Способ анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений из бетона. Техническим результатом является анализ структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения. Поставленный технический результат достигается тем, что перед испытанием на месте взятия пробы бурильным инструментом на некоторое время замачивается участок исследуемого бетона и поверхностную прочность бетона определяют с учетом его влажности, устанавливается на это место бурильная установка и включается в работу при постоянной нагрузке на буровой инструмент, в процессе взятия проб бурением одновременно измеряются мощность, идущая на бурение, а также величина и скорость перемещения бурильного инструмента, которые обрабатываются вычислительной машиной путем сравнения получаемых данных с известной измеренной поверхностной прочностью бетона, занесенной перед бурением в память машины, с выдачей данных в виде графиков мощности, перемещения, скорости бурового инструмента, характеризующих структуру и послойную прочность бетона, на мониторе вычислительной машины с выдачей цифровых данных по каждому графику. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений из бетона.

В соответствии с ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 10180-90 испытание строительных конструкций из бетона может производиться различными методами и, в частности, неразрушающими, которые основаны на косвенном методе определения свойств и характеристик бетонных конструкций. К этим методам относятся и механические испытания, связанные с анализом местных разрушений при внедрении нагрузочного органа в тело испытуемого материала и, в частности, при взятии проб из железобетонных конструкций методом бурения (1). Однако все известные механические методы позволяют определить только общую прочность бетона взятой пробы. При этом испытания взятой пробы необходимо проводить сразу, в противном случае ее надо консервировать, что усложняет процесс испытания. Недостатком этих методов является и то, что они не позволяют оценить структуру и послойную прочность бетона.

Цель изобретения - анализ структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения. Отличие от известных способов состоит в том, что буровая установка оборудуется датчиком перемещения бурового инструмента, датчиком для измерения активной мощности, потребляемой электродвигателем привода, контроллером с ЭВМ, и перед испытанием на месте взятия пробы бурильным инструментом на некоторое время замачивается участок исследуемого бетона и поверхностную прочность бетона определяют с учетом его влажности, которая заносится в память ЭВМ, устанавливается на это место бурильная установка и включается в работу при постоянной нагрузке на буровой инструмент, в процессе взятия проб бурением одновременно измеряется мощность, идущая на бурение, а также величина и скорость перемещения бурильного инструмента, которые обрабатываются вычислительной машиной путем сравнения получаемых данных с известной измеренной поверхностной прочностью бетона, занесенной перед бурением в память машины с выдачей данных в виде графиков мощности, перемещения, скорости бурового инструмента, характеризующих структуру и послойную прочность бетона на мониторе вычислительной машины с выдачей цифровых данных по каждому графику.

Доказательство существенных отличительных признаков предлагаемого способа анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения производилось только по сравнению с указанными выше.

На фиг. 1 дана схема бурильной установки для взятия проб.

На фотографии 2 дана фотография бурильной установки.

На фиг. 3,4 даны графики изменения мощности и скорости, полученные в процессе взятия проб бурением.

Главнейшей характеристикой бетонных плит является их прочность. Классическими методами можно определить только совокупную, интегральную прочность плиты. Она определяется прочностью каждого слоя, при этом узнать, какова прочность плиты в конкретном слое, невозможно. Стоит задача найти способ определять структуру и прочность бетона по слоям и построить информационно-измерительную систему, реализующую найденный способ. Для реализации данного способа необходима бурильная установка, структурная схема которой дана на фиг. 1. Установка включает в себя станину 5 с бурильным инструментом 4, приводной электродвигатель 1. Станина 5 закрепляется на исследуемой конструкции бетона 6. Для измерения перемещения бура устанавливается датчик перемещения 2. Фиксация и обработка данных происходит в блоке вычислений 7.

При работе бурильного инструмента на участок бурения подается вода из шланга 3.

Процесс взятия проб в процессе бурения заключается в следующем. Выбирается и смачивается водой участок бетона для исследования и с помощью известных методов, например, с помощью устройства для измерения прочности бетона, патент РФ 1807392, определяется поверхностная прочность бетона, полученное значение которой вводится в ЭВМ. Далее на это место устанавливается и закрепляется буровая установка, подключаются к электрической сети приводной электродвигатель и измерительная аппаратура. Через шланг подается на место бурения вода, включается электродвигатель привода с измерительной аппаратурой и начинается процесс бурения. На фиг. 2 дана фотография работающей установки. При этом на экране монитора ЭВМ вырисовываются графики мощности, перемещения и скорости, характеризующие структуру и прочность бетона. После окончания бурения взятый образец подвергается дополнительному анализу с измерением в лабораторных условиях общей прочности бетона, которая затем подвергается анализу в ЭВМ с полученными данными по структуре и прочности бетона в процессе взятия проб.

На графиках 3,4 даны графики, полученные в процессе бурения. В процессе обработки этих графиков вычисляется скорость перемещения бура на каждом участке, которая сравнивается с мощностью. При анализе графиков скорости и мощности выявляется их корреляционная зависимость - при повышении мощности повышалась скорость перемещения бура. Такая картина соответствует однородной прочности. При прохождении бура через участок с более высокой прочностью, например арматура, картина изменяется - мощность резко возрастает, а скорость перемещения падает. В зависимости от характера корреляционных связей между активной мощностью потребляемой приводом бурильной установки и скоростью перемещения бурового инструмента возможно следующее: если мощность и скорость изменяются с одинаковым знаком, прочность по направлению перемещения бура неизменна, мощность повышается, скорость падает - прочность растет; мощность понижается, скорость растет - прочность падает.

Источник информации 1. Обследование и испытание сооружений. /Под редакцией О. В. Лужина, Москва, Стройиздат, 1987 (156 с. ).

Формула изобретения

Способ анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения, содержащий бурение бетона алмазной бурильной установкой и измерение поверхностной прочности бетона, отличающийся тем, что перед испытанием на месте взятия пробы бурильным инструментом на некоторое время замачивают участок исследуемого бетона и поверхностную прочность бетона определяют с учетом его влажности, устанавливают на это место бурильную установку и включают в работу при постоянной нагрузке на буровой инструмент, в процессе взятия проб бурением одновременно измеряют мощность, идущую на бурение, а также величину и скорость перемещения бурильного инструмента, которые обрабатывают вычислительной машиной путем сравнения получаемых данных с известной измеренной поверхностной прочностью бетона, занесенной перед бурением в память машины, с выдачей данных в виде графиков мощности, перемещения, скорости бурового инструмента, характеризующих структуру и послойную прочность бетона, на мониторе вычислительной машины с выдачей цифровых данных по каждому графику.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4