Зміна часу поширення ультразвукових коливань у бетоні за зміни умов проведення вимірювань

Abstract

UK: Постановка проблеми. Визначення фізико-механічних характеристик матеріалу експлуатованих конструкцій за допомогою неруйнівних методів визначення має значні обмеження. Вони викликані відмінностями складу бетону, параметрами структури конструкції та умовами проведення вимірювань. Значний вплив на достовірність неруйнівних методів визначення має особистий фактор, що залежить від фахівця, який виконує визначення. Мета дослідження. Оцінити вплив зусилля притискання ультразвукових приладів під час «сухого контакту» та необхідність дотримання вимог виробників приладів щодо величини зусилля притискання приладу. Методика. Виміри часу поширення ультразвукових коливань проведено за допомогою приладу «Пульсар 1.1» за зміни зусилля притискання приладу до бетону зразка в межах рекомендованих виробниками приладу, та меншого. Статистична обробка отриманих результатів (із візуалізацією) виконана з використанням програмного комплексу EXEL. Результати. Проведені дослідження підтвердили необхідність урахування величини зусилля притискання приладу до поверхні бетону під час вимірювання часу поширення ультразвукових коливань. Визначено, що у разі зміні зусилля притискання приладу можна виділити декілька інтервалів, для яких залежність «час поширення ультразвукових коливань – зусилля притискання приладу» апроксимується лінійно. Розміри та взаєморозташування таких інтервалів суттєво залежать від відмінності параметрів поверхні бетону конструкції, зміни складу бетонної суміші та її властивостей, умов формування та тверднення бетону. Для всіх випробувань (у разі розгляду всієї серії зразків) розмах вибірки більший ніж межі довірчого інтервалу. Розглядаючи кожен із зразків окремо від інших з’ясували, що розмах вибірки перебуває в межах довірчого інтервалу. Висновки. Дослідження підтвердили вплив на результати вимірювань зусилля притискання приладу до поверхні, складу, умов формування та тверднення бетону. Підвищення точності визначення фізико-механічних характеристик матеріалу конструкцій можливо при врахуванні вказаних вище факторів.

RU: Постановка проблемы. Определение физико-механических характеристик материала эксплуатируемых конструкций при помощи неразрушающих методов контроля имеет значительные ограничения. Эти ограничения вызваны различиями в составе бетона, параметрами структуры конструкции, а также условиями проведения измерений. Большое влияние на достоверность неразрушающих методов контроля имеет человеческий фактор, зависящий от уровня подготовки специалиста, который проводит измерения. Цель. Оценить влияние усилия прижима ультразвуковых приборов во время «сухого контакта» и необходимость соблюдения требований производителей приборов по величине усилия прижатия прибора. Методика. Измерение времени распространения ультразвуковых колебаний проведено при помощи прибора «Пульсар 1.1» при изменении усилия прижатия прибора к бетону образца в рекомендованном производителем прибора диапазоне и меньшим. Статистическая обработка полученных результатов (с визуализацией) выполнена с использованием программного комплекса EXEL Результаты. Проведенные исследования подтвердили необходимость учёта величины усилия прижатия прибора к поверхности бетона при измерении времени распространения ультразвуковых колебаний. Установлено, что при изменении величины усилия прижатия прибора к поверхности бетона можно выделить несколько интервалов для которых зависимость «время распространения ультразвуковых колебаний – усилие прижатия прибора» аппроксимируется линейно. Размеры та взаиморасположение таких интервалов существенно зависит от изменений параметров поверхности бетону конструкции, изменение состава бетонной смеси и её свойств, условий формования и твердения бетона. Для всех испытаний (при рассматривании всей серии образцов) размах выборки больше чем границы доверительного интервала. При рассмотрении каждого из образцов отдельно от остальных размах выборки находится в границах доверительного интервала. Выводы. Проведенные исследования подтвердили влияние на результаты измерений усилия прижима прибора к поверхности, состава и свойств бетонной смеси, условий формования и твердения бетона. Повышения точности определения физико-механических характеристик материала конструкций возможно при учёте вышеуказанных факторов.

EN: Problem statement. The determination of physicomechanical characteristics of the material of the structures in operation using non-destructive testing methods has significant limitations. These restrictions are caused by differences in the composition of concrete, the parameters of the construction of the structure as well as the conditions of measurement. The human factor depends on the level of training of the specialist who carries out the measurements. Рurpose. To evaluate the impact of ultrasonic devices pressing during the "dry contact" and the need to comply with the requirements of device manufacturers regarding the size of the force of pressing the device. Methods. The measurement of the propagation time of ultrasonic vibrations was carried out using the «Pulsar 1.1» device with a change in the force of pressing the device to the concrete of the sample in the range recommended by the device manufacturer and less. Statistical processing of the results obtained (with visualization) was performed using the EXEL software package. Results. Studies have confirmed the need to take into account the magnitude of the force pressing the device to the concrete surface when measuring the propagation time of ultrasonic vibrations. It has been established that with a change in the magnitude of the pressing force of the device to the concrete surface, several intervals can be distinguished for which the dependence “propagation time of ultrasonic vibrations − the pressing force of the device” is approximated linearly. The dimensions and interposition of such intervals substantially depend on changes in the surface parameters of the concrete structure, change in the composition of the concrete mix and its properties, conditions of concrete molding and hardening. For all tests (when viewing the entire series of samples), the sample size is larger than the limits of the confidence interval. When considering each of the samples separately from the rest of the sample size is within the limits of the confidence interval. Conclusions. Studies have confirmed the effect on the measurement results of the pressure of the device to the surface, the composition and properties of the concrete mix, the molding conditions and the hardening of the concrete. Improving the accuracy of determining the physicomechanical characteristics of the material of the structures is possible taking into account the mentioned above factors.