Определение прочности бетона ультразвуковым методом

Теоретические основы испытания бетона ультразвуком

Ультразвуковой метод разработан для проверки качества и определения прочности тяжелых, ячеистых и силикатных бетонов, а также марок, в состав которых входят пористые заполнители. Измеряемым параметром является скорость прохождения через бетонный слой ультразвукового сигнала. Толщина конструкции может быть от нескольких сантиметров до 10 метров в зависимости от типа применяемого оборудования. Принцип действия прибора похож на эхолот: специальные датчики измеряют время между запуском ультразвуковой волны и фиксацией отраженного сигнала, на основании которого вычисляется скорость ультразвука. Далее по известным графическим зависимостям определяется прочность.

Прибор для ультразвукового испытания способен фиксировать временные интервалы, исчисляемые в микросекундах (10^-6). Высокочастотный генератор периодически испускает электромагнитные импульсы на ультразвуковой преобразователь, который одновременно действует как излучатель. Далее волна попадает в приемник, где происходит обратный процесс – преобразование ультразвука в электрический сигнал. После усиления импульс попадает в электронно-лучевую трубку, на выходе из которой отображается развертка с отметками запуска и приемки импульса. Разность между отметками является временем прохождения ультразвукового сигнала через слой бетона.

Для построения диаграмм зависимости скорости ультразвука от прочности проводят серию специальных испытаний стандартов – эталонных кубов. Скорость распространения ультразвука сильно зависит от содержания воды, поэтому важно, чтобы бетон в кубах и в конструкции имел одинаковую влажность. Если для испытаний были использованы влажные образцы, а бетон в конструкции намного суше, то расчетная прочность будет на 12-15% ниже реальной.

Преимущества ультразвукового контроля бетона

Традиционные методы контроля качества бетона, основанные на лабораторных испытаниях образцов, не дают полной информации о состоянии бетонной конструкции. Эксперименты проводятся на отдельных образцах, а окончательный результат определяется расчетным методом по эмпирическим формулам. На основе полученных данных бетон относят к определенному классу и марке, но это не является гарантией требуемых физических характеристик в возведенной конструкции. Кроме того, нельзя исключить риск некорректного отбора образцов, что ведет к искажению результатов.

Неразрушающий метод контроля с помощью ультразвука – оптимальный способ обследования любой бетонной конструкции. Основными преимуществами метода являются доступная стоимость, оперативность, высокая точность. Ультразвуковое исследование позволяет определить следующие характеристики:

Ультразвук помогает выявить скрытые дефекты (трещины, каверны, раковины и др.) в монолитных сооружениях, а также с достаточной точностью определить толщину бетонного слоя.

Важно: ультразвук может использоваться для обследования конструкций, выполненных из одной марки бетона. Метод не применим для диагностики прочности бетонов, изготовленных из различных материалов, взятых в произвольном соотношении.

Ультразвуковое испытание бетона дает возможность определить толщину дорожного полотна, если высота плит не имеет значительных перепадов. По времени прохождения прямого и отраженного ультразвукового импульса определяется скорость, а затем вычисляется и толщина слоя.

Стоимость оборудования для испытания ультразвуком достаточно высока, и его приобретение не всегда рентабельно. При необходимости обследования бетонных конструкций или проверки качества бетона целесообразно обращаться в компании, имеющие лицензию на проведение испытаний. Подобные лаборатории действуют во всех крупных городах, Москва – не исключение.