16.2.4 Акустичний метод визначення міцності

Електронно-акустичний метод заснований на використанні зв’язку між міцністю та пружньо-пластичними властивостями матеріалу, з одного боку, та його акустичними характеристиками – з іншого.

Найчастіше на практиці використовуються акустичні методи контролю якості й, зокрема, міцності бетону, які поділяють на імпульсний та резонансний.

16.2.4.1 Акустичний метод визначення міцності

Імпульсний метод заснований на визначенні швидкості поширення пружних хвиль у матеріалі, що випробується, та характеристиці їх поглинання за допомогою ультразвукового приладу.

Принципова схема цього методу наведена на рис. 16.9. Принцип дії методу полягає в наступному.

1 – зразок бетону, що випробується; 2 – випромінювач; 3 – генератор імпульсів; 4 – задавальний генератор; 5 – чекаюча розгортка; 6 – генератор позначок часу; 7 – електронно-променева трубка або покажчик часу; 8 – посилювач; 9 – приймач

Рисунок 16.9 – Принципова схема імпульсного методу визначення якості бетону

Збуджувані високочастотним генератором 3 ультразвукові імпульси попадають на випромінювач 2, в якому вони перетворюються на механічні коливання. Коливання проходять через зразок бетону 1 та попадають на приймач 9, де вони перетворюються на електричні імпульси, які, посилюючись у посилювачі, потрапляють на електронну трубку або цифровий індексатор 7. Генератор позначок часу допомагає точно визначити час в мікросекундах проходження ультразвуку через зразок будівельного матеріалу або виробу.

Маючи відтарирований графік та знаючи середню швидкість проходження ультразвуку в бетоні, визначають його міцність.

Найбільш поширені імпульсні ультразвукові прилади типу ДУК, УКБ-1, ЛИМ-3.

В науково-дослідній групі, створеній в 1976 р. при кафедрі будівельних матеріалів, розроблений ряд імпульсних ультразвукових приладів:

– ультразвуковий вимірювач швидкості типу УИС-15М;

– пристрій для контролю управління процесами теплової обробки бетону;

– акустична ручка «Контакт»;

– ультразвуковий вимірювач швидкості типу УИС-18;

– ультразвуковий вимірювач швидкості типу УИС-17 та ін.

Ці малогабаритні переносні прилади набули широкого застосування при визначенні міцності будівельних матеріалів та виробів і технології їх одержання.

16.2.4.2 Резонансний метод визначення міцності

Резонансний метод заснований на вимірюванні міцності будівельних матеріалів та виробів за частотою власних коливань та визначенні характеристики їх затухання.

Користуючись значенням виміряної резонансної частоти коливань зразка матеріалу прямокутного перетину, можна визначити динамічний модуль пружності матеріалу, що випробується, характеризуючий його міцність:

, (16.4)

де l – довжина зразка, см;

b, a – висота та ширина перетину зразка, см;

m – маса зразка, кг;

f – частота коливань згину, Гц;

0,965^.10^-3 – коефіцієнт, що враховує характер власних коливань зразка та обрані одиниці величин.

Для визначення динамічного модуля матеріалів використовують прилади типів ИКВТ-2, ИАЗ, ИЧЗ та ін.

Імпульсний метод визначення якості будівельних матеріалів та виробів застосовують більш широко, і тому в цих методичних вказівках йому надається більша увага.