ĆWICZENIE NR 2 Badanie jakości betonu w konstrukcji metodą ultradźwiękową

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR kontrukcji etodą 1 1. CEL ĆWICZENIA Cele ćwiczenia jet praktyczne zapoznanie ię ze poobe kontroli jakości betonu w kontrukcji etodą.. PROGRAM ĆWICZENIA. 1. Dokonać przygotowania i kalibracji przyrządu.. Dokonać wyboru i przygotowania iejc poiarów. 3. Dokonać poiaru drogi i czau przejścia ipulu ultradźwiękowego w zadany eleencie. 4. Opracować wyniki w orie prawozdania. 3. SPOSÓB WYKONANIA POMIARÓW 3.1 Przeznaczenie i zaada działania betonokopu TICO Jet to aparat przeznaczony do określania prędkości ali ultradźwiękowej w badany eleencie (ateriale). Głowica nadawcza eituje alę, która wnika do badanego eleentu i odbierana jet przez głowicę odbiorczą. Odtęp czau który powtaje poiędzy oente wyłania ipulu nadawczego i oente odbioru tego ipulu, jet ierzony poprzez zliczenie ipulów generatora zegarowego. Skróconą intrukcję obługi przyrządu zaiezczono w Zał.. 3. Wybór i przygotowanie iejc badań Miejca badań powinny uożliwić uiezczenie głowic, traniję ipulu i poiar jego drogi. Dlatego powinno ię wybierać takie iejca (przekroje) do których ożliwy jet dotęp z obu tron i poiar grubości (zerokości) betonu poiędzy tyi głowicai. Niedopuzczalne jet badanie: a). betonu zaarzniętego lub przearzniętego w okreie dojrzewania, b). tre eleentu zawierających beton rakowaty, pękany, korodowany lub naiąknięty wodą, c). w iejcach kontrukcji z nieokreślonyi obcyi wtrąceniai (np. wkładki talowe, ceraiczne, drewniane, wartwy izolacyjne, itp.) Miejca przeznaczone do badań powinny zotać oczyzczone z wartw arby, tynku i zanieczyzczeń a natępnie wygładzone. Do określania etodą średniej wytrzyałości betonu na ścikanie w eleencie wyagane jet przeprowadzenie badań w co najniej n = 0 iejcach (przekrojach). 3.3 Przeprowadzenie poiarów Przed przeprowadzenie właściwych poiarów należy dokonać wyboru i podłączenia głowic, oraz prawdzenia poprawności działania i kalibracji przyrządu. Wkazane jet, aby w czaie kalibracji i poiarów głowice docikane

2 ĆWICZENIE NR kontrukcji etodą były z jednakową, uiarkowaną iłą przez tę aą oobę. Przed kalibracją na powierzchnie czołowe ond nanieść wartwę środka przęgającego (plateliny). Głowice należy utawić naprzeciw iebie, protopadle do badanej i odpowiednio przygotowanej powierzchni (Ry. 1) i dokonać odczytu czau przejścia ipulu (ozacować wartość średnią z pojawiających ię wielkości na wyświetlaczu). Wartość odczytu zanotować. Zierzyć i zanotować długość drogi przejścia ipulu (odległość iędzy powierzchniai czołowyi głowic) z dokładnością do 1% wartości. Ry. 1 Spoób poiaru czau przejścia ipulu 4. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW 4.1 Określenie prędkości ali akutycznej i w pozczególnych iejcach poiarowych Obliczyć prędkość ali akutycznej w dany iejcu [k/]: i i ti i - długość drogi przejścia ipulu (odległość iędzy powierzchniai czołowyi głowic), [] - cza przejścia ipulu, [] t i 4. Określenie paraetrów rozkładu prędkości ali akutycznej i 1. Obliczyć wartość średnią prędkości ali akutycznej i - prędkość ali akutycznej w i-ty iejcu n - liczba iejc badań (zalecane n 0) 0 n i i1 n [k/] Wartości prędkości ali akutycznej i różniące ię od średniej 0 więcej niż ±10% należy odrzucić i ponownie obliczyć. Wyników odrzuconych nie powinno być więcej niż 10%. ncorr i i1 [k/] ncorr. Obliczyć odchylenie tandardowe prędkości: i [k/] n 1 corr

3 ĆWICZENIE NR kontrukcji etodą 3 3. Obliczyć wkaźnik zienności prędkości ali akutycznej: 4.3 Dobór hipotetycznej unkcji regreji Doboru hipotetycznej unkcji regreji należy dokonać według zał. 3 lub według wkazań prowadzącego zajęcia. Najczęściej przyjuje ię: c c 1...c 7 c 8 8 c ci, , 4, 83 i1 MPa - wytrzyałość betonu, - prędkość ali akutycznej, [k/] - poprawki ujujące wpływ różnych czynników związanych z paraetrai badanego betonu (Tab. ) - poprawka ujująca wpływ ilości tali (zbrojenia) na drodze ipulu) B c 8 A 10c c - wytrzyałość betonu (średnia) wyznaczona z unkcji regreji przy c 8 = A, B - paraetry zależne od ilości tali w betonie (Tab. 1) Tab. 1. Paraetry do określania poprawki c 8 wytrzyałości betonu w zależności od ilości tali w betonie Ilość tali na drodze ipulu % A B ,050 1,10 1,15 0,0 5,0 56,7 96,4 Jeśli dyponuje ię wynikai badań wytrzyałości betonu (np. z odwiertów próbnych), należy dokonać korelowania przyjętej krzywej regreji, poprzez dobór wpółczynnika korelacji C 0, którego wartość oblicza ię ze wzoru: c,tet C0 c C 0 - wpółczynnik korelacji c,tet - średnia, porównawcza wytrzyałość betonu - wytrzyałość z przyjętej unkcji regreji c

4 ĆWICZENIE NR kontrukcji etodą 4 Tab.. Poprawki c 1...c 7 do określania wytrzyałości betonu w zależności od wybranych cech betonu i opi cechy wartość cechy c i 1. wartość c/w 1,0 0,88 1,5 0,93,0,5 1,09 5,0 1,1. zawartość kruzywa /%/ /objętościowo/ jakość kruzywa b. dobra średnia nika 4. uziarnienie kruzywa dolna granica średnie górna granica 5. arka ceentu wiek betonu /dni/ > tan zawilgocenia betonu uchy powietrzno-uchy wilgotny 1,0 1,10 0,90 0,81 0,84 1, 0,9 1,10 1,08 1,11 0,91 1,06 1,13 1,19 1,10 0,90 Wartości pośrednie należy interpolować liniowo. Przy braku zczegółowych danych wartość pozczególnych poprawek przyjować równą. 4.4 Określenie paraetrów rozkładu wytrzyałości betonu na ścikanie 1. Obliczyć wytrzyałość średnią betonu: 8 c C0 c i, 748 v , 4, 83 i1. Obliczyć odchylenie tandardowe wytrzyałości betonu: MPa 8 89, C0 civ v 1510, v, i1 3. Obliczyć wkaźnik zienności wytrzyałości betonu: MPa c

5 ĆWICZENIE NR kontrukcji etodą Określenie wytrzyałości inialnej i ocena jakości betonu 1. Obliczyć inialną wytrzyałość betonu: c,in c t MPa t - paraetr zależny od przyjętego rozkładu wytrzyałości, liczności populacji wyników oraz założonego prawdopodobieńtwa P przekroczenia wartości c,in. Dla rozkładu noralnego i P = 95%, t = 1,645. Obliczona wytrzyałość betonu c,in jet zapewniona z prawdopodobieńtwe 95%. Odpowiada ona wytrzyałości gwarantowanej G c,cube co oznacza, że jet ona podtawą do kwaliikowania badanego betonu do odpowiedniej klay, o nie wyżzej wytrzyałości. c,in. Obliczyć wkaźnik jednorodności k: k [%] 3. Dokonać oceny jakości betonu w/g Tab. 3 Tab. 3. Ocena jakości betonu na podtawie wpółczynnika jednorodności k i wkaźnika zienności Wpółczynnik jednorodności k Powyżej Poniżej 0.67 Wkaźnik zienności Poniżej 10% 10-15% 15-0% Powyżej 0% Jakość betonu bardzo dobra dobra dotateczna zła 5. DOKUMENTACJA ĆWICZENIA. Wyniki ćwiczenia należy opracować w orie prawozdania. Sprawozdanie powinno zawierać: a). kład oobowy zepołu i nuer grupy laboratoryjnej b). dane charakteryzujące eleent badany c). opi przyrządu d). datę, warunki i poób przeprowadzania badania e). dziennik poiarów ). podtawy określania zależności - (unkcja regreji) i wyniki obliczeń g). wnioki 6. WIADOMOŚCI KONIECZNE DO ROZPOCZĘCIA ĆWICZENIA. a). podział etod badań nienizczących b). zaady toowania etody ultradźwiękowej c). progra ćwiczenia d). ocena jakości za poocą kilku etod poiarowych c

6 ĆWICZENIE NR kontrukcji etodą 6 7. LITERATURA [1] Pr. zbiorowa. Budownictwo betonowe, t.iii. Badania ateriałów, eleentów i kontrukcji. ARKADY Warzawa 1970 [] Ajdukiewicz A., Staroolki W., Suliowki Z., Kontrukcje betonowe, Laboratoriu. Skrypt PŚ, Gliwice 1983 [3] PN - 74/B Nienizczące badania kontrukcji z betonu. Metoda ultradźwiękowa badania wytrzyałości betonu na ścikanie [4] Intrukcja ITB Nr 09. Intrukcja toowania etody ultradźwiękowej do nienizczącej kontroli jakości betonu w kontrukcji, ITB Warzawa ZAŁĄCZNIKI 1. Dziennik poiarów ultradźwiękowych. Skrócona intrukcji obługi próbnika ateriałów ELPAN typ Dobór hipotetycznej unkcji regreji

7 Załącznik 1 Dziennik poiarów ultradźwiękowych DZIENNIK POMIARÓW ULTRADŹWIĘKOWYCH Data badania Nr grupy Nr zepołu Skład zepołu Oznaczenie eleentu Typ i nuer przyrządu Nuer iejca Średni cza przejścia ipulu droga ipulu i, [] Odczyty w iejcu poiarowy i n cza przejścia ipulu t 1, [] prędkość i i [k/] i t i = Odchylenie tandardowe v i n 1 Wkaźnik zienności Wiek betonu Stan wilgotności betonu Wpółczynnik korelacji c c C0 = Potać ogólna unkcji regreji Średnia wytrzyałość betonu na ścikanie c = Wkaźnik zienności c Opracował [MPa] Odchylenie tandardowe wytrzyałości na ścikanie Wytrzyałość inialna betonu c,in = c t = G c,cube = = [MPa] Wpółczynnik jednorodności Jakość betonu c,in k c Sprawdził KLASA BETONU [MPa]

8 Zał.Skrócona intrukcja obługi betonokopu TICO I) Przeznaczenie, zaada działania i opi przyrządu Betonokop ultradźwiękowy przeznaczony jet do nienizczących badań betonu, a w zczególności do określenia: Niejednorodności betonu Putek, pęknięć i uzkodzeń powodowanych przez ogień i lód Modułu prężytości Wytrzyałości betonu. Wpółpracuje on z parą głowic ultradźwiękowych: nadawczą i odbiorczą, połączonych za poocą kabli. Głowica nadawcza, pobudzana ipulai elektrycznyi, eituje alę o czętotliwości określonej kontrukcją tej głowicy. Fala ta wnika do badanego eleentu i odbierana jet przez głowicę odbiorczą, uiezczoną po przeciwnej tronie eleentu. Odtęp czau który powtaje poiędzy oente wyłania ipulu nadawczego i oente odbioru tego ipulu, jet ierzony poprzez zliczenie ipulów generatora zegarowego. II) Przygotowanie do poiarów A. Uruchaianie Połączyć głowice i rejetrator kablai BNC. Jeśli kable ają różną długość to dłużzy z nich ui zotać podłączony do gniazda nadajnika (tranit) Uwaga: Głowice należy podłączać przed włączenie urządzenia i odłączać po wyłączeniu. Dotknięcie wnętrza złącza BNC kabla nadajnika oże powodować porażenie elektryczne. Nacinąć przycik ON. Na ekranie pojawią ię natępujące inoracje; - nuer eryjny urządzenia - werja zaintalowanego oprograowania - zacunkowy cza pracy baterii Jeśli inoracje nie pojawią ię na ekranie należy wyienić baterie. Natępnie pojawi ię ekran poiarowy, na który uiezczono poniżze inoracje: a. Typ ceentu: P - ceent portlandzki B - ceent hutniczy b. Wpółczynnik korekcji ze względu na wilgoć lub inne czynniki c. Wartość liczby odbicia wprowadzona z klawiatury d. Nuer poiaru e. Cza traniji t ali ultradźwiękowej poiędzy głowicai. Odległość I poiędzy przetwornikai w wybranych jednotkach (, t) g. Prędkość ipulu v=l/t h. Wytrzyałość betonu TICO-SCHMIDT w wybranych jednotkach: N/, MPa, kg/c, pi i. Intrukcje dla użytkownika: Rozpoczęcie poiaru - przycik START Wywołanie unkcji enu - przycik MENU B. Utawienia MENU Rejetrator wypoażony jet w yte wyboru unkcji w potaci enu. Po naciśnięciu przyciku MENU na ekranie pojawia ię lita dotępnych unkcji. a. wybór linii enu b. wywołanie wybranej linii c. wywołanie trybu (ekranu) poiarowego

9 1. Odległość Autoatyczne wyświetlanie prędkości ipulu na ekranie poiarowy wyaga wprowadzenia odległości poiędzy głowicai z dokładnością do 1%. Dokonuje ię tego za poocą klawizy trzałek. Możliwy jet wybór jednotki długości lub t (patrz punkt 4.1).. Wpółczynnik korekcji Należy przyjąć wartość Nuer poiaru Nuer poiaru jet zwiękzany autoatycznie po każdy poiarze 4. Utawienia podtawowe 4.1 Wybór jednotki dla długości i wytrzyałości Przyciki ze trzałkai łużą do wyboru jednotki długości ( lub t) i wytrzyałości (N/, MPa, pi lub kg/c ). 4. Kalibracja Głowice tandardowe 54 khz kalibrowane ą przez rejetrator. Wartość wpółczynnika kalibracji podana jet na pręcie kalibracyjny i ui być zgodna z wartością wprowadzoną. III) Wykonywanie poiarów czau przejścia ipulu W celu dokonania poiaru czau przejścia ipulu ultradźwiękowego przez badany eleent należy: - wybrać i nanieść na powierzchnie robocze głowic środek przęgający, - określić punkty poiarowe i zierzyć odległość poiędzy punktai poiarowyi z dokładnością do 1%, - utawić podtawowe paraetry poiaru w MENU, a natępnie przycinąć przycik END, - nacinąć przycik START, - docinąć dokładnie na przeciw iebie głowice nadawczą i odbiorczą w przygotowane iejca badanego eleentu, - odczytać i zanotować w dzienniku wynik po uzykaniu tabilnego wkazania. Wartości prezentowane na wyświetlaczu ożna zachować przycikając przycik STORE. Jeśli użytkownik a wątpliwości co do prawidłowości poiaru, zaiat STORE należy przycinąć przycik START i powtórzyć badanie

10 Zał. 3 Dobór hipotetycznej unkcji regreji I. Przyjęcie hipotetycznej unkcji regreji Na podtawie inoracji prowadzącego zajęcia lub danych literaturowych, przyjąć unkcję regreji. Najczęściej jet to: C, , 4 83 MPa c, Dobór unkcji polega na utaleniu wartości wpółczynnika korygującego C, który dopaowuje ogólną unkcję na podtawie wytrzyałości betonu na ścikanie utalonej w badaniu próbek kontrolnych. II. III. Utalenie inialnej liczby próbek kontrolnych Minialna liczba próbek kontrolnych powinna wynoić: a) 3 ztuki w przypadku badania próbek wykonanych podcza betonowania kontrukcji lub wyciętych z kontrukcji, b) 9 ztuk wykonanych dodatkowo według projektowanego kładu betonu, jeżeli nie jet ożliwe potępowanie jak w punkcie a). Badanie próbek kontrolnych etodą Próbki należy badać w co najniej 3 iejcach poiarowych leżących na kierunkach wzajenie protopadłych. W czaie badania głowice powinny być docikane za poocą pecjalnie kontruowanego jarza, toując środek przęgający. Dokładność odczytu przyrządu (ACCURACY) powinna wynoić 0.0. Poiar drogi przejścia ygnału należy wykonać z dokładnością ±0,5. I. Badanie porównawcze wytrzyałości na ścikanie próbek kontrolnych (zgodnie z PN-88/B 0650 Beton zwykły). Określenie wartości wpółczynnika C Wartość wpółczynnika C należy obliczać ze wzoru: c,tet C c C - wpółczynnik korygujący c,tet - średnia, porównawcza wytrzyałość betonu na ścikanie z badania próbek kontrolnych c - średnia wytrzyałość betonu na ścikanie z przyjętej unkcji regreji w potaci ogólnej I. Weryikacja dobranej hipotetycznej unkcji regreji Dobrana, hipotetyczna unkcji regreji oże być zatoowana do oceny wytrzyałości betonu na ścikanie w danej kontrukcji, jeżeli kwadratowe odchylenie względne k jet niejze od 1% n ci ci, tet i 1 ci k 100% 1% n 1 ci - wytrzyałość i-tej próbki z dobranej unkcji regreji (z uwzględnioną wartością wpółczynnika C) c,tet - porównawcza wytrzyałość i-tej próbki z badania próbek kontrolnych n - liczba próbek kontrolnych