Введение 12
1 Бетон, армированный стеклопластиковой арматурой и 14
методы его исследования
1.1 Основные сведения о бетоне и стеклопластиковой 14
арматуре
1.2 Неразрушающие методы контроля прочности и 22
дефектности армированного бетона
1.3 Неразрушающий метод контроля строительных 30
материалов на
основе явления механоэлектрических преобразований
2 Методики проведения исследований 33
2.1 Методики и аппаратура для регистрации и обработки 33
электрических сигналов
2.2 Методика регистрации скорости прохождения 46
акустической волны через образец
2.3 Методика проведения климатических испытаний 47
2.4 Методика определения прочности сцепления бетона со 46
стеклопластиковой арматурой
2.5 Методика изготовления образцов 49
3 Экспериментальные исследования 53
3.1 Сравнение параметров электрического сигнала из 53
моделей неармированного и армированного стеклопластиковой арматурой бетона
3.2 Влияние циклического замораживания оттаивания на 57
параметры электрического сигнала из бетона, армированного стеклопластиковой арматурой
3.3 Исследование параметров электрического сигнала из 64
бетона, армированного стеклопластиковой арматурой в процессе механического нарушения адгезионного
контакта
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 70
ресурсосбережение
5 Социальная ответственность 86
Заключение 99
Список публикаций 100
Список использованных источников 101
Приложение А 106
Реферат
Выпускная квалификационная работа 105с., 28рис., 19табл., 44 источника, 1прил.
Ключевые слова: механоэлектрические преобразования, электрический сигнал, армированный бетон, стеклопластиковая арматура, циклическое замораживание - оттаивание, прочность сцепления бетона с арматурой.
Объектом исследования является электрический сигнал, возникающий в результате механоэлектрических преобразований в бетонах, армированных стеклопластиковой арматурой.
Цель работы - исследование закономерностей механоэлектрических преобразований в бетонах, армированных стеклопластиковой арматурой, для выявления диагностических критериев определения степени их деградации в условиях циклического замораживания - оттаивания.
В результате выполнения работы на основе амплитудно-частотного, частотно-временного и корреляционного анализа установлены основные закономерности механоэлектрических преобразований в бетонах, армированных стеклопластиковой арматурой при циклическом замораживании - оттаивании и предложены критерии определения степени дефектности.
Степень внедрения: полученные результаты будут в дальнейшем использованы для разработки метода входного контроля армированных конструкций, который позволит производить разбраковку изделий по их качеству и повысить надежность возводимых сооружений. Это даст возможность увеличить срок службы данных конструкций и избежать негативных последствий (в том числе человеческих жертв) в результате их непредвиденного разрушения.
Введение
Наряду с основным армированным строительным материалом - железобетоном все чаще используются армированные стеклопластиковой арматурой бетоны. Растущее применение стеклопластиковой арматуры является результатом ее устойчивости к коррозии и высокого соотношения прочности к весу по сравнению со стандартной стальной арматурой. Но даже при таком типе армирования, при воздействии природных условий, особенно в регионах со значительными сезонными колебаниями температуры и влажности, конструкции из армированного бетона постепенно разрушаются.
Для принятия эффективных решений по снижению уровня опасности проживания населения на территориях, подверженных воздействиям природных факторов, необходима достоверная информация о реальном техническом состоянии зданий и сооружений, построенных в этих регионах.
В настоящее время нет достаточно простых и надежных неразрушающих методов определения происходящих в конструкциях из армированного бетона нарушений. Используемые для этих целей методы обладают рядом недостатков и не имеют широкого применения. Поэтому существует необходимость разработки методов контроля с целью обеспечения мониторинга технического состояния инженерных сооружений, который является залогом своевременного обнаружения изменения несущей способности конструкций и основой безопасной эксплуатации.
Перспективным для этих целей является использование явления механоэлектрических преобразований при упругом ударном возбуждении гетерогенных неметаллических материалов.
Тема диссертации является актуальной, так как задача контроля качества и диагностики разрушения композиционных строительных материалов имеет очень важное практическое значение, а механоэлектрические преобразования, происходящие на границах неоднородностей внутри материала позволяют
исследовать такие структурные характеристики материалов, которые невозможно изучать с использованием других методов.
Цель работы - исследование закономерностей механоэлектрических преобразований в бетонах, армированных стеклопластиковой арматурой, для выявления диагностических критериев определения степени их деградации в условиях циклического замораживания - оттаивания.
Для достижения цели в работе необходимо решение следующих задач:
- провести сравнительный анализ параметров механоэлектрических преобразований в тяжелом бетоне и бетоне, армированном стеклопластиковой арматурой
- исследовать механоэлектрические преобразования в бетоне, армированном стеклопластиковой арматурой в процессе проведения знакопеременных климатических циклов;
- оценить влияние циклического замораживания - оттаивания на прочность связи бетона со стеклопластиковой арматурой.
Объект исследования - электрический сигнал, возникающий в результате механоэлектрических преобразований в бетонах, армированных стеклопластиковой арматурой.
Предмет исследования - разработка метода неразрушающего контроля армированного стеклопластиковой арматурой бетона на основе явления механоэлектрических преобразований.
Результатом выполнения магистерской диссертации является установление при проведении циклического замораживания - оттаивания основных закономерностей механоэлектрических преобразований в бетоне, армированном стеклопластиковой арматурой, а также оценка влияния циклических климатических циклов на прочность связи с бетона с арматурой. Полученные данные могут послужить основой для разработки алгоритмов и методик неразрушающего контроля армированных материалов.
Заключение
Основным результатом диссертационных исследований служит установление закономерностей трансформации параметров электрического сигнала при ударном возбуждении армированного стеклопластиковой арматурой бетона в процессе циклического замораживания - оттаивания.
Наличие стеклопластиковой арматуры в образцах бетона приводит к увеличению коэффициента затухания энергии электрических сигналов и не оказывает существенного влияния на их спектральный состав.
С увеличением количества циклов замораживания - оттаивания наблюдается возрастание коэффициента затухания энергии электрического сигнала, смещение спектра сигнала в низкочастотную область и снижение величины коэффициента взаимной корреляции исследуемых спектров по сравнению с исходными спектрами из этих же образцов.
Циклическое замораживание-оттаивание приводит к изменению упругих характеристик и прочности адгезионного контакта арматуры с бетоном. После 18 цикла прочность контакта арматуры с бетоном уменьшается в 2 раза.
Коэффициент затухания энергии электрического сигнала хорошо коррелирует с изменением прочности связи арматуры с бетоном и может быть использован в качестве диагностического критерия для неразрушающего контроля.
Предложенный метод имеет потенциал для мониторинга изменений прочности связи бетона со стеклопластиковой арматурой в условиях циклического климатического воздействия.
Полученные результаты в дальнейшем могут быть использованы для разработки неразрушающего контроля армированного бетона, который позволит своевременно отслеживать техническое состояние возводимых конструкций, повышая надежность и безопасность их эксплуатации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
