СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА Российский патент 1998 года по МПК G01N33/38 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а более точно к способу определения прочности бетона.

Наиболее успешно изобретение может быть использовано при исследовании свойств бетонов.

В настоящее время широко используются для определения свойств цемента или бетона ультразвук или кондуктометрические датчики.

Известен способ контроля качества бетона с использованием ультразвуковых сигналов, при котором измеряют скорость ультразвука в бетоне, затем выявляют зависимость этой скорости от соотношения содержания цемента и воды и определяют силу сжатия бетона.

Данный способ позволяет определить прочность бетона в его жидком состоянии. Однако скорость ультразвука зависит не только от соотношения цемент: песок: вода, а также от заполнения бетона твердой фракцией (гравий, щебень и т.д.), что не позволяет обеспечить достаточную точность измерения.

Известен также способ определения прочности на сжатие или растяжение бетона при классической технологии приготовления бетонной смеси (ГОСТ 10180-78), при котором используют приборы механического действия для замера прочности.

Однако такой способ позволяет определить прочность бетона только в его твердом состоянии и не дает возможности получить требуемую прочность бетона. Кроме того, этот способ очень длителен по времени и требует большого количества оборудования (пропарочные камеры, прессы).

Целью изобретения является сокращение времени определения и повышение точности замеряемых параметров.

Целью достигается тем, что в способе определения прочности бетона, согласно изобретению одновременно с измерением удельной электропроводности определяют активность бетона по формуле

где
A_б - активность бетона 28 - дневного возраста;
x - коэффициент приведения, учитывающий зависимость между активностью цемента и электропроводностью раствора;
A_ц - активность цемента, используемого для приготовления бетонной смеси;
α - температурный коэффициент;
t₁ - температура приготовленного раствора, ^oC;
t₂ - температура бетонной смеси,^oC;
t_o - температура приведения,^oC;
λ₁ - электропроводность раствора;
λ₂ - электропроводность бетонной смеси.

Благодаря определению активности бетона по выше указанной формуле предлагаемый способ позволяет определять прочность бетона в его жидком состоянии и в случае несоответствия этой прочности требуемым стандартам дает возможность исправить данную погрешность, что повышает качество бетона. Кроме того, данный способ осуществляется очень быстро и просто и не требует использования громоздкого оборудования.

В дальнейшем изобретение будет рассмотрено на конкретном примере его осуществления.

Готовят раствор, для чего берут, мас.ч.:песок 3 - 1,5; цемент 1 - 0,5; воду 0,7 - 0,35.

Все компоненты тщательно перемешивают в течение 1 - 3 мин до однородной пластичной массы. Затем отбирают пробу в стеклянную емкость, опускают в нее кондуктометрический датчик, чтобы не касался стенок емкости (растяжение от стенок Δ ≥ 20 мм) и производят замер удельной электропроводности λ₁ и температуры t₁.

Затем готовят бетонную смесь, для чего берут, мас. ч: песок 3; цемент 1; щебень - 4 и воду 0,7. Все компоненты тщательно перемешивают до однородной пластичной массы, затем отбирают пробу в стеклянную емкость, опускают в нее кондуктометрический датчик, чтобы он не касался стенок емкости (расстояние от стенок Δ ≥ 50 мм) и производят замер удельной электропроводности λ₂ и температуры t₂.

Одновременно с замерами параметров t₁, λ₁ , t₂ и λ₂ определяют активность бетона по формуле

где
А_б - активность бетона 28-дневного возраста;
x - коэффициент приведения, учитывающий зависимость между активностью цемента и электропроводностью раствора;
А_ц - активность цемента, используемого для приготовления бетонной смеси;
α - температурный коэффициент;
t₁ - температура приготовленного раствора, ^oC;
t₂ - температура бетонной смеси, ^oC;
t_o - температура приведения, ^oC;
λ₁ - электропроводность раствора;
λ₂ - электропроводность бетонной смеси.

Коэффициент X приведения, учитывающий зависимость между активностью цемента и электропроводностью раствора, определяется расчетно по формуле

Температурный коэффициент α берется из справочника по элементарной физике./Под. ред. Кошкина Н.И., Ширкевич М.Г., Наука, 1976, с. 128).

Пример 1. Берут мас. ч.: песок 1; цемент с активностью А_ц = 400 МПа 0,5 и воду 0,7, все компоненты тщательно перемешиваются до однородной пластичной массы. Затем определяют электропроводность этой массы, она равна 90. Коэффициент X приведения определяется по указанной выше формуле и равен 0,8. Одновременно замеряют температуру t₁, которая автоматически корректируется прибором.

Затем готовят бетонную смесь, для чего берут, мас. ч. : песок 3; цемент 1; щебень 4 и воду 0,7. Все компоненты тщательно перемешивают до однородной пластичной массы, затем определяют электропроводность, она равна 100, и прибором автоматически корректируют температуру t₂.

Затем подставляют все данные в формулу и определяют активность бетона, она равна А_б = 288 МПа.

Пример 2. Берут, мас.ч.: песок 3; цемент с активностью 400 МПа 1 и воду 0,35, все компоненты тщательно перемешивают до однородной пластичной массы, определяют электропроводность λ₁ , она равна 180^o, прибором корректируют температуру t₁ и подсчитывают коэффициент X, который равен 0,4.

Затем готовят бетонную смесь, для чего берут, мас.ч.: песок 3; цемент 1; щебень 4 и воду 0,7. Все компоненты тщательно перемешивают до однородной пластичной массы, определяют λ₂ , она равна 100, корректируют температуру t₂.

Все данные подставляют в формулу и определяют активность бетона, она равна А_б = 288 МПа.

Пример 3. Берут, мас.ч.: песок 4,5; цемент с активностью 400 МПа 1,5 и воду 1,05, все компоненты тщательно перемешивают до однородной пластичной массы, определяют электропроводность λ₁ , она равна 120, корректируют температуру t₁ и подсчитывают коэффициент X, он равен 0,6.

Затем готовят бетонную смесь, для чего берут, мас. ч.: песок 3; цемент 1; щебень 4 и воду 0,7. Все компоненты тщательно перемешивают до однородной пластичной массы, определяют λ₂ , она равна 100, и корректируют температуру t₂.

Все данные подставляют в формулу и определяют активность бетона, она равна А_б = 288 МПа.

Как видно из примеров, активность бетона и, следовательно, его прочность зависят в основном от водоцементного соотношения в бетоне и марки цемента.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при исследовании свойств бетонов. Сущность изобретения: измеряют температуру и электропроводность раствора и бетонной смеси одновременно, определяют активность бетона в зависимости от активности цемента, температуры, электропроводности и коэффициента приведения, учитывающего зависимость между активностью цемента и электропроводностью раствора.

Способ определения прочности бетона неразрушающим методом по косвенной характеристике, отличающийся тем, что определяют активность бетона по формуле

где А_б - активность бетона 28-дневного возраста;
x - коэффициент приведения, учитывающий зависимость между активностью цемента и электропроводностью раствора;
А_ц - активность цемента, используемого для приготовления бетонной смеси;
α - температурный коэффициент;
t₁ - температура приготовленного раствора, С^o;
t₂ - температура бетонной смеси, С^o;
t_о - температура приведения, С^o;
λ₁ - электропроводность раствора;
λ₂ - электропроводность бетонной смеси.