смакс, Сn, экспериментально определяют влажность бетона (Wj) в намеченных участках контролируемой зоны конструкции сооружения и устанавливают максимальную (Wмакс) влажность бетона контролируемой зоны конструкции, а также среднюю влажность бетона (
Figure 00000016
).
Для получения числовых значений искомую прочность бетона (R) в любом участке контролируемой зоны конструкции сооружения определяют для бетонов класса по прочности на сжатие до В25 по выражению (10)
Figure 00000036
где R - прочность бетона на j-ом участке контролируемой зоны, МПа;
Figure 00000037
- средняя прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Сj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Figure 00000006
- средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемое зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, % (по массе);
Figure 00000016
- средняя влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе); и для бетонов класса по прочности на сжатие выше В25 по формуле (11)
Figure 00000038
где R - прочность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, МПа;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне, МПа;
Сj - скорость распространения ультразвука в j-ом участке контролируемой зоны, м/с;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны, % (по массе);
Wмакс - максимальная влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе).
Особенностями предложенного способа контроля прочности бетона являются новые методы определения скорости ультразвука и прочности бетона при отрицательных температурах окружающей среды в зависимости от его влажности и наличии кристаллов льда в порах бетона в конструкциях сооружений в процессе эксплуатации.
ПРИМЕР 3. Прочность бетона класса В 22,5 контролируют ультразвуковым способом в конструкции монолитной бетонной облицовки оросительного канала (после его опорожнения от воды) способом поверхностного прозвучивания при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона. Параметры оросительного канала: наполнение (Н) - 2 м, ширина по дну (в) - 2 м, коэффициент заложения откосов (m) - 2. Толщина бетонной облицовки (δ) - 12 см.
База прозвучивания (1) - 120 мм. Коэффициент перехода скорости ультразвука при поверхностном прозвучивании к скорости при сквозном прозвучивании составляет К=1,93.
По результатам ультразвуковых испытаний установлено, что средняя скорость распространения ультразвука в 50 участках контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки при поверхностном прозвучивании составляет 2684,45 м/с, при сквозном прозвучивании -
Figure 00000006
=1,93·2684,45=5181 м/с.
Средняя влажность бетона контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки после опорожнения канала от воды составляет
Figure 00000016
=4,58% (по массе).
Средняя прочность бетона в конструкции бетонной облицовки, установленная по двум выбуренным и испытанным кернам на участке, где скорость распространения ультразвука наиболее близка к средней скорости ультразвука (
Figure 00000006
), составляет 29 МПа.
Влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны бетонной облицовки канала составляет Wj=2,3% (по массе), скорость распространения ультразвука в бетоне Сj=2472·1,93=4772 м/с.
Прочность бетона на сжатие контролируемой зоны в j-ом участке монолитной бетонной облицовки с влажностью бетона Wj=2,3% и скоростью распространения ультразвука Сj=4772 м/с, определенная по приведенной зависимости (10), составляет
Figure 00000039
Прочность бетона на сжатие контролируемой зоны в этом же j-ом участке монолитной бетонной облицовки с влажностью бетона Wj=2,3% и скоростью распространения ультразвука Cj=4772 м/с, определенная по формуле (1) в соответствии с ГОСТ 17624-87, прил.7, составляет
Figure 00000040
Погрешность при определении прочности бетона при отрицательных температурах, без учета его влажности и наличия кристаллов льда в порах бетона, по ГОСТ 17624-87, прил.7 при этом составила
Figure 00000041
ПРИМЕР 4. Прочность бетона класса В35 контролируют ультразвуковым способом в конструкции монолитной бетонной облицовки магистрального канала (после его опорожнения от воды) способом поверхностного прозвучивания при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона. Параметры оросительного канала: наполнение (Н) - 3 м, ширина по дну (в) - 4 м, коэффициент заложения откосов (m) - 3. Толщина бетонной облицовки (δ) - 12 см.
База прозвучивания (1) - 120 мм. Коэффициент перехода скорости ультразвука при поверхностном прозвучивании к скорости при сквозном прозвучивании составляет К=1,93.
По результатам ультразвуковых испытаний установлено, что средняя скорость распространения ультразвука в 50 участках контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки при поверхностном прозвучивании составляет 2812 м/с, при сквозном прозвучивании - Смакс=1,93·2812=5427 м/с.
Максимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции монолитной бетонной облицовки после опорожнения канала от воды составляет 5,3% (по массе).
Максимальная прочность бетона в конструкции бетонной облицовки, установленная по двум выбуренным и испытанным кернам на участке с максимальной скоростью распространения ультразвука, составляет 46 МПа.
Влажность бетона в j-ом участке контролируемой зоны бетонной облицовки магистрального канала составляет Wj=2,6% (по массе), скорость распространения ультразвука в бетоне Cj=2549,7·1,93=4921 м/с.
Прочность бетона на сжатие контролируемой зоны в j-ом участке монолитной бетонной облицовки с влажностью бетона Wj=2,6% и скоростью распространения ультразвука Cj=4921 м/с, определенная по приведенной зависимости (11), составляет
Figure 00000042
Прочность бетона на сжатие в это же j-ом участке контролируемой зоны монолитной бетонной облицовки с влажностью бетона Wj=2,6% и скоростью распространения ультразвука в бетоне Сj=4921 м/с, определенная в соответствии с ГОСТ 17624-87, прил.7, составляет
Figure 00000043
Погрешность при определении прочности бетона при отрицательных температурах, без учета его влажности и наличия кристаллов льда в порах бетона, по ГОСТ 17624-87, прил.7 при этом составляет
Figure 00000044
Предложенный способ контроля прочности бетона при отрицательных температурах в конструкциях, работающих во влажной среде и наличии кристаллов льда в порах бетона, позволяет снизить погрешность измерений до 1...2%.

Claims (3)

1. Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений в процессе эксплуатации, включающий увлажнение бетонных эталонных образцов-кубов, возбуждение ультразвуковых колебаний (УЗК) в эталонных образцах-кубах и материале конструкций, одновременное измерение влажности бетона и скорости распространения УЗК в эталонных образцах-кубах и контролируемых конструкциях, механические испытания образцов-кубов, построение тарировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность бетона" с учетом влияния влажности бетона на скорость распространения УЗК и прочность бетона и определение прочности бетона конструкции по результатам ультразвуковых измерений и предварительно построенной тарировочной зависимости, отличающийся тем, что перед испытанием водонасыщенные эталонные образцы-кубы замораживают в морозильной камере при температуре до минус 20°С в течение двух и более суток и строят тарировочную зависимость с учетом влияния размеров кристаллов льда в порах бетона эталонных образцов-кубов на скорость распространения ультразвуковых колебаний и прочность бетона, причем измерение скорости распространения УЗК в конструкциях осуществляют при отрицательных температурах окружающей среды и наличии кристаллов льда в порах бетона, определяют среднюю влажность образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, а величину прочности бетона устанавливают из зависимости
Figure 00000045
где R - прочность бетона в бетонных и железобетонных конструкциях, МПа;
а0 - коэффициент пропорциональности, МПа,
Figure 00000046
а1 - коэффициент размерности, МПа/(м/с),
Figure 00000047
Cjk - скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции сооружения, м/с;
Figure 00000048
- средняя прочность образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Figure 00000049
- средняя скорость распространения ультразвука в образцах кубах бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, м/с;
N - число серий образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости;
R - единичные значения прочности j-й серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Сj0 - единичные значения скорости распространения ультразвука j-й серии образцов-кубов бетона с влажностью W0, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;
Wk - влажность бетона контролируемой зоны в конструкции сооружения, % (по массе);
W0 - средняя влажность образцов-кубов бетона, испытанных при установлении градуировочной зависимости, % (по массе).
2. Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений в процессе эксплуатации, включающий измерение времени распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции, вычисление средней скорости ультразвука, определение участков в контролируемой зоне, в которых измеренная скорость имеет максимальное, минимальное и наиболее близкое к средней скорости ультразвука значение, выбуривание и испытание не менее двух кернов из каждого намеченного участка с последующим определением значений прочностей в этих участках, последующее определение прочности бетона в любом участке контролируемой зоны конструкции, устанавливаемое расчетом, отличающийся тем, что измерения времени и скорости распространения ультразвука в участках контролируемой зоны конструкции, выбуривание кернов из намеченных участков для испытания их на прочность производят при отрицательных температурах окружающей среды, причем определяют влажность бетона в намеченных участках контролируемой зоны конструкции сооружения и устанавливают максимальную и минимальную влажность бетона контролируемой зоны конструкции, а также влажность бетона, соответствующей скорости, наиболее близкой к средней скорости ультразвука, после чего прочность бетона определяют с учетом реальной влажности и влияния размеров кристаллов льда на скорость распространения ультразвуковых колебаний из зависимости
Figure 00000050
где R - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, МПа;
Смин - минимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
Cn - значение скорости распространения УЗК в бетоне контролируемой зоны конструкции, наиболее близкое к средней скорости ультразвука, м/с;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Rф.n - прочность бетона на участке контролируемой зоны конструкции, где скорость ультразвука имеет величину (С,,), наиболее близкую к средней скорости ультразвука, м/с;
Rф.мин - минимальная прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в бетоне на j-м участке контролируемой зоны конструкции, м/с;
Wj - влажность бетона на j-м участке контролируемой зоны конструкции исследуемого сооружения, %;
W2 - минимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (надводная часть конструкции сооружения), %;
W3 - влажность бетона контролируемой зоны конструкции, соответствующая скорости Сn, наиболее близкой к средней скорости ультразвука (
Figure 00000051
) (зона переменного горизонта воды), %;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны конструкции, м/с;
W1 - максимальная влажность бетона контролируемой зоны конструкции (подводная часть конструкции сооружения), %.
3. Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях сооружений в процессе эксплуатации, включающий измерение времени и распространения ультразвука не менее чем в десяти участках контролируемой зоны конструкции, вычисление средней и максимальной скоростей ультразвука в контролируемой зоне, выбуривание в конструкции и испытание кернов с последующим определением значений прочностей в участках, имеющих соответственно среднее и максимальное значение скорости ультразвука, а также расчетное определение прочности бетона на сжатие, отличающийся тем, что измерение времени и скорости распространения ультразвука в участках контролируемой зоны конструкции, выбуривание кернов из намеченных участков для испытания их на прочность производят при отрицательных температурах окружающей среды, причем определяют среднюю влажность и влажность бетона на j-м участке контролируемой зоны, а прочность бетона определяют в зависимости от влажности и наличия кристаллов льда в его порах для бетонов класса по прочности на сжатие до В25 по выражению
Figure 00000052
где R - прочность бетона на j-м участке контролируемой зоны, МПа;
Figure 00000048
- средняя прочность бетона в контролируемой зоне конструкции, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в j-м участке контролируемой зоны, м/с;
Figure 00000051
- средняя скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемое зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-м участке контролируемой зоны, % (по массе);
Figure 00000053
- средняя влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе);
и для бетонов класса по прочности на сжатие выше В25 по формуле
Figure 00000054
где R - прочность бетона в j-м участке контролируемой зоны, МПа;
Rф.макс - максимальная прочность бетона в контролируемой зоне, МПа;
Cj - скорость распространения ультразвука в j-м участке контролируемой зоны, м/с;
Смакс - максимальная скорость распространения ультразвука в бетоне контролируемой зоны, м/с;
Wj - влажность бетона в j-м участке контролируемой зоны, % (по массе);
Wмакс - максимальная влажность бетона в контролируемой зоне, % (по массе).
RU2005107852/28A 2005-03-21 2005-03-21 Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты) RU2277239C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005107852/28A RU2277239C1 (ru) 2005-03-21 2005-03-21 Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005107852/28A RU2277239C1 (ru) 2005-03-21 2005-03-21 Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2277239C1 true RU2277239C1 (ru) 2006-05-27

Family

ID=36711402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005107852/28A RU2277239C1 (ru) 2005-03-21 2005-03-21 Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2277239C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504773C2 (ru) * 2012-04-26 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" Способ контроля за нарастанием прочности бетона при тепловой обработке
CN110145234A (zh) * 2019-06-18 2019-08-20 吉林大学 一种微型超声波振动回转钻进实验装置及实验方法
CN115753997A (zh) * 2022-11-30 2023-03-07 广东工贸职业技术学院 土壤水分检测方法、系统及存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 17624-87, БЕТОН. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ. М.: ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, 1987. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504773C2 (ru) * 2012-04-26 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" Способ контроля за нарастанием прочности бетона при тепловой обработке
CN110145234A (zh) * 2019-06-18 2019-08-20 吉林大学 一种微型超声波振动回转钻进实验装置及实验方法
CN110145234B (zh) * 2019-06-18 2020-04-14 吉林大学 一种微型超声波振动回转钻进实验装置及实验方法
CN115753997A (zh) * 2022-11-30 2023-03-07 广东工贸职业技术学院 土壤水分检测方法、系统及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sabbağ et al. Prediction of reinforced concrete strength by ultrasonic velocities
Goetzke-Pala et al. A non-destructive method of the evaluation of the moisture in saline brick walls using artificial neural networks
Yavuz et al. Estimating the index properties of deteriorated carbonate rocks due to freeze–thaw and thermal shock weathering
Kucharczyková et al. The porous aggregate pre-soaking in relation to the freeze–thaw resistance of lightweight aggregate concrete
Hashemi et al. Experimental investigation on the performance of Schmidt hammer test in durability assessment of carbonate building stones against freeze–thaw weathering
Yan et al. Study on the service life prediction of freeze–thaw damaged concrete with high permeability and inorganic crystal waterproof agent additions based on ultrasonic velocity
Martins et al. Influence of the freeze-thaw cycles on the physical and mechanical properties of granites
RU2279069C1 (ru) Способ ультразвукового контроля бетонных и железобетонных конструкций сооружений в процессе эксплуатации на наличие глубоких трещин
Holter et al. Freeze–thaw resistance of sprayed concrete in tunnel linings
RU2277239C1 (ru) Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации (варианты)
Amirkiyaei et al. Determination of P-wave velocity of carbonate building stones during freeze–thaw cycles
Zhang et al. Detection of the freezing state and frozen section thickness of fine sand by ultrasonic testing
Parihar et al. Effect of variation of steel reinforcement on ultrasonic pulse velocity prediction in concrete beam
Al-Omari et al. Coupled thermal–hygric characterisation of elastic behaviour for soft and porous limestone
RU2296988C1 (ru) Способ ультразвукового контроля прочности тяжелых бетонов в конструкциях
RU2262687C1 (ru) Ультразвуковой способ контроля прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях в процессе эксплуатации
Gireson et al. Monitoring the decrease of abrasion resistance on natural building stones due to deterioration caused by freezing and thawing cycles
RU2262692C1 (ru) Способ ультразвукового контроля прочности бетона в конструкциях и сооружениях в процессе эксплуатации
Zhang et al. Evaluation of freezing state of sandstone using ultrasonic time-frequency characteristics
RU2260182C1 (ru) Способ ультразвукового контроля прочности бетона в эксплуатируемых конструкциях сооружений
Loseva et al. Ultrasonic testing of concrete hardening in pile foundations
RU2303258C1 (ru) Способ определения прочности тяжелых бетонов в конструкциях
RU2298179C1 (ru) Способ определения долговечности железобетонных конструкций при низких температурах
Cano Barrita et al. Effects of curing temperature on moisture distribution, drying and water absorption in self-compacting concrete
Al-Neshawy et al. Defining concrete compressive strength by combining the results of different NDT methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070322