Методы дефектоскопии бетона обследуемых конструкций

Методы определения прочности древесины в обследуемых деревянных

Конструкциях

Вырезка образцов из деревянных конструкций не разрешается.

Методы измерения пластической деформации.

Метод А.Х. Певцова.

Для деревянных конструкций предложен метод определения прочности по отпечатку, оставляемому на гладко оструганной поверхности стальным шариком диаметром 25 мм при сбрасывании его с подставки (она резко выдергивается) с высоты 50 см. В место предполагаемого падения шарика укладывают листы белой и копировальной бумаги. При испытании вертикальных и наклонных поверхностей шарик привязывают к нити длиной 50 см и отводят перед отпуском в сторону.

Методы оценки местных разрушений.

Метод стрельбы.

Из мелкокалиберной винтовки производят выстрел по деревянной конструкции с расстояния от дула до поверхности 10 см. Установлена эмпирическая зависимость: прочность древесины R = f(от глубины погружения пульки, определяемой электрозондом).

Метод Е.Е. Гибшмана и В.Г. Донченко.

В древесине просверливаются 4 шпура диаметром 25 мм и глубиной 20 мм. Заштрихованные участки древесины удаляются (выдалбливаются долотом). Между средними шпурами по касательным специальной пилочкой делаются пропилы на глубину шпуров. Остается небольшой объем древесины, связанный с окружающей древесиной лишь своим основанием. Рычажное приспособление, снабженное динамометром, вставляют в один из удаленных долотом участков и производят срез объема. Установлена эмпирическая зависимость: прочность древесины R = f (усилия среза).

Методы дефектоскопии бетона обследуемых конструкций

Акустические методы.

Метод акустической эмиссии основан на регистрации акустических волн в бетоне при его пластическом деформировании и возникновении трещин.

Регистрируя скорость движения волн, можно обнаружить накопление опасных разрушений (зоны концентрации напряжений, эволюция развития трещин) в процессе нагружения конструкций и их эксплуатации. Специальная аппаратура «слышит» треск бетона.

Методы с использованием ионизирующих излучений (радиационные методы).

Используются следующие ионизирующие излучения:

- рентгеновское,

- тормозное излучение ускорителей электронов (ТИУЭ),

- -излучение

- тепловые нейтроны.

Рентгеновское, тормозное излучение ускорителей электронов (ТИУЭ) и -излучение - это высокочастотные электромагнитные волны, распространяющиеся в вакууме со скоростью света.

Предел просвечиваемого слоя рентгеновским излучением: металл - 100 мм, бетон - 350 мм, пластмассы - 500 мм; ТИУЭ - соответственно, 450 мм, 2000 мм, 3500 мм; -излучение - 100 мм, 300 мм и 500 мм.

Рентгеновские лучи получают с помощью электронных рентгеновских трубок, в которых: под действием высокого напряжения на катоде образуется пучок электронов, которые подлетают к аноду из платины или вольфрама, сталкиваются с ним (поэтому анод называют ещё мишенью), и при этом возникает непрерывный спектр рентгеновских лучей.

Для получения ТИУЭ используются бетатроны. Бетатрон - это индукционный ускоритель электронов, в котором разогнавшиеся под действием вихревого электрического поля и сошедшие с равновесной орбиты электроны сталкиваются с анодом, и при этом возникает излучение.

Источниками -излучения являются радиоактивные изотопы кобальта-60, цезия -137, иридия -192, тулия-170, европия-155, где числа – это т.н. массовые числа, равные сумме протонов и нейтронов в ядре.

Поток тепловых нейтронов образуется при бомбардировке мишеней (полониево-бериллиевых или плутониево-бериллиевых) -частицами, протонами, нейтронами или -квантами очень высокой энергии ( -частицы - это ядра атома гелия, испускаемые радиоактивными ядрами; состоят из двух протонов и двух нейтронов).

Оценка однородности материала осуществляется путем фиксирования степени ослабления ионизирующего потока: рыхлый материал будет меньше ослаблять поток, материал с плотной структурой - сильнее.

Фиксация интенсивности ионизирующего потока, прошедшего через просвечиваемую конструкцию, может производиться:

радиографическим методом – с помощью рентгеновской плёнки, которая после просвечивания подвергается соответствующей обработке;

ксерорадиографическим методом

(результат просвечивания фиксируется на ксерорадиографической или электрорадиографической пластинке, состоящей из алюминиевой подложки и нанесенного на неё слоя фотопроводника - аморфного селена; этому слою сообщают электрический заряд, пластину помещают в светонепроницаемую кассету; при просвечивании конструкции ионизирующее излучение проходит сквозь кассету, на поверхности селенового слоя образуется скрытое электростатическое изображение, которое проявляется после вскрытия кассеты в темноте мелким наэлектризованным порошком мела; частицы порошка, заряженные электричеством противоположного знака по отношению к заряду пластины, прилипают к поверхности селенового слоя, образуя видимое изображение просвечиваемого объекта; это изображение переносят на бумагу и фиксируют);

радиометрическим методом - с помощью детекторов излучения - сцинтилляционных (сцинтилляция - кратковременная световая вспышка в сцинтилляторах-люминофорах под действием ионизирующего излучения), полупроводниковых, газоразрядных счетчиков или ионизационных камер.

В бетоне такими методами удается выявить дефекты, в 2-3 раза превышающие характерный размер крупного заполнителя и составляющие не менее 5...8 % от толщины конструкции. Трещину можно выявить только совпадающую с направлением просвечивания (предельное несовпадение - 5^о). Это объясняется естественной неоднородной структурой бетона.

Дефект оставляет на плёнке и на пластине затемнённый след, а детектор излучения реагирует на дефект резким увеличением показания.

Возможны два способа просвечивания: сквозной (источник и плёнка, пластина или детектор находятся на противоположных гранях конструкции) и односторонний (регистрируется интенсивность излучения, рассеянного материалом).

Радиографический метод с использованиемрентгеновского или -излучения:

При сквозном просвечивании конструкции фиксируется не только сам факт существования дефекта, но и точное его месторасположение. Если расположение дефекта в плане легко угадывается по снимку, то глубину его залегания определяют смещением источника излучения параллельно плёнке и пуском потока под новым углом к ней. Зная смещение, расстояние между прежним и новым затемнениями на снимке и между источником и плёнкой, из подобия треугольников легко определить удаленность дефекта от плёнки.

Использование нейтронных излучений.

Нейтроны - электрически нейтральны, поэтому на рентгеновскую пленку непосредственно не действуют. Для их фиксирования применяют два приёма:

- «прямой», когда рядом с пленкой помещают нейтроактивирующий металлоэкран, проходя через который, нейтроны возбуждают в нем поток -излучения, фиксируемый на пленке;

- «косвенный», когда облученный нейтронами металлоэкран переносят в фотокассету, где -излучение фиксируется на пленке.

Второй приём даёт более четкую картину, так как исключается влияние дополнительного -излучения, возникающего уже в просвечиваемой конструкции при захвате нейтронов ядрами химических элементов бетона. В первом случае оно фиксируется наряду с основным -потоком на пленку, во втором - уходит в пространство, и на пленке в кассете отпечатывается только основной -поток.