Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕР АЛОВ |
|||
|
|
|
И |
|
Учебное пособиеД |
||
|
|
А |
|
|
б |
|
|
остав тель И.Л. Чулкова |
|||
и |
|
|
|
С |
|
|
|
Омск ♦ 2017
УДК 691:620.171.2 ББК 38.3:38.300.6
И72
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензенты:
С.В. Жуков (начальник отдела контроля за ходом строительства линейных объектов департамента строительства, г. Омск);
д-р техн. наук, проф. Ю.Е. Пономаренко (СибАДИ)
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве учебного пособия.
И72 Инструментальные методы исследования строительных материалов
[Электронный ресурс] : учебное пособие / сост. И.Л. Чулкова ; кафедра «Строительные материалы и специальные технологии». – Электрон. дан. − Омск : СибАДИ, 2017. –
URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r_plus/cgiirbis_64_ft.exe. - Режим доступа: для
авторизованных пользователей..
Даны теоретические положения по исследованию физико-химических и механических свойств строительных материалов. Рассмотрены ультразвуковой контроль кинетики твердения и контроль прочности строительных материалов. Изложены основы
рентгеновской дифрактометрии, качественного рентгенофазового анализа,
дифференциально-термического анализа (качественного и количественного) и
термогравиметрии.
Имеет интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначено для магистрантов строительных направлений и других категорий обучающихся, изучающ х про зводство строительных материалов, также может быть
полезным студентам, асп рантам, инженерно-техническим работникам, организаторам производства, строителям друг м лицам, связанным со строительной индустрией.
ISBN 978-СибАДИ5-93204-857-3.
Текстовое (символьное) издание (3,0 МБ)
Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ;
1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов
Adobe Acrobat Reader ; Google Chrome
Редактор И.Г. Кузнецова Издание первое. Дата подписания к использованию 06.04.2017
Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2017
Введение
В настоящем пособии обучающиеся знакомятся с основными методиками ультразвукового метода определения кинетики твердения строительных материалов на основе вяжущих материалов, ультразвукового метода определения прочности строительных материалов и освоения метода расшифровки рентгенограмм.
Пособие предназначено для магистрантов, обучающиеся по направлению «Строительство» магистерских программ «Современные отделочные и изоляционные материалы» и «Производство дорожных и строительных материалов», может служить основным пособием при выполнении курсовой работы по инструментальным методам исследования строительных материалов и специальной части
магистерской диссертации. |
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
3
1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ КИНЕТИКИ ТВЕРДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
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 физические показатели,
справедливые |
не только для |
малых, но и для крупных образцов |
деталей. |
|
И |
Скорость |
распространения |
ультразвуковых колебаний хорошо |
характеризует упругие свойства материала, а затухание колебаний – его |
||||
вязкопластические |
свойства. |
Д |
изменения |
скорости |
Характер |
||||
ультразвукового сигнала соответствует характеру нарастания прочности независимо от условий твердения, т.е. ультразвуковой метод позволяет получать устойчивую информациюА о твердении строительных материалов на протяжении длительного времени.
Применение ультразвуковогоб импульсного метода как средства контроля оправдано тем, что ультразвук характеризуется двумя особенностями – малымиидл нами волн и высокими плотностями акустической энерг . Ультразвуковые колебания не обтекают препятствияС, а дают звуковые тени и могут быть получены в виде узких направленных пучков – ультразвуковых лучей.
Рис. 1. Изменение скорости ультразвука при твердении вяжущих веществ
4
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)
[1].
Для анализа процесса твердения его условно разделяют на отдельные этапы, границы которых фиксируются на кривой изменения скорости ультразвука в материале и отмечены периодами времени t1, t2,
t3 (рис. 1).
Начальное структурообразование, характеризующееся значениями времени t1 и t2, 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 t3 [2].
|
|
А |
|
Контрольные вопросы и задания:И |
|
1. |
В чем преимущества неразрушающихДметодов контроля? |
|
2. |
В чем сущность ультразвукового импульсного метода? |
|
3. |
и |
|
Какие этапы структурирования фиксируются на кривой изменения |
||
скорости ультразвука? |
|
|
|
С |
|
4. |
Какие могут быть этапыбтвердения вяжущих веществ? |
|
5
2. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
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
V = |
l 10 |
6 |
, |
(1) |
t |
|
|||
|
|
|
|
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 [3]. |
|
И |
|
|
|
2.1. Назначение прибора УК-14п |
||
|
Д |
|
Прибор ультразвуковой УК-14п предназначен для: |
||
А |
|
|
- определен я прочности бетона в сборных и монолитных |
||
бетонных и железобетонных |
изделиях |
и конструкциях |
с |
|
|
б |
|
|
|
максимальными размерами не менее 3 м в диапазоне 10 – 15 МПа с |
||||
погрешностью, неипревышающей 12%, по методике, изложенной в |
||||
ГОСТ 17624–87; |
|
|
|
|
- контроля твердения бетона в сборных и монолитных бетонных |
||||
С |
|
в процессе |
тепловой обработки |
и |
и железобетонных конструкциях |
||||
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).
6