Определение прочности бетона методом волны удара

Оценка качества бетона при испытании методом волны удара основывается на измерении скорости распространения в нем продольных волн, вызванных механическим ударом. По своей физической сущности метод волны удара аналогичен импульсному методу и основывается на использовании зависимости «Rсж—vв.уд».

Метод волны удара состоит в том, что по исследуемому элементу конструкции наносят удар (или серию ударов) ручным или электрическим молотком. Сила удара должна быть такой, чтобы обеспечить создание в конструкции звукового импульса, но не вызвать даже местного нарушения структуры бетона. Созданный звуковой импульс распространяется в бетоне с определенной скоростью. На поверхности исследуемой конструкции устанавливают последовательно на заданном расстоянии (базе измерения) два звукоприемника. Принятый первым приемником звуковой импульс превращается в нем в электрический сигнал, который после усиления включает микросекундомер. Дойдя до второго звукоприемника, звуковая волна таким же образом выключает микросекундомер, который зафиксирует время прохождения звуковым импульсом расстояния между двумя звукоприемниками». Скорость звуковой волны механического удара рассчитывают по формуле

где vв.уд — скорость волны удара, м/с; l — расстояние между звукоприемниками, мм; t — время распространения волны удара, с.

Прочность определяют на основании зависимости Rсж—vв.уд.

При испытании методом волны удара звукоприемники располагают таким образом, чтобы база измерения составляла не менее четырех толщин покрытия, а расстояние от первого звукоприемника до места удара — не менее трех его толщин.

Для испытания бетона методом волны удара, главным образом Союздорнии, ЛКВВИА им. А.Ф. Можайского и ВНИИНК, был разработан ряд приборов (AM, ПИК-6, МК-1, «Удар-1», «Удар-2»), выпуск которых осуществлялся небольшими партиями.

Первые модели приборов имели недостаточную точность измерения времени, поэтому составление тарировочных зависимостей между Rсж или Rри и vв.уд осуществлялось путем проведения испытаний образцов ультразвуковым импульсным методом. За последнее время созданы приборы, обеспечивающие измерение времени с точностью ±0,1 мкс (погрешность определения скорости волны удара ±0,5%). Это позволило осуществить тарировочные испытания по установлению связи Rри—vв.уд на бетонных образцах размером 15х15х55 см.

Метод волны удара наиболее целесообразно использовать для определения Rсж и Rри бетона и оценки однородности бетона 6 дорожных и аэродромных покрытиях, а также в массивных сооружениях. Следует отметить, что результаты, получаемые методом волны удара, вследствие большей энергии импульсов не столь сильно зависят от акустического контакта между щупами и бетоном, как при импульсном методе. К достоинствам метода волны удара следует отнести меньшую его трудоемкость при обследовании больших бетонных массивов или площадей.

Метод волны удара еще не получил столь широкого применения как импульсный ультразвуковой метод. Это связано в первую очередь с отсутствием промышленного выпуска приборов для испытания методом волны удара, недостаточной еще изученностью этого метода и пока ограниченной областью применения.