Способ определения прочности бетона

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества бетона в бетонных конструкциях и может быть использовано на строительных объектах, на заводах по изготовлению железобетонных изделий, а также для оценки состояния эксплуатируемых железобетонных конструкций. Сущность: при ударе бойка о поверхность бетона энергия удара преобразуется в электрический сигнал, величина и длительность которого соответствует упругим и пластическим деформациям бетона, о прочности которого судят по количеству электрических импульсов, вырабатываемых пропорционально амплитуде и обратнопропорционально длительности электрического сигнала. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к способу контроля качества бетона в бетонных в железобетонных конструкциях на строительных объектах, на заводах по изготовлению железобетонных изделий, а также для оценки состояния эксплуатируемых железобетонных конструкций.

Известны способы определения прочности бетона неразрушающими методами и с частичным разрушением, использующие корреляционное зависимости некоторых косвенных хаpакретристик с прочностью бетона. К таким способам относятся, например, метод отпечатка, заключающийся в определении диаметра отпечатка или соотношении отпечатков на исследуемом материале и этаноле; метод отскока, основанный на измерении отскока стержня, который с заданной силой удаляет по образцу; метод отрыва, заключающийся в измерении силы, которая нужна для отрыва от поверхности бетонного слоя [1] В первом случае в качестве косвенной характеристики используется диаметр или глубина отпечатка в мм, во-втором случае величина отскока бойка в мм, а в последнем усилие отрыва в кг.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство определения прочности бетона, снабженное упругими элементами, один из которых размещен в корпусе между эталонным стержнем и индентором, другой связан индентором и закреплен перпендикулярно на торце корпуса, а индентор выполнен в виде цилиндра со сферическим наконечником на его торцах [2] В устройстве реализуется известный склерометрический способ пластического отпечатка сферы с использованием эталонного материала, т.е. определение прочностных характеристик материалов основано на соотношении отпечатков сферы на исследуемом материале и эталонном. Для повышения точности измерения глубины отпечатков установлены упругие элементы с динамическими преобразователями, которые вырабатывают электрический сигнал, пропорциональный глубине вдавливания индентора в бетон и эталонный стержень, т.е. целью данного устройства является повышение точности определения глубины отпечатков при использовании известного склерометрического метода.

Данный метод обладает низкой точностью, так как для определения прочности бетона учитывается только его пластическая деформация, при этом градуировочная зависимость существенно нелинейная.

Целью настоящего изобретения является повышение точности, надежности и уменьшение трудозатрат при определении прочности бетона в конструкциях.

Цель достигается тем, что при ударе бойка о поверхность бетона с нормированным усилием энергия удара преобразуется с помощью электромеханического преобразователя, например, пьезоэлектрического в электрический сигнал. Величина и длительность электрического сигнала при этом будут соответствовать упругим и пластическим деформациям бетона. Поскольку упругие и пластические деформации бетона являются комплексной характеристикой для оценки прочности и бетона, то амплитуда и длительность электрического сигнала будут такой же комплексной характеристикой, по которой более точно можно определить прочность бетона.

Количественно величину и длительность электрического сигнала можно оценить различными существующими методами, например, количеством импульсов, вырабатываемых интегральным генератором пропорционально величине и обратно пропорционально длительности данного сигнала. Следовательно, количество импульсов, вырабатываемых интегральным генератором может быть принято в качестве косвенной характеристики при определении прочности бетона предложенным способом. Экспериментальные исследования показывают, что зависимость предлагаемой косвенной характеристики от прочности бетона практически линейная и слабо зависит от состава бетона.

Отличительной особенностью предлагаемого метода по сравнению с известными является использование новой косвенной характеристики, которая учитывает как упругие, так и пластические свойства бетона, что повышает точность определения его прочности. При этом значительно уменьшаются трудозатраты, поскольу получения косвенной характеристики происходит автоматически при обработке электрического сигнала.

Указанные отличительные особенности отвечают критерию изобретательского уровня.

На фиг.1 изображено устройство, реализующее предложенный способ для определения прочности бетона. Устройство содержит ударник 1, пьезоэлемент 2, пружину 3, электронный блок 5. Устройство работает следующим образом. Ударник 1 массой m, в конструкцию которого включен пьезоэлемент 2, под действием пружины 3 ударяется о бетон 4, при этом преобразователь 2 вырабатывает электрический сигнал. Форма сигналов для бетонов прочностью 100 кг/мс² (б) и 200 кг/см² (а) приведена на фиг. 2. Электронный блок 5, в который входит интегральный генератор, обрабатывает этот сигнал и на цифровом индикаторе выдает количество импульсов, соответствующих форме сигнала.

Поскольку зависимость косвенной характеристики, выраженной в количестве импульсов от прочности бетона практически линейна, это устройство тарируется непосредственно в единицах прочности бетона.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА, включающий удар бойка о поверхность бетона и преобразования его пьезоэлектрическим элементом в электрический сигнал, отличающийся тем, что измеряют амплитуду и длительность электрического сигнала, а о прочности бетона судят по количеству электрических импульсов, вырабатываемых пропорционально амплитуде и обратно пропорционально длительности электрического сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2