Способ измерения прочности кирпича и связующего раствора в конструкции

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при обследовании и испытании сооружений из кирпича для определения прочности отдельных кирпичей и связующего раствора. Новым является то, что перед определением прочности для каждого вида исследуемого материала и используемого оборудования составляется градуировочная таблица путем последовательного бурения образцов с различной прочностью бурильной установкой с электрическим приводом двумя сверлами различного радиуса. В ходе первого бурения в образце бурится отверстие вспомогательным сверлом радиусом R₁ см, затем полученное отверстие расширяется основным сверлом большего радиуса R₂ см. Технический результат изобретения состоит в измерении прочности кирпича и связующего раствора без их извлечения из конструкции и с сохранением их пригодности к дальнейшей эксплуатации. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при обследовании и испытании сооружений из кирпича для определения прочности отдельных кирпичей и раствора.

Известен метод измерения прочности кирпича, описанный в ГОСТе /8462-85 Материалы стеновые. Методы измерения прочности при сжатии и изгибе/ [1], в соответствии с которым определение прочности кирпичей происходит посредством разрушения образцов в два этапа - приложением изгибающей силы до разрушения, с измерением ее максимального значения, а затем сжимающей силы, с определением предельного напряжения в образце. Известен метод измерения прочности связующего раствора, описанный в ГОСТе /5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний/ [2], в соответствии с которым прочность связующего раствора измеряется по максимальному напряжению сжатия, которое выдерживают кубы испытуемого материала, которые выпиливают из образцов.

Недостатками этих методов является: а) для их осуществления необходимо извлекать образцы из конструкций; б) после проведения испытания образец не пригоден к использованию; в) для его осуществления необходимо громоздкое оборудование, что делает невозможным проведение измерения прочности непосредственно на объекте.

Цель изобретения - измерение прочности кирпича и связующего раствора без его извлечения из конструкции и с сохранением пригодности к дальнейшей эксплуатации. Для его осуществления применяется малогабаритная измерительная аппаратура, позволяющая проводить процесс измерения прочности непосредственно на объекте контроля.

Отличие от известных способов состоит в том, что перед определением прочности для каждого вида исследуемого материала и используемого оборудования составляется градуировочная таблица путем последовательного бурения образцов с различной прочностью бурильной установкой с электрическим приводом двумя сверлами различного радиуса. В ходе первого бурения в образце бурится отверстие вспомогательным сверлом радиусом R₁ см, затем полученное отверстие расширяется основным сверлом большего радиуса R₂ см, при этом в ходе бурения основным сверлом измеряется активная мощность Р Вт, потребляемая приводом бурильной установки, и по ней энергия W Дж, идущая на разрушение материала кирпича по формуле где t_нач - время начала бурения, с, t_кон - время окончания бурения, с, P(t) - текущая мощность, Вт, _хх - мощность холостого хода бурильной установки, Вт. После бурения измеряется глубина Н см расширенного участка отверстия, вычисляется объем V см³ выбуренного материала по формуле V= 3.14•H•(R₂ ²-R₁ ²), вычисляется удельная энергия W_уд Дж/см³, идущая на разрушение единицы объема материала кирпича по формуле Далее каждый образец подвергается испытанию на прочность существующим методом разрушения на прессе [1,2] и строится градуировочная таблица прочности от удельной энергии W_уд, идущей на разрушение единицы объема материала. При определении прочности материала в конструкции производится последовательное бурение его вспомогательным и основным сверлом, вычисляется W_уд и по градуировочной таблице определяется прочность.

На фиг. 1 приведена фотография пробуренных образцов, на фиг. 2,3,4 показаны полученные в ходе экспериментов зависимости. На фиг. 2 показан график процесса бурения. Возрастание мощности соответствует началу процесса бурения, при этом происходит уменьшение скорости вращения сверла, максимум - окончанию бурения, экспоненциальный спад - разгону сверла до первоначальной скорости. На фиг. 3 приведен сравнительный график вычисленных удельных энергий разрушения кирпичей и результаты последующих их испытаний на сжатие с получением предела прочности R_сжат (МПа/см²). Приведены результаты испытаний 10 кирпичей, первые 5 - силикатные, остальные керамические. По результатам этих опытов построена градуировочная таблица, графическое представление которой приведено на фиг. 4, по которой с помощью интерполяции производится переход от W_уд к пределу прочности на сжатие R_сжат испытуемого образца.

Источники информации 1. ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе. Взамен ГОСТ 8462-75.

2. ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний. Взамен ГОСТ 5802-78.

Формула изобретения

Способ измерения прочности кирпича и связующего раствора в конструкции, отличающийся тем, что перед определением прочности для каждого вида исследуемого материала и используемого оборудования составляется градуировочная таблица путем последовательного бурения образцов с различной прочностью бурильной установкой с электрическим приводом двумя сверлами различного радиуса, в ходе первого бурения в образце бурится отверстие вспомогательным сверлом радиусом R₁ см, затем полученное отверстие расширяется основным сверлом большего радиуса R₂ см, при этом, в ходе бурения основным сверлом измеряется активная мощность Р Вт, потребляемая приводом бурильной установки и по ней энергия W Дж, идущая на разрушение материала кирпича по формуле

где t_нач - время начала бурения, с;
t_кон - время окончания бурения, с;
P(t) - текущая мощность, Вт;
Р_хх - мощность холостого хода бурильной установки, Вт,
после бурения измеряется глубина Н см расширенного участка отверстия, вычисляется объем V см³ выбуренного материала по формуле V= 3,14*H*(R₂ ²-R₁ ²), вычисляется удельная энергия W_уд Дж/см³, идущая на разрушение единицы объема материала кирпича по формуле

далее каждый образец подвергается испытанию на прочность существующим методом разрушения на прессе и строится градуировочная таблица прочности от удельной энергии W_уд, идущей на разрушение единицы объема материала, при определении прочности материала в конструкции производится последовательное бурение его вспомогательным и основным сверлом, вычисляется W_уд и по градуировочной таблице определяется его прочность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4