автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Метод ультразвукового контроля процесса пропитки пористых материалов гидрофобизирующим раствором

,'Г8 ол

МЕТОД УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ПРОПИТКИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИМ РАСТВОРОМ

Специальность 05.02.11 - Методы контроля и диагностики в машиностроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2000

Работа выполнена в Северо-Западном государственном заочном техническом университете

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент САРВИН A.A.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ГУРВИЧ А.К. кандидат технических наук, доцент ПАВРОСС.К.

Ведущая организация - Государственное унитарное предприятие ЦНИИ Гидроприбор

Защита диссертации состоится " " С"^- L <•L <■ (- ( 2000 г.

в _ час. на заседании диссертационного совета К 063.06.02 при

Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу:: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан" ^ " <\>~<- 1 ^ 2000 г.

Ваш отзыв, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5, ученому секретарю института.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент КУРЧАВОВА Т.П.

Н300.2? -¥с32я , о

Общая характеристика работы

Диссертация посвящена разработке метода ультразвукового контроля глубины заполнения пористого строительного материала гидрофобным раствором в процессе пропитки. В работе принята концепция совмещения технологических и метрологических функций на общем физическом принципе. Предложено инициировать пропитку материалов гидрофобной жидкостью посредством ультразвукового поля, и это же поле использовать для получения измерительной информации.

Актуальность работы. Гидрофобизация строительных материалов и конструкций остается актуальной задачей на протяжении многих десятилетий. Появление широкого ассортимента влагозащитных покрытий само по себе не решает этой проблемы, поскольку при обычных способах нанесения таких покрытий раствор проникает в капилляры неглубоко и неравномерно (например; в кирпич не более чем на 5... 15 мм). Это становится причиной скорого (в атмосфере 12...48 месяцев, в грунте 3...12 месяцев, под водой не более 1 месяца) нарушения защиты. При этом сведений о сколько-нибудь достоверных способах контроля глубины проникновения раствора нет. Необходимость такого контроля очевидна, во-первых, для обеспечения качества, и во-вторых, для целей документальной сертификации.

В работе предложена технология интенсивной пропитки материалов гидрофобной жидкостью с помощью ультразвукового поля. Такая технология обеспечивает полное заполнение капилляров жидкостью и позволяет осуществить инструментальный контроль процесса пропитки. Признаком достоверности принятой концепции является известный опыт применения ультразвуковых колебаний в отдельности как для усиления капиллярного эффекта, так и для получения измерительной информации (контроль наличия жидкости в пористой структуре). Для совмещения технологических и метрологических функций на общем физическом

принципе необходимо получить новую дополнительную информацию, которую в дальнейшем можно использовать для построения схемы измерений.

Таким образом, потребность в способах надежной гидрофобной защиты строительных конструкций с одной стороны, и видимая возможность решения этой проблемы с помощью ультразвуковых воздействий дают основания считать актуальной принятую тему диссертационной работы.

Цель исследований. Целью настоящей диссертации является разработка метода ультразвукового контроля качества влагозащиты строительных материалов, физически совмещенного с технологическим процессом пропитки материала гидрофобизирующим раствором.

Задачи исследований.

1. Определение параметров ультразвуковой технологии пропитки строительных материалов гидрофобизирующими растворами.

2. Вывод аналитических зависимостей акустических характеристик материалов от степени заполнения его гидрофобизирующими растворами.

3. Разработка способов получения измерительной информации о степени заполнения капилляров жидкостью в процессе пропитки.

4. Экспериментальная проверка эффективности ультразвуковой технологии контроля.

5. Разработка средств инструментального обеспечения ультразвуковых методов пропитки и контроля степени заполнения капилляров жидкостью.

Научная новизна.

1. Приведено эмпирическое описание процесса заполнения пористых материалов гидрофобизирующими растворами в акустическом поле.

2. Разработан акустический способ контроля, совмещенный с технологическим процессом пропитки.

J

. Получены характеристики эффективности и информативности ¡■кустического метода контроля. Практическое значение. . Показана эффективность метода пропитки в акустическом поле. !. Предложен метод контроля глубины заполнения строительных материалов гидрофобизирующей жидкостью в процессе пропитки материалов в акустическом поле. '. Разработана промышленная установка, совмещающая технологический процесс пропитки и контроль глубины заполнения материала раствором в акустическом поле.

Апробация работы: Основные положения и результаты работы юложены и обсуждены:

На УП международной научно-технической конференции "Оптические, •адиоволновые, тепловые методы и средства контроля природной среды, ттериалов и промышленных изделий" (Череповец, сентябрь 16- 18,1997 г.).

На российской выставке "Развитие малого бизнеса и гредпринимательства" (С. Петербург, ЛенЭКСПО, 29 марта - 4 апреля 1999 г.).

На 15 российской научно-технической конференции "Неразрушающий штроль и диагностика" (Москва, 28 июня - 2 июля 1999 г.).

На международной конференции "Cement and Concrete Science" London 11-12 September 2000. The University of Sheffield.).

Публикации: По теме диссертационной работы опубликовано 10 статей, [еречень которых приведен в конце автореферата:

Структура и объем работы: Диссертация включает в себя введение, [ять глав, заключение, список литературы.

Краткое содержание работы.

В первой главе рассмотрены существующие методы и средства онтроля глубины заполнения пористых строительных материалов

гидрофобизирующим раствором. В главе отмечено, что представляет практический интерес совмещение двух технологических процессов: процесс заполнения строительных материалов гидрофобизирующими растворами с процессом контроля глубины заполнения. Такое совмещение позволяет оптимизировать процесс пропитки.

На основе опыта строительства и эксплуатации зданий установлено, что надежность и долговечность конструкции может быть обеспечена, если влажность не будет превышать допустимого предела 4...5%. Результаты исследований, и полученные зависимости скорости впитывания влаги кирпичом позволяют сделать вывод, что поглощение кирпичом влаги превышает требуемые нормы, установленные СНиП 11-3-79 "Строительная техника" для влагоизоляции строительных материалов в 2...3 раза.

Наиболее эффективным видом защиты материалов является пропитка материала гидрофобизирующими кремнийорганическими соединениями, которые, не меняя внешней фактуры материала, обеспечивают высокую степень защиты от влаги. Срок службы гидроизолирующего слоя зависит от глубины заполнения раствором. Результаты испытаний показали, что глубина пропитки кирпича под действием результирующей силы естественного капиллярного давления находится в пределах 5... 15 мм. Для увеличения глубины и равномерности заполнения кирпича раствором в настоящее время в строительстве используют ультразвуковой метод. Под действием избыточного акустического давления, создаваемого ультразвуком, происходит интенсификация процесса пропитки. Однако, отсутствие метода контроля, позволяющего оперативно производить оценку глубины заполнения, ограничивает применение данного метода в строительстве.

Известны следующие методы контроля глубины заполнения пористых материалов жидкостями: радиационные, тепловые, электромагнитные методы. Однако, их применение ограничено, так как при их использовании происходит ухудшение, либо разрушение гидрофобизирующих свойств раствора. Гравитационный метод применяется редко ввиду его

трудоемкости. Наиболее приемлемым представляется ультразвуковой метод контроля, который позволяет контролировать изменение акустических свойств материала в зависимости от глубины заполнения раствором.

Применение ультразвука позволяет совместить технологический процесс пропитки и контроль глубины заполнения материала гидрофобизирующей жидкостью.

Глава 2. В этой главе описываются результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований по интенсификации процесса заполнения пористого строительного материала гидрофобизирующей жидкостью в акустическом поле.

Предварительные микроскопические исследования показали, что в рассматриваемом материале преобладают сквозные капилляры, общий объем которых составляет 80...90% от общего объема капилляров. Поэтому, была принята модель, представляющая собой одиночный капилляр. Теоретические исследования процесса заполнения материала жидкостью в акустическом поле проводились для этой модели.

У ь

0 у, -Л + Асо^и-сО] X

у,—И-Асо,[^(х-сО]

Рис. 1. Гидродинамическая микроструктурная модель Одиночный капилляр (рис. 1) представляет собой канал, эффективный

радиус которого равен Л, бесконечный вдоль оси ох , и ограниченный стенками У,, У2. Жидкость поступает в капилляр под действием избыточного акустического давления ультразвукового поля. Границы

капилляра совершают колебательное движение в направлении, нормальном к распространению волны, таким образом, что верхняя и нижняя границы смещаются с противоположными фазами.

Течение вязкой несжимаемой жидкости в плоском одиночном канале, вызванное избыточным акустическим давлением на входе и движением границ капилляра, в исследуемой области Х£0, - И < у ^ И описывается системой уравнений Навье-Стокса

ди 1 ЭР ,Э2и Э2ич

дХ р Эх дхду у

эо 1 ар ,а\>

д\ р0ду дхг ду1 ' 9и 9о „

—+— = 0 (3)

дХ ду ' к'

где и, и - компоненты вектора скорости, Р — акустическое давление, ц -кинематическая вязкость жидкости, р - плотность пористого материала ро -плотность жидкости.

Продифференцировав уравнение (1) по X, уравнение (2) по У, и сложив их с учетом уравнения неразрывности (3), получим систему

э2р э2р Л аи ,а2и а2и 1 ар

(5)

аи ,а2о а2ич 1 ар

—Г+—у) = ——. (6)

at ах' ду р ду

Поставив граничные условия для системы уравнений (4...6) получим

относительное изменение объема капилляра 0, которое связано с акустическим давлением через уравнение Тейта.

Граничные условия для уравнений (4...6) определяются исходя из движения границ области в виде

и(х,-1*Д) = -коАехр{фа-шф, (7)

и(х,К,0 = 1шАехр{1|кх-ю1]}. (8)

Решение уравнений для акустического давления Р в полуограниченной области xäO, -R<y<R с указанными выше граничивши условиями имеет вид

Pix у t) = р0exp{i(kx- eat)}(exp(ky)-exp(-ky) exp(kR) + exp(-kR) '

где Po - амплитуда акустического давления в ультразвуковой волне, к = 2л;/А.

- волновое число, R - эффективный радиус капилляра, со - угловая частота

ультразвуковых колебаний.

Из системы уравнений при заданных условиях после преобразований находим окончательное выражение для скорости движения жидкости, происходящего в капиллярном канале под действием акустического давления:

vAx,y,t) = i(2RV )[(-1Г'+1) 1 X

/*т Г] (k +Ä,m) +Ш

x{[T1Jk2(kJ+>.m)+co1J[exp(-n(k2 + Xm)tcos(at2R^[(-ir,+ (10)

+ а ~ k2)t)sin (Dt

где Ti - вязкость жидкости, Хщ - длина волны в жидкости.

Полученное выражение скорости (10), описывающее перемещение фронта раствора в капилляре, показывает, что изменение скорости заполнения зависит; от эффективного радиуса капилляра заполняемого материала, от физшсо - химических свойств раствора, частоты и интенсивности звука.

Для проверки достоверности капиллярной модели проведены экспериментальные исследования.

В результате проведенных исследований подтверждена достоверность полученных теоретических выражений (разброс показаний находится в пределах 10... 12%), описывающих процесс заполнения одиночного капилляра жидкостью. Получены зависимости времени заполнения материала кирпича от частоты и интенсивности акустического сигнала (рис. 2).

Трефельный

Рис. 2. Время заполнения материала в акустическом поле

Третья глава посвящена разработке метода контроля глубины заполнения материала жидкостью.

Исследования показали, что скорость распространения ультразвука в материале зависит от степени заполнения жидкостью. Это позволяет использовать измеренное значение скорости распространения ультразвука для контроля глубины пропитки. В качестве физической модели пористого материала используется, как и в главе 2, одиночный капилляр (рис. 1),

который представляет собой канал, бесконечный вдоль оси ох , и ограниченный стенками У,, У,. Границы капилляра совершают колебательное движение в направлении, нормальном к распространению волны, таким образом, что фазы колебаний верхней и нижней границ противоположны.

Поскольку часть жидкости под действием избыточного акустического давления выжимается из объема, то в - сжатие стенкой капилляра - зависит от внутреннего параметра ^ = где и - скорость движения раствора, V -

объем выжатой жидкости. Таким образом, выражение сжатия капилляра имеет вид:

где К, - объемный модуль упругости материала твердого скелета, К, -объемный модуль упругости раствора, Р - переменное давление в ультразвуковой волне, к - эффективное волновое число, ф - относительный объем, занятый жидкостью. Поскольку модуль сдвига не связан с наличием жидкости в капиллярах, то можно рассматривать продольную волну как волну сжатия.

Введенный внутренний параметр выражается через среднюю скорость относительного движения жидкости:

(П)

^-КЧ^кко-'у-',

(12)

где N - число каналов в рассматриваем объеме, К - радиус капилляра, и -средняя скорость движения раствора, (й - круговая частота звуковой волны.

После преобразования выражения (12) получаем формулу скорости распространения продольной ультразвуковой волны в пористом материале

с = с [1 + 1ф<р11^1)1Кер(шт)] (]3) 2 Р1Р2

где Р1.Р2 - плотности пористого и заполняющего материалов, соответственно, КеР(<йт) - вещественная часть функции, а

с, =Л/КРГГ- (М)

Если капилляр содержит раствор, то значение модуля упругости К определяется выражением

К = —— = 0,96К0, (15)

Бресте

где Крас1в,Ко . объемные модули упругости капилляра, заполняемого раствором или воздухом, соответственно. Если материал содержит воздух, то изменения модуля упругости будут зависеть от коэффициента формы капилляра а, где а = 1 • (1, 1 - длина капилляра, (1 - эффективный диаметр капилляра.

Выражения (13... 14) позволяют сделать заключение, что на изменение скорости распространения ультразвука влияют степень заполнения капилляра жидкостью и деформация стенок капилляра.

Изменение суммарного объема суммарной при деформации обусловлено изменением объема капиллярного пространства, зависящим от величины объемного модуля упругости К. Степень сжатия стенок капилляров меняется в зависимости от степени насыщения их жидкостью. Следовательно, изменение скорости распространения ультразвуковой волны также является переменным фактором, который можно использовать для измерения глубины заполнения материала жидкостью.

Результаты экспериментальных исследований скорости

распространения ультразвука от заполняемое™ пористого материала раствором показывают:

® Пригодность предложенной методики численных экспериментов для проведения расчетов. Средние значения экспериментальных данных отличаются от расчетных не более, чем на 7-10%.

• Скорость распространения ультразвука линейно увеличивается в зависимости от глубины заполнения кирпича раствором (табл. 1).

Таблица 1

Статистичекие значения Толщина кирпича

0 см | 1 см | 2 см | 3 см | 4 см | 5 см | 6 см | 7 си | 8 см | 9 см 110 см| 11 см| 12 см

Клинкерный кирпич

Vcp 2807 2853 2905 2956 3003 3059 3106 3159 3201 3244 3289 3330 3419

Vpac 2793 2846 2917 2948 2991 3046 3101 3165 3211 3239 3284 3336 3427

Пластинчатый кирпич

Vcp 2773 2820 2877 2928 2987 3045 3100 3160 3210 3272 3330 3381 3430

Vpac 2768 2812 2862 2918 2978 3036 3088 3147 3193 3265 3325 3387 3442

Кирпич фирмы Knauf

Vcp 2719 2768 2835 2890 2950 3009 3071 3152 3195 3254 3311 3365 3432

Vpac 2715 2761 2828 2887 2942 3013 3078 3147 3204 3250 3316 3369 3441

Полусухой ки рпич

Vcp 2537 2603 2709 2786 2857 2942 3046 3135 3205 3268 3324 3400 3488

Vpac 2533 2593 2698 2778 2848 2936 3041 3139 3212 3272 3334 3413 3496

Трефелъный кирпич

Vcp 2256 2399 2531 2629 2729 2782 2877 2968 3051 3135 3231 3398 3490

Vpac 2251 2387 2524 2618 2722 2777 2864 2961 3037 3124 3219 3386 3476

« Проведенные измерения скорости ультразвуковых колебаний при

различной глубине заполнения кирпича раствором показали непостоянство скорости распространения колебаний. Это связанно с неоднородностью материала кирпича, а также с большой погрешностью измерений скорости импульсным методом. Для определения среднего значения применялось распределение Стыодента. Проведенная статистическая обработка полученных результатов показывает, что доверительный интервал измеряемых значений меняется в зависимости от частоты ультразвуковых колебаний. С увеличением частоты доверительный интервал измеренных значений скорости уменьшается (рис. 3).

з<%)

Частота ультразвука f- 20 кГц

35 30 25 20 15 10 5

Частота ультразвука f-40 кГц

О 10 20 30 40 50 60 70 SO 90 100 110 120 L(mm) 0 10 20 3 0 40 50 <0 70 (0 90 100 110 120 Mm

эС'Л) 40 35 30 25 20 15 10 5

Частота ультразвука f- 60 кГц

40

35 30 25 20 15 10 5

Частота ультразвуку С- 80 кГц

О 10 20 30 40 SO 60 70 80 90 109 НО 120 L(mm) 0 10 20 30 40 50 60 70 10 90 100 110 120 М»

э<%) 40 35 30 25 20 15 10 5

Частота ультразвука f- 100 кГц

Кирпич марки

1. Клинкерный

2. Пластинчатый

3. Knauf

4. Полусухой

5. Трефельный

Интенсивность 3.9 КГ1 Вт/м2

Э 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 НО 120 L(mm)

Рис. 3. Зависимость доверительного интервала распространения скорости от

частоты ультразвука

Четвертая глава посвящена выбору оптимальных параметров ультразвукового поля, обеспечивающего совмещение процессов заполнения и контроля.

Для строительства имеет значение скорость пропитки материала гидрофобизирующим раствором, а для реставрационных работ требуется точность заполнения раствора на заданную глубину.

Проведенные исследования показали, что уменьшение частоты приводит к уменьшению времени заполнения, однако при этом увеличивается доверительный интервал измеренных значений скорости распространения ультразвука. Увеличение частоты, следовательно, приводит к увеличению времени заполнения и к уменьшению доверительного интервала.

t 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

Кирпич марки ^ ^ 1. Клинкерный

\ 2. Пластинчатый

3. Knauf \ 4. Полусухой

5. Трефсльный

з /

з «Ч N N

..*■. >•- Г4-.-' - f. ^

1®-,

?1

• . ✓

. ^ .»5

г ~ I 4.«

. f 1

. С ••« 1 1

■■ "'I

1 2 3 4

\

О-

э

■ 1.0 ■ 0.9 • 0.8 0.7 0.6 0.5

0.4 0.3 0.2 0.1

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Г(кГц) Рис. 4. Оптимизация технологических процессов пропитки и контроля

2

Для проведения оптимизации совмещения технологических процессов пропитки используется метод сведения несколько критериев к одному за счет введения априорных весовых коэффициентов. Это позволяет построить

зависимости от частоты двух параметров - времени заполнения и доверительного интервала, что дает возможность выбрать оптимальное значение частоты для пропитки и контроля. Оптимальным значением частоты следует считать точку пересечения зависимостей времени заполнения и доверительного интервала скорости распространения ультразвука в материале (рис. 4). Полученные значения позволяют правильно выбрать необходимую частоту для оптимизации технологического процесса пропитки и контроля.

В пятой главе описывается экспериментальная установка для проверки теоретических положений по пропитке и контролю глубины заполнения пористого материала (кирпичей) гидрофобизирующим раствором при использовании ультразвукового метода интенсификации процесса заполнения.

Ультразвуковой преобразователь 1 с помощью механического крепления прижимается к поверхности пористого материала 3 (рис. 5). Между преобразователем и материалом находится и - образная резиновая прокладка, фиксирующая зазор между ними. Расстояние между

4

5

Рис. 5. Схема экспериментальной установки

поверхностью материала и ультразвуковым преобразователем выбиралось равным примерно % длины ультразвуковой волны в жидкости, что составляет оптимальное значение для согласования излучателя и материала. Зазор заполняется раствором так, чтобы его уровень перекрывал излучаемую поверхность преобразователя.

Исследовалась зависимость скорости распространения ультразвука от глубины заполнения жидкостью для кирпича различных марок (клинкерный, пластинчатый, технология фирмы Knauf, полусухой, трефельный), которые отличаются между собой, степенью пористости (W) и размером эффективного диаметра капилляра d (рис. 6).

d (mm)

Рис. 6. Зависимость диаметра капилляра от степени пористости кирпича

В качестве заполняющей жидкости применялся рабочий раствор специально разработанной гидрофобизирующей жидкости «Гифоб» (плотность р = 1,1 • Ю1 кг/м3, вязкость ц = 0,19-10° Пз). В эксперименте использовался набор пьезокерамических преобразователей с резонансными частотами 20, 40, 60, 80, 100 кГц, по два преобразователя каждой частоты. Один преобразователь служил излучателем другой - приемником. Интенсивность излучаемого ультразвука изменялось дискретно (1.95, 3.9, 7.8)-10~4 Вт/м2. Размеры

излучаемой поверхности преобразователей соответствовали площади большой боковой поверхности кирпича (высота 60 мм, длина 250 мм), что позволяло: для излучающего преобразователя заполнять весь объем кирпича, а для принимающего - контролировать весь спектр ультразвукового давления.

При контроле скорости учитывалась величина зазора . между поверхностью кирпича и преобразователем. Для учета температурного фактора, влияющего на скорость распространения ультразвука, измерения скорости звука в заполняемом кирпиче проводились при температуре от 20°С до 25С°. Экспериментально было установлено, что в интервале температур 18°С...27С° скорость ультразвука в гидрофобизирующем растворе практически не меняется.

Контроль глубины заполнения осуществлялся электро - емкостным методом. Для этого на двух взаимо - противоположных стенках кирпича параллельно друг другу приклеивались токопроводящим клеем пластинки из металла 5 (рис. 5) на расстоянии в 1 сантиметр друг от друга по всей длине образца. К пластинкам подсоединялся датчик влажности 4 (емкостной метод), фирмы Кгаи1кгатег (Германия), который фиксировал глубину заполнения.

Погрешность измерения прибора влажности в кирпичах составляет 0,3...0,5%. В момент достижения раствором заданной отметки через образец пропускался ультразвуковой импульс, который фиксировался приемным преобразователем. Для измерения времени распространения ультразвука были приняты специальные меры устраняющие влияние крутизны переднего фронта принятого сигнала.

В данной работе применен способ, в котором принятый ультразвуковой сигнал преобразуется в электрический. Затем полученный сигнал усиливается и используется для управления коэффициентом усиления усилителя (рис. 7). Причем напряжение положительной обратной связи

регулировки амплитуды сигнала устанавливается пропорциональным длительности принятого сигнала.

Рис.7 . Блок - схема прибора

1 - синхронизатор;

2 - генератор зондирующих импульсов;

3 - излучающий электроакустический преобразователь;

4 - приемный электроакустический преобразователь;

5 - контролируемое изделие;

6 - усилитель с АРУ;

7 - формирователь с селектором;

8 - преобразователь время-амплитуда;

9 - преобразователь временного интервала в цифровой код;

10,11-линия задержки.

Для устранения недостатков, связанных с приемом сигнала, принятые усиленные сигналы с помощью формирователя 7 и временного селектора 8 преобразуют первый полупериод принятого сигнала в прямоугольный импульс, равный ему по длительности на уровне порога срабатывания (передний фронт импульса определяется моментом вступления принятого сигнала). Затем этот импульс преобразователем 8 время—амплитуда преобразуется в соответствующее напряжение, которое используется в схеме АРУ для усиления основного сигнала, длительность которого поддерживается постоянной на уровне порога срабатывания.

В предлагаемом устройстве устранены ошибки, связанные с изменчиваюстью крутизны переднего фронта, имеющиеся в ультразвуковых

приборах (УК-10П, УК-12П, УК-16П, "Бетон-транзистор"), что позволяет

повысить точность измерения времени распространения ультразвука.

Такая экспериментальная установка позволяет решать следующие

задачи:

• Контролировать время заполнения при различных параметрах акустического поля.

• Контролировать скорость распространения ультразвука в материале.

Основные результаты работы.

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования ультразвукового способа контроля глубины заполнения пористого материала • жидкостью. Эффект изменения акустических свойств материала в зависимости от степени заполнения позволяет использовать значение скорости распространения ультразвука в качестве параметра для контроля глубины пропитки. Экспериментально подтверждена правильность выбранной физической модели.

2. Проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса пропитки материалов жидкостями в акустическом поле. Экспериментально подтверждена правильность выбранной физической модели.

3. Определены оптимальные значения частот ультразвука для совмещения процесса пропитки и контроля.

4. Разработана ультразвуковая экспериментальная установка, содержащая электрический генератор; раздельно излучающий и приемный преобразователь; блок обработки получаемой информации, в котором устранено влияние крутизны переднего фронта принятого сигнала.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Николаев C.B., Сарвин A.A., Фоменков В.Ф. Неразрушающий контроль состояния железобетонных половых покрытий находящихся в зоне действия грунтовых вод // Тезисы докладов 15 Научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 28 июня-2 шоля 1999г. - Москва, 1999. -С.ЗЗЗ.

2. Николаев C.B., Сарвин A.A., Фоменков В.Ф. Неразрушающий контроль влагосодержащих строительных конструкций // Тезисы докладов 15 Научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 28 июня-2 июля 1999г. - Москва, 1999. - С.318.

3. Николаев C.B., Сарвин A.A., Фоменков В.Ф. Ультразвуковой контроль содержания влаги внутри строительных конструкций // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999. - Вып.13. - С. 127 - 129.

4. Николаев C.B., Сарвин A.A., Фоменков В.Ф. Оценка влияния ультразвуковой кавитации на строительные материалы // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999. - Вып.13. -С. 129.

5. Николаев C.B., Сарвин A.A., Фоменков В.Ф. Капиллярное впитывание влаги строительными материалами // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999. - Вып.14. - С. 95 - 97.

6. Кульчицкий A.A., Николаев C.B., Сарвин A.A. Математическая модель заполнения жидкостью капилляра под действием ультразвука // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999. - Вып. 16. - С. 84 - 86.

7. Кульчицкий A.A., Николаев C.B., Сарвин A.A. Заполнение капилляров под действием ультразвука // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999. - Вып.16. - С. 89 - 93.

8. Кульчицкий А.А., Николаев С.В., Сарвин А.А. Методика измерения влажности кирпича II Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999. - Вып.16. - С. 104 - 106.

9. Кульчицкий А.А., Николаев С.В., Сарвин А.А. Зависимость скорости ультразвуковых колебаний от объема кирпича, заполняемого жидкостью // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. - СПб.: СЗПИ, 1999.-Вып.16.-С. 107- 109.

10. V.Tsaplev, A.Sarvin and S.Nikolaev. Using of ultrasound for water -repellency treatment of concrete walls and foundations // International conference "Cement and Concrete Science", 11-12 September 2000. - London, the University of Sheffield, 2000. - C. 156 -159.

Николаев Сергей Викторович Метод ультразвукового контроля процесса пропитки пористых материалов гидрофобизирующим раствором Автореферат ЛР 020308 от 14.02.97

Подписано в печать 23.11.00 Формат 60x84 1/16 Б. кн.-журн. 1,0 П.л. РТП РИО СЗТУ Тираж 100. Заказ 507. Редакционно - издательский отдел Северо - Западный государственный заочный технический университет 191186, Санкт - Петербург, ул. Миллионная, 5