Приборы для определения прочности строительных материалов. Приборы для определения прочности строительных материалов к лабораторным работам
Внимание!!! Доставка ВСЕХ приборов, которые приведены на сайте, происходит по ВСЕЙ территории следующих стран: Российская Федерация, Украина, Республика Беларусь, Республика Казахстан и другие страны СНГ.
По России существует налаженная система поставки в такие города: Москва, Санкт-Петербург, Сургут, Нижневартовск, Омск, Пермь, Уфа, Норильск, Челябинск, Новокузнецк, Череповец, Альметьевск, Волгоград, Липецк Магнитогорск, Тольятти, Когалым, Кстово, Новый Уренгой, Нижнекамск, Нефтеюганск, Нижний Тагил, Ханты-Мансийск, Екатеринбург, Самара, Калининград, Надым, Ноябрьск, Выкса, Нижний Новгород, Калуга, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Верхняя Пышма, Красноярск, Казань, Набережные Челны, Мурманск, Всеволожск, Ярославль, Кемерово, Рязань, Саратов, Тула, Усинск, Оренбург, Новотроицк, Краснодар, Ульяновск, Ижевск, Иркутск, Тюмень, Воронеж, Чебоксары, Нефтекамск, Великий Новгород, Тверь, Астрахань, Новомосковск, Томск, Прокопьевск, Пенза, Урай, Первоуральск, Белгород, Курск, Таганрог, Владимир, Нефтегорск, Киров, Брянск, Смоленск, Саранск, Улан-Удэ, Владивосток, Воркута, Подольск, Красногорск, Новоуральск, Новороссийск, Хабаровск, Железногорск, Кострома, Зеленогорск, Тамбов, Ставрополь, Светогорск, Жигулевск, Архангельск и другие города Российской Федерации.
По Украине существует налаженная система поставки в такие города: Киев, Харьков, Днепр (Днепропетровск), Одесса, Донецк, Львов, Запорожье, Николаев, Луганск, Винница, Симферополь, Херсон, Полтава, Чернигов, Черкассы, Сумы, Житомир, Кировоград, Хмельницкий, Ровно, Черновцы, Тернополь, Ивано-Франковск, Луцк, Ужгород и другие города Украины.
По Белоруссии существует налаженная система поставки в такие города: Минск, Витебск, Могилев, Гомель, Мозырь, Брест, Лида, Пинск, Орша, Полоцк, Гродно, Жодино, Молодечно и другие города Республики Беларусь.
По Казахстану существует налаженная система поставки в такие города: Астана, Алматы, Экибастуз, Павлодар, Актобе, Караганда, Уральск, Актау, Атырау, Аркалык, Балхаш, Жезказган, Кокшетау, Костанай, Тараз, Шымкент, Кызылорда, Лисаковск, Шахтинск, Петропавловск, Ридер, Рудный, Семей, Талдыкорган, Темиртау, Усть-Каменогорск и другие города Республики Казахстан.
Производитель ТМ «Инфракар» - это изготовитель многофункциональных приборов таких, как газоанализатор и дымомер.
При отсутствии на сайте в техническом описании необходимой Вам информации о приборе Вы всегда можете обратиться к нам за помощью. Наши квалифицированные менеджеры уточнят для Вас технические характеристики на прибор из его технической документации: инструкция по эксплуатации, паспорт, формуляр, руководство по эксплуатации, схемы. При необходимости мы сделаем фотографии интересующего вас прибора, стенда или устройства.
Вы можете оставить отзывы на приобретенный у нас прибор, измеритель, устройство, индикатор или изделие. Ваш отзыв при Вашем согласии будет опубликован на сайте без указания контактной информации.
Описание на приборы взято с технической документации или с технической литературы. Большинство фото изделий сделаны непосредственно нашими специалистами перед отгрузкой товара. В описании устройства предоставлены основные технические характеристики приборов: номинал, диапазон измерения, класс точности, шкала, напряжение питания, габариты (размер), вес. Если на сайте Вы увидели несоответствие названия прибора (модель) техническим характеристикам, фото или прикрепленным документам - сообщите об этом нам - Вы получите полезный подарок вместе с покупаемым прибором.
При потребности, уточнить общий вес и габариты или размер отдельной части измерителя Вы можете в нашем сервисном центре. При потребности наши инженеры помогут подобрать полный аналог или наиболее подходящую замену на интересующий вас прибор. Все аналоги и замена будут протестированы в одной с наших лабораторий на полное соответствие Вашим требованиям.
Наше предприятие осуществляет ремонт и сервисное обслуживание измерительной техники более чем 75 разных заводов производителей бывшего СССР и СНГ. Также мы осуществляем такие метрологические процедуры: калибровка, тарирование, градуирование, испытание средств измерительной техники.
Осуществляется поставка приборов в такие страны: Азербайджан (Баку), Армения (Ереван), Киргизстан (Бишкек), Молдавия (Кишинёв), Таджикистан (Душанбе), Туркменистан (Ашхабад), Узбекистан (Ташкент), Литва (Вильнюс), Латвия (Рига), Эстония (Таллин), Грузия (Тбилиси).
ООО «Западприбор» - это огромный выбор измерительного оборудования по лучшему соотношению цена и качество. Чтобы Вы могли купить приборы недорого, мы проводим мониторинг цен конкурентов и всегда готовы предложить более низкую цену. Мы продаем только качественные товары по самым лучшим ценам. На нашем сайте Вы можете дешево купить как последние новинки, так и проверенные временем приборы от лучших производителей.
На сайте постоянно действует акция «Куплю по лучшей цене» - если на другом интернет-ресурсе у товара, представленного на нашем сайте, меньшая цена, то мы продадим Вам его еще дешевле! Покупателям также предоставляется дополнительная скидка за оставленный отзыв или фотографии применения наших товаров.
В прайс-листе указана не вся номенклатура предлагаемой продукции. Цены на товары, не вошедшие в прайс-лист можете узнать, связавшись с менеджерами. Также у наших менеджеров Вы можете получить подробную информацию о том, как дешево и выгодно купить измерительные приборы оптом и в розницу. Телефон и электронная почта для консультаций по вопросам приобретения, доставки или получения скидки приведены над описанием товара. У нас самые квалифицированные сотрудники, качественное оборудование и выгодная цена.
ООО «Западприбор» - официальный дилер заводов изготовителей измерительного оборудования. Наша цель - продажа товаров высокого качества с лучшими ценовыми предложениями и сервисом для наших клиентов. Наша компания может не только продать необходимый Вам прибор, но и предложить дополнительные услуги по его поверке, ремонту и монтажу. Чтобы у Вас остались приятные впечатления после покупки на нашем сайте, мы предусмотрели специальные гарантированные подарки к самым популярным товарам.
Завод «МЕТА» - это производитель наиболее надежных приборов для проведения техосмотра. Тормозной стенд СТМ производится именно на этом заводе.
Если Вы можете сделать ремонт устройства самостоятельно, то наши инженеры могут предоставить Вам полный комплект необходимой технической документации: электрическая схема, ТО, РЭ, ФО, ПС. Также мы располагаем обширной базой технических и метрологических документов: технические условия (ТУ), техническое задание (ТЗ), ГОСТ, отраслевой стандарт (ОСТ), методика поверки, методика аттестации, поверочная схема для более чем 3500 типов измерительной техники от производителя данного оборудования. Из сайта Вы можете скачать весь необходимый софт (программа, драйвер) необходимый для работы приобретенного устройства.
Также у нас есть библиотека нормативно-правовых документов, которые связаны с нашей сферой деятельности: закон, кодекс, постановление, указ, временное положение.
По требованию заказчика на каждый измерительный прибор предоставляется поверка или метрологическая аттестация. Наши сотрудники могут представлять Ваши интересы в таких метрологических организациях как Ростест (Росстандарт), Госстандарт, Госпотребстандарт, ЦЛИТ, ОГМетр.
Иногда клиенты могут вводить название нашей компании неправильно - например, западпрыбор, западпрылад, западпрібор, западприлад, західприбор, західпрібор, захидприбор, захидприлад, захидпрібор, захидпрыбор, захидпрылад. Правильно - западприбор.
ООО «Западприбор» является поставщиком амперметров, вольтметров, ваттметров, частотомеров, фазометров, шунтов и прочих приборов таких заводов-изготовителей измерительного оборудования, как: ПО «Электроточприбор» (М2044, М2051), г. Омск; ОАО «Приборостроительный завод «Вибратор» (М1611, Ц1611), г. Санкт-Петербург; ОАО «Краснодарский ЗИП» (Э365, Э377, Э378), ООО «ЗИП-Партнер» (Ц301, Ц302, Ц300) и ООО «ЗИП «Юримов» (М381, Ц33), г. Краснодар; ОАО«ВЗЭП» («Витебский завод электроизмерительных приборов») (Э8030, Э8021), г. Витебск; ОАО «Электроприбор» (М42300, М42301, М42303, М42304, М42305, М42306), г. Чебоксары; ОАО "Электроизмеритель" (Ц4342, Ц4352, Ц4353) г. Житомир; ПАО "Уманский завод "Мегомметр" (Ф4102, Ф4103, Ф4104, М4100), г. Умань.
Назначение и область применения
Прочность бетона определяют по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетонных образцов по ДСТУ Б.В.2.7-214:2009 и косвенным характеристикам прочности.
Прибор (рис. 2.7) предназначен: для определения прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях с механическим напряжением 10...50 МПа; для контроля твердения бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях в процессе тепловой обработки и твердения их в естественных условиях; для контроля качества огнеупорных бетонных изделий; для определения прочности при сжатии кирпича и камней силикатных; для определения скорости распространения упругих продольных волн в твердых горных породах. Прибор может быть также использован для обнаружения дефектов типа несплошности (зон расслоения и нарушенного адгезионного сцепления) в изделиях из бетона путем измерения длительности фронта первого вступления принятого сигнала.
Основные технические характеристики
Диапазон измерения времени распространения УЗК 20...8800 мкс. Диапазон измерения длительности фронта первого вступления принятого сигнала 3...30 мкс. Абсолютная чувствительность прибора не менее 110 дБ. Амплитуда импульсов генератора УЗК 320±50 В. Питание - от гальванических элементов: прибора 4,5 В; прозвучивающего устройства 3,0 В. Габаритные размеры: прибора 55х135х175 мм; прозвучивающего устройства 400х155х100 мм. Масса: прибора 1,3 кг; прозвучивающего устройства 1,0 кг.
Принцип работы
Косвенной характеристикой прочности является время прохождения импульса через исследуемый материал.
Ультразвуковой импульсный метод по ДСТУ Б В.2.7-226:2009 относится к физическим неразрушающим методам исследования строительных конструкций, зданий и сооружений. После установки щупов с двух сторон на испытуемое изделие и включения прибора генератор посылает импульсы в излучатель, в котором пьезоэлемент преобразует электрические импульсы в механические ультразвуковые волны. Пройдя через бетон, волны попадают в приемник, где снова преобразуются в электрические импульсы и направляются через усилитель в индикатор, в котором измеряется время прохождения волн. Индикатор снабжен автоматическим устройством, передающим на экран прибора цифровую информацию в микросекундах.
Устройство прибора
В корпусе смонтированы генератор импульсов, усилитель и индикатор. Щуп-излучатель механических колебаний (волн) ультразвуковой частоты и щуп-приемник соединяются с корпусом гибкими кабелями.
Рис.2.7. Общий вид импульсного ультразвукового прибора УК-14П
Порядок работы
Для возбуждения упругих колебаний и определения скорости их распространения в строительных материалах используется специальная электронная аппаратура. Наибольшее распространение, получили приборы, работающие в ультразвуковом диапазоне. Основу такого прибора составляет генератор электромагнитных колебаний и система, позволяющая определить время прохождения импульса через исследуемый материал. Прибор также снабжается излучателем, который преобразует электромагнитные колебания в механические и сообщает их испытуемому образцу, и приемником преобразующим механические колебания, прошедшие через образец, в электромагнитные и посылающим их в систему отсчета времени прохождения импульса.
Прочность материала образца оценивается косвенным путем по полученной скорости распространения ультразвуковых колебаний с помощью тарировочного графика "скорость - прочность" (рис. 2.8). Тарировочные графики строятся по результатам параллельных испытаний бетонных кубов ультразвуковым импульсным методом и разрушающей нагрузкой на прессе.
Рис.2.8. Градуировочная зависимость для ультразвукового импульсного прибора УК-14П
На лабораторных образцах намечают точки проведения измерений и измеряют базу "прозвучивания" (рис.2.9).
Рис.2.9. Лабораторный образец: 1,2 – соответственно точки и направления прозвучивания; 3 – направление испытания при сжатии на прессе; 4 – направление уплотнения
Для улучшения акустического контакта места установки излучателя контакта места установки излучателя и приемника на образце выравнивают, зачищают и покрывают тонким слоем консистентной смазки (технический вазелин, солидол, жидкое мыло и др.).
Последовательно в каждой точке измерений устанавливают соосно излучатель и приемник ультразвукового импульсного прибора и измеряют время прохождения импульса через образец.
По значениям измеренной базы "прозвучивания" и определенному времени прохождения импульса для каждой намеченной точки образца уплотнения определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний в образце. По среднему значению скорости по данным тарировочного графика определяют прочность образца.
Результаты всех измерений и вычислений заносят в табл. 2.1.
Прочность строительных материалов определяется двумя группами методов. К первой группе относятся приборы механического принципа действия: механические воздействия на поверхность конструкции дают косвенные характеристики прочности материала. Воздействия на поверхностный слой конструкции бывают различными, например вдавливание конуса или шарика, отскок бойка от поверхности, выдергивание заделанных в поверхностном слое реперов. Технические характеристики некоторых отечественных приборов для определения прочности механическими методами неразрушающего контроля приведены в табл. 3.6.
Таблица 3.6. Характеристики приборов определения прочности механическими методами неразрушающего контроля.
| тип | Принцип действия | Энергия удара, Дж | Усилия выры-ва, кН | Диапазон определения прочности, МПа | Масса, кг | Условия испытаний | |
| Расстояние от края конструкции до места испытания, мм, не менее | Толшина конструкции, мм, не менее | ||||||
| КМ | Метод упругого отскока | 2,2 | - | 5-50 | 1,75 | 50 | 100 |
| ПМ-2 | Метод пластической деформации | 2,9 | - | 5-60 | 1,0 | 50 | 70 |
| Молоток Кашкарова | То же | Произвольная | - | 5-50 | 0,9 | То же | То же |
| ГПНВ-5 | Метод отрыва со скалыванием | - | 50 | 5-100 | 8,0 | 150 | Удвоенная глубина установки анкера |
| ИПС-МГ4.03 | Метод ударного импульса | 0,16 | - | 3-100 | 0,81 | 50 | 50 |
Для определения прочности бетона в конструкциях приборами механического принципа действия предварительно устанавливают градуировочную зависимость между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы, формулы).
Для установления градуировочных зависимостей используют стандартные образцы-кубы, которые испытывают сначала неразрушаю-щим методом, а затем на прессовом оборудовании в соответствии с нормативами (прилож. 1, п. 96). Прочность бетона в контролируемом участке конструкции определяют по градуировочной зависимости по измеренным значениям косвенного показателя. Инструмент для измерения косвенных показателей — угловой масштаб, штангенциркуль (диаметр отпечатка) должен обеспечить измерения с погрешностью ± 0,1 мм, а индикатор часового типа (глубина отпечатка) — с погрешностью ± 0,01 мм.
Схема испытаний для установления градуированных зависимостей прибора ИПС-МГ4.03 приведена на рис. 3.8.
Ко второй группе относятся приборы, основанные на регистрации характеристик распространения колебаний через материал. К таким характеристикам относят: скорость и время распространения продольных ультразвуковых и ударных колебаний в материале от источника излучения к приемнику, частоту собственных колебаний, степень рассеивания, частотный спектр прошедшего через материал ультразвука.
Примером такого прибора может служить ультразвуковой прибор УК-14П, предназначенный для измерения времени распространения продольных ультразвуковых колебаний (УЗК) и длительности фрон та первого вступления принятого сигнала на частотах 0,06 и 0,1 МГц со скоростями распространения продольных волн в диапазоне от 330 до 6500 м/с.
Продольными называют волны, в которых движение колебания частиц (материала) совершается в направлении движения волны. Измерение характеристик материала ультразвуковым методом основано на зависимости скорости прохождения волны ультразвукового колебания от плотности и модуля упругости материала. Технические характеристики ультразвукового прибора УК-14П приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7. Техническая характеристика прибора УК-14П
Прибор реализует ультразвуковой импульсный метод с раздельным вводом в материал и последующим приемом прошедших через него УЗК.
При двустороннем доступе к конструкции с помощью излучающего и приемного пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) осуществляется сквозное прозвучивание, при одностороннем доступе прозвучивание осуществляется путем установки прозвучивающего устройства на одной поверхности конструкции. В приборе предусмотрены два режима работы: в одном режиме прибор автоматически измеряет время, за которое передний фронт ультразвукового импульса проходит известную базу в материале образца или изделия, на основании чего рассчитывают скорость распространения волн; в другом режиме прибор измеряет длительность фронта первой полуволны принятого ультразвукового импульса.
Для проведения измерений прибор приводят в рабочее состояние. Подготавливают поверхность того места конструкции, к которому прижимают ПЭП, предварительно смазанные контактной смазкой. Определяют время и скорость прохождения импульса через конст рукдию. По тарировочному графику по скорости прохождения ультразвука устанавливают прочность материала.
Прибор ТКСП-1 предназначен для определения прочности металлических профилей. Принцип его действия основан на внедрении металлического шарика в материал.
Прибор представляет собой струбцину, на которой закреплен сменный стол, испытательная головка с алмазным конусом или стальным шариком d = 1,588 мм и подъемный винт. Отсчет делают по стрелочному индикатору. Габаритные размеры прибора 645 х 175 мм. Масса 5 кг.
Прибор закрепляют на испытываемой металлической балке вращением маховика. Поворотом рукоятки на балку передается сначала предварительная нагрузка, затем основная, составляющая 15 или 45 кг.
n1.doc
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методические указания
Омск ■ 2011
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная
академия (СибАДИ)»
Кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»
МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методические указания
к лабораторным работам
Составители: Т.Ф. Пиндюк,
И.Л. Чулкова
2011
УДК 691
ББК 26.325.22
Рецензент директор по производству
ООО «ЖБИ Миллениум» А.С. Парфенов
Работа одобрена научно-методическим советом направления 270800.62 (НМСН) факультета ПГС в качестве методических указаний к лабораторным работам по дисциплине «Методы исследования строительных материалов» для студентов специальности 270106, для бакалавров и магистрантов по направлению подготовки «Строительство» профилей 270100.62, 270100.68, 270100.65.
Методы исследования строительных материалов : методические указания к лабораторным работам/ сост.: Т.Ф. Пиндюк, И.Л. Чулкова. – Омск: СибАДИ, 2011. – 60 с.
Методические указания составлены на основании учебных планов и программ дисциплины «Методы исследования строительных материалов».
Даны теоретические положения, методика и практические рекомендации по выполнению лабораторных работ.
Табл. 17. Ил. 1. Библиогр.: 50 назв.
© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2011
Введение
В настоящем учебно-методическом пособии студенты знакомятся с основными методиками ультразвукового метода определения кинетики твердения строительных материалов на основе вяжущих материалов, ультразвукового метода определения прочности строительных материалов и освоение метода расшифровки рентгенограмм.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов 5 курса специальности 270106, для бакалавров по направлению «Строительство» профиль «Производство строительных материалов, изделий и конструкций (ПСК)». Могут служить основным пособием при выполнении лабораторных работ по дисциплинам «Методы исследований строительных материалов», «Технология производства строительных материалов и конструкций», «Вяжущие вещества», «Контроль качества строительных материалов и конструкций», У И PC и специальной части дипломного проекта. Результаты исследований могут быть положены в основу курсовых работ и проектов. Экспериментальная часть методических указаний рассчитана на четырехчасовые лабораторные работы.
Лабораторные работы выполняются за 4 занятия (16 часов).
Безопасность жизнедеятельности
К работе в лабораториях кафедры СМ и СТ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж по технике безопасности с соответствующим оформлением в журнале и имеющие спецодежду.
Перед пользованием оборудованием необходимо ознакомиться с правилами эксплуатации данного оборудования.
При работе с химическими веществами запрещается:
использовать вещества без этикеток на емкости;
оставлять посуду, не промытую от химических веществ;
пробовать вещества на вкус и запах.
В случае загорания проводов или электроприборов необходимо их немедленно обесточить и тушить только при помощи сухого углекислого огнетушителя.
По окончании лабораторных работ собрать весь инструмент, приборы, отключить все установки от источников электроэнергии.
Лабораторная работа
№ 1
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ КИНЕТИКИ ТВЕРДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы
–освоение методики неразрушающего метода контроля процесса твердения строительных материалов.
1
. Теоретические положения
В последнее время для определения процессов формирования структуры в изделиях из строительных материалов на неорганических вяжущих широко используют ультразвуковые методы контроля. Эти методы наиболее полно отвечают требованиям непрерывного контроля свойств строительных материалов при их твердении. При этом испытания не сопровождаются разрушением структуры твердеющего материала и не требуют закладки посторонних тел в образец или деталь, а также позволяют получить объективные фи зические показатели, справедливые не только для малых, но и для крупных образцов и деталей.
Скорость распространения ультразвуковых колебаний хорошо характеризует упругие свойства материала, а затухание колебаний – его вязкопластические свойства. Характер изменения скорости ультразвукового сигнала соответствует характеру нарастания прочности независимо от условий твердения, т.е. ультразвуковой метод позволяет получать устойчивую информацию о твердении строительных материалов на протяжении длительного времени.
Применение ультразвукового импульсного метода как средства контроля оправдано тем, что ультразвук характеризуется двумя особенностями – малыми длинами волн и высокими плотностями акустической энергии. Ультразвуковые колебания не обтекают препятствия, а дают звуковые тени и могут быть получены в виде узких направленных пучков – ультразвуковых лучей.
Важной особенностью ультразвукового метода применительно к твердению вяжущих веществ является чувствительность скорости ультразвука к образованию в материале на всех стадиях его твердения контактов различной природы (коагуляционных и кристаллизационных).
Изменение скорости ультразвука при твердении вяжущих веществ
Для анализа процесса твердения его условно разделяют на отдельные этапы, границы которых фиксируются на кривой изменения скорости ультразвука в материале и отмечены периодами времени t
1
,
t
2 , t
3 (рисунок)
.
Начальное структурообразование, характеризующееся значениями времени t 1 и t 2 , связано с образованием малопрочного кристаллизационного каркаса за счет гидратации полуводного гипса. Гидратные соединения в этом периоде способствуют образованию коагуляционной структуры, которая пронизывается кристаллизационным каркасом двуводного сульфата кальция. Кристаллизационное срастание новообразований основных носителей прочности – гидросульфатов кальция – может быть охарактеризовано временем t 3 .
2.
Выполнение работы
Приготовить тесто вяжущего материала, которое поместить в измерительную форму. В качестве вяжущего материала использовать гипс. Определить нормальную густоту гипсового теста на вискозиметре Суттарда. При определении густоты гипсового теста приготовить смесь гипса с водой в количестве, достаточном для заполнения цилиндра. Для этого отвесить 300 г гипса, добавляя его постепенно к воде, быстро размешать в течение 30 с до получения однородного теста, оставить на 1 мин в спокойном состоянии. Затем, сделав два резких перемешивания, быстро влить массу в цилиндр, поставленный на стекло (прибор Суттарда), и ножом сравнять поверхность гипса с краями цилиндра (на это затратить не более 30 с). Резким вертикальным движением поднять цилиндр, тесто разлить на стекло в конусообразную лепешку, величина которой обуславливается консистенцией теста. Требуемой густотой обладает тесто, которое дает лепешку диаметром около 18 см. Если тесто расплывается в лепешку диаметром менее 18 см, испытание повторить, увеличивая количество воды затворения; если диаметр лепешки больше 18 см, то количество воды затворения уменьшить. Нормальная густота гипсового теста выраж
ается числом кубических сантиметров воды, приходящейся на 100 г гипса. Результаты определения записать в табл. 1.
Таблица 1
Затем приготовить гипсовое тесто нормальной густоты из 200 г гипса, поместить его в кольцо от прибора Вика и провести ультразвуковые испытания.
Для измерений использовать преобразователи с собственной частотой колебаний 70 и 130 кГц. Поверхность преобразователей смазать консистентной смазкой.
Через определенные промежутки времени (от 15 с до 15 мин) определить прибором Д-14п время распространения УЗ волн по циф ровому индикатору.
Скорость распространения ультразвуковых волн рассчитать по формуле
,
где l – база прозвучивания образца, м; r – время распространения волн, с.
Результаты испытаний записать в табл. 2.
Таблица 2
| Время, с | |||||||||||||
| Показания прибора, мкс | |||||||||||||
| Скорость ультразвука, м/с |
По данным измерений построить кривую изменения скорости ультразвука при твердении исследуемого материала и отметить на ней характерные этапы структурообразования.
Контрольные вопросы
1.
В чем преимущества неразрушающих методов контроля?
2. Сущность ультразвукового импульсного метода.
3. Какие этапы структурообразования фиксируются на кривой изменения скорости ультразвука?
4.
Сущность этапов твердения вяжущих веществ.
Лабораторная работа
№ 2
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ
ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы
– научиться определять прочность бетонных образцов при помощи прибора УК-14п; изучить методику ультразвукового контроля прочности бетона на приборе УК-14п.
1.
Теоретические положения
Ультразвук – это упругие колебания среды с частотой более 15-20 кГц. Распространение волн ультразвука подчиняется общим законам акустики. Ультразвук получают, используя пьезоэлектрический или магнитоэлектрический эффект.
Физической основой применения ультразвукового импульсного метода контроля свойств материала является связь между скоростью распространения упругих волн и характеристикой материала.
Скорость распространения ультразвука определяют по формуле
,
где V – скорость ультразвука, м/с; l – база прозвучивания, мм; t – время, мкс.
При этом база прозвучивания измеряется с точностью до ± 0,3 % на образцах и ± 0,5 % на изделиях.
2.
Назначение прибора УК-14п
2.1. Прибор ультразвуковой УК - 14п предназначен:
Для определения прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях с максимальными размерами не менее 3 м в диапазоне 10-15 МПа с погрешностью, не превышающей 12 %, по методике, изложенной в ГОСТ 17624-87;
Контроля твердения бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях в процессе тепловой обработки и твердения их в естественных условиях по методике, изложенной в ГОСТ 24467-80;
Контроля качества огнеупорных бетонных изделий по методике, изложенной в ГОСТ 24830-81;
Определения прочности при сжатии кирпича и камней силикатных по методике, изложенной в ГОСТ 24332-80;
Определения скорости распространения упругих продольных волн в твердых горных породах по методике, изложенной в ГОСТ 21 153.7-75, путем измерения времени (скорости) распространения ультразвуковых колебаний (УЗК).
2.2. Прибор может быть использован для обнаружения дефектов типа несплошностей (зон расслоения и нарушенного адгезионного сцепления) в изделиях из бетона путем измерения длительности фронта первого вступления принятого сигнала.
2.3. Прибор предназначен для работы в заводских условиях, на предприятиях стройиндустрии, строящихся и эксплуатируемых зданиях и сооружениях.
2.4. Прибор эксплуатируется при температуре окружающего воздуха от минус 10 до плюс 50 С и относительной влажности 95 % при 35° С и более низких температурах без конденсации влаги.
2.5. Преобразователи, которыми укомплектован прибор, соответствуют ТУ 25-06.2554-85.
Степень защиты преобразователей УР 53 – по ГОСТ 12997-84.
3. У
стройство и работа прибора УК-14п
3.1. Прибор УК - 14п (рисунок) реализует звуковой импульсный метод с раздельным вводом в материал и последующим приемом прошедших через него УЗК.
Прибор двухсторонним доступом к изделию с помощью преобразователей осуществляет сквозное прозвучивание, при одностороннем доступе прозвучивание осуществляется установкой преобразователей на одной поверхности. В приборе предусмотрены два режима работы. В одном режиме прибор автоматически измеряет время, за которое передний фронт ультразвукового импульса проходит известную базу в материале образца или изделия, на основании чего рассчитывается скорость распространения волн. В другом режиме работы прибор измеряет длительность фронта первой полуволны принятого ультразвукового импульса.
3.2. Функциональная схема прибора представлена на рисунке.
Функциональная схема
прибора УК-14п : 1 – синхронизатор;
2 – генератор импульсов; 3 – излучающий
преобразователь; 5 – дифференциальный усилитель;
6 – усилитель; 7 – первое пороговое устройство;
8 – второе пороговое устройство; 9 – первый триггер
Ворот; 10 – второй триггер ворот; 11 – коммутатор;
12 – преобразователь временного интервала в цифровой код;
13
– блок питания (на схеме не показан)
Принцип работы прибора УК-14п основан на импульсном методе измерения времени распространения ультразвуковых продольных колебаний при прозвучивании контролируемого изделия.
4. Подготовка к работе
4.1. Для приведения прибора в рабочее состояние включить в сеть шнур сетевого блока питания и кнопку сетевого питания «Сеть», которая находится на верхней стенке сетевого блока питания: при этом должен загореться индикатор красного свечения «Сеть» на сетевом блоке питания.
4.2. При питании прибора от гальванического элемента вставить в держатель 6 гальванических элементов А-343 типа ПРИМА и соединить держатель элементов с электронным блоком прибора.
4.3. При питании прибора от автономного источника питания подключить контакты «+» и «–» электронного блока с помощью соединителей ЩЮ 5.282.045 и ЩЮ 5.282.045-01 к выводам «+» и «-» (соответственно) источника питания.
4.4. Перед работой с прибором выполнить следующие под-готовительные работы:
Подключить преобразователи к разъемам «(->’ и ->’’)» прибора;
Включить прибор нажатием кнопки "ВКЛ", при этом должен загореться индикатор включения электропитания "ВКЛ"" и индикатор включения «РЕЖИМ» t .
4.5. Произвести коррекцию систематической погрешности прибора с помощью комплекта отраслевых стандартных образцов КМД 19-0, оргстекла ТОСП (МД 19-0-1, МД 19-0-2):
Установить преобразователи соосно на торцевых поверхностях образца МД 19-0-1, предварительно смазанных контактной жидкостью (масло касторовое, ГОСТ 6990-75);
Измерить временя распространения УЗК по цифровому индикатору "ВРЕМЯ", мкс;
Произвести аналогичные измерения времени распространения УЗК в образцах МД 19-0-1 и МД 19-0-2, установленных друг на друга через контактную смазку;
Вычислить «истинное» время распространения УЗК в образце МД 19-0-2 по формуле
,
где t 2 n – «истинное» время распространения УЗК в образце МД 19-0-2, мкс; t 3 – время распространения УЗК в образцах МД 19-0-1 и МД 19-0-2, мкс; t 1 – время распространения УЗК в образце МД 19-0-1, мкс;
Установить преобразователи соосно на торцевых поверхностях образца МД 19-0-2, предварительно смазанных контактной жидкостью, и с помощью регулировки «-0-» добиться равенства измеряемого t 2 и «истинного» времени распространения УЗК.
Коррекцию систематической погрешности измерения временных интервалов необходимо проводить перед началом работы и при смене преобразователей.
5. Порядок работы
5.1. Измерить время распространения УЗК в образцах и изделиях:
Выполнить операции, изложенные в п. 4.1 - 4.3;
Установить преобразователи соосно на образце материала или контролируемого изделия, предварительно смазанном контактной смазкой;
- при наличии устойчивых показаний зафиксировать результат по цифровому индикатору "ВРЕМЯ", мкс.
5. 2. Измерить длительность фронта первого вступления сигнала:
- выполнить операции, изложенные в п. 4.1 - 4.3;
- переключить режим работы переключателя S I РЕЖИМ t, при этом должен загореться индикатор Ч ;
- при наличии устойчивых показаний зафиксировать результаты по цифровому индикатору "ВРЕМЯ", мкс;
5. 3. При необходимости переключения в режим измерения времени распространения УЗК необходимо нажать переключатель S I РЕЖИМ t.
5. 4. В интервале измерения времени распространения УЗК от 20 до 9 900 мкс в показаниях индикатора прибора могут отсутствовать значения от 999,9 до 1001 мкс.
5.5. В целях исключения сбоя показаний индикатора при проведении измерений прибором с подключенными преобразователями через кабели 10 м оператор не должен касаться руками одновременно обоих преобразователей.
6. Определение скорости ультразвука
и прочности бетона
Подготовленный образец прозвучивать в соответствии с п.5. Время прохождения ультразвука использовать для расчета скорости ультразвука по формуле
или 
,
в зависимости от наличия таблиц.
Коэффициент
С
устанавливают экспериментально на основании ультразвуковых и механических испытаний образцов бетона. Для расчета коэффициента
С
используют образцы, разброс значений скорости в которых не превышает 5 %. Для построения тарировочных кривых
R
=
f
(V)
, как правило, используют 100-200образцов. Результаты испытаний записать в таблицу.
По результатам испытаний построить график зависимости скорости ультразвука от прочности бетона R
сж
.
Контрольные вопросы
1
. Что такое ультразвук?
2. Какие методы ультразвукового контроля строительных материалов Вы знаете? Дайте им краткую характеристику.
3. Что является основой ультразвукового метода контроля свойств материалов?
4. Как определяется прочность бетона ультразвуковым методом?
Лабораторная работа
№
3
КАЧЕСТВЕННЫЙ РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ (РАСШИФРОВКА РЕНТГЕНОГРАММ)
Цель работы
– освоение методики по определению качественного состава затвердевших каменных образцов на основе вяжущих веществ с помощью ПФА.
1.
Теоретические положения
Под рентгенографическим анализом понимается совокупность разнообразных методов исследования, в которых используется рентгеновское излучение – поперечные электромагнитные колебания с длиной волны 10 -2 - 10 2 А 0 .
Рентгеноструктурный анализ является более универсальным и совершенным методов исследования материалов по сравнению с другими методами анализа. Этот метод позволяет производить не только качественный и количественный фазовый анализы сложных по составу) материалов, но и определять строение кристаллической решетки индивидуальных соединений. Как метод фазового анализа он особенно полезен при исследовании твердых растворов, явлений полиморфизма, процессов распада и синтеза новых соединений.
В зависимости от целей рентгеновского анализа и вида объекта применяются различные методы исследования:
Для поликристаллов – метод порошков Дебая-Шерера;
Для монокристаллов – метод вращения, метод рентгенгониометра Лауэ.
Для изучения структуры сырьевых материалов, клинкера и цементов широко применяется в настоящее время метод с ионизационной регистрацией излучения (приборы УРС-50 ИМ, ДРОН-1). Основным преимуществом этого метода является высокая чувствительность по отношению к отдельным минералам и значительное сокращение времени анализа.
Исследование вяжущих материалов методом рентгеноструктурного анализа направлено в основном на определение состава и количества соединений, образующихся в изучаемом продукте, а также дисперсности твердой фазы
2.
Подготовка материала для рентгеновского анализа
Исследуемый материал (10 г) измельчить до полного прохождения через сито № 0,6, после чего набить в держатель из органического стекла, имеющий диаметр кольца 20-25 мм и глубину до 3 мм. Набивку производить постепенно, слой за слоем, причем каждый слой смачивать несколькими каплями абсолютированного спирта. Слои уплотнять специальной лопаточкой. Излишек порошка с заполненной до краев поверхности срезать острым ножом так, чтобы поверхность образца стала гладкой, поскольку от этого зависит точность опыта. Заполненную материалом кювету установить в аппарат и записать рентгенограммы при том или ином режиме работы.
3. Качественный фазовый анализ
Качественный фазовый анализ производится сравнением межплоскостных расстояний d
и их интенсивности J
, полученных при расшифровке данной рентгенограммы с табличными данными. Знание химического состава вещества облегчает проведение расшифровки рентгенограммы, так как позволяет предположить возможный минералогический состав продукта.
Вид рентгенограммы
Кристаллы каждого индивидуального химического соединения дают специфическую, только им присущую рентгенограмму с характерными величинами межплоскостных расстояний и определенной интенсивностью соответствующих отражений.
Идентификация фазы считается достаточно надежной, если на рентгенограмме наблюдается не менее трех наиболее интенсивных ее линий.
Полученная в результате определения рентгенограмма представляет из себя ломаную линию с резко выделяющимися на ней пиками (рисунок), высота которых зависит от количества минерала в клинкере, например и от коэффициента усиления пересчетного устройства установки, настраиваемого обычно по наиболее интенсивному пику, причем колебания записи 1-3 мм на рентгенограмме от нулевого положения считаются фоном самого прибора и при расшифровке во внимание не принимаются. Одновременно с записью рентгенограммы установка автоматически наносит на неё сетку контрольных линий (через 0,5є или 1є), соответствующих углам отражения рентгеновских лучей от образца, которое позволяет при расшифровке рентгенограммы перейти к межплоскостным расстояниям кристаллической решетки исследуемого образца (табл. 1).
Таблица 1
Пример ра
сшифровки рентгенограмм
| Номер пика | Угол, є | d | J | Идентифицируемая фаза (в скобках на эталонных рентгенограммах) |
||
| 1 | 10є00 | 4.44 | 1 | - | - | Галлуазит (с) |
| 2 | 10є00 | 4.25 | 3 | - | Кварц (с) | - |
| 3 | 11є33 | 3.85 | 10 | Кальцит (срс) | - | - |
| 4 | 13є19 | 3.35 | 20 | - | Кварц (с) | - |
| 5 | 14є42 | 3.04 | 100 | Кальцит (оос) | - | - |
| 6 | 15є45 | 2.84 | 2 | Кальцит (осл) | - | - |
| 7 | 16є42 | 2.68 | 1 | - | - | Галлуазит (сл) |
| 8 | 18є00 | 2.49 | 12 | Кальцит (ср) | - | - |
| 9 | 19є48 | 2.28 | 18 | Кальцит (с) | Кварц (ср) | - |
| 10 | 21є39 | 2.09 | 14 | Кальцит (с) | - | - |
| 11 | 23є00 | 1.97 | 1 | - | Кварц (сл) | - |
| 12 | 23є51 | 1.93 | 18 | Кальцит (с) | - | Галлуазит (сл) |
| 13 | 24є18 | 1.87 | 18 | Кальцит (с) | - | - |
| 14 | 25є09 | 1.81 | 2 | - | Кварц (с) | - |
| 15 | 28є27 | 1.62 | 3 | Кальцит (осл) | - | - |
| 16 | 28є48 | 1.60 | 5.5 | Кальцит (ср) | - | - |
| 17 | 30є30 | 1.52 | 5 | Кальцит (ср) | - | - |
| 18 | 30є45 | 1.51 | 4.5 | - | - | Галлуазит (ос) |
| 19 | 31є42 | 1.47 | 1 | - | Кварц (сл) | - |
| 20 | 32є25 | 1.44 | 5 | Кальцит (сл) | - | - |
| 21 | 32є54 | 1.42 | 4 | Кальцит (оосл) | - | - |
При идентификации фаз в ходе качественного рентгенографического анализа следует учитывать ряд обстоятельств, влияющих на правильность и точность определения состава многофазовых смесей:
1. При сравнении величин d на полученной и эталонной рентгенограммах следует иметь в виду, что их значения в определенных пределах могут отличаться друг от друга. Допустимое отклонение d = ±1%.
2. Идентификация надежна, если на рентгенограмме исследуемого материала наблюдается, по крайней мере, 3-5 наиболее интенсивных линий данного соединения.
3. Каждую фазу можно идентифицировать только при ее определенном минимальном содержании в исследуемой смеси. Это минимальное количество называется чувствительностью метода. Например, при анализе клинкерных минералов на фотопленке наблюдаются отчетливые линии, когда их содержание в исследуемом материале составляет не менее 2-3 %.
4. При сравнении интенсивности дифракционных максимумов исследуемой и эталонной рентгенограмм следует учитывать, что абсолютные величины, соотношение интенсивности и характер пиков могут существенно изменяться в зависимости от состава смеси, размера кристаллов, условий съемки и т.д. Например, при совпадении линий двух фаз их интенсивности будут суммироваться.