1.3 Ультразвуковой прибор ук-1401

1.3.1 Тарировочные кривые

При организации ультразвукового контроля прочности бетона и железобетонных изделий необходимо предварительно получить так называемую тарировочную кривую - связи скорости прохождения ультразвуковых колебаний через изделие (V) с характеристикой прочности бетона при сжатии (R_b) для рассматриваемого состава бетона.

Для построения тарировочной зависимости R_b=f(V) изготавливают и испытывают не менее 15 серий образцов по ГОСТ 10180-78. Изменение прочности бетона в образцах достигают за счет изменения расхода цемента и В/Ц отношения. Возраст бетона исследуемой конструкции не должен отличаться при этом от возраста образцов, используемых для построения тарировочной кривой более чем на 50%. Кроме отмеченного, следует помнить, что на зависимость R_b=f(V) оказывают определенное влияние многие факторы: тип и состав крупного заполнителя, расход цемента, вид тепловой обработки, марки цемента, их минералогический состав, тонкость помола, содержание различных добавок, влажность бетона, качество акустического контакта датчика с бетоном и др.

Рисунок 1.2 - Зависимость прочности бетона при сжатии R_b от скорости ультразвука V

1.3.2 Определение прочности бетона

На практике прочность бетона можно определить ультразвуковым методом. Испытание состоит в измерении времени распространения ультразвука в бетоне (t) и измерении величины скорости (v). Затем по зависимости R_b=f(V) определяют прочность бетона на сжатие.

3. Определение динамического и статического модуля упругости бетона

По скорости распространения ультразвука в бетоне исследуемой конструкции, динамический модуль упругости бетона (Е_Д) можно вычислить по формуле

, (1.1)

где V - скорость распространения колебаний, м/с;

- плотность бетона, определяется по формуле

, (1.2)

где γ- объёмный вес бетона;

γ =24 - 25 кН/м³ - для тяжелого бетона;

γ = 11 - 18 кН /м³ - для легкого бетона;

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с²;

К - коэффициент, зависящий от значения динамического коэффициента Пуассона (_д) исследуемого бетона, который в свою очередь определяется массивностью и соотношением геометрических размеров прозвучиваемой среды.

При неограниченной среде

; (1.3)

при среде в виде плиты

; (1.4)

при среде в виде стержня

К₃=1, (1.5)

где _д - определяется по таблице 1.1 в зависимости от возраста и вида тепловой обработки.

Результаты экспериментов показывают, что динамический модуль упругости бетона (Е_д) находится в определенной связи со статическими характеристиками упругости бетона. В частности, динамический модуль упругости бетона (Е_д) связан со статическими характеристиками модуля

Таблица 1.1 - Динамический коэффициент Пуассона
Возраст бетона, суток	д для бетона
	пропаренного	нормального твердения
до 7 суток	0.25	0.30
от 7 до 20	0.23	0.26
от 20 до 28	0.20	0.23
от 28 и более	0.20	0.20

упругости (Е) следующими эмпирическими формулами в зависимости от интервала изменения динамического модуля упругости бетона:

при изменении динамического модуля упругости бетона

Е_Д от 20 000 до 50 000 МПа

статический модуль упругости будет равен

Е = Е_Д - 8 000 (МПа); (1.6)

при изменении динамического модуля упругости бетона

Е_Д от 50 000 до 60 000 МПа

статический модуль упругости будет равен

Е = 6/5 (Е_Д - 15 000) (МПа). (1.7)

Последние формулы можно использовать для вычисления статического модуля упругости бетона.

Начальный модуль упругости по формуле Гвоздева А.А.

(МПа) . (1.8)