RU2179722C2

RU2179722C2 - Method of analysis of structure and strength of concrete in drawing samples from concrete constructions by drilling

Info

Publication number: RU2179722C2
Application number: RU2000105561A
Authority: RU
Inventors: В.О. Кричке; Г.В. Мурашкин; Ю.В. Волков; Д.В. Горяинов
Original assignee: Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: construction engineering; examination and tests of concrete constructions in the course of operation. SUBSTANCE: prior to drawing a sample by means of drilling tool, section of concrete under test is wetted and surface strength of concrete is determined taking into account its moisture content; then, drilling unit is mounted where required and is placed in operation at constant load; in drawing a sample, power required for drilling, as well as amount and race of motion are measured; the results of measurements are processed in computer through comparison of the data obtained with the specified magnitudes. Data are presented in form of graphs of power, motion and rate of motion of drilling tools characterizing layer-by-layer strength of concrete on computer monitor accompanied by display of digital data for each graph. EFFECT: enhanced accuracy of analysis. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений из бетона. The invention relates to the field of construction and can be used in the manufacture, inspection and testing during operation of concrete structures.

В соответствии с ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 10180-90 испытание строительных конструкций из бетона может производиться различными методами и, в частности, неразрушающими, которые основаны на косвенном методе определения свойств и характеристик бетонных конструкций. К этим методам относятся и механические испытания, связанные с анализом местных разрушений при внедрении нагрузочного органа в тело испытуемого материала и, в частности, при взятии проб из железобетонных конструкций методом бурения (1). Однако все известные механические методы позволяют определить только общую прочность бетона взятой пробы. При этом испытания взятой пробы необходимо проводить сразу, в противном случае ее надо консервировать, что усложняет процесс испытания. Недостатком этих методов является и то, что они не позволяют оценить структуру и послойную прочность бетона. In accordance with GOST 18105-86 and GOST 10180-90, testing of concrete building structures can be carried out by various methods and, in particular, non-destructive, which are based on an indirect method for determining the properties and characteristics of concrete structures. These methods include mechanical tests related to the analysis of local fractures during the introduction of a loading organ into the body of the test material and, in particular, when sampling from reinforced concrete structures by drilling (1). However, all known mechanical methods make it possible to determine only the total concrete strength of a sample taken. In this case, the tests of the taken sample must be carried out immediately, otherwise it must be preserved, which complicates the test process. The disadvantage of these methods is that they do not allow to evaluate the structure and layered strength of concrete.

Цель изобретения - анализ структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения. Отличие от известных способов состоит в том, что буровая 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 поверхностную прочность бетона определяют 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 сравнения получаемых данных с известной измеренной поверхностной прочностью бетона, занесенной перед бурением в память машины с выдачей данных в виде графиков мощности, перемещения, скорости бурового инструмента, характеризующих структуру и послойную прочность бетона на мониторе вычислительной машины с выдачей цифровых данных по каждому графику. The purpose of the invention is the analysis of the structure and strength of concrete in the process of sampling from concrete structures by drilling. The difference from the known methods is that the drilling rig is equipped with a drill tool displacement sensor, a sensor for measuring the active power consumed by the drive motor, a computer controller, and before testing at the sampling site with a drill tool, the test concrete section and surface strength are soaked for a while concrete is determined taking into account its humidity, which is recorded in the memory of the computer, the drilling rig is installed in this place and is included in the work at constant load narrow on the drilling tool, while sampling by drilling, the power going to the drilling is simultaneously measured, as well as the magnitude and speed of movement of the drilling tool, which are processed by a computer by comparing the data obtained with the known measured surface strength of concrete stored before drilling into the memory of the machine with the output data in the form of graphs of power, displacement, speed of a drilling tool, characterizing the structure and layer-by-layer strength of concrete on a computer monitor with Digital data for each schedule.

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. The proof of the essential distinguishing features of the proposed method for analyzing the structure and strength of concrete in the process of sampling from concrete structures by drilling was carried out only in comparison with the above.

На фиг.1 дана схема бурильной установки для взятия проб. Figure 1 is a diagram of a drilling rig for sampling.

На фотографии 2 дана фотография бурильной установки. Photo 2 shows a photograph of a drilling rig.

На фиг. 3,4 даны графики изменения мощности и скорости, полученные в процессе взятия проб бурением. In FIG. 3.4 shows graphs of changes in power and speed obtained in the process of sampling by drilling.

Главнейшей характеристикой бетонных плит является их прочность. Классическими методами можно определить только совокупную, интегральную прочность плиты. Она определяется прочностью каждого слоя, при этом узнать, какова прочность плиты в конкретном слое, невозможно. Стоит задача найти способ определять структуру и прочность бетона по слоям и построить информационно-измерительную систему, реализующую найденный способ. Для реализации данного способа необходима бурильная установка, структурная 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. Фиксация и обработка данных происходит в блоке вычислений 7. The main characteristic of concrete slabs is their strength. Classical methods can only determine the total, integral strength of the plate. It is determined by the strength of each layer, while it is impossible to find out what the strength of the plate in a particular layer is. The task is to find a way to determine the structure and strength of concrete by layers and build an information-measuring system that implements the found method. To implement this method, a drilling rig is required, the structural diagram of which is given in figure 1. The installation includes a frame 5 with a drilling tool 4, a drive motor 1. The frame 5 is mounted on the concrete structure under study 6. To measure the displacement of the drill, a displacement sensor is installed 2. Fixation and data processing takes place in calculation unit 7.

При работе бурильного инструмента на участок бурения подается вода из шланга 3. During the operation of the drilling tool, water is supplied from the hose 3 to the drilling section.

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, подключаются 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. На фиг.2 дана фотография работающей установки. При этом на экране монитора ЭВМ вырисовываются графики мощности, перемещения и скорости, характеризующие структуру и прочность бетона. После окончания бурения взятый образец подвергается дополнительному анализу с измерением в лабораторных условиях общей прочности бетона, которая затем подвергается анализу в ЭВМ с полученными данными по структуре и прочности бетона в процессе взятия проб. The sampling process during drilling is as follows. A concrete section is selected and wetted with water for research, and using known methods, for example, using the device for measuring concrete strength, RF patent 1807392, the surface strength of concrete is determined, the obtained value of which is entered into a computer. Further, a drilling rig is installed and fixed at this place, and a drive motor and measuring equipment are connected to the electric network. Water is supplied through the hose to the drilling site, the drive motor with measuring equipment is turned on, and the drilling process begins. Figure 2 is a photograph of a working installation. At the same time, power, displacement, and speed graphs characterizing the structure and strength of concrete appear on the computer monitor screen. After drilling, the sample taken is subjected to additional analysis with the measurement in laboratory conditions of the total strength of concrete, which is then analyzed in a computer with the data on the structure and strength of concrete in the sampling process.

На графиках 3,4 даны графики, полученные в процессе бурения. В процессе обработки этих графиков вычисляется скорость перемещения бура на каждом участке, которая сравнивается с мощностью. При анализе графиков скорости и мощности выявляется их корреляционная зависимость - при повышении мощности повышалась скорость перемещения бура. Такая картина соответствует однородной прочности. При прохождении бура через участок с более высокой прочностью, например арматура, картина изменяется - мощность резко возрастает, а скорость перемещения падает. В зависимости от характера корреляционных связей между активной мощностью потребляемой приводом бурильной установки и скоростью перемещения бурового инструмента возможно следующее: если мощность и скорость изменяются с одинаковым знаком, прочность по направлению перемещения бура неизменна, мощность повышается, скорость падает - прочность растет; мощность понижается, скорость растет - прочность падает. Graphs 3,4 show graphs obtained during the drilling process. In the process of processing these graphs, the speed of movement of the drill in each section is calculated, which is compared with the power. When analyzing the graphs of speed and power, their correlation dependence is revealed - with increasing power, the speed of movement of the drill increased. This pattern corresponds to uniform strength. When a drill passes through a section with higher strength, for example, reinforcement, the picture changes - the power increases sharply, and the speed of movement decreases. Depending on the nature of the correlation between the active power consumed by the drive of the drilling rig and the speed of movement of the drilling tool, the following is possible: if the power and speed change with the same sign, the strength in the direction of movement of the drill is unchanged, the power increases, the speed decreases - the strength increases; power decreases, speed increases - strength decreases.

Источник информации
1.Обследование и испытание сооружений./Под редакцией О.В.Лужина, Москва, Стройиздат, 1987 (156 с.).Sourse of information
1. Inspection and testing of structures. / Edited by O.V. Luzhin, Moscow, Stroyizdat, 1987 (156 p.).

Claims

A method for analyzing the structure and strength of concrete in the process of sampling from concrete structures by the drilling method, comprising drilling concrete with a diamond drill rig and measuring the surface strength of concrete, characterized in that before testing at the sampling site with a drilling tool, the test concrete section and surface strength are soaked for some time concrete is determined taking into account its moisture content, a drilling rig is installed at this place and it is put into operation at a constant load on the drilling tool, in The drilling sampling process simultaneously measures the power used for drilling, as well as the magnitude and speed of movement of the drilling tool, which is processed by a computer by comparing the data obtained with the known measured surface strength of concrete stored before drilling into the machine’s memory, and outputting data in the form of power graphs , displacement, speed of the drilling tool, characterizing the structure and layer-by-layer strength of concrete, on the monitor of a computer with the issuance of digital data for each graph ku.