КОНТРОЛЬ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ БЕТОНА |
|
КОНТРОЛЬ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ БЕТОНА
Дилатометры применяют для измерения температурных дефор¬маций каталога проектов. Они представляют собой сложные приборы с высокока¬чественной системой измерения и специальными устройствами для нагрева и охлаждения образца; используются главным обра¬зом в исследовательских лабораториях.Внутренние процессы, происходящие в бетоне при твердении, эксплуатации, нагружении, замерзании и самых различных воздействиях, часто находят свое внешнее выражение в виде деформаций всего материала или отдельных составляющих каталога проектов. По характеру деформаций можно судить о происходящих в бетоне изменениях и о его качестве. Обычно для измерения деформаций применяют традиционные способы: механические или электрические тензометры, компараторы, дилатометры. Весьма прост по устройству компаратор стрелочного типа, получивший широкое распространение в практике строительных лабораторий. На специальном штативе между нижним неподвижным упором и верхним подвижным (ножка стрелочного индикатора) устанавливают образец бетона, в торцы которого заделаны реперы, обеспечивающие точность и надежность измерений. В качестве реперов используют стальные или стеклянные шарики диаметром 5-8мм, стальные или пластмассовые конусы. Стрелочные индикаторы могут также непосредственно закрепляться на образце бетона. Они позволяют производить измерения с точностью до 0,01-0,001 мм. При базе измерений более 10 см это позволяет измерить относительные деформации порядка 10~4 - 105, которые характерны для бетона. Большое распространение в последнее время получили элек¬трические проволочные тензодатчики, представляющие собой не¬сколько витков проволоки, наклеенной на бумагу, ткань или пленку. Датчики приклеивают к поверхности материала и при¬соединяют к приборам, позволяющим регистрировать электриче¬ское сопротивление датчика. При деформации поверхности бетона соответствующим образом деформируется тензодатчик (проволо¬ка либо растягивается, либо укорачивается) и меняется его оми¬ческое сопротивление. По величине изменения сопротивления датчика судят о деформации. Для изготовления датчиков каталога проектов приме¬няют тонкую константановую, мангановую или нихромовую проволоку диаметром 0,02-0,05 мм. База датчиков, на которой проводят измерения, обычно составляет 5, 10, 20 и 50 мм. Для измерения общих средних деформаций бетона используют дат¬чики каталога проектов с большей базой, для измерения местных деформаций — ма¬лые датчики. Изменение величины сопротивления датчика определяют с по¬мощью специальных тензостанций, собранных по электрической схеме моста Уитстона, который обладает высокой чувствитель¬ностью к изменению сопротивления плеч. Во избежание ошибок от посторонних факторов используют компенсаторный датчик каталога проектов, на¬клеиваемый на бетон, не подвергающийся испытанию. На основе стрелочных индикаторов и электрических тензомет¬ров в лабораториях создают приборы, позволяющие измерять деформации образцов и изделий из бетона и железобетона. По результатам измерений, обычно дополняемым результатами дру¬гих испытаний (измерением скорости ультразвука, изменением массы и т. д.), ориентировочно судят о качестве бетона или об из¬менении его структуры и свойств в процессе обработки. На¬пример, чем меньше остаточная деформация каталога проектов после тепло¬вой обработки, тем в меньшей степени происходили в нем де¬структивные процессы в ходе прогрева и тем лучше при прочих равных условиях его конечные структура и свойства. Для контроля трещиностойкости бетона и в ряде других слу¬чаев желательно наблюдать все поле деформаций на поверхности образца или конструкции. Большинство известных методов опре¬деления деформаций бетона, в том числе механическими и элек¬трическими тензометрами, позволяет измерять деформации в от¬дельных точках или на небольших отрезках поверхности бетона. Для получения общей картины деформаций приходится приме¬нять большое количество датчиков или приборов, возрастает тру¬доемкость проведения замеров и их камеральной обработки, сни¬жается оперативность получения информации и соответствующего обратного воздействия на процесс с целью нейтрализации подме¬ченных недостатков. Кроме того, существует вероятность, что при контроле тре¬щиностойкости трещина может возникнуть на участке, не кон¬тролируемом датчиками, и, следовательно, не будет своевременно зарегистрирована. На практике в ряде случаев необходимо также иметь сведения о деформации образца или изделия без непо¬средственного доступа к его поверхности, например при обра¬ботке изделий в закрытых контейнерах. Применяемые для этой цели катетометры или другие специальные приборы позволяют измерять только деформации на отдельных участках изделия, не давая представления об общей картине деформации. Наблюдать и регистрировать с заданной точностью все поле деформации поверхности бетона без непосредственного контак¬та с каталогом проектов позволяют новые способы — муаровый и голографический. При определении деформаций муаровым методом на поверх¬ность образца наносят или проецируют рабочий растр, представ¬ляющий собой частую сетку линий или точек. При деформиро¬вании образца меняется положение отдельных элементов рабо¬чего растра и при совмещении его с контрольным растром, не изменяющим своих размеров, возникает муаровая картина, по которой можно вычислить деформации образца . Чем больше деформации, тем чаще сетка муаровых полос, интенсив¬нее их движение. Широкие возможности по наблюдению и регистрации дефор¬маций каталога проектов открывает голография. Голография — это принци¬пиально новый метод получения изображений предметов, основанный на явлении интерференции света. Для получения голограмм используют свет лазера. В отличие от солнечного света или света электрических ламп, который состоит из спектра световых волн различной длины, лазеры дают монохроматический свет с опре¬деленной длиной волны излучения, например газовый гелий-неоновый лазер излучает свет с длиной волны 6328 А. Световые вол¬ны, излучаемые лазером, могут взаимодействовать, создавая в пространстве сложную интерференционную картину. Для полу¬чения голограммы, на которой в закодированной форме записы¬вается изображение предмета, фотопластинка при съемке разме¬щается таким образом, чтобы на нее падали не только лучи света от освещенного лазерным светом предмета (предметный или ра¬бочий пучок), но и свет от лазера (опорный пучок). В этом слу¬чае на фотопластинке возникает и фиксируется интерференцион¬ная картина взаимодействия двух пучков света. Если после про¬явления фотопластинку осветить светом лазера, падающим под тем же углом, под которым она освещалась опорным пучком, то за фотопластинкой можно будет увидеть предмет, который воз¬никнет на том же месте, где он располагался при съемке. При этом будет видно его объемное позитивное изображение. Голограмма обладает рядом интересных свойств. Изображение предмета можно восстановить, используя не всю, а только часть фотопластинки. Если снять с голограммы контактный отпечаток, то полученная копия также восстановит позитивное изображение предмета. На одной голограмме можно записать изображения нескольких предметов (путем наложения интерференционных кар¬тин от каждого из них) или записать несколько состояний одного и того же предмета. Последнее свойство голограмм используется для наблюдения и регистрации деформаций образцов из бетона и других мате¬риалов. Если записать на голограмме первоначальное изобра¬жение образца, а затем его изображение после деформации, то при восстановлении голограммы световые волны этих изображе¬ний проинтерферируют между собой и на изображении предмета возникает вторичная интерференционная картина, например в виде чередующихся темных и светлых полос. Вид вторичной ин¬терференционной картины будет определяться характером дефор¬маций. По этой картине можно судить об изменениях, происшед¬ших с образцом, качественных и количественных, причем с боль¬шой точностью можно определять деформации отдельных частей образца и взаимное перемещение отдельных точек предмета. При необходимости эту картину можно сфотографировать и подверг¬нуть расшифровке. Достоинством голографического метода исследования дефор¬маций является то, что он позволяет наглядно увидеть и зареги¬стрировать, во-первых, очень малые деформации, характерные для бетона, во-вторых, наблюдать все поле деформаций и, в-третьих, не требует никакой специальной подготовки образца и позволяет производить наблюдение, регистрацию и измерение деформаций образца без непосредственного контакта с его поверхностью. Для наблюдения и определения деформаций каталога проектов используют специальные стен¬ды, на которых можно изучить де¬формации моделей и образцов из любых материалов. |
|