1.3. Метод пружного відскоку базується на кореляційній залежності між пружними характеристиками матеріалу та його міцністю. Цю залежність визначають приладами, побудованими за двома принципами.

Один із них оснований на підскакуванні бійка від ударника  ковадла, притиснутого до поверхні бетону; другий  на підскакуванні бійка безпосередньо від бетону. Більш поширеним є перший метод, тому що, виконавши деталь ковадла, яке торкається бетонної поверхні, у вигляді кульки, можна отримати міцність як методом відскоку, так і методом відбитка, дублюючи виміри.

Для вимірювання відскоку використовують прилад, який називається склерометром. Склерометри розміщують на поверхні бетону, притискують до місця випробування з зусиллям, що зростає. При певному зусиллі звільняється ударна пружина, яка через бойок наносить удар по ударнику з однаковою енергією. За величиною відскоку бійка можна судити про міцність бетону на стиск. Випробування цим методом проводять у горизонтальному положенні. На Україні більш поширений прилад КМ (рис. 14).

Рис. 14. Пружинний прилад КМ: 1 ударник, 2 пружина, 3  бойок, 4 показчик, 5  шкала, 6 тримач, 7  заскочка, 8  упорний болт, 9  ручка

Основною частиною цього приладу є порожнистий циліндр, всередині якого знаходиться спіральна пружина 2. Всередині пружини поміщений металевий стрижень, на якому рухається бойок 3. Прилад закінчується ударником 1. Коли бойок займає початкове положення, що фіксується заскочкою 7, він розтягує пружину 2. При випробуванні прилад встановлюють перпендикулярно до поверхні. Тримаючи за рукоятку 9, натискують на ударник 1, бойок при цьому зводиться, розтягуючи пружину 2. Тримач 6 з заскочкою 7 упирається в упорний болт 5, звільнює бойок із зачеплення. Бойок під дією ударної пружини бє по ударнику і відскакує від нього. Показчик 4 фіксує за шкалою 5 значення відскоку бійка, яке характеризує його міцність. При випробуваннях бетону удари наносяться по поверхні не ближче 20 мм і не менше 50 мм від осі ударника до краю виробу.

Тарирувальні криві будуються для конкретних виробничих умов з встановленим технологічним режимом.

Застосовується також склерометр ОМШ-1.

При визначенні міцності бетону використовується метод ударного імпульсу (метод використання одного відбитка). До приладів, що працюють на цьому принципі відносяться склерометр ХПС.

Рис. 15. Склерометр ХПС: 1  ударний стрижень; 2  сегмент, який переключається; 3  бойок; 4  корпус приладу; 5  ударна пружина; 6, 7  заскочки; 8  тримач заскочок; 9  конічна гільза

Прилад складається із циліндричного корпуса 4, всередині якого розміщений пересувний ударний стрижень 1, який закінчується кулькою діаметром 10 мм, пружини 5, тримача заскочок, бойка, двох втулок і конічної гільзи 9.

Прилад встановлюють перпендикулярно по відношенню до поверхні бетонного зразка. Натискуючи рукою на кришку корпусу, ударний стрижень вдавлюють у внутрішній простір корпусу. При рухові він тягне за собою тримач із заскочками і бойок, одночасно стискуючи пружину до тих пір, поки заскочки не дійдуть до конічної гільзи, де вони розчіплюються, вивільнюючи бойок; останній під дією пружини ударяє по ударному стрижню.

В результаті удару на поверхні бетону зявляється відбиток. Сегментом 2 встановлюється необхідна енергія удару.

Діаметр відбитка вимірюється спеціальною лупою в двох взаємно перпендикулярних напрямках.

Приладом можна визначити міцність бетону в межах 5...60 МПа.

До приладів також типу відноситься ИПС-МГ4.03 (ИПС-МГ4). На відмінність від ХПС він обладнаний пристроєм маркування вимірювань типом виробу (балка, плита, ферма); функцією підрахування класу бетону з можливістю вибору коефіцієнтів варіації; має 9 градуйованих характеристик, які враховують вид бетону. Прилади можуть використовуватися для визначення міцності цегли та кераміки. Діапазон вимірювань 3...100 МПа, межа похибки вимірювання 8%.

Рис. 16. Загальний вигляд приладу ИСС-МГ4.03

Прилад ОНИКС-2.3 дозволяє визначати твердість, однорідність, щільність, пластичність різних матеріалів (цегла, мармур, композити, кольорові метали). Діапазон вимірювання 5...120; 0.5...30 МПа, похибка метода 5%.

Рис. 17. Загальний вигляд приладу ОНИКС-2.3

1.2. Акустичні методи випробувань:

1.2.1. фізичні основи акустичних методів;

1.2.2. ультразвукові методи (тіньовий метод, луна-метод, метод наскрізного прозвучування та поздовжнього профілювання)

1.2.3. резонансний метод;

1.2.4. імпедансний метод;

1.2.5. метод акустичної емісії.

1.3. Радіаційні методи:

1.3.1. метод проникальної радіації (радіографічний, радіоскопічний, радіометричний, ксерографічний методи);

1.3.2. метод швидких нейтронів.

Література:

1, стор. 138-148, 2, стор.77-91;

ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности;

ГОСТ 24332-88. Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности на сжатие;

ГОСТ 23858-79. Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Методы приемки;

ГОСТ 23667-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров.

ГОСТ 17623-87. Бетоны. Радиоизотопный метод определения средней плотности.

ГОСТ 17625-83. Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры.

1.2.1. Акустичні методи побудовані на дослідженні характеру розповсюдження звуку в конструкційних матеріалах. Звук  коливальний рух частинок пружного середовища, що розповсюджується у вигляді хвилі в газоподібному, рідкому та твердому середовищах. Пружні хвилі прийнято розділяти на інфразвукові частотою до 20 Гц, звукові, частота яких лежить в межах від 20 Гц до 20 кГц, ультразвукові частотою від 20 кГц до 1000 МГц та гіперзвукові, частота яких перевищує 1000 МГц. Під час дослідження бетонів і керамік використовують ультразвукові коливання частотою від 20 до 200 кГц, а металу та пластмаси  частотою від 30 кГц до 10 МГц..

Існує ряд методів використання ультразвуку на практиці. Найбільше поширення одержали ультразвуковий імпульсний, резонансний, імпедансний методи та метод акустичної емісії. Акустичні методи будуються на відомих залежностях, що визначають характер розповсюдження хвиль у суцільних середовищах. Малюнок розповсюдження хвиль досить складний, тому під час дії на середовище швидкоплинних процесів збуджуються хвилі різного типу.

Коливання виникають за допомогою генераторів, що працюють як пєзометричні та магнітострикційні перетворювачі. В перших  кристал, що має пєзометричні властивості (кварц, турмалін, титанат барію, сегнетова сіль) перетворює механічну енергію в електричну і навпаки. В других  магнітостріктер, який збирається з тонких ізольованих одна від одної металевих пластинок і має властивість стискуватися або розтягатися під впливом дії магнітного поля, також дає можливість виконати перетворення енергії із однієї в іншу.

Ультразвукові коливання в твердих тілах поділяються на поздовжні, поперечні та поверхневі. Їх утворення залежить від місця розташування генератора відносно геометричних форм конструкції.

Рис. 18. Утворення ультразвукових коливань: а  поздовжніх; б  поперечних; в  поверхневих; 1  хвилі; 2  напрям вібрації; 3  генератор

Збуджувачі коливань створюють хвилю поздовжнього типу. Для отримання поперечних хвиль використовують явище трансформації поздовжньої хвилі на межі розподілу двох середовищ.

На межу розподілу двох середовищ під кутом  падає поздовжня хвиля. На межі вона трансформується в проникальні та відбиті поздовжні і поперечні хвилі. Кут заломлення _long поздовжньої хвилі більший за кут заломлення _lat поперечної. Збільшуючи кут , можна досягнути такого положення, коли проникальна поздовжня хвиля розповсюджуватиметься лише по поверхні, а в іншому середовищі існуватиме лише поперечна. Подальше збільшення кута  дозволить досягти такого стану, коли поперечна хвиля другого середовища буде проходити на межі розподілу.

Рис. 19. Схема проходження хвиль через межу середовищ: 1, 3  поздовжні хвилі; 2  відбиті; 4  поперечна хвиля

Існують залежності між параметрами коливань, густиною та пружністю середовища:

, (7)

де   довжина хвилі;   швидкість; f  частота; E_d  динамічний модуль пружності; =/g (тут   густина матеріалу; g  прискорення сили тяжіння); _long, _lat  швидкості поздовжніх і поперечних хвиль;   коефіцієнт Пуассона.

Акустичними методами контролюють суцільність (виявляють тріщини, раковини, включення), товщину, структуру, фізико-механічні властивості (міцність, густину, модуль пружності, модуль зсуву, коефіцієнт Пуассона), вивчають кінетику руйнування.

За неруйнівного контролю акустичними методами реєструють частоту, амплітуду, час, механічний імпеданс (опір), спектральний склад коливань. Режим коливань може бути безперервним або імпульсним.