В настоящее время разработано много различных приборов, начиная от простейшего молотка и кончая электронными установками, которые дают возможность определять прочность материалов без разрушения. Раз­личают механические и физические неразрушающие ме­тоды оценки прочности материалов.

Механические неразрушающие способы оценки проч­ности заключаются в определении величины пластичной деформации поверхностного слоя (заглубления, отпечат­ков) при воздействии различного рода вдавливания или ударов, либо величины упругой деформации (упругого отскока от поверхности при ударе), численные значения которых затем используются для характеристики проч­ности исследуемого материала.

Физические методы основаны на использовании свя­зи между прочностью материала и скоростью распрост­ранения ультразвука, ослаблением потока γ-лучей и из­менением других физических характеристик исследуемо­го материала.

Механические методы наиболее полно характеризуют прочность поверхностного слоя материала, которая к то­му же в значительной мере зависит от его влажности. Поэтому в исследовательской практике (в лаборато­риях) применяют физические методы: акустические, ра­диометрические и др., позволяющие судить о качестве материала не только по поверхностному слою, но и по его внутренней структуре.

Акустические методы определения прочности портландцемента.

Определение прочности этими методами базируется на использовании корреляции (соотносительности) меж­ду упруго вязкопластичными и прочностными свойствами материала, с одной стороны, и физическими параметра­ми, характеризующими распространение звуковых коле­баний (волн) в этом материале, с другой.

Акустические методы исследований прочности мате­риала разделяют на два основных вида: импульсный и вибрационный (резонансный).

Импульсный метод испытаний основан на из­мерении в материале (в образцах или конструкциях) скорости распространения ультразвуковых волн, а иног­да и интенсивности их затухания. Для этих целей ис­пользуют специальные электродные приборы.

Вибрационный (резонансный) метод ис­следований основан на оценке механических свойств ма­териала по динамическому модулю упругости и логариф­мическому декременту затухания, вычисляемым по ча­стоте собственныхколебаний образца и их затуханий, которые замеряются приборами.

Определение прочностных свойств цементного камня, раствора или бетона по акустическим показателям осу­ществляют двумя способами:

1) устанавливая прямые эмпирические зависимости между акустическими показа­телями и прочностью путем проведения параллельных определений акустическими методами и обычных меха­нических испытаний до разрушения и построения по этим данным тарировочных графиков и формул;

2) по относительным изменениям акустических свойств образцов при изменении температурно-влажностных условий их хранения, при воздействии поперемен­ного замораживания и оттаивании и других факторов.

При определении прочности по первому способу наи­более часто используют связь между прочностью при сжатии Rcж и скоростью распространения продольных ультразвуковых волн.

Установлено, что на устойчивость этой связи влияет, прежде всего, вид заполнителей (особенно крупного при испытании бетонных образцов), водоцементное отноше­ние, продолжительность твердения образцов к моменту испытаний, вид тепловлажноcтной обработки, влажность образцов.

Если указанные факторы меняются незначительно, то оценка прочности портландцемента по тарировочной кривой «скорость ультразвука — прочность» может дать достаточно точные для практики результаты. При возможных неблагоприятных сочетаниях указанных факто­ров и при большом их изменении необходимо при оценке прочности вяжущих веществ учитывать и другие акусти­ческие показатели.

Второй способ оценки прочности основан на том, что акустические показатели являются чувствительными кос­венными характеристиками изменений физико-механиче­ских свойств цементного камня, раствора или бетона при воздействии тех или иных факторов.

Установлено, что увеличение скорости распростране­ния продольных ультразвуковых колебаний в бетоне со­ответствует нарастанию прочности бетона во времени.

Находят свое отражение в изменении скорости ульт­развука, в коэффициенте его затухания, частоте собст­венных колебаний, логарифмическом декременте затуха­ния и др. и деструктивные процессы, происходящие в бе­тоне под воздействием неблагоприятных внешних фак­торов: замораживания и оттаивания, высушивания и увлажнения и др. Работы ряда исследователей показы­вают, что акустические характеристики более точно ха­рактеризуют изменения физико-механических свойств бетонов, чем непосредственные испытания образцов ме­ханическими способами.

Кроме того, для характеристики изменения прочности свойств материала при тех или иных воздействиях аку­стическими методами не требуется изготовлять много образцов (на одном образце можно провести любое ко­личество повторяющихся измерений). Все это способст­вует все более широкому распространению данного спо­соба для определения долговечности материалов.

2. Исследовательская работа по Определению марки портландцемента стандартным методом с использованием песка фракции 0,315 взамен фракции 0,5

2.1 Определение фракционного состава песка

При определении марки портландцемента мы ориентировались на ГОСТ 310.4 – 81. По данному ГОСТу марка портландцемента определяется цементно-песчаным способом (смотри первую главу). К песку, для определения марки портландцемента, предъявляются требования по ГОСТ 6130 – 91, к числу требований относится и фракционный состав, т.е. для определения марки портландцемента, по стандартному методу, используется песок фракции 0,5 мм.

Цель данной работы: рассмотреть возможность применения песка фракции 0,315 для определения марки портландцемента и выявить соответствующие коэффициенты и формулы для перерасчёта на стандартный вид.

Суть данной работы вытекает из исследования песка на фракционный состав: исследование песка на фракционный состав показала, что речной песок, взятый в г. Якутске на 202 микрорайоне, содержит фракцию крупности 0,5 мм – 1,8 %; 0,315 мм – 30,13 %; 0,16 мм – 57 %, т. е. чтобы получить необходимое количество песка для стандартного испытания портландцемента, а именно 1,5 кг песка фракцией 0,5 необходимо промыть и рассеять около 84 кг речного песка, в тоже время в речном песке содержится 30% фракции 0,315, т.е. необходимо промыть и рассеять всего 5 кг речного песка.

Таблица 1: фракционный состав Якутского речного песка