Geräte zur Bestimmung der Festigkeit von Baustoffen. Pindyuk T. F., Chulkova I. L. Methoden für das Studium von Baustoffen - Datei n1.doc UK 14p
Zweck und Umfang
Die Festigkeit von Beton wird durch die zuvor festgelegten Kalibrierbeziehungen zwischen der Festigkeit von Betonproben nach DSTU B.V.2.7-214:2009 und indirekten Festigkeitskennwerten bestimmt.
Das Gerät (Abb. 2.7) soll: die Festigkeit von Beton in vorgefertigten und monolithischen Beton- und Stahlbetonprodukten und -konstruktionen mit einer mechanischen Belastung von 10 ... 50 MPa bestimmen; zur Kontrolle der Betonerhärtung in Fertigbeton und monolithischem Beton und Stahlbetonkonstruktionen bei der Wärmebehandlung und Härtung unter natürlichen Bedingungen; zur Qualitätskontrolle von feuerfesten Betonprodukten; um die Druckfestigkeit von Ziegeln und Silikatsteinen zu bestimmen; zur Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit elastischer Longitudinalwellen in festen Gesteinen. Das Gerät kann auch verwendet werden, um Defekte wie Diskontinuitäten (Delaminationszonen und gebrochene Klebeverbindungen) in Betonprodukten zu erkennen, indem die Dauer der Front des ersten Eintreffens des empfangenen Signals gemessen wird.
Wichtigste technische Eigenschaften
Der Messbereich der Laufzeit der Ultraschallprüfung beträgt 20 ... 8800 μs. Der Messbereich der Dauer der Front des ersten Eintreffens des empfangenen Signals beträgt 3 ... 30 μs. Die absolute Empfindlichkeit des Gerätes beträgt nicht weniger als 110 dB. Die Amplitude der Impulse des Ultraschallgenerators 320 ± 50 V. Stromversorgung - aus galvanischen Zellen: Gerät 4,5 V; Sondiergerät 3,0 V. Maße: Gerät 55x135x175 mm; Sondiergerät 400x155x100 mm. Gewicht: Gerät 1,3 kg; Sondiergerät 1,0 kg.
Arbeitsprinzip
Eine indirekte Eigenschaft der Stärke ist die Laufzeit eines Impulses durch das untersuchte Material.
Das Ultraschall-Puls-Verfahren nach DSTU B V.2.7-226:2009 bezieht sich auf physikalische zerstörungsfreie Methoden zur Untersuchung von Bauwerken, Gebäuden und Bauwerken. Nach dem Anbringen der Sonden auf beiden Seiten des Prüflings und dem Einschalten des Geräts sendet der Generator Impulse an den Sender, in dem das piezoelektrische Element elektrische Impulse in mechanische Ultraschallwellen umwandelt. Nach dem Durchgang durch den Beton gelangen die Wellen in den Empfänger, wo sie wieder in elektrische Impulse umgewandelt und über einen Verstärker an einen Indikator gesendet werden, in dem die Laufzeit der Wellen gemessen wird. Der Indikator ist mit einem automatischen Gerät ausgestattet, das digitale Informationen in Mikrosekunden auf den Gerätebildschirm überträgt.
Gerät Gerät
Im Gehäuse sind ein Impulsgenerator, ein Verstärker und ein Anzeiger montiert. Der Sondensender für mechanische Schwingungen (Wellen) der Ultraschallfrequenz und der Sondenempfänger sind durch flexible Kabel mit dem Körper verbunden.
Abbildung 2.7. Gesamtansicht des gepulsten Ultraschallgeräts UK-14P
Gebrauchsprozedur
Um elastische Schwingungen anzuregen und deren Ausbreitungsgeschwindigkeit in Baustoffen zu bestimmen, werden spezielle elektronische Geräte verwendet. Am weitesten verbreitet sind Geräte, die im Ultraschallbereich arbeiten. Grundlage eines solchen Gerätes ist ein Generator elektromagnetischer Schwingungen und ein System, das es ermöglicht, die Laufzeit eines Pulses durch das Untersuchungsmaterial zu bestimmen. Außerdem verfügt das Gerät über einen Sender, der elektromagnetische Schwingungen in mechanische umwandelt und an den Prüfling weiterleitet, sowie einen Empfänger, der durch die Probe hindurchgegangene mechanische Schwingungen in elektromagnetische umwandelt und an das Pulslaufzeit-Referenzsystem sendet.
Die Festigkeit des Probenmaterials wird indirekt über die ermittelte Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallschwingungen anhand der Kalibrierkurve "Geschwindigkeit - Stärke" (Abb. 2.8) bewertet. Aus den Ergebnissen paralleler Prüfungen von Betonwürfeln nach dem Ultraschall-Impulsverfahren und der Bruchlast an der Presse werden Kalibriertabellen erstellt.
Abbildung 2.8. Kalibrierabhängigkeit für Ultraschall-Impulsgerät UK-14P
Auf Laborproben werden Messpunkte markiert und die Basis der "Sondierung" gemessen (Abb. 2.9).
Abbildung 2.9. Laborprobe: 1,2 - bzw. Sondierungspunkte und -richtungen; 3 - Richtung der Kompressionsprüfung an einer Presse; 4 - Verdichtungsrichtung
Zur Verbesserung des akustischen Kontakts des Sender-Einbauortes werden die Kontakt-Sender- und Empfänger-Einbauorte an der Probe nivelliert, gereinigt und mit einer dünnen Fettschicht (technische Vaseline, Fett, Flüssigseife etc.) bedeckt.
Nacheinander werden an jedem Messpunkt Sender und Empfänger des Ultraschallpulsgerätes koaxial installiert und die Zeit des Pulsdurchgangs durch die Probe gemessen.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallschwingungen in der Probe wird aus den Werten der gemessenen Basis des "Schallens" und einer bestimmten Laufzeit des Impulses für jeden vorgesehenen Punkt der Dichtungsprobe bestimmt. Die Stärke der Probe wird durch den Durchschnittswert der Geschwindigkeit gemäß dem Kalibrierplan bestimmt.
Die Ergebnisse aller Messungen und Berechnungen werden in eine Tabelle eingetragen. 2.1.
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n1.doc
FORSCHUNGSMETHODENBAUMATERIAL
Methodische Hinweise
zur Laborarbeit
Omsk ■ 2011
Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation
FSBEI HPE "Sibirische Staatsautomobile und Straßen"
Akademie (SibADI)"
Fachbereich "Baustoffe und Sondertechnologien"
METHODEN FORSCHUNG
BAUMATERIAL
Methodische Hinweise
zur Laborarbeit
Zusammengestellt von T. F. Pindyuk,
I. L. Chulkova
2011
UDC 691
BBK 26.325.22
Gutachter Produktionsdirektor
LLC "ZhBI Millennium" A.S. Parfenov
Die Arbeit wurde vom wissenschaftlich-methodischen Direktionsrat 270800.62 (NMSN) der Fakultät der ASG as . genehmigt Richtlinien für Laborarbeiten im Fachgebiet "Methoden der Baustoffforschung" für Studierende der Fachrichtung 270106, für Bachelor- und Bachelor-Studierende in Richtung Profilbau "Konstruktion" 270100.62, 270100.68, 270100.65.
Forschungsmethoden von Baustoffen: methodische Anleitung für die Laborarbeit / Komp.: T.F. Pindyuk, I. L. Tschulkow. - Omsk: SibADI, 2011 .-- 60 p.
Methodische Anleitungen werden auf der Grundlage von Curricula und Programmen der Disziplin "Methoden der Baustoffforschung" erstellt.
Theoretische Vorgaben, Methodik und praktische Umsetzungsempfehlungen werden gegeben. Labor arbeit.
Tab. 17. Krank. 1. Bibliographie: 50 Titel.
© FSBEI HPE "SibADI", 2011
Einführung
In diesem Ausbildungshandbuch lernen die Studierenden die grundlegenden Methoden des Ultraschallverfahrens zur Bestimmung der Aushärtungskinetik von Baustoffen auf Bindemittelbasis, des Ultraschallverfahrens zur Festigkeitsbestimmung von Baustoffen und das Beherrschen der Methode zur Dekodierung von Röntgenbeugungsbildern kennen .
Das pädagogisch-methodische Handbuch richtet sich an Studierende im 5. Studienjahr der Fachrichtung 270106, für Bachelor-Studierende in der Richtung "Bau" des Profils "Herstellung von Baustoffen, Produkten und Bauwerken (PSK)". Sie können als Hauptleitfaden bei der Durchführung von Laborarbeiten in den Disziplinen "Methoden der Baustoffforschung", "Technologie der Herstellung von Baustoffen und Konstruktionen", "Bindemittel", "Qualitätskontrolle von Baustoffen und Konstruktionen", U und . dienen PC und Sonderteil Abschlussprojekt... Forschungsergebnisse können als Grundlage dienen Hausarbeiten und Projekte. Der experimentelle Teil des Leitfadens ist auf eine vierstündige Laborarbeit ausgelegt.
Die Laborarbeit wird in 4 Unterrichtsstunden (16 Stunden) durchgeführt.
Lebenssicherheit
Zur Arbeit in den Laboren der Abteilung SM und ST dürfen Personen ab 18 Jahren, die eine Sicherheitsunterweisung mit entsprechender Anmeldung in der Zeitschrift durchlaufen haben und einen Overall tragen, zugelassen werden.
Bevor Sie das Gerät verwenden, sollten Sie sich mit den Regeln für die Verwendung dieses Geräts vertraut machen.
Bei der Arbeit mit Chemikalien verboten:
verwenden Sie Stoffe ohne Etiketten auf dem Behälter;
Geschirr nicht mit Chemikalien gewaschen lassen;
Geschmacks- und Geruchsstoffe.
Bei einem Brand in Leitungen oder Elektrogeräten sind diese sofort stromlos zu machen und nur mit einem trockenen Kohlendioxid-Feuerlöscher zu löschen.
Am Ende der Laborarbeit alle Werkzeuge und Geräte einsammeln, alle Installationen von der Stromversorgung trennen.
Labor arbeit № 1
ULTRASCHALLKONTROLLE DER HÄRTEKINETIK VON BAUSTOFFEN AUF BASIS BINDUNGSMATERIALIEN
Zweck der Arbeit- Beherrschung der Methode der zerstörungsfreien Kontrolle des Härtungsprozesses von Baustoffen.
1
... Theoretische Bestimmungen
V In letzter Zeit Ultraschall-Kontrollmethoden sind weit verbreitet, um die Prozesse der Gefügebildung in Produkten aus Baustoffen auf Basis anorganischer Bindemittel zu bestimmen. Diese Verfahren erfüllen am besten die Anforderungen einer kontinuierlichen Kontrolle der Eigenschaften von Baustoffen während ihrer Aushärtung. In diesem Fall gehen die Tests nicht mit einer Zerstörung der Struktur des aushärtenden Materials einher und erfordern keine Einbringung von Fremdkörpern in die Probe oder das Teil und ermöglichen es auch, objektive physikalische Indikatoren zu erhalten, die nicht nur für klein, aber auch für große Proben und Teile.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallschwingungen charakterisiert gut die elastischen Eigenschaften des Materials und die Dämpfung von Schwingungen - seine zähelastischen Eigenschaften. Die Art der Geschwindigkeitsänderung des Ultraschallsignals entspricht der Art der Festigkeitszunahme unabhängig von den Härtungsbedingungen, d.h. Das Ultraschallverfahren ermöglicht es, über lange Zeit stabile Informationen über die Aushärtung von Baustoffen zu erhalten.
Die Verwendung des Ultraschall-Puls-Verfahrens als Kontrollmittel wird durch die Tatsache gerechtfertigt, dass Ultraschall durch zwei Merkmale gekennzeichnet ist - kurze Wellenlängen und hohe Dichten akustische Energie. Ultraschallschwingungen fließen nicht um Hindernisse herum, sondern erzeugen Schallschatten und können in Form von schmalen gerichteten Strahlen - Ultraschallstrahlen - erhalten werden.
Ein wichtiges Merkmal des Ultraschallverfahrens beim Härten von Bindemitteln ist die Empfindlichkeit der Ultraschallgeschwindigkeit gegenüber der Bildung von Kontakten unterschiedlicher Art (Koagulation und Kristallisation) im Material in allen Phasen der Härtung.
Änderung der Ultraschallgeschwindigkeit beim Aushärten von Bindemitteln
Um den Härteprozess zu analysieren, wird er üblicherweise in einzelne Stufen unterteilt, deren Grenzen auf der Kurve der Änderung der Ultraschallgeschwindigkeit im Material festgelegt und mit Zeiträumen markiert sind T 1
,
T 2 , T 3 (Abbildung )
.
Die anfängliche Strukturbildung, gekennzeichnet durch die Zeitwerte t 1 und t 2, ist mit der Bildung eines Kristallisationsgerüstes geringer Festigkeit aufgrund der Hydratation von halbwässrigem Gips verbunden. Während dieser Zeit tragen hydratisierte Verbindungen zur Bildung einer Koagulationsstruktur bei, die vom Kristallisationsgerüst des Calciumsulfat-Dihydrats durchdrungen wird. Die Kristallisationsakkretion von Neubildungen der Hauptträger der Festigkeit - Calciumhydrosulfate - kann durch die Zeit t 3 charakterisiert werden.
2.
Abschluss der Arbeiten
Bereiten Sie den Bindeteig vor und legen Sie ihn in die Messform. Verwenden Sie Gips als Bindemittel. Bestimmen Sie die normale Dichte des Gipstests mit einem Suttard-Viskosimeter. Wenn Sie die Dichte des Gipsteigs bestimmen, bereiten Sie eine Mischung aus Gips und Wasser in einer Menge vor, die ausreicht, um den Zylinder zu füllen. Dazu 300 g Gips abwiegen, nach und nach zu Wasser geben, 30 Sekunden schnell rühren, bis ein homogener Teig entsteht, 1 Minute ruhig ruhen lassen. Dann, nach zweimaligem scharfem Rühren, die Masse schnell in einen auf das Glas gestellten Zylinder gießen (Suttards Gerät) und mit einem Messer die Oberfläche des Gipses mit den Kanten des Zylinders nivellieren (dies sollte nicht länger als 30 s dauern). . Heben Sie den Zylinder mit einer scharfen vertikalen Bewegung an, gießen Sie den Teig auf das Glas zu einem kegelförmigen Kuchen, dessen Größe von der Konsistenz des Teigs bestimmt wird. Der Teig hat die erforderliche Dicke, was einen Kuchen mit einem Durchmesser von ca. 18 cm ergibt.Wenn sich der Teig zu einem Kuchen mit einem Durchmesser von weniger als 18 cm ausbreitet, wiederholen Sie den Test und erhöhen Sie die Menge des Anmachwassers; Wenn der Kuchendurchmesser mehr als 18 cm beträgt, sollte die Anmachwassermenge reduziert werden. Die normale Dichte des Gipsteigs wird ausgedrückt Es ist die Zahl der Kubikzentimeter Wasser pro 100 g Gips. Tragen Sie die Ergebnisse der Bestimmung in eine Tabelle ein. 1.
Tabelle 1
Dann bereiten Sie aus 200 g Gips einen Gipsteig normaler Dichte vor, legen ihn in einen Ring aus dem Vic's-Gerät und führen Ultraschalltests durch.
Verwenden Sie für Messungen Aufnehmer mit Eigenschwingungsfrequenzen von 70 und 130 kHz. Schmieren Sie die Oberfläche der Wandler mit Fett.
Bestimmen Sie in bestimmten Intervallen (von 15 s bis 15 Minuten) die Laufzeit der Ultraschallwellen durch das D-14p-Gerät digitalIndikator.
Berechnen Sie die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallwellen nach der Formel
,
wo l–klingende Basis der Probe,m;R –Wellenlaufzeit, s.
Tragen Sie die Testergebnisse in die Tabelle ein. 2.
Tisch 2
| Zeit, so | |||||||||||||
| Gerätemesswerte, μs | |||||||||||||
| Ultraschallgeschwindigkeit, m / s |
Konstruieren Sie aus den Messdaten eine Kurve der Geschwindigkeitsänderung des Ultraschalls während der Aushärtung des zu untersuchenden Materials und markieren Sie darauf die charakteristischen Stadien der Gefügebildung.
Kontrollfragen
1.
Was sind die Vorteile der zerstörungsfreien Prüfung?
2. Die Essenz der Ultraschall-Puls-Methode.
3. Welche Stadien der Strukturbildung werden auf der Ultraschall-Geschwindigkeitsänderungskurve aufgezeichnet?
4.
Die Essenz der Härtungsstufen von Bindemitteln.
Labor arbeit
№ 2
ULTRASCHALLKONTROLLE
STÄRKE DER BAUMATERIALIEN
Zweck der Arbeit
- lernen, die Festigkeit von Betonproben mit dem UK-14p-Gerät zu bestimmen; die Methode der Ultraschallprüfung der Betonfestigkeit mit dem Gerät UK-14p zu studieren.
1.
Theoretische Bestimmungen
Ultraschall sind elastische Schwingungen eines Mediums mit einer Frequenz von mehr als 15-20 kHz. Die Ausbreitung von Ultraschallwellen folgt den allgemeinen Gesetzen der Akustik. Ultraschall wird mit Hilfe des piezoelektrischen oder magnetoelektrischen Effekts erzeugt.
Physikalische Grundlage für die Anwendung des Ultraschall-Puls-Verfahrens zur Überwachung von Materialeigenschaften ist der Zusammenhang zwischen der Ausbreitungsgeschwindigkeit elastischer Wellen und den Eigenschaften des Materials.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalls wird durch die Formel bestimmt
,
wo V– Ultraschallgeschwindigkeit, m / s; l- klingende Basis, mm; T - Zeit, μs.
In diesem Fall wird die Sondierungsbasis mit einer Genauigkeit von ± 0,3 % bei Proben und ± 0,5 % bei Produkten gemessen.
2.
Zweck des UK-14p-Geräts
2.1. Ultraschallgerät UK - 14p ist bestimmt für:
Zur Bestimmung der Betonfestigkeit in vorgefertigten und monolithischen Beton- und Stahlbetonprodukten und -konstruktionen mit maximale Abmessungen nicht weniger als 3 m im Bereich von 10-15 MPa mit einem Fehler von nicht mehr als 12% gemäß der in GOST 17624-87 festgelegten Methodik;
Kontrolle der Betonhärtung in vorgefertigten und monolithischen Beton- und Stahlbetonkonstruktionen während der Wärmebehandlung und deren Härtung unter natürlichen Bedingungen nach der in GOST 24467-80 beschriebenen Methode;
Qualitätskontrolle von Feuerbetonprodukten nach der in GOST 24830-81 beschriebenen Methode;
Bestimmung der Druckfestigkeit von Ziegeln und Silikatsteinen nach der in GOST 24332-80 beschriebenen Methode;
Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit elastischer Longitudinalwellen im Festkörper Felsen nach der in GOST 21 153.7-75 beschriebenen Methode durch Messung der Zeit (Geschwindigkeit) der Ausbreitung von Ultraschallschwingungen (USC).
2.2. Das Gerät kann verwendet werden, um Defekte wie Diskontinuitäten (Delaminationszonen und gebrochene Klebeverbindungen) in Betonprodukten zu erkennen, indem es die Dauer der Front des ersten Eintreffens des empfangenen Signals misst.
2.3. Das Gerät ist für den Einsatz in einer Fabrikumgebung, in Unternehmen der Bauindustrie, an Gebäuden und Bauwerken im Bau und im Betrieb bestimmt.
2.4. Das Gerät wird bei einer Umgebungstemperatur von minus 10 bis plus 50 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 % bei 35 °C und niedrigeren Temperaturen ohne Betauung betrieben.
2.5. Die Aufnehmer, mit denen das Gerät komplettiert wird, entsprechen der TU 25-06.2554-85.
Die Schutzart der UR 53-Konverter entspricht GOST 12997-84.
3. HabeAufbau und Betrieb des UK-14p Gerätes
3.1. Das Gerät UK-14p (Abbildung) realisiert das Schallimpulsverfahren mit separater Einspeisung in das Material und anschließendem Empfang des hindurchgetretenen Ultraschalls.
Das Gerät mit zweiseitigem Zugang zum Produkt mit Hilfe von Schallwandlern führt die Sondierung durch, bei einseitigem Zugriff erfolgt die Sondierung durch Installation der Schallwandler auf einer Fläche. Das Gerät bietet zwei Betriebsarten. In einem Modus misst das Gerät automatisch die Zeit, während der die Vorderflanke eines Ultraschallimpulses eine bekannte Basis im Material der Probe oder des Produkts passiert, auf deren Grundlage die Wberechnet wird. In einem anderen Betriebsmodus misst das Gerät die Anstiegszeit der ersten Halbwelle des empfangenen Ultraschallimpulses.
3.2. Funktionsdiagramm das Gerät ist in der Abbildung dargestellt. 
Funktionsdiagramm
Gerät UK-14p: 1 - Synchronisierer;
2 - Impulsgenerator; 3 - emittieren
Konverter; 5 - Differenzverstärker;
6 - Verstärker; 7 - die erste Schwellenvorrichtung;
8 - die zweite Schwellenvorrichtung; 9 - der erste Auslöser
Tor; 10 - zweiter Gate-Trigger; 11 - Schalter;
12 - Umsetzer eines Zeitintervalls in einen digitalen Code;
13
- Netzteil (nicht in der Abbildung dargestellt)
Das Funktionsprinzip des UK-14p-Geräts basiert auf dem gepulsten Verfahren zur Messung der Laufzeit von Ultraschall-Längsschwingungen beim Beschallen eines kontrollierten Produkts.
4. Arbeitsvorbereitung
4.1. Um das Gerät betriebsbereit zu machen, stecken Sie das Netzkabel und die „Network“-Taste an der oberen Wand des Netzteils ein: Die rote Anzeige „Network“ am Netzteil sollte leuchten.
4.2. Wenn das Gerät über eine galvanische Zelle mit Strom versorgt wird, legen Sie 6 A-343-Zellen des Typs PRIMA in die Halterung ein und verbinden Sie die Zellenhalterung mit der Elektronikeinheit des Gerätes.
4.3. Wenn das Gerät über mit Strom versorgt wird autonome Quelle Spannungsversorgung verbinden Sie die Kontakte "+" und "-" der Elektronikeinheit mit den Steckern SCHYU 5.282.045 und SCHYU 5.282.045-01 mit den Klemmen "+" bzw. "-" der Spannungsversorgung.
4.4. Bevor Sie mit dem Gerät arbeiten, führen Sie folgende vorbereitende Arbeiten durch:
Verbinden Sie die Konverter mit den Anschlüssen „(->’ und -> ’’) “des Geräts;
Schalten Sie das Gerät ein, indem Sie die Taste "ON" drücken, während die Stromversorgungsanzeige "ON" "und die Anzeige "MODE" aufleuchten sollten T.
4.5. Korrigieren Sie den systematischen Fehler des Geräts mit einem Satz von Industriestandardproben KMD 19-0, Plexiglas TOSP (MD 19-0-1, MD 19-0-2):
Installieren Sie die Wandler koaxial an den Endflächen der MD 19-0-1-Probe, die zuvor mit einer Kontaktflüssigkeit (Rizinusöl, GOST 6990-75) geschmiert wurde;
Messen Sie die Laufzeit der Ultraschallsonde mit der Digitalanzeige „TIME“, μs;
Führen Sie ähnliche Messungen der Laufzeit der Ultraschallprüfung an den Proben MD 19-0-1 und MD 19-0-2 durch, die durch ein Kontaktschmiermittel übereinander montiert sind;
Berechnen Sie die "wahre" Laufzeit der Ultraschallprüfung im Muster MD 19-0-2 nach der Formel
,
wo T 2 n- "echte" Laufzeit der Ultraschallprüfung in einer Probe von MD 19-0-2, μs; T 3 - Laufzeit der Ultraschallprüfung in den Proben MD 19-0-1 und MD 19-0-2, μs; T 1 - Laufzeit der Ultraschallprüfung in einer Probe von MD 19-0-1, μs;
Montieren Sie die Aufnehmer koaxial an den Endflächen der MD 19-0-2 Probe, die zuvor mit einer Kontaktflüssigkeit geschmiert wurde, und verwenden Sie die Einstellung "-0-", um eine Gleichheit der gemessenen . zu erreichen T 2 und die "wahre" Zeit der Ultraschallabtastausbreitung.
Die Korrektur des systematischen Fehlers in Messzeitintervallen muss vor Arbeitsbeginn und beim Aufnehmerwechsel durchgeführt werden.
5. Wie man arbeitet
5.1. Messen Sie die Laufzeit der Ultraschallprüfung in Proben und Produkten:
Führen Sie die in den Abschnitten 4.1 - 4.3 beschriebenen Operationen durch;
Installieren Sie die Wandler koaxial auf einer Materialprobe oder einem kontrollierten Gegenstand, der mit Kontaktfett vorgeschmiert ist;
- Bei stabilen Messwerten das Ergebnis auf der Digitalanzeige „TIME“ in μs aufzeichnen.
5. 2. Messen Sie die Dauer der Front des ersten Eintreffens des Signals:
- die in den Abschnitten 4.1 - 4.3 beschriebenen Vorgänge durchführen;
- Kippschalter BetriebsmodusSICH MODUS T, die Anzeige sollte aufleuchtenh;
- bei stabilen Messwerten die Ergebnisse auf der Digitalanzeige "TIME" aufzeichnen, μs;
5. 3. Wenn es notwendig ist, in den Messmodus für die Ultraschall-Testlaufzeit zu wechseln, drücken Sie den SchalterSICH MODUS T.
5. 4. Im Messintervall der Laufzeit der Ultraschallprüfung von 20 bis 9 900 μs können die Messwerte des Indikators des Geräts Werte von 999,9 bis 1001 μs aufweisen.
5.5. Um bei Messungen mit einem Gerät mit über 10 m Kabel angeschlossenen Aufnehmern einen Ausfall der Anzeige auszuschließen, sollte der Bediener nicht beide Aufnehmer gleichzeitig mit den Händen berühren.
6. Bestimmung der Ultraschallgeschwindigkeit
und Betonfestigkeit
Beschallen Sie die vorbereitete Probe gemäß Abschnitt 5. Verwenden Sie die Ultraschalllaufzeit, um die Ultraschallgeschwindigkeit mit der Formel zu berechnen
oder 
,
je nach Verfügbarkeit der Tische.
Koeffizient MITexperimentell auf der Grundlage von Ultraschall- und mechanischen Prüfungen von Betonproben eingestellt. Um den Koeffizienten zu berechnenMITVerwenden Sie Proben, deren Streuung der Geschwindigkeitswerte 5% nicht überschreitet. Kalibrierkurven erstellenR =
F(V) typischerweise werden 100-200 Proben verwendet. Tragen Sie die Testergebnisse in die Tabelle ein.
Erstellen Sie anhand der Testergebnisse ein Diagramm der Abhängigkeit der Ultraschallgeschwindigkeit von der Betonfestigkeit R quetschen .
Kontrollfragen
1
... Was ist Ultraschall?
2. Welche Methoden zur Ultraschallprüfung von Baustoffen kennen Sie? Geben Sie ihnen eine kurze Beschreibung.
3. Was ist die Grundlage des Ultraschallverfahrens zur Kontrolle der Materialeigenschaften?
4. Wie wird die Festigkeit von Beton mit dem Ultraschallverfahren bestimmt?
Labor arbeit№
3
QUALITATIVE RÖNTGENPHASENANALYSE (RÖNTGENDEKODIERUNG)
Zweck der Arbeit
- Beherrschung der Methodik zur Bestimmung der qualitativen Zusammensetzung von gehärteten Steinproben auf der Basis von Bindemitteln unter Verwendung von PFA.
1.
Theoretische Bestimmungen
Unter Röntgenanalyse versteht man eine Reihe verschiedener Forschungsmethoden, die Röntgenstrahlung verwenden - transversale elektromagnetische Schwingungen mit einer Wellenlänge von 10 -2 - 10 2 A 0.
Die Röntgenstrukturanalyse ist im Vergleich zu anderen Analysemethoden eine vielseitigere und perfektere Methode zur Untersuchung von Materialien. Dieses Verfahren ermöglicht es, nicht nur qualitative und quantitative Phasenanalysen von Materialien mit komplexer Zusammensetzung durchzuführen, sondern auch die Struktur des Kristallgitters einzelner Verbindungen zu bestimmen. Als Methode der Phasenanalyse ist es besonders nützlich bei der Untersuchung fester Lösungen, der Phänomene des Polymorphismus, der Zersetzungsprozesse und der Synthese neuer Verbindungen.
Je nach Zweck der Röntgenanalyse und Art des Objekts verschiedene Methoden Forschung:
Für Polykristalle - die Debye-Scherer-Pulvermethode;
Für Einkristalle - die Rotationsmethode, die Methode des Laue-Röntgengoniometers.
Zur Untersuchung der Struktur von Rohstoffen, Klinker und Zementen wird derzeit häufig die Methode mit Ionisationsregistrierung von Strahlung verwendet (Geräte URS-50 IM, DRON-1). Der Hauptvorteil dieser Methode ist die hohe Sensitivität gegenüber einzelnen Mineralien und eine deutliche Verkürzung der Analysezeit.
Die Untersuchung von Bindemitteln durch Röntgenbeugungsanalyse zielt hauptsächlich auf die Bestimmung der Zusammensetzung und Menge der im untersuchten Produkt gebildeten Verbindungen sowie der Dispersion der Festphase ab.
2.
Vorbereitung des Materials für die Röntgenanalyse
Mahlen Sie das Testmaterial (10 g) zu voller Durchgang durch ein Sieb Nr. 0.6, dann den Halter von organisches Glas mit einem Ringdurchmesser von 20-25 mm und einer Tiefe von 3 mm. Das Füllen sollte nach und nach erfolgen, Schicht für Schicht, wobei jede Schicht mit einigen Tropfen absolutem Alkohol befeuchtet wird. Verdichtungsschichten mit einem Spezialspachtel. Schneiden Sie das überschüssige Pulver von der randvoll gefüllten Oberfläche mit einem scharfen Messer ab, damit die Oberfläche der Probe glatt wird, da davon die Genauigkeit des Versuchs abhängt. Stellen Sie die mit Material gefüllte Küvette in das Gerät und nehmen Sie in der einen oder anderen Betriebsart Röntgenbilder auf.
3. Qualitative Phasenanalyse
Die qualitative Phasenanalyse erfolgt durch den Vergleich der interplanaren Abstände D und ihre Intensität J erhalten, wenn dieses Röntgenbild mit Tabellendaten dekodiert wird. Wissen chemische Zusammensetzung Substanz erleichtert die Entschlüsselung der Röntgenstrahlung, da sie eine mögliche mineralogische Zusammensetzung Produkt.
Röntgentyp
Kristalle jedes Einzelnen chemische Verbindung geben ein spezifisches, nur inhärentes Röntgenbeugungsmuster mit charakteristischen Werten der Interplanarabstände und einer bestimmten Intensität der entsprechenden Reflexionen.
Die Phasenidentifikation gilt als ausreichend zuverlässig, wenn mindestens drei ihrer intensivsten Linien auf dem Röntgenbeugungsmuster beobachtet werden.
Das als Ergebnis der Bestimmung erhaltene Röntgenbeugungsbild ist eine gestrichelte Linie mit scharf abgegrenzten Peaks (Abbildung), deren Höhe von der Mineralmenge im Klinker abhängt, z. B. von der Verstärkung des Scalers des Installation, die in der Regel nach dem stärksten Peak angepasst wird, und die Aufnahmeschwankungen auf dem Röntgenbild von der Nullposition 1 - 3 mm betragen, gelten als Hintergrund des Geräts selbst und werden bei der Dekodierung nicht berücksichtigt. Gleichzeitig mit der Aufnahme des Röntgenbeugungsmusters legt die Anlage automatisch ein Gitter von Kontrolllinien (alle 0,5є oder 1є) entsprechend den Reflexionswinkeln der Röntgenstrahlen von der Probe darauf, was es ermöglicht, bei der Dekodierung der Röntgenbeugungsmuster, um die interplanaren Abstände des Kristallgitters der untersuchten Probe zu ermitteln (Tabelle 1).
Tabelle 1
Beispiel für paTranskripte von Röntgenbildern
| Spitzenzahl | Winkel, | D | J | Zu identifizierende Phase (in Klammern auf Referenzröntgenaufnahmen) |
||
| 1 | 10є00 | 4.44 | 1 | - | - | Halloysit (c) |
| 2 | 10є00 | 4.25 | 3 | - | Quarz (c) | - |
| 3 | 11є33 | 3.85 | 10 | Calcit (cpc) | - | - |
| 4 | 13є19 | 3.35 | 20 | - | Quarz (c) | - |
| 5 | 14є42 | 3.04 | 100 | Calcit (oos) | - | - |
| 6 | 15є45 | 2.84 | 2 | Calcit (Esel) | - | - |
| 7 | 16є42 | 2.68 | 1 | - | - | Halloysit (cl) |
| 8 | 18є00 | 2.49 | 12 | Calcit (Mi) | - | - |
| 9 | 19є48 | 2.28 | 18 | Calcit (c) | Quarz (Mi) | - |
| 10 | 21є39 | 2.09 | 14 | Calcit (c) | - | - |
| 11 | 23є00 | 1.97 | 1 | - | Quarz (cl) | - |
| 12 | 23є51 | 1.93 | 18 | Calcit (c) | - | Halloysit (cl) |
| 13 | 24є18 | 1.87 | 18 | Calcit (c) | - | - |
| 14 | 25є09 | 1.81 | 2 | - | Quarz (c) | - |
| 15 | 28є27 | 1.62 | 3 | Calcit (Esel) | - | - |
| 16 | 28є48 | 1.60 | 5.5 | Calcit (Mi) | - | - |
| 17 | 30є30 | 1.52 | 5 | Calcit (Mi) | - | - |
| 18 | 30є45 | 1.51 | 4.5 | - | - | Halloysite (os) |
| 19 | 31є42 | 1.47 | 1 | - | Quarz (cl) | - |
| 20 | 32є25 | 1.44 | 5 | Calcit (cl) | - | - |
| 21 | 32є54 | 1.42 | 4 | Calcit (oosl) | - | - |
Bei der Identifizierung von Phasen im Rahmen einer qualitativen Röntgenanalyse sollten eine Reihe von Umständen berücksichtigt werden, die sich auf die Richtigkeit und Genauigkeit der Bestimmung der Zusammensetzung von Mehrphasengemischen auswirken:
1. Beim Vergleich der Werte D Bei den erhaltenen und Referenzröntgenaufnahmen ist zu beachten, dass ihre Werte innerhalb bestimmter Grenzen voneinander abweichen können. Toleranz D= ± 1%.
2. Die Identifizierung ist zuverlässig, wenn mindestens 3-5 intensivste Linien dieser Verbindung auf dem Röntgenbeugungsmuster des Testmaterials beobachtet werden.
3. Jede Phase kann nur identifiziert werden, wenn sie einen bestimmten Mindestgehalt in der Prüfmischung aufweist. Das Mindestmenge nennt man die Sensitivität der Methode. Bei der Analyse von Klinkermineralien auf fotografischem Film werden beispielsweise deutliche Linien beobachtet, wenn ihr Gehalt im Testmaterial mindestens 2-3% beträgt.
4. Beim Vergleich der Intensität der Beugungsmaxima der untersuchten und Referenzröntgenbeugungsbilder ist zu berücksichtigen, dass die Absolutwerte, das Verhältnis der Intensität und die Art der Peaks je nach Zusammensetzung stark variieren können der Mischung, die Größe der Kristalle, die Aufnahmebedingungen usw. Wenn beispielsweise die Linien zweier Phasen zusammenfallen, werden ihre Intensitäten aufsummiert.
Die Festigkeit von Baustoffen wird durch zwei Gruppen von Methoden bestimmt. Die erste Gruppe umfasst Geräte des mechanischen Funktionsprinzips: Mechanische Effekte auf die Oberfläche der Struktur geben indirekte Eigenschaften der Festigkeit des Materials. Die Auswirkungen auf die Oberflächenschicht der Struktur sind unterschiedlich, beispielsweise das Eindrücken eines Kegels oder einer Kugel, das Abprallen des Schlägers von der Oberfläche, das Herausziehen der in die Oberflächenschicht eingebetteten Referenzmarken. Technische Eigenschaften einiger Haushaltsgeräte zur Bestimmung der Stärke mechanische Methoden Die zerstörungsfreie Prüfung ist in der Tabelle angegeben. 3.6.
Tabelle 3.6. Eigenschaften von Geräten zur Bestimmung der Festigkeit durch mechanische Methoden der zerstörungsfreien Prüfung.
| Art der | Funktionsprinzip | Aufprallenergie, J | Auszugskräfte, kN | Festigkeitsbestimmungsbereich, MPa | Gewicht (kg | Test-Bedingungen | |
| Abstand vom Rand der Struktur zur Teststelle, mm, nicht weniger | Dicke der Struktur, mm, nicht weniger | ||||||
| KM | Rebound-Methode | 2,2 | - | 5-50 | 1,75 | 50 | 100 |
| PM-2 | Methode der plastischen Verformung | 2,9 | - | 5-60 | 1,0 | 50 | 70 |
| Kaschkarows Hammer | Ebenfalls | Willkürlich | - | 5-50 | 0,9 | Ebenfalls | Ebenfalls |
| GPNV-5 | Abplatzmethode | - | 50 | 5-100 | 8,0 | 150 | Doppelanker-Einbautiefe |
| IPS-MG4.03 | Stoßimpulsmethode | 0,16 | - | 3-100 | 0,81 | 50 | 50 |
Um die Festigkeit von Beton in Bauwerken mit Geräten des mechanischen Funktionsprinzips zu bestimmen, wird vorläufig eine Kalibrierbeziehung zwischen der Festigkeit von Beton und einer indirekten Festigkeitseigenschaft (in Form eines Diagramms, einer Tabelle, einer Formel) erstellt.
Zur Ermittlung der Kalibrierabhängigkeiten werden Standardwürfel verwendet, die zunächst zerstörungsfrei und dann normgerecht auf Pressgeräten geprüft werden (Anlage 1, S. 96). Die Betonfestigkeit im kontrollierten Abschnitt der Struktur wird durch die Kalibrierungsabhängigkeit gemäß den Messwerten des indirekten Indikators bestimmt. Ein Werkzeug zum Messen indirekter Anzeigen - eine Winkelskala, ein Messschieber (Eindrückdurchmesser) sollte Messungen mit einem Fehler von ± 0,1 mm und eine Messuhr (Eindrücktiefe) - mit einem Fehler von ± 0,01 mm liefern.
Das Testschema zur Ermittlung der abgestuften Abhängigkeiten des IPS-MG4.03-Geräts ist in Abb. 3.8.
Die zweite Gruppe umfasst Geräte, die auf der Aufzeichnung der Eigenschaften der Schwingungsausbreitung durch ein Material basieren. Diese Eigenschaften umfassen: die Geschwindigkeit und Zeit der Ausbreitung von longitudinalen Ultraschall- und Stoßschwingungen im Material von der Strahlungsquelle zum Empfänger, die Frequenz der Eigenschwingungen, der Streuungsgrad, das Frequenzspektrum des durch das Material übertragenen Ultraschalls.
Ein Beispiel für ein solches Gerät ist ein Ultraschallgerät UK-14P, das zur Messung der Laufzeit von longitudinalen Ultraschallschwingungen (UZK) und der Dauer der FrontDies ist die erste Ankunft des empfangenen Signals bei Frequenzen von 0,06 und 0,1 MHz mit Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Longitudinalwellen im Bereich von 330 bis 6500 m/s.
Longitudinalwellen werden als Wellen bezeichnet, bei denen sich die Schwingung von Partikeln (Material) in Richtung der Welle bewegt. Die Messung von Materialeigenschaften nach dem Ultraschallverfahren basiert auf der Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallschwingungswelle von der Dichte und dem Elastizitätsmodul des Materials. Die technischen Eigenschaften des Ultraschallgeräts UK-14P sind in der Tabelle angegeben. 3.7.
Tabelle 3.7. Technische Spezifikationen Gerät UK-14P
Das Gerät realisiert das Ultraschall-Puls-Verfahren mit separatem Eingang in das Material und anschließendem Empfang der durchlaufenen Ultraschall-Abtastung.
Bei zweiseitigem Zugang zur Struktur unter Verwendung der aussendenden und empfangenden piezoelektrischen Wandler (PEP) erfolgt die Durchschallung, bei einseitigem Zugriff erfolgt die Sondierung durch Anbringen der Schallvorrichtung an einer Oberfläche der Struktur. Das Gerät bietet zwei Betriebsmodi: In einem Modus misst das Gerät automatisch die Zeit, während der die Vorderflanke des Ultraschallimpulses eine bekannte Basis im Material der Probe oder des Produkts passiert, auf deren Grundlage die Geschwindigkeit der Wellenausbreitung ist berechnet; in einem anderen Modus misst das Gerät die Anstiegszeit der ersten Halbwelle des empfangenen Ultraschallimpulses.
Zur Durchführung von Messungen wird das Gerät in einen betriebsbereiten Zustand gebracht. Bereiten Sie die Oberfläche der Stelle der Struktur, auf die die Sonde gedrückt wird, mit Kontaktfett vorgeschmiert vor. Bestimmen Sie die Zeit und Geschwindigkeit des Pulses durch die construdia. Gemäß dem Kalibrierplan wird die Festigkeit des Materials durch die Geschwindigkeit der Ultraschallübertragung bestimmt.
Das TKSP-1-Gerät wurde entwickelt, um die Stärke zu bestimmen Metallprofile... Sein Funktionsprinzip basiert auf dem Einbringen einer Metallkugel in das Material.
Das Gerät besteht aus einer Klemme, auf der ein Wechseltisch befestigt ist, einem Prüfkopf mit Diamantkegel oder einer Stahlkugel d = 1,588 mm und einer Hubschraube. Der Countdown erfolgt auf der Messuhr. Die Gesamtabmessungen des Geräts betragen 645 x 175 mm. Gewicht 5kg.
Das Gerät wird durch Drehen des Handrads am zu prüfenden Metallträger befestigt. Durch Drehen des Griffs wird zuerst die Vorspannung auf den Balken übertragen, dann die Hauptlast, die 15 oder 45 kg beträgt.
