SU1714496A1

SU1714496A1 - Акустико-эмиссионный способ определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х

Info

Publication number: SU1714496A1
Application number: SU904832698A
Authority: SU
Inventors: Григорий Борисович Муравин; Людмила Михайловна Лезвинская; Нина Олеговна Макарова; Сергей Иванович Волков
Original assignee: Muravin Grigorij B; Lezvinskaya Lyudmila M; Makarova Nina O; Volkov Sergej
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к неразрушаю- щёму контролю строительных материалов и может быть использовано при определениисосто ни железобетонных конструкций, подверженных коррозионным повреждени м. Цель изобретени - повышение точности и информативности за счет идентификации микротрещинообразова- ни , вызванного коррозией арматуры. В конструкции, прдв:ерженной коррозионному повреждению, принимают сигналы акустической эмиссии, измер ют средние энергии спектральной плотности сигналов а диапазонах частот, соответствующих накоплению и разрушению продуктов коррозии и микротрещйнообразованию в бетоне, получают зависимость отношени измеренных энергий от времени приема сигналов АЭ, по по влению Г1ериодических экстремумов полученной зависимости определ ют развитие микротрещИнообразовани в бетоне, вызванного коррозией арматуры, а по первому максимуму зависимости определ ют начало микротрещинробразовани .

Description

Изобретение относитс к области нвразрушающего контрол строительных материалов и может быть использовано при определении состо ни железобетонных конструкций, подверженных коррозионным повреждени м.: .

Известен способ контрол коррозии методом акустической эмиссии (АЭ), заключающийс в том, что принимают сигналы АЭ в материале, подверженном коррозии, измер ют их параметры и по их величине контролируют процесс коррозии в материале I.

Известен также акустико-эмиссионный способ определени коррозионных повреждений металлических образцов, заключающийс в том, что принимают сигналы АЭ, вызванные коррозией, измер ют параметры сигналов АЭ, по величине которых определ ют .величину коррозионного повреждени металлического образца 2.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс акустико-эмиссионный способ определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х , заключающийс в том, что принимают сигналы АЭ в зонах коррозионного повреждени , измер ют параметры прин тых сигналов , с учетом которых определ ют накопление коррозионных повреждений железобетонной конструкции 3.

Способ позвол ет определ ть наличие коррозии арматуры и тросов под напр жением в железобетонной конструкции, однако с его помощью нельз точно определить развитие микротрещин в бетоне, вызванных коррозией. Кроме того, сигналы АЭ от развити микротрещин в бетоне, вызванных коррозией арматуры, трудно различать с помощью известного способа от сигналов АЭ, соответствующих микротрещинообраЭованию в бетоне, вызванному иными причинами .

Целью изобретени вл етс повышение точности и информативности за счет идентификации микротрещинообразовани в бетоне, вызванного коррозией арматуры .

Поставленна цель достигаетс тем, что приакустико-эмиссионном способе определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х, заключающемс в том, что принимают сигналы АЭ в зонах коррозионного повреждени , измер ют параметры прин тых сигналов, с учетом которых определ ют накопление коррозионных повреждений в железобетонной конструкции, дл образцов из материала арматуры и бетона соответственно определ ют диапазоны частот, соответствующие накоплению и разрушению продуктов коррозии и микрртрещинообразованию в бетоне, измер ют среднюю энергию Екор спектральной плотности сигналов в диапазоне частот, соответствующем накоплению и разрушению продуктов коррозии, и среднюю энергию Ебет спектральной плотности сигналов в диапазоне частот, соответствующем микротрещинообразованию в бетоне, регистрицуют зависимость отношени Ебет /Ккор энергий от времени, по по влению периодических экстремумов полученной зависимости определ ют накопление микротрещинообразовани в бетоне, вызванного коррозией арматуры, а по первому максимуму данной зависимости начало микротрещинообразовани в бетоне, вызванного коррозией арматуры.

Сущность акустикоЭмиссионного способа определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х заключаетс в следующем. В результате процесса коррозии арматуры железобетонной конструкции происходит коррозионное повреждение бетона конструкции . При этом установлено, что в процессе микротрещинообразовани в бетоне, вызванном коррозией арматуры, имеет место чередование фаз накоплени и разрушени продуктов коррозии и фаз образовани и развити трещин. В результате накоплени продукта коррозии арматуры и его расширени вследствие того, что объемна масса у ржавчины значительно выше, чем у стали арматуры, происходит см тие или разрушение продуктов коррозии, так как окружающий арматуру бетон преп тствует увеличению объема продуктов коррозии. Эта фаза приводит к по влению сигналов АЭ с определенной средней энергией в определенном диапазоне частот. По мере дальнейшего накоплени продуктов коррозии возрастают механические напр жени на бетон конструкции в зоне контакта с арматурой . Когда локальные напр жени достигают предела прочности бетона, то по вл ютс коррозионные микротрещины, также вызывающие сигналы АЭ, соответствующие этой фазе процесса. В результате по влени микротрещин в бетоне напр жени уменьшаютс и наступает следующа фаза накоплени и разрушени продуктов коррозии, котора оп ть заканчиваетс по влением микротрещин в бетоне. Поскольку чередование данных фаз процесса имеет

место, то по вл етс возможность идентификации микротрещинообразовани в бетоне , вызванного коррозией арматуры на фоне микротрещинообразовани , вызванного другими причинами, путем анализа характера изменени средней спектральной плотности энергии АЭ, соответствующей накоплению и разрушению продуктов.коррозии и развитию трещин в бетоне в течение определенного времени наблюдени

процесса коррозии арматуры железобетонной Тсонструкции. Дл достижени цели. можно анализировать характер изменени средней энергии сигналов АЭ, соответствующих либр развитию трещин в бетоне, либр

накоплению и разрушению продуктов коррозии . Однако такой анализ недостаточно точён, так как величина изменени средней энергии при возникновении чередовани фаз недостаточно велика. Наиболее оптимальным параметром дл анализа вл етс отношение средней энергии Ебет спектральной плотности сигналов АЭ в диапазоне частот, соответствующем микротрещинорбразованию в бетоне, вызванном коррозией арматуры, к средней энергии Спектральной плотности сигналов АЭ в диапазоне частот, соответствующем накоплению и разрушению продуктов коррозии. ОтноЩение этих энергий

Claims

значительно увеличивает чувствительность к характеру изменени чередовани фаз микротрещинообразовани в бетоне, вызванного коррозией арматуры и накоплением и разрушением продуктов коррозии. Акустико-эмиссионный способ определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонной конструкции заключаетс в следующем. На исследуемую железобетонную конструкцию в предполагаемой зоне коррозионного повреждени устанавливают акустический приемник, с помощью которого осуществл ют прием сигналов АЭ, вызванных изменением механических напр жений в исследуемых зонах. В течение времени Т наблюдени у прин тых сигналов АЭ измер ют среднюю энергию спектральной плотности сигналов в диапазоне частот, соответствующих накоплению и разрушению продуктов коррозии. Кроме того, измер ют среднюю энергию спектральной плотности сигналов в диапазоне частот, соответствующем микротрещинорбразованию в бетоне конструкции, вызванному коррозией арматуры. Диапазонычастот сигналов АЭ, соответствующие накоплению и разрушению продуктов коррозии и микротрещинообразованию в бетоне , устанавливаютс на предварительных испытани х образцов арматуры и бетона конструкции и используютс в дальнейшем при исследовании реальных железобетонных конструкций. При измерении средних энергий сигналов АЭ устанавливают зависимость величины отношени Ебет /Екор энергий от времени Т наблюдени процесса по влени сигналов АЭ. Дл идентификации процесса микротрещинообразовани в бетоне вследствие коррозии арматуры ана-лизируют зависимость величины отношени Ебет /Екбр энергий от времени Т. Периодичность экстремумов отношени Ебет /Екор говорит о том, что в конструкции идет процесс микротрещинообразовани ; вызванного именно коррозией арматуры, а не. иными причинами. Причем начало коррозионного микротрещинообразовани в бетоне определ ют по по влению первого максимума. Акустико-змиссионный способ определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х опробован на железобетонных балках, используемых дл строительства мостов. Дл инициировани процесса коррозии арматуры балку можно предварительно подвергнуть агрессивному воздействию путем ее погружени в солевой раствор и подключени к стержн м арматуры посто нного тока. В качестве акустического приемника использовались ш-ирокополосные пьезоэлектрические датчики. Параметры АЭ в течение времени наблюдений записывались и обрабатывались на ЭВМ. Сигналы АЭ. соответствующие разрушению и накоплению продуктов коррозии, имеют доминантные частоты в диапазоне 250-500 кГц. Сигналы АЭ, соответствующие микротрещинообразованию бетона, имеют доминантные частоты в диапазоне 60-100 кГц. Именно в этих диапазонах частот в исследуемой балке были проведены измерени средних энергий Ебет и Екор в течение всего времени Т наблюдени . По вление первого максимума среди периодических экстремумов на полученной кривой обнаружено на 2-5-е сутки после начала исследований. Трещина в бетоне балки, котора возникла вследствие коррозии арматуры, вышла на поверхность конструкции на 5-7-е сутки и в дальнейшем располагалась параллельно арматуре конструкции. Акустико-эмиссионный способ определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х позвол ет значительно повысить точность и информативность диагностики, так как позвол ет идентифицировать процесс микротрещинообразовани в бетоне конструкции , вызванного коррозией арматуры конструкции.; Формула изобретени Акустико-эмиссионный способ определени накоплени коррозионных повреждений в железобетонных конструкци х, заключающийс в том, что принимают сигналы акустической эмиссии в зонах коррозионного повреждени , измер ют параметры прин тых сигналов, с учетом которых определ ют накопление коррозионных повреждений в железобетонной конструкции, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и информативности путем идентификации микротрещинообразовани в бетоне, вызванного коррозией арматуры, дл образцов из материала арматуры и бетона соответственно определ ют диапазоны частот, соответствующие накоплению и разрушению продуктов коррозии и микротрещинообразованию в бетоне, непрерывно измер ют среднюю энергию Екор сигналов в диапазоне частот , соответствующем накоплению и разрушению продуктов коррозии, и среднюю энергию Ебет сигналов в диапазоне частот , соответствующем микротрещинообразованию в бетоне, регистоируют зависимость отношени Ебет /Екор энергий от времени, по по влению периодических экстремумов полученной зависимости Определ ют накопление микротрещинообразовани в бетоне, вы717144968

званного коррозией арматуры, а по первому ло микротрещинообразовани в бетоне, вымаксимуму измеренной зависимости-нача- званного коррозией арматуры.