ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

При изучении прочностных свойств материалов применяют разрушающие методы. Наряду с традиционными методами исследования используют неразрушающие, в том числе ультразвуковой метод.

Ультразвуковой метод для изучения свойств  тяжелых бетонов  применяется в производстве. Использование ультразвукового метода при исследовании жаростойких бетонов в настоящее время мало изучено.

Жаростойкий бетон работает в условиях повышенных температур и в агрессивных средах. Для жаростойкого бетона основными характеристиками являются допустимая температура применения, прочность, огневая усадка, термическая стойкость, теплопроводность и количество выдерживаемых теплосмен.

Нагревание и охлаждение бетона приводит к изменению его структуры и свойств.  Изучение характера изменения структуры и свойств жаростойкого бетона при воздействии температур является основной задачей в исследовании жаростойкого бетона.

При разработке составов жаростойкого бетона основным параметром является предел прочности при сжатии.

Ультразвуковой метод позволяет контролировать прочность образцов на всех стадиях воздействия температур и определять остаточную прочность после нагрева. Данный метод ускоряет получение информации о состоянии исследуемых образцов из бетона, позволяет осуществлять непрерывный контроль, улучшает условия труда и снижает расход основных материалов.

В основу метода положена известная зависимость прочности искусственных материалов от параметров их состояния, в частности, прочности от плотности. В свою очередь между плотностью бетона и скоростью распространения ультразвука существует тесная связь, оцениваемая  при регрессивном анализе коэффициентом не менее 0,98.

Определение прочности образцов сводится к измерению времени прохождения ультразвукового импульса через образец при конкретной базе измерения. Получаемая расчетная скорость ультразвука коррелируется с результатами, полученными после испытания прочности образцов на прессе. По этим данным строят тарировочные зависимости "скорость - прочность", которые используют в исследованиях для определения прочности материала по измеренной скорости распространения ультразвуковой волны.

Исследованиям подвергались жаростойкие бетоны на портландцементе с заполнителем из боя керамического кирпича.

Для определения прочности жаростойкого бетона ультразвуковым методом изготавливались образцы - кубы с размером грани 70,7 мм. Образцы извлекались из форм после суток твердения и выдерживались в воздушно-сухих условиях 7 суток. Далее образцы высушивались до постоянной массы при температуре 110±10°С. Способом сквозного прозвучивания определяли время прохождения ультразвука через образец жаростойкого бетона, которое изменялось в пределах от 19 до 39 мкс. в зависимости от состава.

По известной формуле определили скорость V распространения ультразвуковой волны: V=S/T, где S - база прозвучивания (м), t - время прохождения ультразвука через образец (с).

Прочность на сжатие образцов из жаростойкого бетона определяли разрушающим методом в соответствии с ГОСТ 10180-90. Полученные данные использовались для построения тарировочного графика зависимости прочности бетона от скорости распространения ультразвука. В дальнейших исследованиях прочность образцов после их сушки определяли по времени прохождения ультразвука, используя тарировочный график. Образцы жаростойкого бетона после сушки подвергались обжигу при температуре 900°С. Обожженные образцы прозвучивали ультразвуком, фиксируя время прохождения волны. Аналогично получали тарировочные зависимости "скорость - прочность". Прочность при сжатии по результатам эксперимента изменялась в пределах от 6 до 25 МПа в зависимости от состава.

В дальнейших исследованиях для определения прочности как до обжига, так и после обжига использовались одни и те же образцы.

Ультразвуковой метод определения прочности жаростойких бетонов ускоряет получение результатов, экономит материал, позволяет исследовать влияние температур на прочность образцов одного состава, не разрушая их.