Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений
1. Неразрушающие методы испытания строительных конструкций.
Разрушение реальных объектов с целью выявления предельных несущих способностей экономически не оправдано. НМ построены на косвенном определении свойств и характеристик объектов испытания.
По видам испытаний: 1. Метод проникающих сред – регистрация индикаторных жидкостей или газов, проникающих в объект. 2. Механические – анализ местных разрушений, перемещений при внедрении нагрузочного органа. 3. Оптические – испытания моделей и конструкций в проходящем и отраженном излучении. 4. Акустические – определение параметров упругих колебаний с помощью ультразвуковой нагрузки. 5. Магнитные – индукционный и магнитопорошковый. 6. Радиационные – исследование просвечиванием объекта проникающим излучением 7. Радиоволновые – эффект распространения высокочастотных и сверхчастотных колебаний в объектах. 8. Электрические – оценка электроемкости, электроиндуктивности и электросопротивления.
Неразрушающие испытания позволяют выявить действительное состояние конструкции, установить соответствие реальных свойств проектным.
Склерометрические. Определение прочности путем пластической деформации. Основан на зависимости между пределом прочности материала и размерами отпечатка на поверхности элемента, статическим или динамическим. Твердость по Бриннелю (шарик), по Роквеллу (алмазный конус). Прибор Польди: исследуемый материал, стальной шарик, эталонный брусок, ударный стержень, обойма прибора. – для стали, динамического воздействия – для стали.
Для бетона. Факторы: 1. большой разброс результатов из-за неоднородности материала. 2. возможная карбонизация или увлажнение поверхностного слоя. 3. расхождение прочностных характеристик на глубине и на поверхности. Молоток Кашкарова: головка, корпус, стакан, эталонный стержень, пружина, рукоятка. Молоток Физделя – вес 250 гр, на конце шарик. Молоток Шмидта – основан на фиксации величины отскока стального бойка, удар осуществляется спуском пружины. Существует способ стрельбы (о прочности судят по глубине погружения).
Капиллярный метод. Для выявления трещин, не видимых вооруженным глазом. Дефекты выявляют путем образования индикаторных рисунков с высоким оптическим контрастом. При контроле нанося индикаторный пенетрат, который заполняет полости поверхностных дефектов. Жидкость в полости дефекта обнаруживают после нанесения проявителя. Либо обнаруживают скопление частиц порошка, взвешенного в жидкости, и отфильтровавшегося на поверхности дефекта. Индикаторные рисунки люминисцируют в ультрафиолете. Индикаторный пенетрат – керосин, невязкое масло, их смеси. проявитель – мел, сухой порошок, водная суспензия. Типы дефектоскопии: цветная, люминесцентная, люминесцентно-цветная. Поверхность очистить, высушить.
Индукционный метод – определить толщину защитного слоя и диаметр арматуры в ЖБК. Индуктивный преобразователь передвигается по поверхности конструкции. В корпусе прибора размещен аналогичный преобразователь с смещаемым ферромагнитным элементом, предназначенный для изменения индуктивного сопротивления при балансировке схемы. По мере приближения преобразователя к арматуре, разбаланс будет уменьшаться.
Определение напряжений с помощью магнитоупорного тестера – основан
Феррозондовый – возникновение ЭДС в результате искривления пути носителя тока в металлах, находящемся в магнитном поле. Более точная локализация.
1.Радиографический – основан на фиксации интенсивности излучения, прошедшего через объект. Используется рентгеновская пленка. 2. Радиоскопический – преобразовании скрытого рентгеновского или гамма-изображения просвечиваемого объекта в видимое световое на экранах преобразователей ионизирующего излучения. 3. Радиометрический метод основан на оценке изменения интенсивности пучка излучения, прошедшего через просвечиваемый объект (газоразрядные счетчики, ионизационные камеры). Применение: сварные швы, однородность материалов, прокатные листы, коррозионные поражения, толщина ЗСБ, размер и расположение арматуры в строительных конструкциях, измерение напряжений, определение объемных масс, определение толщин, определение влажности.
Способы просвечивания: Двухсторонний (источник, детектор, регистрирующий прибор). Односторонний (регистрация интенсивности рассеянного излучения). Глубина расположения дефекта определяется при двух положениях источника. Влажность определяется при помощи быстрых нейтронов. В процессе упругого рассеяния нейтроны замедляются, лучше всего на ядрах атомов легких элементов, водород.
Акустические методы. Методы основаны на возбуждении упругих механических колебаний. По параметрам колебаний и условиям их распространения судят о физико-механических характеристиках и состоянии материала. Делятся на: ультразвуковые (от 20 000 Гц и выше), колебания звуковых частот (20..20 000 Гц), инфразвуковые (до 20 Гц). Для возбуждения УЗ волн устанавливают преобразователи переменного электрического тока (пъезоэффект) – приемник и излучатель, регистрирующая аппаратура. На исследуемый материал наносят контактную среду. УЗ колебания вводят в исследуемую среду узким направленным пучком с малым углом расхождения. В воздушных прослойках УЗ волны затухают. Различают продольные и поперечные волны. Скорость распространения волн – основной показатель свойств материала.
Способы прозвучивания. Сквозное – излучатель и приемник с разных сторон исследуемого объекта. Направление нормальное и наклонное. Эхо-метод – излучатель и приемник с одной стороны, удобно при использовании 1 преобразователя.
По характеру излучения. Метод непрерывного излучения – подача переменного тока постоянной частоты, дефектоскопы для выявления дефектов по направлению звуковой тени. Импульсный метод – через промежутки 25, 50 раз в секунду, подаются короткие серии колебаний высоко частоты.
Применение УЗ методов. 1. Определение динамического модуля упругости. 2. Определение толщины при одностороннем доступе, используется непрерывное излучение. 3. Определение глубины трещин в бетоне. В ж/б конcтрукциях: 1. Определение прочности (зависимость со скоростью распространения волн). 2. Контроль однородности. 3. Выявление и исследование дефектов сквозным прозвучиванием. 4. Определение толщины верхнего ослабленного слоя, слои разной плотности. В металлических: 1. Импульсная дефектоскопия швов сварных соединений 2. Дефектоскопия основного материала 3. Толщинометрия
Метод акустической эмиссии. Основан на регистрации акустических волн в твердых телах при пластическом деформировании и при возникновении трещин. Регистрируя скорость движения волн эмиссии можно обнаруживать опасные дефекты. На поверхности объекта устанавливается ряд приемников, регистрирующих момент прихода импульсов и их значения в процессе нагружения конструкции.