Деякі аспекти вимірювання часу поширення ультразвукових коливань у бетоні

Abstract

UK: Постановка проблеми. Визначення фізико-механічних характеристик бетону за допомогою ультразвукових коливань просте, але залежить від низки технологічних операцій та природних умов. Сучасні ультразвукові прилади використовують переважно так званий «сухий» контакт між поверхнею та приладом, що не завжди дозволяє отримати однозначні результати. Мета дослідження − оцінити вплив відмінностей структури бетону на час поширення ультразвуку в бетоні за зміни умов проведення вимірювань. Методика. Вимірювання проведено за допомогою приладу «Novotest ИПСМ-У». Під час випробувань використано зразки бетону з різним гранулометричним складом заповнювача. Зусилля притискання приладу до бетону зразка не перевищувало рекомендованого виробниками приладу. Статистична обробка отриманих результатів (з візуалізацією) виконана з використанням програмного комплексу EXEL. Результати. Для кожного зразка результати вимірювань перебувають у межах довірчого інтервалу із забезпеченістю 0,95. Визначено залежності «час поширення ультразвукових коливань – зусилля притискання приладу» та межі інтервалів із лінійними змінами. Спроби з’ясувати залежність змін меж встановлених інтервалів від змін у складі бетону зразків привели до значно нелінійних залежностей з низькою достовірністю апроксимації. Для дрібнозернистого бетону підтверджено вплив зусилля притискання приладу до бетону на результати вимірювань. Зразки з дрібнозернистого бетону продемонстрували більшу однорідність ніж зразки з важкого бетону. Більш висока однорідність, такого бетону порівняно зі звичайним важким бетоном все одно не дозволяє використовувати узагальнюючи залежності для визначення фізико-механічних характеристик бетону за результатами вимірювання часу поширення ультразвукових коливань за «сухого» контакту між приладом та бетоном. Висновки. Аналіз наведених результатів підтвердив необхідність удосконалення існуючої методики визначення фізико-механічних характеристик бетону за допомогою ультразвукових приладів. Підвищення точності методики можливо досягнути зменшенням впливу неоднорідності складу бетону, умов його виготовлення та експлуатації.

RU: Постановка проблемы. Определение физико-механических характеристик бетона с помощью ультразвуковых колебаний одновременно с простотой дает большую неточность, которая зависит от ряда технологических операций и природных условий. Современные ультразвуковые приборы используют преимущественно так называемый «сухой» контакт между поверхностью и прибором, что не всегда позволяет получить однозначные результаты. Цель исследования − оценить влияние различий структуры бетона на время распространения ультразвука в бетоне при изменении условий проведения измерений. Методика. Измерения произведены с помощью прибора «Novotest ИПСМ-У». Во время испытаний использованы образцы бетона с различным гранулометрическим составом заполнителя. Усилие прижатия прибора к бетону образца не превышало рекомендованного производителями прибора. Статистическая обработка полученных результатов (с визуализацией) выполнена с использованием программного комплекса EXEL. Результаты. Для каждого образца результаты измерений находятся в пределах доверительного интервала с обеспеченностью 0,95. Определены зависимости «время распространения ультразвуковых колебаний − усилие прижатия прибора» и границы интервалов с линейными изменениями. Попытки установить зависимость изменений границ установленных интервалов от изменений в составе бетона образцов привели к значительно нелинейным зависимостям с низкой достоверностью аппроксимации. Для мелкозернистого бетона подтверждено влияние усилия прижатия прибора к бетону на результаты измерений. Образцы из мелкозернистого бетона продемонстрировали большую однородность, чем образцы из тяжелого бетона, что все равно не позволяет использовать обобщённую зависимость для определения физико-механических характеристик бетона по результатам измерения времени распространения ультразвуковых колебаний при «сухом» контакте между прибором и бетоном. Выводы. Анализ приведенных результатов подтвердил необходимость совершенствования существующей методики определения физико-механических характеристик бетона с помощью ультразвуковых приборов. Повышения точности методики можно достичь путем уменьшения влияния неоднородности состава бетона, условий его изготовления и эксплуатации.

EN: Problem statement. Determination of the physicomechanical characteristics of concrete with the use of ultrasonic vibrations simultaneously with simplicity has great uncertainty, which depends on a number of technological operations and environmental conditions. Modern ultrasonic devices use mainly the so-called “dry” contact between surface and device, which does not always allow to get unambiguous results. Рurpose. To evaluate the effect of differences in the structure of concrete on the propagation time of ultrasound in concrete with changing measurement conditions. Methods. Measurements are made using the instrument "Novotest IPSM-U". During testing, samples of concrete with various aggregate granulometric composition were used. The pressing force of the device to the sample concrete did not exceed the device recommended by manufacturers. Statistical processing of the results obtained (with visualization) was performed using the EXEL software package. Results. For each sample, the measurement results are within the confidence interval with a security of 0.95. The dependences of the “propagation time of ultrasonic vibrations − the force of pressing the device” and the boundaries of intervals with linear changes are determined. Attempts to establish the dependence of changes in the boundaries of the established intervals on changes in the concrete composition of the samples led to significantly non-linear dependencies with low confidence of the approximation. For fine-grained concrete, the effect of pressing the device to concrete on the measurement results was confirmed. Samples of fine-grained concrete showed greater uniformity than samples of heavy concrete. That still does not allow the use of a generalized relationship to determine the physic-mechanical characteristics of concrete from the results of measuring the propagation time of ultrasonic vibrations during a “dry” contact between the device and concrete. Conclusions. The analysis of these results confirmed the need to improve the existing methodology for determining the physic-mechanical characteristics of concrete using ultrasonic devices. The improvement of the accuracy of the technique can be achieved by reducing the influence of heterogeneity of concrete composition, conditions of its manufacture and operation.