Poważne sukcesy

Możliwe jest naturalnie wycięcie próbki z konstrukcji, co jednak oznacza nieuniknione zniszczenie danego elementu. Ponadto postępowanie takie jest zbyt kosztowne, aby mogło być stosowane jako metoda normowa. Podjęto więc usiłowania, aby mierzyć w sposób nieniszczący pewne właściwości fizyczne betonu, powiązane z jego wytrzymałością (program uprawnienia budowlane na komputer). Poważne sukcesy uzyskano przy określaniu prędkości fal podłużnych w betonie. Nie ma jednoznacznej zależności między tą prędkością i wytrzymałością betonu, jednak w określonych warunkach obie te wielkości są bezpośrednio powiązane. Łączącym je czynnikiem jest gęstość betonu, tj. zmiana gęstości powoduje zmianę prędkości fali. Podobnie dla danej mieszanki stosunek rzeczywistej gęstości do gęstości potencjalnej (uzyskanej w efekcie pełnego zagęszczenia) oraz wynikająca stąd wytrzymałość są ściśle powiązane (program uprawnienia budowlane na ANDROID). W ten sposób obniżenie gęstości spowodowane zwiększeniem stosunku wodno-cementowego obniża zarówno wytrzymałość betonu na ściskanie, jak i prędkość przebiegającej przezeń fali.

Aparat służący do mierzenia prędkości fal ultradźwiękowych z dużą dokładnością jest dostępny w handlu i jest coraz częściej stosowany. Dostępne są również aparaty z wyjściem cyfrowym. Technika ta omówiona jest w normie BS 4408: Part 5: 1971. Prędkość fali nie jest mierzona bezpośrednio, lecz oblicza się ją na podstawie czasu, jaki potrzebuje fala na przebycie pewnej zmierzonej odległości (uprawnienia budowlane). Falę ultradźwiękową stąd nazwa metody pomiarowej uzyskuje się przykładając szybko zmienne napięcie, wytworzone w układzie nadajnika, do krystalicznego przetwornika piezoelektrycznego, wysyłającego drgania o swojej częstotliwości podstawowej. Stwierdzono przydatność przetworników z tytanianu barowego i tytanianu cyrkonianu ołowiowego (program egzamin ustny).

Przetwornik

Przetwornik styka się z betonem tak, że wibracje przenikają przez beton i są wychwytywane przez inny przekaźnik, stykający się z betonem na przeciwnej powierzchni badanej próbki. Przekaźnik generuje sygnał elektryczny, który dostarczany jest przez wzmacniacz do płytki lampy oscyloskopowej. Druga płytka wytwarza sygnały czasowe w ustalonych odstępach. W ten sposób korzystając z pomiaru przesunięcia sygnału fali względem stanu, gdy przekaźniki są bezpośrednio zetknięte, czas przejścia fali przez beton można określić z dokładnością do ± 1 m-s (opinie o programie). Przy czasie przejścia fali równym 30-45 jas przez warstwę betonu grubości 150 mm prędkość określana jest z dokładnością powyżej 0,5%. Jednak w przypadku zwiększenia długości drogi fali zaostrzenie obwiedni impulsów; maleje tak, że nie uzyskuje się powiększenia dokładności. Zazwyczaj można badać warstwy betonu o grubości 0,lH-2,5 m, lecz przeprowadzono również próby nawet na betonie o grubości do 15 m (segregator aktów prawnych).

Wybór częstotliwości drgań ultradźwiękowych jest związany z jednej strony z faktem, że im większa częstotliwość, tym mniejsze rozszerzenie wiązki kierunków rozchodzenia się fal, a więc większa energia przekazywana, z drugiej zaś strony z okolicznością, że im większa częstotliwość, tym większe osłabienie energii. Zazwyczaj stosowane są przetworniki o naturalnej częstotliwości równej 50-200 kHz, przy czym częściej spotyka się wartości bliższe dolnej granicy tego zakresu (promocja 3 w 1).

Gdy dwie przeciwległe powierzchnie betonu nie są dostępne, pomiar prędkości fali może następować wzdłuż drogi równoległej do powierzchni betonu. Przetworniki umieszcza się wówczas na tej samej powierzchni elementu, w znanej odległości jeden od drugiego. Odbierana energia jest jednak wówczas znacznie niższa, a dokładność odczytu odpowiednio zmniejszona. Lepsze wyniki uzyskuje się umieszczając przekaźnik nadajnika poza krawędzią elementu, na powierzchni prostopadłej do powierzchni głównej. Pomiar prędkości fali wzdłuż powierzchni odnosi się tylko do właściwości warstwy powierzchniowej i nie daje wskazówek o wytrzymałości betonu w głębi.