Сучасні комп’ютерні технології у методах неруйнівного контролю бетону

сучасні Комп’ютерні технології
у методах неруйнівного контролю бетону

Науковий керівник - к. т.н., доц.

Хмельницький національний університет

Зведення та наступна експлуатація будівель і споруд нерозривно пов’язані с необхідністю оцінки їх стану. Найбільш важливою є інформація про міцнісні характеристики матеріалів, з яких вони збудовані. Найчастіше вона повинна бути отримана безпосередньо на місці розташування будівельної конструкції без порушення її цілісності, що можливе тільки при використанні неруйнівних методів контролю.

Оскільки найбільш широко у сучасному будівництві використовуються бетон і залізобетон, для них розроблено цілий ряд методів і комп’ютеризованих засобів оцінки характеристик міцності.

В літературі [1, 2] встановлено вимоги до визначення міцності бетону механічними та ультразвуковими методами неруйнівного контролю. Схему класифікації вказаних методів наведено на рис.1.

Рисунок 1 – Класифікація методів неруйнівного контролю міцності бетону

При проведенні контролю міцності бетону за допомогою неруйнівних методів необхідно враховувати ту обставину, що всі ці методи є непрямими. Це означає, що безпосередньо вимірюваною характеристикою є певний фізичний показник, пов’язаний з міцністю бетону деякою кореляційною залежністю. Тому всі методи неруйнівного контролю міцності бетону вимагають побудови індивідуальних градуювальних (тарувальних) залежностей за результатами випробувань стандартних зразків-кубів, виготовлених з бетону такого ж складу та віку, що й випробовувана конструкція.

З усіх методів неруйнівного контролю бетону найбільш точними вважаються методи місцевих руйнувань. В той же час до їх недоліків відносять:

– підвищену трудомісткість;

– необхідність визначення положення арматури в конструкції та глибини її залягання;

– неможливість використання на густоармованих ділянках конструкції;

– часткове ушкодження поверхні конструкції.

Сьогодні всі вказані методи все більше реалізуються за рахунок використання комп’ютеризованих засобів контролю.

Так до сучасних приладів, що реалізують метод відриву зі сколюванням, відносять вимірювач міцності бетону «Оникс-ОС» (Росія, Челябінськ, НВП «Интерприбор») .

Перед початком випробування у бетонному виробі попередньо просвердлюють отвір. В отвір встановлюють анкерний пристрій, з’єднують його з вимірювачем тягою і обертанням рукоятки приладу створюють зусилля виривання. Електронний блок приладу відслідковує процес навантаження і запам’ятовує значення зусилля виривання, розраховує значення межі міцності бетону і виводить його на дисплей приладу.

Серед ударних приладів на сьогоднішній день найбільш відомим для реалізації методу ударного імпульсу є прилад ИПС-МГ4 (Росія, Челябінськ, ТОВ «СКБ Стройприбор»). Прилад складається з електронного блока та склерометра. Вимір міцності бетону полягає в нанесенні за допомогою склерометра на контрольованій ділянці виробу серії до 15 ударів. Електронний блок по параметрах ударного імпульсу, що надходить від склерометра, оцінює твердість і пружно-пластичні властивості випробуваного матеріалу, перетворює параметри імпульсу в значення міцності, відображаючи його на дисплеї приладу в мегапаскалях.

Прилад дозволяє оцінювати фізико-механічні властивості матеріалів (міцність, твердість, пружно-пластичні властивості), виявляти неоднорідності, зони поганого ущільнення та ін.

Для випробувань бетону на міцність ультразвуковим методом компанією «Ультракон» (Україна, Київ) розроблено ультразвуковий прилад УК-39. Прилад складається з електронного блока та двох ультразвукових перетворювачів. Перетворювачі можуть бути об’єднані в один датчик або використовуватися роздільно. У першому випадку прилад працює способом поверхневого прозвучування, у другому – наскрізного.

Принципово новою реалізацією ультразвукового методу контролю конструкцій з бетону, залізобетону та каменю при однобічному доступі до них є ультразвукова томографія. Вона дозволяє визначити цілісність матеріалу в конструкції, здійснити пошук сторонніх включень, порожнин, розшарувань і тріщин, а також вимір товщини об’єкта контролю. Результати контролю представляються у вигляді зображень перетинів (томограм) об’єкта, що значно полегшує розуміння результатів контролю та є зручним для експрес-аналізу стану об’єкта. Спеціалізоване програмне забезпечення дозволяє відтворити будь-яку томограму із тривимірного масиву даних, а також представити тривимірне зображення структури об’єкта.

Ультразвуковий томограф А1040 MIRA (Росія, Москва, ТОВ «АКС») являє собою повністю автономний вимірювальний, яким проводять збір і томографічну обробку даних про цілісність матеріалу конструкції. Вимірювальний блок має антенну решітку, що складається з 48 перетворювачів ультразвукових імпульсів із сухим точковим контактом і керамічними зносостійкими наконечниками. Прилад має вбудований комп’ютер, що дає змогу обробляти дані безпосередньо в процесі роботи, представляти їх на TFT дисплеї та зберігати в пам’яті. Для розширеної обробки даних за допомогою спеціального програмного забезпечення існує можливість передати дані на зовнішній комп’ютер.

Впровадження описаних вище комп’ютеризованих приладів в практику діяльності експертних організацій дозволяє значно полегшити процеси обстеження конструкцій існуючих будівель і споруд та покращити якість виконання всіх робіт з обстеження в цілому.

Література

1. ДСТУ Б В.2.7-220:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Визначення міцності механічними методами неруйнівного контролю. – К. : Мінрегіонбуд України, 2010. – 20 с.

2. ДСТУ Б В.2.7-226:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Ультразвуковий метод визначення міцності. – К. : Мінрегіонбуд України, 2010.