RU2301786C2 - Method of protecting porous materials against moisture penetration - Google Patents

Method of protecting porous materials against moisture penetration Download PDF

Info

Publication number
RU2301786C2
RU2301786C2 RU2005126390/03A RU2005126390A RU2301786C2 RU 2301786 C2 RU2301786 C2 RU 2301786C2 RU 2005126390/03 A RU2005126390/03 A RU 2005126390/03A RU 2005126390 A RU2005126390 A RU 2005126390A RU 2301786 C2 RU2301786 C2 RU 2301786C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
propagation time
ultrasonic vibrations
impregnated
solution
Prior art date
Application number
RU2005126390/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005126390A (en
Inventor
Сергей Викторович Николаев (RU)
Сергей Викторович Николаев
Анатолий Константинович Гурвич (RU)
Анатолий Константинович Гурвич
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
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 образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
Priority to RU2005126390/03A priority Critical patent/RU2301786C2/en
Publication of RU2005126390A publication Critical patent/RU2005126390A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301786C2 publication Critical patent/RU2301786C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of building materials.
SUBSTANCE: invention is designed for damp-proofing, restoration of destroyed moisture protection during repair and restoration of materials, buildings, and constructions, including historical ones. The whole volume of material is impregnated with hydrophobizing solution at a specified depth while controlling impregnation depth and thereby prolonging lifetime of material owing to lack of process holes in material being impregnated. Penetration of moisture is prevented by introducing hydrophobizer into bulk of material with the aid of pressure created through ultrasonic vibrations in the first Fresnel zone, ultrasonic vibrations being characterized by pulse duration 1-100 μsec, pulsing rate 1-100 μsec, ultrasonic vibration frequency 20-300 kHz, and electrical voltage on converter 1 to 2000 v. A gap between mixture being impregnated and piezoelectric converter surface constitutes 1/4 length of ultrasonic wave in solution and additionally receives ultrasonic vibrations from opposite side of material. Ultrasonic vibration propagation time tuvp is measured in dry and completely impregnated material and control of time of material filling to a specified depth tx(H) is determined from formula characterizing dependence of this parameter on (i) calculated value of ultrasonic vibration propagation time in material being impregnated at the specified depth, (ii) ultrasonic vibration propagation time in dry material, (iii) filling depth of material with solution, and (iv) length of mixture filled with solution. Equation is provided for calculation of coefficient K taking into account maximum ultrasonic vibration propagation time in dry material; minimum ultrasonic vibration propagation time in dry material; maximum ultrasonic vibration propagation time in completely impregnated material; and minimum ultrasonic vibration propagation time in completely impregnated material. Calculated value of ultrasonic vibration propagation time through material being impregnated is compared with specified time value, with time value calculated according to proposed formula, time value corresponding to given impregnation depth. If time values coincide, impregnation operation is stopped, if not, operation is continued.
EFFECT: increased moisture protection degree.
1 tbl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для гидроизоляции, восстановления нарушенной влагозащиты при ремонте и реставрации материалов, зданий и сооружений, в том числе и исторических.The invention relates to the field of construction and can be used for waterproofing, restoration of impaired moisture protection during the repair and restoration of materials, buildings and structures, including historical ones.

Известен способ защиты старой кладки от влагопоглощения, предназначенный для ремонта старой кладки и изготовления горизонтального заграждения от грунтовых вод (патент Германии, №2237999). Способ характеризуется тем, что в материале просверливаются несквозные, практически на всю глубину, отверстия на заданном расстоянии друг от друга, в отверстия под действием насоса вводят силикатный раствор, затем запрессовывают цементной суспензией.A known method of protecting the old masonry from moisture absorption, designed to repair the old masonry and the manufacture of horizontal barriers from groundwater (German patent, No. 2237999). The method is characterized in that holes are drilled through the material, practically to the entire depth, at a predetermined distance from each other, a silicate solution is injected into the holes under the action of a pump, and then pressed with a cement slurry.

Основными недостатками способа являются: ослабление прочности конструкции, появление дополнительных микротрещин в обрабатываемой зоне, а также невозможность достижения равномерности заполнения гидрофобным раствором всего объема пропитываемого материала.The main disadvantages of the method are: weakening of the structural strength, the appearance of additional microcracks in the treated area, as well as the inability to achieve uniformity of filling with a hydrophobic solution of the entire volume of the impregnated material.

Наиболее близким к изобретению аналогом является способ для защиты строительных конструкций от грунтовых вод (RU №2228411, Е04В 1/64, 10.11.2003), выбранный за прототип.The closest analogue to the invention is a method for protecting building structures from groundwater (RU No. 2228411, ЕВВ 1/64, 11/10/2003), selected as the prototype.

Согласно данному способу с помощью поля давления в просверленные отверстия вводят гидрофобизатор в толщу стены, поле давления создается ультразвуковыми колебаниями в первой зоне Френеля, при этом ультразвуковое поле создают с помощью радиоимпульсов длительностью 10-40 мкс, мощностью 100-200 Вт, скважностью 5-30 и частотой заполнения 20-70 кГц, которое преобразуют ультразвуковые колебания, причем величину параметров колебаний определяют размерами и свойствами обрабатываемой строительной конструкции, при этом величина зазора между активной поверхностью преобразователя и вертикальной плоскостью строительной конструкции составляет 5-10 мм.According to this method, using a pressure field, a water repellent agent is introduced into the wall thickness, the pressure field is created by ultrasonic vibrations in the first Fresnel zone, while the ultrasonic field is created using radio pulses with a duration of 10-40 μs, a power of 100-200 W, and a duty cycle of 5-30 and a filling frequency of 20-70 kHz, which is converted by ultrasonic vibrations, and the magnitude of the vibration parameters is determined by the dimensions and properties of the processed building structure, while the gap between the active The surface of the transducer and the vertical plane of the building structure is 5-10 mm.

Недостатками прототипа являются: нарушение целостности пропитываемого материала, появление микротрещин в обрабатываемой зоне, отсутствие контроля глубины проникновения раствора внутрь материала.The disadvantages of the prototype are: violation of the integrity of the impregnated material, the appearance of microcracks in the treated area, the lack of control of the depth of penetration of the solution into the material.

Задача изобретения - повышение степени защиты пористых материалов от проникновения влаги за счет пропитки гидрофобизирующим раствором всего объема пропитываемого материала или на заданную глубину, осуществление контроля над глубиной пропитки и повышение срока службы пропитываемого материала за счет отсутствия технологических отверстий в пропитываемом материале.The objective of the invention is to increase the degree of protection of porous materials from moisture penetration due to impregnation with a hydrophobizing solution of the entire volume of impregnated material or to a predetermined depth, monitoring the depth of impregnation and increasing the service life of the impregnated material due to the absence of technological holes in the impregnated material.

Поставленная задача достигается тем, что в способе защиты пористых материалов от проникновения влаги, при котором с помощью давления, создаваемого ультразвуковыми колебаниями в первой зоне Френеля, вводят гидрофобизатор в толщу материала, ультразвуковые колебания имеют длительность импульса 1...100 мкс, частоту посылок 1...100 мкс, частоту ультразвуковых колебаний 20-300 кГц, электрическое напряжение на преобразователе 1...2000 B, а зазор между пропитываемым материалом и активной поверхностью пьезоэлектрического преобразователя составляет 1/4 длины ультразвуковой волны в растворе гидрофобизатора, дополнительно принимают ультразвуковые колебания с противоположной стороны пропитываемого материала и измеряют время распространения ультразвуковых колебаний tизм в сухом и полностью пропитанном материале, контроль времени заполнения материала на заданную глубину tx(H) определяют по формуле:The problem is achieved in that in the method of protecting porous materials from moisture penetration, at which, using the pressure created by ultrasonic vibrations in the first Fresnel zone, a water repellent agent is introduced into the thickness of the material, ultrasonic vibrations have a pulse duration of 1 ... 100 μs, a parcel frequency of 1 ... 100 microseconds, the frequency of 20-300 kHz ultrasonic waves, an electric voltage on the transducer 1 ... 2000 B, and the gap between impregnating material and the active surface of the piezoelectric transducer is 1/4 dl us ultrasonic wave in the hydrophobizing solution further comprises receiving ultrasonic vibration from the opposite side of the impregnated material is measured and the propagation time of ultrasonic vibration t edited in a dry and a fully saturated material, control time filling material to a predetermined depth t x (H) is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где tx(H) - расчетное значение времени распространения ультразвуковых колебаний в пропитываемом материале на заданной глубине;where t x (H) is the calculated value of the propagation time of ultrasonic vibrations in the impregnated material at a given depth;

t0 - время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;t 0 - propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;

Н - глубина заполнения материала раствором;H is the depth of filling the material with the solution;

L - длина заполняемого материала раствором;L is the length of the material to be filled with the solution;

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
- максимальное время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;
Figure 00000004
- the maximum propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;

Figure 00000005
- минимальным время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;
Figure 00000005
- minimum propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;

Figure 00000006
- максимальное время распространения ультразвуковых колебаний в полностью пропитанном материале;
Figure 00000006
- the maximum propagation time of ultrasonic vibrations in a completely saturated material;

Figure 00000007
- минимальное время распространения ультразвуковых колебаний в полностью пропитанном материале,
Figure 00000007
- the minimum propagation time of ultrasonic vibrations in a completely saturated material,

затем измеренное значение времени распространения ультразвуковых колебаний через пропитываемый материал, сравнивают с заданным, расчетным по приведенной формуле, значением времени, соответствующим данной глубине пропитки, если время совпадает, то процесс пропитки останавливают, если оно отличается от заданного времени, то процесс пропитки продолжают.then the measured value of the propagation time of ultrasonic vibrations through the impregnated material is compared with a predetermined value calculated according to the above formula corresponding to a given depth of impregnation, if the time is the same, then the impregnation process is stopped, if it differs from the preset time, the impregnation process is continued.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1-6, гдеThe essence of the invention is illustrated in figures 1-6, where

фиг.1 - схема пропитки и контроля глубины заполнения материала гидрофобизатором;figure 1 is a diagram of the impregnation and control of the depth of filling of the material with a water repellent;

фиг.2 - среднее значение времени (t) заполнения кирпича длиной L=12 см гидрофобизатором на глубину (Н) в акустическом поле;figure 2 - the average value of the time (t) filling a brick with a length of L = 12 cm water repellent to a depth (H) in an acoustic field;

фиг.3 - среднее значение времени (t) заполнения кирпича L=12 см гидрофобизатором в акустическом поле при разных частотах (20 - 300 кГц);figure 3 - the average value of the time (t) filling the brick L = 12 cm with a water repellent in an acoustic field at different frequencies (20 - 300 kHz);

фиг.4 - среднее значение времени (t) заполнения кирпича L=12 см гидрофобизатором в акустическом поле при длительности импульса зондирующего сигнала (1...100 мкс);figure 4 - the average value of the time (t) filling the brick L = 12 cm with a water repellent in an acoustic field with a pulse duration of the probe signal (1 ... 100 μs);

фиг.5 - среднее значение времени (t) заполнения кирпича L=12 см гидрофобизатором в акустическом поле при частоте посылок (значение времени между импульсами) импульса зондирующего сигнала (1...100 мкс);figure 5 - the average value of the time (t) filling the brick L = 12 cm with a water repellent in an acoustic field at a frequency of parcels (time value between pulses) of the pulse of the probe signal (1 ... 100 μs);

фиг.6 - диаграмма к расчету времени tx(H) пропитки материала на глубину Н.6 is a diagram for calculating the time t x (H) of the impregnation of the material to a depth of N.

Способ защиты пористых материалов от проникновения влаги осуществляется с помощью устройства, состоящего из преобразователя 1 (фиг.1), который прикрепляют к одной стороне пористого материала 2, между преобразователем 1 и пропитываемым материалом 2 находится резиновая прокладка 3, фиксирующая зазор между материалом 2 и активной поверхностью преобразователя 1, и составляет 1/4 длины ультразвуковой волны в гидрофобизаторе, полученный зазор заполняется гидрофобизатором 4, перекрывая активную поверхность преобразователя 1, контроль глубины пропитки материала гидрофобизатором осуществляют с помощью приемного преобразователя 5, который крепят с противоположной стороны пропитываемого материала 2, выход которого соединен с входом приемника 6, выход которого соединен с входом генератора 7, выход которого соединен с входом преобразователя 1. Импульсы ультразвуковых колебаний из преобразователя 1, прошедшие через пропитываемый материал 2 на приемный преобразователь 5, принимаются приемником 6.A method of protecting porous materials from moisture penetration is carried out using a device consisting of a transducer 1 (Fig. 1), which is attached to one side of the porous material 2, between the transducer 1 and the impregnated material 2 there is a rubber gasket 3, fixing the gap between the material 2 and the active surface transducer 1, and is 1/4 the length of the ultrasonic wave in water repellents, resulting gap is filled hydrophobizator 4, covering the active surface of the transducer 1, the control depth etc. feed the material with a water repellent agent using a receiving transducer 5, which is mounted on the opposite side of the impregnated material 2, the output of which is connected to the input of the receiver 6, the output of which is connected to the input of the generator 7, the output of which is connected to the input of the transducer 1. Pulses of ultrasonic vibrations from the transducer 1, passed through the impregnated material 2 to the receiving Converter 5 are received by the receiver 6.

Под действием давления, создаваемого ультразвуковыми колебаниями с помощью генератора 7, который вырабатывает ультразвуковые импульсы, длительность импульса 1...100 мкс, частоту посылок 1...100 мкс, частоту ультразвуковых колебаний 20-300 кГц, электрическое напряжение на преобразователе 1 1...2000 B, происходит заполнение пористого материала 2 гидрофобизатором 4, а также одновременно происходит прием ультразвуковых импульсов, прошедших через пропитываемый материал 2 на приемный преобразователь 5, принимаются приемником 6, и анализируется время распространения ультразвуковых колебаний.Under the influence of pressure created by ultrasonic vibrations using a generator 7 that generates ultrasonic pulses, the pulse duration is 1 ... 100 μs, the frequency of the packets is 1 ... 100 μs, the frequency of ultrasonic vibrations is 20-300 kHz, the voltage on the transducer 1 1. ..2000 B, the porous material 2 is filled with hydrophobizing agent 4, and at the same time, ultrasonic pulses are transmitted through the impregnated material 2 to the receiving transducer 5, they are received by the receiver 6, and the distribution time is analyzed elimination of ultrasonic vibrations.

В результате экспериментальных исследований времени заполнения пористого материала раствором при "ультразвуковой пропитке", установлены зависимости времени заполнения пористого материала гидрофобным раствором от амплитуды зондирующего импульса и от частоты fпропит его заполнения. При экспериментальной проверке в качестве исследуемого материала использовался образец кирпича; плотностью 2,9×103 кг/м3, средний размер зерна 0,5 мм, средний диаметр капилляров 0,05 мм, пористостью 17%, в качестве гидрофобизатора использовался кремнийорганический раствор "ГИФОБ" плотностью 1,07×103 кг/м3.As a result of experimental studies of the time of filling the porous material with a solution during "ultrasonic impregnation", the dependences of the time of filling the porous material with a hydrophobic solution on the amplitude of the probe pulse and on the frequency f have been infiltrated . During experimental verification, a brick sample was used as the test material; density 2.9 × 10 3 kg / m 3 , average grain size 0.5 mm, average capillary diameter 0.05 mm, porosity 17%, as a water repellent agent, the silicone-based GIFOB solution with a density of 1.07 × 10 3 kg / m 3 .

Установлено, что в процессе "ультразвуковой пропитки" с увеличением амплитуды зондирующего импульса Uрз время заполнения материала раствором (t) уменьшается, измерения проводились при 1 - Uрз=100 В, 2 - Uрз=370 В, 3 - Uрз=780 В (фиг.2), свыше Uрз=2000 В - экономически не выгодно. Однако при малых значениях амплитуды Uрз=100 В зависимость времени t заполнения образца на глубину Н раствором нелинейна. Зависимости времени t заполнения от глубины Н, можно разделить на три характерные области:It was established that during the process of "ultrasonic impregnation" with an increase in the amplitude of the probe pulse U rz, the time of filling the material with solution (t) decreases, measurements were carried out at 1 - U rz = 100 V, 2 - U rz = 370 V, 3 - U rz = 780 In (figure 2), over U rz = 2000 V - is not economically profitable. However, for small amplitudes U pz = 100 V, the dependence of the time t of filling the sample to a depth H with a solution is nonlinear. The dependences of the filling time t on the depth H can be divided into three characteristic areas:

- I область - после обработки в поверхностном слое, толщиной 1...5 мкм, по всему объему происходит уплотнение материала, которое тормозит дальнейший процесс заполнения его раствором;- I region - after processing in the surface layer, with a thickness of 1 ... 5 μm, the material is densified throughout the volume, which inhibits the further process of filling it with a solution;

- II область - наблюдается практически линейная зависимость t(H);- II region - an almost linear dependence of t (H) is observed;

- III область - наблюдается замедление процесса заполнения, что объясняется увеличением затухания ультразвуковых колебаний на участке предшествующей этой области.- III region - there is a slowdown in the filling process, which is explained by an increase in the attenuation of ultrasonic vibrations in the region preceding this region.

Анализ зависимостей времени заполнения пористого материала раствором от частоты ультразвуковых колебаний показывает, что время полного заполнения образца увеличивается с возрастанием частоты акустического сигнала, так как увеличение частоты приводит к ослаблению амплитуды с расстоянием, например при 1 - f=20 кГц, 2 - f=100 кГц, 3 - f=300 кГц (фиг.3). Однако в начальный момент времени скорость заполнения материала пропорционально частоте ультразвуковых колебаний.An analysis of the dependences of the time of filling a porous material with a solution on the frequency of ultrasonic vibrations shows that the time of complete filling of the sample increases with increasing frequency of the acoustic signal, since an increase in the frequency leads to a weakening of the amplitude with distance, for example, at 1 - f = 20 kHz, 2 - f = 100 kHz, 3 - f = 300 kHz (figure 3). However, at the initial time, the filling rate of the material is proportional to the frequency of ultrasonic vibrations.

Результаты проведенных в работе теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы.The results of theoretical and experimental studies carried out in the work allow us to draw the following conclusions.

1. Применение ультразвукового метода заполнения позволяет увеличить глубину заполнения раствором без нарушения целостности материала, обеспечивает однородность заполнения.1. The application of the ultrasonic filling method allows to increase the depth of filling with a solution without violating the integrity of the material, ensures uniformity of filling.

2. Интенсивность заполнения кирпича увеличивается с увеличением амплитуды ультразвуковых колебаний.2. The intensity of filling the brick increases with increasing amplitude of ultrasonic vibrations.

3. Время полного заполнения кирпича раствором возрастает с увеличением частоты ультразвуковых колебаний, что обусловлено ослаблением акустического сигнала с глубиной заполнения кирпича.3. The time of complete filling of a brick with a solution increases with an increase in the frequency of ultrasonic vibrations, which is due to the attenuation of the acoustic signal with the depth of filling of the brick.

Установлено влияние длительности импульса зондирующего сигнала на время заполнения материала раствором. В качестве примера приведены значения для образца, выполненного из огнеупора. Полученные результаты показывают, что время полного заполнения материала при длительности импульса 1 - 1 мкс, 2 - 50 мкс, 3 - 100 мкс раствором (фиг.4);The effect of the pulse duration of the probe signal on the time of filling the material with a solution is established. As an example, values are given for a sample made of refractory. The results show that the time of complete filling of the material with a pulse duration of 1 - 1 μs, 2 - 50 μs, 3 - 100 μs with a solution (figure 4);

- при значении длительности импульса в 100 мкс, в начальный момент времени скорость заполнения материала выше (значение времени ниже), чем при значении длительности >100 мкс, однако на небольших расстояниях есть вероятность возникновения эффекта "стоячих волн", которые замедляют скорость (увеличивается значение времени) полного заполнения материала,- with a pulse duration of 100 μs, at the initial time, the filling speed of the material is higher (time value is lower) than with a value of duration> 100 μs, however, at short distances there is a possibility of the occurrence of "standing waves" that slow down the speed (the value increases time) full filling of the material,

- при значении длительности импульса в 1 мкс скорость заполнения самая низкая.- at a pulse duration of 1 μs, the filling rate is the lowest.

Установлено влияние частоты посылок (значение времени между посылками импульсов - период) импульса зондирующего сигнала на время заполнения материала раствором.The influence of the frequency of the bursts (the time between bursts of pulses - period) of the pulse of the probe signal on the time of filling the material with the solution is established.

В качестве примера приведены значения для образца, выполненного из огнеупора. Полученные результаты показывают, что время полного заполнения материала раствором при значении времени между посылками импульсов 1 - 1 мкс, 2 - 50 мкс, 3 - 100 мкс (фиг.5).As an example, values are given for a sample made of refractory. The results show that the time of complete filling of the material with the solution at a time between the pulse transmissions of 1 - 1 μs, 2 - 50 μs, 3 - 100 μs (Fig. 5).

- при значении частоты посылок импульса в 1 мкс, в начальный момент времени скорость заполнения материала выше (значение времени ниже), чем при значении длительности <1 мкс, однако на небольших расстояниях есть вероятность возникновения эффекта "стоячих волн", которые замедляют скорость (увеличивается значение времени) полного заполнения материала,- when the pulse sending frequency is 1 μs, at the initial moment of time the material filling speed is higher (time value is lower) than when the duration is <1 μs, however, at short distances there is a possibility of the occurrence of "standing waves" that slow down the speed (increases value of time) full filling of the material,

- при значении длительности импульса в 100 мкс скорость заполнения самая низкая.- at a pulse duration of 100 μs, the filling rate is the lowest.

Экспериментально получены результаты по выбору оптимального зазора между активной частью преобразователя и заполняемого материала, заполняемого раствором, составляет 1/2 и 1/4 длины ультразвуковой волны, распространяемой в заполняемом растворе, что соответствует для кремнийорганического раствора Сl=1600 м/с, на частоте 20 кГц, 4 см и 2 см, соответственно. Однако при пропитки с зазором 1/2 материала пористостью менее 2% возникает кавитация, что является недопустимым явлением для данного метода пропитки и контроля глубины заполнения.Experimentally obtained results on the selection of the optimal gap between the active part of the transducer and the filled material filled with the solution is 1/2 and 1/4 of the ultrasonic wavelength propagated in the filled solution, which corresponds to an organosilicon solution With l = 1600 m / s, at a frequency 20 kHz, 4 cm and 2 cm, respectively. However, when impregnated with a gap of 1/2 material with a porosity of less than 2%, cavitation occurs, which is an unacceptable phenomenon for this method of impregnation and control of the depth of filling.

В связи с вышеизложенным, при выборе оптимального зазора между активной частью преобразователя и заполняемого материала, заполняемого раствором, был выбран зазор, равный 1/4 длины ультразвуковой волны, распространяемой в заполняемом растворе, при зазоре, равном 1/8 длины ультразвуковой волны, распространяемой в заполняемом растворе, время заполнения значительно уменьшается, по сравнению с зазором, равным 1/4 длины ультразвуковой волны.In connection with the foregoing, when choosing the optimal gap between the active part of the transducer and the material to be filled with the solution, a gap equal to 1/4 of the length of the ultrasonic wave propagated in the filled solution was chosen, with a gap equal to 1/8 of the length of the ultrasonic wave propagated in filled solution, the filling time is significantly reduced, compared with a gap equal to 1/4 of the length of the ultrasonic wave.

Для определения требуемого времени tx(H) пропитки сухого материала длиной L на заданную глубину Н используется методология регрессионного анализа (фиг.6); время tx(H) пропитки материала на глубину Н рассчитывается по измеренному значению времени t0 распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале, которое взаимосвязано с измеренным максимальным

Figure 00000004
и минимальным
Figure 00000005
значениями времени до и значениями
Figure 00000006
,
Figure 00000007
после пропитки партии материала раствором на глубину H=L выражениями:To determine the required time t x (H) of impregnation of dry material of length L to a given depth H, the methodology of regression analysis is used (Fig.6); the time t x (H) of the impregnation of the material to a depth of H is calculated from the measured value of the time t 0 of the propagation of ultrasonic vibrations in dry material, which is interconnected with the measured maximum
Figure 00000004
and minimal
Figure 00000005
times to and values
Figure 00000006
,
Figure 00000007
after impregnating a batch of material with a solution to a depth of H = L by the expressions:

Figure 00000002
Figure 00000002

где tx(H) - расчетное значение времени распространения ультразвуковых колебаний в пропитываемом материале на заданной глубине;where t x (H) is the calculated value of the propagation time of ultrasonic vibrations in the impregnated material at a given depth;

t0 - время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;t 0 - propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;

Н - глубина заполнения материала раствором;H is the depth of filling the material with the solution;

L - длина заполняемого материала раствором;L is the length of the material to be filled with the solution;

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000004
- максимальное время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;
Figure 00000004
- the maximum propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;

Figure 00000005
- минимальным время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;
Figure 00000005
- minimum propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;

Figure 00000006
- максимальное время распространения ультразвуковых колебаний в полностью пропитанном материале;
Figure 00000006
- the maximum propagation time of ultrasonic vibrations in a completely saturated material;

Figure 00000007
- минимальное время распространения ультразвуковых колебаний в полностью пропитанном материале.
Figure 00000007
- the minimum propagation time of ultrasonic vibrations in a fully impregnated material.

Исследования показали, что расхождения Δtпогр расчетных и экспериментальных данных по определению времени tx(H) распространения ультразвука через материал длиной L, пропитанный на глубину Н, не превышает 3% (табл.). Это делает возможным предопределять время распространения ультразвука в материале в зависимости от глубины Н заполнения материала раствором по измеренному значению времени t0 распространения ультразвука в материале до его пропитки и полученных ранее экспериментальных значений

Figure 00000004
,
Figure 00000005
и
Figure 00000006
,
Figure 00000007
.Studies have shown that the discrepancies Δt in the calculated and experimental data on the determination of the time t x (H) of the propagation of ultrasound through a material of length L, impregnated to a depth of H, do not exceed 3% (table). This makes it possible to predetermine the propagation time of ultrasound in the material depending on the depth H of filling the material with the solution according to the measured time t 0 of the propagation of ultrasound in the material until it is impregnated and the previously obtained experimental values
Figure 00000004
,
Figure 00000005
and
Figure 00000006
,
Figure 00000007
.

ТаблицаTable 00 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 tmin, мксt min , μs 43,4743,47 43,0143.01 42,1142.11 41,2341.23 40,8140.81 40,8140.81 40,4140.41 40,1240.12 39,2739.27 38,9138.91 37,6237.62 37,1537.15 35,9235.92 tmax, мксt max , μs 51,5551.55 49,5849.58 46,6946.69 45,2845.28 44,7744.77 44,4444,44 43,3243.32 43,0143.01 42,1142.11 41,3741.37 39,8639.86 39,0639.06 37,7337.73 tизм, мксt ISM 46,8746.87 45,2845.28 44,2844.28 43,1643.16 42,7142.71 42,5542.55 41,8141.81 41,5341.53 40,6740.67 40,1340.13 38,7038.70 38,0938.09 36,9236.92 tрасч, мксt calculation , μs 46,8746.87 46,0546.05 45,2445.24 44,4444,44 43,6343.63 42,8242.82 42,0142.01 41,2041.20 40,3940.39 39,5839.58 38,7738.77 37,9637.96 36,6336.63 Δtпогр (%)Δt burr (%) 00 1,671,67 2,162.16 2,962.96 2,152.15 0,630.63 0,470.47 0,790.79 0,680.68 1,371.37 0,180.18 0,340.34 0,080.08

Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:The results of theoretical and experimental studies allow us to draw the following conclusions:

1. Время распространения продольных упругих волн в сухом и пропитанном материале определяется упругостью скелета материала, пористостью и его литологическими особенностями, а также упругими характеристиками гидрофобизирующего раствора. Это обуславливает необходимость экспериментального определения времени распространения упругих волн в исследуемом материале каждого типа в сухом и пропитанном раствором состоянии.1. The propagation time of longitudinal elastic waves in dry and impregnated material is determined by the elasticity of the skeleton of the material, porosity and its lithological features, as well as the elastic characteristics of the hydrophobizing solution. This necessitates the experimental determination of the propagation time of elastic waves in the studied material of each type in a dry and solution-saturated state.

2. Использование методики предлагаемого расчета позволяет предопределять изменение времени распространения ультразвуковых колебаний в материале в зависимости от глубины его заполнения раствором.2. Using the methodology of the proposed calculation allows you to determine the change in the propagation time of ultrasonic vibrations in the material depending on the depth of its filling with the solution.

Затем измеренное значение времени распространения ультразвуковых колебаний через пропитываемый материал tизм сравнивают с заданным, расчетным tx(H) по приведенной формуле, значением времени, соответствующим данной глубине пропитки, если время совпадает, то с приемника 6 (фиг.1) поступает сигнал на генератор 7 о завершении процесса пропитки, останавливают работу, если оно отличается от заданного времени, то процесс пропитки продолжают.Then, the measured value of the propagation time of ultrasonic vibrations through the impregnated material t ism is compared with a predetermined, calculated t x (H) according to the above formula, the time value corresponding to a given depth of impregnation, if the time coincides, then a signal is received from receiver 6 (Fig. 1) generator 7 about completion of the impregnation process, stop the operation, if it differs from the set time, then the impregnation process continues.

Claims (1)

Способ защиты пористых материалов от проникновения влаги, при котором с помощью давления, создаваемого ультразвуковыми колебаниями в первой зоне Френеля, вводят гидрофобизатор в толщу материала, отличающийся тем, что ультразвуковые колебания имеют длительность импульса 1-100 мкс, частоту посылок 1-100 мкс, частоту ультразвуковых колебаний 20-300 кГц, электрическое напряжение на преобразователе 1-2000 В, а зазор между пропитываемым материалом и активной поверхностью пьезоэлектрического преобразователя составляет 1/4 длины ультразвуковой волны в растворе гидрофобизатора, дополнительно принимают ультразвуковые колебания с противоположной стороны пропитываемого материала, и измеряют время распространения ультразвуковых колебаний tизм, в сухом и полностью пропитанном материале, контроль времени заполнения материала на заданную глубину tx(H) определяют по формулеA method of protecting porous materials from moisture penetration, in which, using the pressure created by ultrasonic vibrations in the first Fresnel zone, a water repellent agent is introduced into the thickness of the material, characterized in that the ultrasonic vibrations have a pulse duration of 1-100 μs, a sending frequency of 1-100 μs, a frequency ultrasonic vibrations of 20-300 kHz, the voltage at the transducer is 1-2000 V, and the gap between the impregnated material and the active surface of the piezoelectric transducer is 1/4 of the ultrasonic wavelength water-repellent solution, additionally accept ultrasonic vibrations from the opposite side of the impregnated material, and measure the propagation time of ultrasonic vibrations t ISM , in a dry and completely saturated material, control the time of filling the material to a given depth t x (H) is determined by the formula
Figure 00000009
Figure 00000009
где tx(H) - расчетное значение времени распространения ультразвуковых колебаний в пропитываемом материале на заданной глубине;where t x (H) is the calculated value of the propagation time of ultrasonic vibrations in the impregnated material at a given depth; t0 - время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;t 0 - propagation time of ultrasonic vibrations in dry material; H- глубина заполнения материала раствором;H is the depth of filling the material with the solution; L - длина заполняемого материала раствором;L is the length of the material to be filled with the solution;
Figure 00000010
Figure 00000010
где
Figure 00000011
- максимальное время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;
Where
Figure 00000011
- the maximum propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;
Figure 00000012
- минимальное время распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале;
Figure 00000012
- the minimum propagation time of ultrasonic vibrations in dry material;
Figure 00000013
- максимальное время распространения ультразвуковых колебаний в полностью пропитанном материале;
Figure 00000013
- the maximum propagation time of ultrasonic vibrations in a completely saturated material;
Figure 00000014
- минимальное время распространения ультразвуковых колебаний в полностью пропитанном материале,
Figure 00000014
- the minimum propagation time of ultrasonic vibrations in a completely saturated material,
затем измеренное значение времени распространения ультразвуковых колебаний через пропитываемый материал сравнивают с заданным, расчетным по приведенной формуле, значением времени, соответствующим данной глубине пропитки, если время совпадает, то процесс пропитки останавливают, если оно отличается от заданного времени, то процесс пропитки продолжают.then the measured value of the propagation time of ultrasonic vibrations through the impregnated material is compared with a predetermined time calculated according to the above formula, corresponding to a given depth of impregnation, if the time is the same, then the impregnation process is stopped, if it differs from the preset time, the impregnation process is continued.
RU2005126390/03A 2005-08-19 2005-08-19 Method of protecting porous materials against moisture penetration RU2301786C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005126390/03A RU2301786C2 (en) 2005-08-19 2005-08-19 Method of protecting porous materials against moisture penetration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005126390/03A RU2301786C2 (en) 2005-08-19 2005-08-19 Method of protecting porous materials against moisture penetration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005126390A RU2005126390A (en) 2007-02-27
RU2301786C2 true RU2301786C2 (en) 2007-06-27

Family

ID=37990381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005126390/03A RU2301786C2 (en) 2005-08-19 2005-08-19 Method of protecting porous materials against moisture penetration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301786C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005126390A (en) 2007-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Reinhardt et al. Ultrasonic monitoring of setting and hardening of cement mortar—A new device
US6006484A (en) Sound-damping partition
Vu et al. Concrete cover characterisation using dynamic acousto-elastic testing and Rayleigh waves
Ongpeng et al. Effect of load pattern in the generation of higher harmonic amplitude in concrete using nonlinear ultrasonic test
RU2301786C2 (en) Method of protecting porous materials against moisture penetration
EP0734475B1 (en) Apparatus and method for placing and vibrating a concrete structure
Schmitz et al. Inter-laboratory test of sound insulation measurements on heavy walls: Part I—Preliminary test
Stepinski et al. Rock bolt inspection by means of RBT instrument
WO2000016092A3 (en) Energetic quantification method for composite materials
EP0953829A3 (en) A method of and a device for acoustically monitoring the course of a process, such as a milking process
Ford et al. The impact insulation assessment of covered concrete floors
Lang Measurements of acoustic properties of hard-pack snow
Piana et al. Evaluation of different methods to predict the transmission loss of sandwich panels
Nering Damping Problem of Numerical Simulation of Structural Reverberation Time
Stepinski et al. Instrument for rock bolt inspection by means of ultrasound
RU2043471C1 (en) Method for improving sanitary conditions of building walls and foundations
JP7429008B2 (en) Sound wave transducer for measuring objects with rough internal structure
Shiotani et al. Determination of surface crack depth and repair effectiveness using Rayleigh waves
JPH07305511A (en) Degree of compaction measuring method and compaction control method for fresh concrete or fresh mortar
Fang et al. Application of Sound Insulation Technology in Floating Floor
JP3541091B2 (en) Compaction degree measuring device and compaction degree measuring method
CN217175979U (en) Mix platform control chamber with sound insulation system
Suaris 13 ACOUSTIC EMISSION AND SOURCE LOCATION IN CONCRETE SUBJECTED TO MIXED-MODE LOADING
Mahn et al. The Measurement of the Total and Resonant Radiation Efficiencies for Lightweight Constructions
JP2024015874A (en) Probe method for defective part inside concrete structure