Приборы для определения скрытых дефектов материала строительных конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и Науки Российской федерации

Национально Исследовательский Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра «Городского Строительства и Хозяйства»

Реферат на тему:

«Приборы для определения скрытых дефектов материала строительных конструкций»

Иркутск 2014 г.

Содержание

Введение

1. Скрытые дефекты материала конструкции

2. Ультразвуковой метод

2.1 Определение прочности кирпичной кладки стен ультразвуком

3. Радиометрический метод

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Целью инструментального обследования зданий является получение количественных данных о состоянии несущих и ограждающих конструкций: деформациях, прочности, трещинообразовании и влажности.

Инструментальному обследованию подлежат конструкции с явно выраженными дефектами и разрушениями, обнаруженными при визуальном осмотре, либо конструкции, определяемые выборочно по условию: не менее 10% и не менее трёх штук в температурном блоке.

В моей работе были рассмотрены методы и приборы для определения скрытых дефектов материала строительных конструкций.

1. Скрытые дефекты материала конструкции

Износ зданий ускоряется при проявлении дефектов, допущенных в ходе изыскания и выбора участков для строительства, при проектировании и возведении зданий, а также из-за нарушения правил эксплуатации.

Дефекты зданий в нормальных условиях являются следствием либо недостаточной квалификации изыскателей, проектировщиков, строителей и работников, принимающих здания в эксплуатацию, либо небрежности этих лиц. Дефекты могут возникнуть также в процессе проектирования и строительства зданий при осуществлении в них производства работ по новой технологии, возведении в малоизученных в строительном отношении районах и в других сложных условиях.

Скрытые и явные дефекты встречаются в основаниях, фундаментах, стенах, покрытиях, отделке. Они бывают опасными и могут привести к разрушению отдельного элемента или всего сооружения; некоторые из них можно устранить во время ремонта. Встречаются также дефекты, которые весь срок службы сооружения приходится компенсировать эксплуатационными затратами, например усиленное отопление здания при завышенной плотности (объемной массе) материала наружных стен. Чтобы обеспечить высокое качество и надежность зданий, необходимо стремиться к предотвращению дефектов. Это тем более важно, поскольку устранение дефектов часто сопряжено со значительными потерями экономического характера; весьма велик и моральный ущерб - например, при промерзании и промокании стыков или отсутствии надлежащей звукоизоляции в жилом доме. строительство дефект кирпичный ультразвук

Дефект - это несоответствие конструкции определенным параметрам, нормативным требованиям или проекту. Так, если завышена толщина швов кладки - это дефект, а обрушение ее - это повреждение вследствие дефекта швов. Или другой пример: провалы отмостки считают дефектом, в то время как это типичное повреждение, вызванное дефектами при ее устройстве.

Наиболее опасны дефекты в основаниях и фундаментах, в стенах, т.е. в основных конструкциях, так как их проявление ведет к деформациям и разрушению всего здания. Менее опасны дефекты в перегородках и других ненесущих конструкциях, однако они существенно снижают эксплуатационные качества помещений или зданий в целом. Итак, дефект - это вероятная первопричина повреждения. Его можно и необходимо избежать, но многие дефекты сложно или совсем невозможно устранить.

2. Ультразвуковой метод

Ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона установлен ГОСТ 17624-87 и основан на связи между скоростью распространения ультразвука в бетоне и его прочностью.

Для определения прочности материалов и дефектоскопии используются ультразвуковые приборы: УКБ-1, УКБ-1М, УК-10П, УК-10ПМ, УФ-90ПЦ, «Бетон-12» и УФ-50МЦ.

Приборы типа УКБ относятся к первому поколению ультразвуковых приборов. Они позволяют с высокой точностью (до 1 %) измерять время распространения упругих волн при сквозном и поверхностном прозвучивании в пределах 0-55 мкс. Они обладают высокой надежностью и точностью. Оснащены электрическими преобразователями на номинальные рабочие частоты 25, 60, 100 и 150 кгц. Питание приборов от сети переменного тока напряжением 220 в, частотой 50 гц. Отсчет времени прохождения ультразвука снимается с индикатора электронно-лучевой трубки.

В местах прозвучивания поверхность должна быть ровной, не иметь раковин и пор. Штукатурку и краску удаляют, а поверхность бетона зачищают металлической щеткой.

В очищенных местах, при сквозном прозвучивании, устанавливают ультразвуковые преобразователи с двух сторон, соосно друг к другу, а при поверхностном - преобразователи устанавливают на постоянной базе, величина которой должна быть в пределах 150-400 мм.

Контакт между материалом конструкции и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей осуществляется посредством вязких материалов (солидол, технический вазелин) или эластичные прокладки из материалов типа полиуретана толщиной от 2 до 3 мм.

Отсчет прохождения ультразвукового сигнала снимается с индикатора электроннолучевой трубки в приборах УКБ или с цифрового индикатора в приборах УК, УФ и «Бетон».

Погрешность измерения времени распространения ультразвука не должна превышать значения

? = ± ( 0,01t + 0,1), мкс.

Прочность бетона на сжатие определяют по градуировочной зависимости «скорость (время) - прочность».

При определении прочности материалов конструкций прибором УК-10П резко сокращается время на испытание, так как прибор имеет цифровой отсчет времени.

Отсчет временных характеристик сигнала в приборе ведется по четырехразрядному цифровому индикатору.

В неавтоматическом режиме отсчет выполняется в момент совмещения по экрану электронно-лучевой трубки границ контролируемого временного интервала с началом развертки.

В автоматическом режиме время распространения колебаний отсчитывается по цифровому индикатору без дополнительной ручной подстройки.

Подготовка конструкции к испытанию и принцип испытаний аналогичен испытанию прибором УКБ.

Прибор «Бетон-12» имеет малую массу (3 кг.), что позволяет определять прочность материалов конструкций практически на любой высоте ее расположения.

Прозвучивание конструкций производится сквозным или поверхностным способом. Сквозное прозвучивание производится с базой 10-100 см, поверхностное - 10-70 см.

Диапазон измерения времени распространения ультразвука в конструкции находится в пределах 20-999,9 мкс, а дискретность отсчета - 0,1 мкс.

Основная относительная погрешность измерения времени должна составлять ± (0.01t + 0,1) мкс.

Подготовка конструкции к испытанию и принцип испытаний аналогичен испытанию прибором УКБ.

Прибор УФ-50МЦ выполнен в виде двух электронных блоков приемного и передающего, соединенных между собой кабелем 150 см. Ультразвуковые преобразователи смонтированы непосредственно в этих блоках. На приемном блоке находится трехразрядное цифровое табло. На передающем блоке расположены разъем для переключения внешнего источника питания, кнопка включения прибора и переключатель диапазонов, в нем же вмонтирована батарея питания.

Такая конструкция прибора позволяет определять прочность материалов конструкций, находящихся на любой высоте и особенно в труднодоступных местах, при массе прибора 0,8 кг.

Прозвучивание конструкций производится сквозным или поверхностным способом. Сквозное прозвучивание производится с базой 10-150 см, поверхностное - 10-90 см.

Диапазон измерения времени распространения ультразвука в конструкции находится в пределах 20-99,9 мкс с дискретностью отсчета 1 мкс и 100-999 мкс с дискретностью - 0,1 мкс.

Основная относительная погрешность измерения времени должна составлять ± (0,01t + 0,1) мкс.

2.1 Определение прочности кирпичной кладки стен ультразвуком

Для определения прочности кирпичной кладки стен применяется та же аппаратура, что и для бетона.

Сущность определения прочности кирпичей или кладки стен ультразвуком заключается в том, что испытания производятся непосредственно в конструкции стен без их разрушения.

Известно, что кирпичная кладка является неоднородным телом и представляет собой слоистую конструкцию, состоящую из перемежающихся слоев кирпича и раствора. С точки зрения закономерности прохождения ультразвукового импульса слоистость данной конструкции будет заметна только при условии неравенства акустических сопротивлений кирпича и раствора, т.е. при

с_кС_к = с_рС_р,

где с_к и с_р - плотность соответственно кирпича и раствора;

С_к и С_р - скорость распространения колебаний соответственно в кирпиче и растворе.

При испытании кладки стен могут встретиться три случая неравенства акустических сопротивлений кирпича и раствора.

Случай 1. с_кС_к ? с_рС_р, т.е. кладка практически однородна и ультразвуковой импульс будет проходить как в кирпиче, так и в растворе с одинаковой скоростью.

Случай 2. с_кС_к ? с_рС_р, т.е. кирпич имеет плотность большую, чем раствор и, следовательно, скорость в кирпиче будет больше, чем в растворе.

Случай 3. с_кС_к ? с_рС_р, т.е. плотность раствора больше, чем кирпича и, следовательно, скорость в кирпиче будет меньше, чем в растворе. Этот случай встречается весьма редко.

Прочность кладки может быть определена сквозным или поверхностным прозвучиванием. При сквозном прозвучивании в поперечном направлении ультразвуковые преобразователи устанавливают с двух сторон простенка соосно друг к другу. При поверхностном прозвучивании ультразвуковые преобразователи устанавливают на подготовленной поверхности кирпича с базой 150 мм для кирпича и 400 мм для кладки.

Испытание кирпича и кладки стен производят, в основном, в цокольной части стен и в простенках первого этажа.

В многоэтажных зданиях свыше 5-ти этажей и при больших нагрузках на этажах, а также в зависимости от поставленной задачи определение прочности кирпичной кладки может производиться в вышележащих простенках или участках.

В сплошных стенах прозвучивание производится по всему периметру с интервалом не более одного метра.

Прозвучивание в простенках и кирпичных столбах производится в трех местах по высоте. В каждом месте делается три замера под углом 120° друг к другу или четыре замера взаимно перпендикулярно друг к другу по системе квадрата.

В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью кирпича не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, а также трещин и наплывов. Не допускается проведение измерений времени распространения ультразвука через облицовочные материалы и декоративные покрытия, а также в местах, где имеются вентиляционные короба, дымоходы и всевозможные каналы.

При наличии неровностей поверхность кирпича должна быть выровнена металлическими щетками.

Прижим ультразвуковых преобразователей к поверхности кирпича производится вручную.

Для обеспечения надежного контакта между кирпичом и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должны применяться вязкие материалы (солидол, технический вазелин и др.) или эластичные прокладки из материалов типа полиуретана толщиной от 2 до 3 мм.

В каждом месте прозвучивания производят три измерения (по круговой системе) или четыре (по системе квадрата). Затем выводят среднюю величину времени прохождения ультразвукового импульса. Данные прозвучивания заносятся в полевой журнал.

Разброс величины времени прохождения ультразвукового импульса через кладку стен в каждом месте из трех (четырех) измерений не должен превышать ± 10 %. В противном случае необходимо повторить испытания.

Для выяснения целостности кладки рекомендуется производить ее зондирование.

Расчетная прочность кирпича или кладки стен определяется по градуировочной зависимости «время-прочность» по среднему значению времени прохождения ультразвукового импульса.

Расчетное значение прочности по каждому простенку или столбу должны быть указаны на поэтажных планах, а в одноэтажных зданиях на схематическом плане на отм. ± 0.00, что дает наглядное представление о прочности различных участков стен.

3. Радиометрический метод

Радиометрический метод основан на законах взаимодействия ядерных излучений с материалом конструкций. Он заключается в замере интенсивности прохождения гамма-лучей в исследуемом материале и в сравнении ее с интенсивностью в эталонных образцах. Гамма-лучи, обладающие значительной проникающей способностью, наиболее эффективно используются при обследовании, поскольку их энергия достигает десятков миллионов электрон-вольт. В состав аппаратуры для радиометрического контроля входят радиометр и счетчики радиоактивного излучения, используемые в качестве выносных элементов. С помощью этого метода оценивается плотность материала конструкций и обнаруживаются в них дефекты.

Для определения расположения и сечения арматуры, а также толщины защитного слоя служат приборы, основанные на взаимодействии металла с электромагнитным полем, т.е. на измерении магнитной проницаемости или магнитного сопротивления. «Поиск-2.3/2.4«> и «ИПА-МГ4» -- приборы для определения толщины защитного слоя, диаметра и расположения арматуры.

Прибор ИСМ (измеритель сечения металла) состоит из двух генераторов высокой частоты, усилителя-ограничителя, второго ограничительного каскада, дифференцированного контура и индикатора. Принцип работы прибора основан на изменении частот генератора под действием металла на колебательный контур: при наличии под щупом металла стрелка прибора покажет наибольшее значение. К прибору приложены тарировочные таблицы, с помощью которых по показаниям прибора определяют сечения металлических элементов.

Толщину защитного слоя и диаметр арматуры определяют аналогично прибором ИЗС-2. Для измерения напряжений и колебаний в элементах стержневой, проволочной и канатной арматуры применяют приборы «ИНК-2.3/2.3к», «ДО-МГ4» и «ЗИН-МГ4», основанные на том же принципе.

Заключение

Чтобы обеспечить высокое качество и надежность зданий, необходимо стремиться к предотвращению дефектов. Это тем более важно, поскольку устранение дефектов часто сопряжено со значительными потерями экономического характера; весьма велик и моральный ущерб - например, при промерзании и промокании стыков или отсутствии надлежащей звукоизоляции в жилом доме.

Список использованной литературы

1) Физдель И.А. Дефекты и методы их устранения в конструкциях и сооружениях. - Стройиздат: - М.: 1969, 170 с.

2) Интернет ресурсы; http://www.lidermsk.ru

http://docs.cntd.ru

Приложение

Рис.1. РПП-1М.

Рис.2.РПП-2М.

Рис.3.УК-14П.

Рис.4.Бетон-12

Рис.5.Бетон-70.

Рис.6.УКБ-1.

Размещено на Allbest.ru