МУЛЬТИВОЛНОВОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ БЕТОНА

Существующая система неразрушающего контроля бетона конструкций фактически ориентирована на использование продольных акустических волн. Это обусловлено простотой технической реализации измерений скорости (времени) прохождения акустического импульса в бетонном массиве. Но оборотной стороной простой методики измерений является потеря дополнительной информации о бетоне, которая содержится в принятом акустическом сигнале. Поэтому применение ультразвукового метода контроля бетона ограничивается оценкой его прочности. Совместное использование нескольких типов волн – так называемый мультиволновой контроль – позволяет улучшить метрологические показатели ультразвукового метода и получить больше информации при определении физикомеханических свойств бетона в лабораторных и натурных условиях. В статье рассматривается испытание бетона протяженных элементов и конструкций ультразвуковым импульсным методом на основе использования продольных подповерхностных волн и волн Релея. Для типовых акустических преобразователей со значительным временем реверберации и не обладающих пространственной селективностью предлагается методика временной селекции волновых составляющих по амплитудному признаку. Основа методики – визуальное (по осциллограмме принятого сигнала) определение характеристических моментов времени, по которым рассчитывается дифференциальное значение скорости распространения импульса волны Релея. Представлены результаты моделирования процесса распространения акустического импульса на базе 0,15 м и данные ультразвуковых натурных испытаний бетона на измерительных базах от 0,25 до 1,75 м. Преимущество использования большой базы прозвучивания – возможность выполнения сплошного контроля поверхности крупноразмерных элементов и конструкций, а не выборочного в отдельных зонах контроля, как это предусмотрено действующими нормативами. Чувствительность параметров волны Релея к приповерхностным дефектам бетона позволит оперативно выявлять участки трещиноватости железобетонной конструкции. Локализация энергии поверхностной волны в слое толщиной λ/2–λ при соответствующем выборе частоты колебаний даст возможность не учитывать присутствие арматуры. Кроме этого, большая база измерений позволяет снизить влияние структурной неоднородности бетона на статистическую устойчивость оценки скорости импульса, что в перспективе открывает возможность регистрировать проявление эффекта акустической упругости бетона конструкций в натурных условиях.

1. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности: ГОСТ 17624–2012. Введ. 01.01.2014. 16 с.

2. Оценка прочности на сжатие бетона в конструкциях и сборных элементах конструкций: СТБ EN 13791–2012. Минск: Госстандарт, 2012. 18 с.

3. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В. В. Клюев [и др.]. М.: Машиностроение, 2003. 656 с.

4. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / под ред. И. П. Голямина. М.: Советская энциклопедия, 1979. 396 с.

5. Ковалев, А. В. Импульсный эхо-метод при контроле бетона. Помехи и пространственная селекция / А. В. Ковалев, В. Н. Козлов, А. А. Самокрутов // Дефектоскопия. 1990. № 2. С. 29–41.

6. Снежков, Д. Ю. Неразрушающий контроль бетона в монолитном строительстве: совершенствование средств и методов / Д. Ю. Снежков, С. Н. Леонович. Минск: БНТУ, 2006. 218 с.

7. Леонович, С. Н. Результаты мониторинга прочностных характеристик монолитных бетонных плит на основе неразрушающих методов контроля / С. Н. Леонович, Д. Ю. Снежков, В. С. Мулярчик // Строительство и архитектура: материалы XI Междунар. науч.-метод. межвузовского семинара «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь». Брест: БрГТУ, 2004. Ч. 2. С. 115–121.

8. Снежков, Д. Ю. Исследование неравнопрочности бетона на объекте монолитного строительства комплексным неразрушающим методом / Д. Ю. Снежков, С. Н. Леонович // Известия вузов. Строительство. 2009. № 8. С. 108–115.

9. Козлов, В. Н. Контроль бетона ультразвуковым эхоимпульсным томографом с сухим контактом / В. Н. Козлов, А. А. Самокрутов, В. Г. Шевалдыкин // Контроль. Диагностика. 1998. № 1. С. 49–51.

10. Ultrasonic Defectoscopy of Concrete by Means of PulseEcho Technique / A. A. Samokrutov [et al.] // Proceedings of 8th European Conference on Non-Destructive Tensing. Barcelona, 17–21 June, 2002. 6 p.

11. Качанов, В. К. Проблемы ультразвукового контроля протяженных сложноструктурных изделий с большим затуханием сигналов / В. К. Качанов, И. В. Соколов // Дефектоскопия. 2007. № 8. С. 82–93. DOI. org/10.1134/S106 1830907080086.