Информационная система для анализа прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения

 

Изобретение относится к измерительной технике. Буровая установка оборудуется датчиком перемещения бурового инструмента, датчиком для измерения активной мощности, потребляемой электродвигателем привода, и контроллером с ЭВМ. Перед испытанием на месте взятия пробы бурильным инструментом на некоторое время замачивается участок исследуемого бетона и одним из известных приборов определяется поверхностная прочность бетона с учетом его влажности, которая заносится в память ЭВМ, устанавливается на это место бурильная установка и включается в работу при постоянной нагрузке на буровой инструмент. В процессе взятия проб бурением одновременно измеряются мощность, идущая на бурение, а также величина и скорость перемещения бурильного инструмента, которые обрабатываются вычислительной машиной путем сравнения получаемых данных с известной измеренной поверхностной прочностью бетона, занесенной перед бурением в память машины, с выдачей данных в виде графиков мощности, перемещения и скорости бурового инструмента, характеризующих прочность бетона, и графика, характеризующего послойную прочность бетона. Технический результат - анализ структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений из бетона.

В соответствии с ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 10180-90 испытание строительных конструкций из бетона может производиться различными устройствами, в частности приборами, основанными на разрушающем методе. К этим приборам относятся устройства для измерения прочности бетона отрывом, анкерные устройства для определения прочности бетона выдергиванием, молоток К.П.Кашкарова, склерометры, буровые установки и ряд других [1]. Однако все известные механические приборы позволяют определять только общую прочность бетона взятой пробы. При использовании буровых установок и других устройств, основанных на взятии проб, испытания необходимо проводить сразу, в противном случае взятую пробу надо консервировать, что усложняет процесс испытания. Недостатком этих устройств является и то, что они не позволяют оценить послойную прочность бетона.

Цель изобретения - анализ прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения.

Отличие от известных устройств состоит в том, что бурильная установка оборудуется датчиком перемещения бурового инструмента, датчиком для измерения активной мощности, потребляемой электродвигателем привода, контроллером с ЭВМ и перед испытанием на месте взятия пробы бурильным инструментом на некоторое время замачивается участок исследуемого бетона и одним из известных приборов определяется поверхностная прочность бетона с учетом его влажности, которая заносится в память ЭВМ, устанавливается на это место бурильная установка и включается в работу при постоянной нагрузке на буровой инструмент, в процессе взятия проб бурением одновременно измеряется мощность, идущая на бурение, а также величина и скорость перемещения бурильного инструмента, которые обрабатываются вычислительной машиной путем вычисления мгновенного значения удельной работы, необходимой для разрушения бетона и сравнения получаемых данных с известной измеренной поверхностной прочностью бетона, занесенной перед бурением в память машины с выдачей данных в виде графиков мощности, скорости и послойной прочности бетона.

Доказательство существенных отличительных признаков предлагаемого способа анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения производилось только по сравнению с указанными выше.

Рассматриваемое устройство представляет собой буровую установку, схема которой дана на фиг.1. Установка включает в себя станину 5 с бурильным инструментом 4, приводной электродвигатель 1. Станина 5 закрепляется на исследуемой конструкции бетона 6. Для измерения перемещения бура устанавливается датчик перемещения 2, а для измерения активной мощности - преобразователь мощности 8, выходы с которых подаются на контроллер 9, соединенный с ЭВМ 10. При работе бурильного инструмента на участок бурения подается вода из шланга 7.

Процесс взятия проб в процессе бурения заключается в следующем. Выбирается и смачивается водой участок бетона для исследования и с помощью известных методов, например с помощью устройства для измерения прочности бетона, патент РФ 1807392, определяется поверхностная прочность бетона, полученное значение которой вводится в ЭВМ. Далее на это место устанавливается и закрепляется буровая установка, подключается к электрической сети приводной электродвигатель и измерительная аппаратура. Через шланг подается на место бурения вода, включается электродвигатель привода с измерительной аппаратурой и начинается процесс бурения. При этом на экране монитора ЭВМ вырисовываются графики мощности, скорости и вычисленной текущей прочности бетона, приведенной к полученной поверхностной прочности (фиг.2). На фиг. 3 приведены графики удельной энергии разрушения, полученные в результате бурения бетонной плиты с двух сторон навстречу. Отверстия располагались в непосредственной близости друг от друга. Результаты второго бурения отложены в обратном порядке по оси абсцисс.

Результаты опытов по нахождению корреляционной зависимости между удельной энергией разрушения и маркой бетона представлены на фиг. 4. После бурения и получения усредненной энергии разрушения, полученные керны подвергались испытанию на прессе на сжатие. Испытанию подвергались плиты, имеющие разный состав бетонной смеси с целью охватить больший диапазон изменения прочности.

Источник информации 1. Обследование и испытание сооружений. Под редакцией О.В.Лужина, Москва, Стройиздат, 1987.

Формула изобретения

Устройство для анализа прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения, содержащее алмазную бурильную установку для бурения бетона и измеритель поверхностной прочности бетона, отличающееся тем, что бурильная установка оборудована датчиком перемещения бурового инструмента, датчиком для измерения активной мощности, потребляемой электродвигателем привода, и контроллером с ЭВМ, при этом выходы датчика перемещения и датчика для измерения активной мощности подключены к контроллеру, соединенному с ЭВМ, измеритель поверхностной прочности предназначен для измерения поверхностной прочности бетона с учетом его влажности, которая заносится в память ЭВМ, бурильная установка выполнена с возможностью установки на месте определения поверхностной прочности бетона и с возможностью работы при постоянной нагрузке на буровой инструмент, датчики для измерения мощности и величины перемещения предназначены для одновременного измерения соответствующих величин в процессе взятия проб бурением, ЭВМ предназначена для обработки полученных данных путем сравнения с учетом измеренной поверхностной прочности бетона и выдачи данных в виде графиков мощности, перемещения и скорости бурового инструмента, характеризующих прочность бетона, и графика, характеризующего послойную прочность бетона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4