Способ определения коэффициента армирования в изделиях из сталефибробетона
Владельцы патента RU 2354977:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (RU)
Матус Евгений Петрович (RU)
Изобретение относится к контролю качества строительных материалов, а именно сталефибробетона. Сущность: способ заключается в том, что предварительно измеряют параметры тока, идущего через электромагнитный контур, находящийся на поверхности образцов сталефибробетона с известным коэффициентом армирования, и строят калибровочную зависимость параметров тока от коэффициента армирования. После этого измеряют параметры тока, идущего через тот же контур, находящийся на поверхности изделия из сталефибробетона с неизвестным коэффициентом армирования, и с помощью калибровочной зависимости определяют коэффициент армирования в этих образцах. При этом коэффициент армирования определяют в сталефибробетоне с известной толщиной изделия и известным расстоянием между поверхностью изделия и армируемой фибрами частью изделия. Электромагнитный контур изготавливают в виде многовитковой круглой катушки диаметром, большим длины фибры не менее, чем в 2 раза, а длина катушки меньше ее диаметра не менее, чем в 10 раз. Частота пропускаемого через катушку тока лежит в диапазоне от 2 кГц до 50 кГц. Технический результат - определение коэффициента армирования в изделиях из сталефибробетона. 3 з.п ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области контроля качества строительных материалов, а именно сталефибробетона.
Наиболее близким аналогом изобретения является способ контроля распределения стальных фибр с помощью измерителя защитного слоя арматуры в бетоне [Сергеев В.А., Хегай О.Н. Контроль распределения стальных фибр прибором ИЗС. - В кн.: Применение фибробетона в строительстве. - Л.: Знание, 1985. - с.63-67]. Однако показания прибора ИЗС сильно зависят не только от коэффициента армирования, расстояния между датчиком и армируемой фибрами частью изделия, толщины изделия, но и от диаметра фибр и их ориентации.
Технической задачей, решаемой изобретением, является определение коэффициента армирования в изделиях из сталефибробетона.
Сущность изобретения состоит в том, что предварительно измеряют параметры тока, идущего через электромагнитный контур, находящийся на поверхности образцов сталефибробетона с известным коэффициентом армирования, строят калибровочную зависимость параметров тока от коэффициента армирования, затем измеряют параметры тока, идущего через тот же контур, находящийся на поверхности изделия из сталефибробетона с неизвестным коэффициентом армирования, и с помощью калибровочной зависимости определяют коэффициент армирования в этих образцах. При этом коэффициент армирования определяют в изделиях из сталефибробетона с известной толщиной сталефибробетона и с известным расстоянием от поверхности изделия до армированной фибрами части изделия.
Изобретение основано на том, что при внесении сталефибробетона в переменное поле электромагнитного контура стальные фибры намагничиваются, а также в них возникают индукционные токи и выделяется теплота Джоуля-Ленца. Поэтому индуктивность и активное сопротивление электромагнитного контура изменяется в зависимости от коэффициента армирования сталефибробетона. Соответственно меняются параметры переменного тока, идущего через контур.
Электромагнитный контур изготавливают в виде круглой многовитковой катушки, чтобы исключить влияние ориентации фибр. В ИЗС контур линейной формы [паспорт измерителя защитного слоя ИЗС-10Н Бобруйского завода весоизмерительных приборов «ВЕСОПРИБОР», 1988]. Длина катушки должна быть меньше ее диаметра не менее чем в 10 раз, так как в этом случае наибольшая часть сталефибробетона находится в магнитном поле катушки. Диаметр катушки должен превосходить длину фибр не менее чем в два раза, чтобы в магнитном поле катушки находилось достаточное для уверенного измерения количество фибр. Максимальный диаметр катушки определяется размером области образца сталефибробетона, в котором необходимо определять коэффициент армирования. Частота тока через катушку должна находится в диапазоне от 2 до 50 кГц (В ИЗС 500 Гц). При меньшей частоте чувствительность способа сильно зависит от диаметра фибр, при большей частоте чувствительность уменьшается за счет уменьшения емкостного сопротивления катушки.
Параметры тока измеряют любыми микроамперметрами или милливольтметрами переменного тока или напряжения с использованием предназначенных для таких измерений электрических схем.
Предлагаемый способ иллюстрирует схема установки по измерению коэффициента армирования (чертеж), где 1 - образец сталефибробетона, 2 - катушка, 3 - электроемкость, 4 - генератор переменного напряжения, 5 - микроамперметр, 6 - резистор.
Пример.
Формуют образцы сталефибробетона толщиной 2, 4, 6 см с коэффициентами армирования 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200 кг/м3. После твердения к образцам прикладывают тонкую многовитковую катушку диаметром 12 см. С помощью последовательно соединенной емкости, катушка настроена на резонансную частоту 20 кГц генератора переменного напряжения. Микроамперметром с резистором измеряют значение силы тока. В таблице приведены результаты измерений силы тока в мкА. По полученным данным, шкала микроамперметра градуируется в единицах измерения коэффициента армирования. Изготавливают образец сталефибробетона толщиной 4 см с неизвестным коэффициентом армирования. Определяют коэффициент армирования по предлагаемому способу 53 кг/м3, образец разрушают, подсчитывают количество фибр и коэффициент армирования 51 кг/м3. Точность определения коэффициента составляет 4%.
Предлагаемый способ позволяет определить коэффициент армирования в сталефибробетоне с известной толщиной изделия и известным расстоянием между поверхностью изделия и армируемой фибрами частью изделия. Он может быть использован для контроля распределения фибр при производстве изделий из сталефибробетона.
| Таблица | ||||||||||||
| Расстояние от катушки до образца, см | Толщина образца, см | Коэффициент армирования, кг/м3 | ||||||||||
| 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | ||
| 0 0 0 1 2 |
6 4 2 4 4 |
80 | 74 | 68 | 62 | 56 | 50 | 44 | 38 | 32 | 36 | 20 |
| 80 | 75 | 70 | 65 | 60 | 55 | 50 | 45 | 40 | 35 | 30 | ||
| 80 | 76 | 72 | 67 | 63 | 59 | 54 | 50 | 46 | 41 | 37 | ||
| 80 | - | 74 | - | 68 | - | - | - | 56 | - | - | ||
| 80 | - | 77 | - | 74 | - | - | - | 68 | - | - |
1. Способ определения коэффициента армирования в изделиях из сталефибробетона, отличающийся тем, что предварительно измеряют параметры тока, идущего через электромагнитный контур, находящийся на поверхности образцов сталефибробетона с известным коэффициентом армирования, строят калибровочную зависимость параметров тока от коэффициента армирования, затем измеряют параметры тока, идущего через тот же контур, находящийся на поверхности изделия из сталефибробетона с неизвестным коэффициентом армирования и с помощью калибровочной зависимости определяют коэффициент армирования в этих образцах.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент армирования определяют в сталефибробетоне с известной толщиной изделия и известным расстоянием между поверхностью изделия и армируемой фибрами частью изделия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что электромагнитный контур изготавливают в виде многовитковой круглой катушки, а частота пропускаемого через катушку тока лежит в диапазоне от 2 до 50 кГц.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что диаметр катушки больше длины фибры не менее чем в 2 раза, а длина катушки меньше ее диаметра не менее чем в 10 раз.
