автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Ультразвуковой контроль глубины пропитки пористого материала гидрофобизирующим раствором

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ ГЛУБИНЫ ПРОПИТКИ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИМ РАСТВОРОМ

Специальность 05.02.11 - Методы контроля и диагностика в машиностроении

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2006

Работа выполнена в Северо-Западном государственном заочном техническом университете (СЗТУ)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

САРВИН Анатолий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук МОСКОВЕНКО Игорь Борисович

кандидат технических наук РОЗИНА Марина Витальевна

Ведущая организация - ФГУП ЦНИИ «Гидроприбор»

Защита диссертации состоится 26 сентября 2006г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5.

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

Автореферат разослан 25 августа 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Иванова И.В.

Общая характеристика работы

В диссертации обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований способа измерения глубины пропитки пористых материалов специальными гидрофобизирующими растворами в едином акустическом (ультразвуковом) поле. Такое совмещение предопределяет интенсификацию процесса заполнения и обеспечение пропитки на заданную глубину.

Создание способа совмещения во времени функций пропитки и контроля глубины заполнения пористого материала раствором в акустическом поле составляет главную задачу представленной работы. Для ее решения проведены исследования самого процесса пропитки в ультразвуковом поле и способов получения измерительной информации в ходе этого процесса.

Автором предложены технические решения способа неразрушающего контроля глубины заполнения пористого материала раствором в акустическом поле, разработан принцип построения аппаратуры.

Актуальность работы

Влагозащита строительных материалов и конструкций остается актуальной задачей на протяжении многих десятилетий в двух ее аспектах: по технологии пропитки влагозащитными растворами и способу оценки качества влагозащиты. Появление широкого ассортимента влагозащитных (гидрофобных) растворов не решает этой проблемы, так как при поверхностной обработке раствор проникает в капилляры неглубоко и неравномерно (например, в кирпич не более чем на 5... 15 мм). Это становится причиной скорого (в атмосфере через 12...48 месяцев, в грунте 3...12 месяцев, под водой не более 1 месяца) нарушения влагозащиты и снижения прочности конструкций.

Исследования, проведенные известными учеными (Био М., Дежкуновым Н.М., Прохоренко П.П. и др.), показали, что под воздействием ультразвуковых колебаний происходит глубокое и интенсивное заполнение растворами капилляров пористых материалов. Этот эффект использован в работе для интенсификации процесса пропитки пористых строительных материалов специальными (гидрофобными) растворами под воздействием ультразвуковых колебаний (далее "ультразвуковая пропитка").

Известные способы контроля глубины заполнения материала раствором с помощью электрических и тепловых излучений приводят к разрушению гидрофобных свойств раствора; применение гравитационного метода ограничено большими временными затратами на проведения контроля. Воздействие ультразвуковых колебаний на раствор не меняет его гидрофобных свойств.

В связи с вышеизложенным, в работе предложена концепция совмещения в едином акустическом поле процесса пропитки материала гидрофобизирующим раствором и одновременного контроля глубины

проникновения этой пропитки, базирующаяся на сопоставлении скорости распространения ультразвуковых колебаний в пропитываемом материале с соответствующей скоростью в сухом материале (без пропитки).

Для разработки концепции используются следующие исходные данные:

• к одной из плоскостей пропитываемого материала устанавливается емкость с заполняющим раствором, в котором на время пропитки в общем случае возбуждаются импульсы ультразвуковых колебаний с некоторыми частотами заполнения/,ротм и fKOumP> обеспечивающие заданную скорость "ультразвуковой пропитки" (fnpo,mm) и точность измерения глубины заполнения материала раствором (fKO„mP)•

• скорость Сх распространения продольной ультразвуковой волны в пропитанном материале изделия отличается от соответствующей скорости С0 в сухом материале на некоторую величину АС, = \СХ -С0|.

• информативным параметром скорости (С,) в процессе пропитки изделия толшиной L на некоторую заданную глубину II является приращение времени Al распространения упругой волны через пропитываемое изделие м = [г(Я)-г0|, где t(H) — время распространения упругой волны через пропитанное изделие на глубину H, t0 — время распространения в непропитанном (далее сухом) материале = и/ .

" / с<>

Для совмещения технологических и метрологических функций на общем физическом принципе необходимы дополнительные исследования для решения задач оптимизации времени заполнения пористого материала и достоверного определения глубины заполнения:

• Определение мощности и частоты fnpormm упругих колебаний, обеспечивающих наибольшую интенсивность процесса пропитки водоотталкивающим раствором на заданную глубину Н;

• Анализ известных способов оценки глубины пропитки с обоснованием оптимальности ультразвукового импульсного метода. Исследования по выбору диапазона частот fKmmp, обеспечивающих наименьшую погрешность измерения заданной глубины H пропитки.

• Исследование совмещенного процесса пропитки и процесса измерения глубины заполнения материала раствором на заданную глубину H при одной частоте fo„muM, выбираемой потребителем с учетом требований к пропитываемому объекту.

Таким образом, возможность выбора параметров акустического поля и технологическое совмещение функции ультразвуковой пропитки и функции контроля в едином акустическом поле дают основание считать тему диссертационной работы актуальной.

Цель работы

Целью диссертационной работы является повышение качества гидрфобизирующей защиты путем оснащения технологического процесса "ультразвуковой пропитки" средствами ультразвукового контроля глубины заполнения пористого материала соответствующим раствором.

Задачи исследований

1. Исследование зависимости интенсивности процесса пропитки материала (изделия из него) гидрофобным раствором под воздействием ультразвука от мощности и частоты/,,„„„„ упругих колебаний.

2. Анализ применяемых способов и выбор рационального способа контроля глубины пропитки пористых строительных материалов.

3. Теоретические и экспериментальные исследования зависимостей акустических характеристик строительного материала от глубины его заполнения гидрофобизирующим раствором.

4. Разработка и экспериментальная проверка способа получения измерительной информации о глубине заполнения капилляров материала раствором в процессе "ультразвуковой пропитки".

5. Обоснование способа, обеспечивающего совмещение процессов пропитки и контроля.

6. Обоснование принципа построения средства ультразвукового контроля глубины заполнения строительных материалов раствором.

Научная новизна

1. Концепция совмещения процесса пропитки строительных материалов под воздействием ультразвуковых колебаний и процесса контроля глубины пропитки в едином акустическом поле, базирующаяся на приращении времени распространении ультразвуковых колебаний в пропитываемом объекте.

2. Исследование зависимостей времени распространения ультразвуковых колебании в пористых материалах от глубины их пропитки, положенные в основу способа измерения глубины пропитки.

3. Способ получения измерительной информации о процессе "ультразвуковой пропитки" материала гидрофобизирующем раствором, позволяющий контролировать заданную глубину пропитки.

4. Выбор рационального диапазона частот ультразвуковых колебаний с учетом времени пропитки и погрешности измерения глубины заполнения.

5. Принцип построения установки для ультразвуковой пропитки и измерения глубины пропитки пористых строительных материалов, позволяющей заполнять материал на заданную глубину и тем самым обеспечить надежную влагозащиту строительных конструкций и памятников архитектуры.

Практическое значение

1. Совмещение пропитки строительных материалов и архитектурных памятников с измерением глубины пропитки в едином акустическом поле создает базу для разработки и внедрения эффективных способов влагозащиты широкого круга строительных объектов с учетом типа материалов.

2. Предложена методика, позволяющая определять параметры акустического поля, обеспечивающие заданное сочетание времени пропитки и

погрешности оценки глубины пропитки пористых материалов в едином акустическом поле.

3. Применение способа ультразвукового контроля глубины пропитки позволяет выбирать эффективное сочетание типа гидрофобизирующего раствора для соответствующего типа пористого материала, подлежащего пропитке.

4. Обоснованный принцип построения установки, совмещающей функции "ультразвуковой пропитки" и оценки глубины заполнения материала раствором, создает возможность ее эксплуатации без проводной связи между двумя ее частями, размещенными по разные стороны пропитываемого объекта.

5. Разработанный образец установки позволяет создать "развитой" ряд устройств с конкретными технологическими функциями для пропитки строительных материалов и памятников архитектуры.

Апробация работы: Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на:

• VII международной научно-технической конференции "Оптические, радиоволновые, тепловые методы и средства контроля природной среды, материалов и промышленных изделий"., г. Череповец, 16—18 сентября 1997 г.

• Российской выставке "Развитие малого бизнеса и предпринимательства"., С.Петербург, ЛенЭКСПО, февраля 1999г.

• 15 российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика"., Москва, 28 июня — 2 июля 1999 г.

• Международной конференции "Cement and Concrete Science".,11 - 12 September 2000, the University of Sheffield, London, Brittany.

• 5 Международной научно-практической конференции "Высокие технологии в экологии"., Воронеж, 22 — 24 мая 2002г.

• 16 Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика"., 10-13 сентября 2002г., — С. Петербург, 2002,

• Международной конференции "Proceeding of the 12 International congress on sound end vibration"., July 2005, Lisbon, Portugal.

• Всероссийской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и техническая диагностика при производстве и эксплуатации авиационной и космической техники"., - 5 — 7 октября., - С. Петербург, 2005г.

Публикации: По теме диссертационной работы опубликовано 9 статей, тезисы 6 докладов, получен патент и положительное решение о выдаче патента Российской Федерации.

Структура и объем работы: Диссертация на 199 страницах включает введение, четыре главы, заключение, список литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований свойств пористых строительных материалов, связанных с водопоглощением и капиллярным подсосом воды в условиях поверхностного смачивания, а также рассмотрены существующие гидрофобизирующие растворы, влагозащитные свойства которых необходимы для выбора метода контроля.

Показано, что проникновение влаги в капилляры материала приводит к непосредственному разрушению строительных материалов вследствии действия влаги и создает благоприятную среду для развития микроорганизмов, которые также способствуют разрушению конструкций и наносят вред здоровью человека. В связи с этим в СНиП 11-3-98 установлена допустимая влажность 4...5%.

Однако проведенные автором экспериментальные исследования по ГОСТ 7025-91 образцов кирпичей различного типа (табл. 1) показали, что их влагопоглощение фактически может превышать требуемые нормы СНиП в 2...3 раза (рис.1).

Время нахождения кирпичей Б веще

Рис. 1. Влагопоглощение образцами (табл. 1) 1 - тип образца 1; 2 — тип образца 2; 3 - тип образца 3

Таблица 1

Тип образца Плотность (10'кг/м3) Средний размер зерна (мм) Средний диаметр капилляров(мм) Пористость (%)

Образец 1 3,4 0,35 0,02

Образец 2 2,9 0,5 0,05 17

Образец 3 1,8 1,0 0,17 38

В связи с этим в строительстве широко используют пропитку строительных конструкций и материалов, а также памятников архитектуры специальными водоотталкивающими гидрофобизирующими растворами. Проведенный автором экспериментальный анализ гидрофобизирующих растворов, применяемых в строительстве, показал, что наибольший эффект достигается при пропитке кремнийорганическим соединением (рис. 2). Гидрофобизирующий кремнийорганический раствор, изготовленный по предложенной автором технологии, позволяет уменьшить влагопоглощение примерно в 10 раз, для данного типа материала.

Однако проведенные исследования показали, что небольшая глубина и неравномерность проникновения раствора в материал (5... 15 мм для кирпича) не позволяют обеспечить долговременную гидрозащиту (для кирпича в атмосфере через 12...48 месяцев, в грунте 3...12 месяцев, под водой не более 1 месяца), что ограничивает широкое применение данного раствора при обработке пористого материала, методом капиллярного смачивания.

Время расположения кирпичей в воде

Рис. 2. Среднее значения влагопоглощения образцами типа№ 2 (табл. 1) после обработки гидрофобизирующими растворами, изготовленными на: 1-натриевой, 2- кремнийорганической, 3-дисперсионной, 4-силиконовой основе

Проведенными в рамках диссертационной работы исследованиями установлено:

1. Пористые строительные материалы (кирпич, бетон и т. п.) обладают гидрофильными свойствами, что приводит к их разрушению и образованию на их поверхности микроорганизмов, наносящих вред здоровью человека.

2. Используемые в строительстве кирпичи различной технологии изготовления могут иметь высокое влагопоглощение, превышающие установленные СНиП 11-3-98 нормы в 2...3 раза.

3. Влагозащита по действующим технологиям капиллярного смачивания с использованием кремнийорганического раствора позволяет уменьшить влагопоглощение, однако небольшая глубина и неравномерность проникновения раствора в материал не позволяют обеспечить долговременную гидрозащиту.

4. Для увеличения влагозащитных свойств пористых материалов необходимо обеспечить увеличение глубины пропитки либо полное заполнения пористого материала гидрофобным раствором.

В первой главе произведен анализ методов, позволяющих увеличить глубину заполнения пористых сред; показано, что наиболее эффективным методом является заполнение среды под действием избыточного давления, создаваемого ультразвуковыми колебаниями ("ультразвуковая пропитка"), а также представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований методов контроля глубины пропитки пористых материалов гидрофобизирующим раствором.

Экспериментальными исследованиями времени заполнения пористого материала раствором при "ультразвуковой пропитке", установлены зависимости времени заполнения пористого материала гидрофобным раствором от амплитуды зондирующего импульса и от частоты /Н[ют,т его заполнения. При экспериментальной проверке в качестве исследуемого материала использовались образцы кирпичей различного типа (табл. 1).

Установлено, что в процессе "ультразвуковой пропитки" с увеличением амплитуды зондирующего импульса время заполнения материала

раствором (/) уменьшается. Зависимости времени I заполнения от глубины Н можно разделить на три характерные области (рис. 3):

• I область — после обработки в поверхностном слое (толщиной 1...5 мкм) по всему объему происходит уплотнение материала, которое тормозит дальнейший процесс заполнения его раствором;

• II область — наблюдается практически линейная зависимость /(#);

• III область — наблюдается замедление процесса заполнения, что объясняется увеличением затухания ультразвуковых колебаний на участке, предшествующем этой области.

При больших мощностях ир,>Ъ10В наблюдается практически линейная зависимость /(Я).

60 Т 50

з,

Э 40

Е *

I зо

II у

1 г"1 У г

г г" г-— 1 Г-" г-1 г*1

Рн 1—1 £ Г—1 г "

0123456789 10 11 12 Глубина (Н) заполнения материала раствором (см)

Рис. 3. Средние значения времени (/) заполнения образцов № 2 длиной Ь = 12см раствором на глубину (Н) в акустическом поле при амплитуде зондирующего импульса: 1 - ир = 100В, 2 - и у, = 370В, 3 — и р, = 780В

Анализ зависимостей времени заполнения пористого материала раствором от глубины пропитки при разной частоте ультразвуковых колебаний показывает, что время полного заполнения образца увеличивается с возрастанием частоты акустического сигнала (рис. 4), так как увеличение частоты приводит к ослаблению амплитуды с расстоянием. Однако в начальный момент времени скорость заполнения материала пропорциональна частоте ультразвуковых колебаний.

0 1 23456789 10 11 12 Глубина (Н) заполнения материала раствором (см)

Рис. 4. Среднее значения времени (() заполнения образца № 2 Ь = 12см раствором в акустическом поле при и — 370В, и частоте зондирующего импульса: 1 - / = 20КГц,2- / = 60ЛГч,3-/ = 100АГч

Согласно Н.М. Дежкунову, время I заполнения пористого материала, связанное с адсорбционными силами в капиллярах пористого материала, определяется выражением.

2 п

РЯасовв

И,

(1)

где а - поверхностное натяжение; в - угол смачивания раствора; 77-вязкость гидрофобного раствора; Я — радиус капилляра; Р — давление, действующее на раствор; И - глубина заполнения.

Анализ выражения (1) показывает, что с уменьшением радиуса Я капилляра возрастает время заполнения капилляра раствором на то же расстояние.

Экспериментальные исследования времени заполнения раствором капилляров 600 образцов кирпичей различных типов (табл. 1), проведенные автором, подтверждают справедливость выражения (1): время заполнения капилляров раствором растет с уменьшением радиуса Я капилляров (рис. 5).

0123456789 10 1] 12 Глубина (И) заполнения материала раствором (см)

Рис. 5. Среднее значения времени / заполнения образцов (табл. 1) раствором в акустическом поле при и = 370В, / = 60КГц : 1 — тип образцов 1; 2 — тип образцов 2; 3 — тип образцов 3

Рассмотрены существующие методы контроля влажности материалов (тепловой, электромагнитный, ультразвуковой) и их влияние на влагозащитные свойства раствора. Проведенные экспериментальные исследования показали, что после воздействия на раствор теплового и электрического излучения происходит ухудшение водоотталкивающих свойств гидрофобизатора (рис. 6); ультразвуковое воздействие не изменяет характеристик раствора, что предопределило постановку детальных исследований данного метода применительно к контролю глубины заполнения раствором строительных материалов.

Е^еьп гакмспдэоя юфгемей в воде

Рис. 6. Средние значения влагопоглощения образцов типа № 1 после применения различных методов контроля: 1-необработанный гидрофобизатором; 2-обработанный гидрофобизирующим раствором;

3 ...5 - обработанные гидрофобизирующим раствором при воздействии (3) теплового, (4) электромагнитного и (5) ультразвукового полей

Результаты проведенных в работе теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Применение ультразвукового метода заполнения позволяет увеличить глубину заполнения раствором без нарушения целостности материала и обеспечивает однородность заполнения.

2. Интенсивность заполнения кирпича увеличивается с увеличением амплитуды ультразвуковых колебаний. Однако при определенных значениях амплитуды 1/р1 > 780В может возникнуть кавитация гидрофобизирующего раствора, приводящая к разрушению как гидрофобных свойств раствора, так и самого материала.

3. Время полного заполнения кирпича раствором возрастает с увеличением частоты ультразвуковых колебаний, что обусловлено ослаблением акустического сигнала с глубиной заполнения кирпича.

4. Неразрушающий контроль глубины пропитки материала раствором без отрицательного воздействия на раствор может быть реализован на основе анализа зависимости времени распространения импульса ультразвуковых колебаний в материале от глубины заполнения его раствором.

Во второй главе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований ультразвукового метода контроля глубины пропитки пористых материалов гидрофобизирующим раствором. Для контроля уровня заполнения используется зависимость скорости распространения продольных акустических волн от заполнения материала раствором. Известные из литературы аналитические выражения весьма

приближенно описывают эти зависимости. Поэтому возникла необходимость проанализировать основные теоретические выражения, выведенные для различных сочетаний материалов и растворов, с точки зрения их применимости к пропитке пористых строительных материалов кремнийорганическими растворами.

Для практического решения поставленной выше задачи в диссертации рассмотрены дифференциально упругие пористые материалы, представляющие собой замкнутые системы с совершенной связью между фазами: двухфазные среды типа твердый скелет — жидкость, характерные для пористых материалов, целиком заполненных жидкостью, и трехфазные среды типа твердый скелет—жидкость — газ, характерные для частично заполненных жидкостью.

По приведенным в таблице 2 формулам рассчитаны зависимости относительного изменения ДС "кажущейся" скорости распространения ультразвуковых колебаний в образцах (табл. 1) от глубины заполнения материала раствором:

Ас = С'~С° -100%, (2)

С.

где С, - "кажущаяся" скорость распространения продольных волны в материале пропитываемого образца длиной Ь\ С0 — скорость распространения продольных волны в сухом пористом материале длиной

_Таблица 2

№

Расчетная формула

№

Расчетная формула

Формула Ю. В. Ризниченко

С,.-,

\ \-ф г \-<р Су

Формула И. Маккензи

6(1 -2ст,) 7-5<т,

Формула Г. И. Петкевича

VI

Формула П. Г. Гильберштейна

С„

1-р г С= 1-р

I

\1-1,08г1

(1 + 1,08;е5)

5 =

0

1 + 2еГ| (1 - и,) 1-<т,

III

Формула М. Уилли

VII

- - Л

1,6

| 1-р г С1 1 -ч>

С, ~ {

Формула Ф. Гассмана

+ 160-ст,1)2

К 2_|

(1-р)А +<РРг

Формула X. Брандта, Е. Л. Козлова

1 ,_Кг<Р

| х Ф ЦМ-Л/Ь*)

1 Кг_,

(1 - <р)р1 + <ррг Ь = \-(р0- 2<7,/л(1 - 2(р), М — \-(р- 2сг,т(1 ~ 2(р)» N = (1 - /л)(1 - + 2сг,/и р где с ~ скорость распространения продольных волны в сухом пористом материале, с ~ скорость распространения продольных волны в жидкости, с — скорость распространения продольной волны во влажном материале, - плотность пористого материала, - плотность жидкости; с,—коэффициент Пуассона в неограниченной среде, <р — пористость; к — отношение объемного модуля упругости жидкости, заполняющей капилляры, к объемному модулю упругости сплошного материала; О — отношение плотности жидкости к плотности сплошного материала, <3 - отношение суммы объемов отверстий к обшей объему материала, /Г; — модуль Юнга пористого материала, К/ — модуль всестороннего сжатия скелета пористого материала, Кз — модуль всестороннего сжатия жидкости, 2 - коэффициент глубины заполнения._

IV Формула И. Сато VIII

с = с0{1- z [ <»-*Xi + q.) +

0 2 2(1) + *(! +от,) .

7 - 5cr,

¡. _ PiCl Р&

На рисунке 7 приведены расчетные значения относительного изменения скорости распространения ультразвуковых колебаний для образца № 2 (скорость С„ продольной волны в образце № 2 — 2700 м/с). В качестве заполняемого раствора применен разработанный автором гидрофобизирующий раствор «ГИФОБ» (рг = 1,07 10' кг/мъ, Си =1600м/с при I = 20°С ).

Рис. 7. Зависимость расчетных значений относительного изменения скорости распространения ультразвуковых колебаний от глубины заполнения образца № 2 по расчетным формулам: I. Ю. В. Ризниченко, II. Г. И. Петкевич, III. М. Уилли, IV. И. Сато, V. И. Макензи, VI. П. Г. Гильберштейна, VII. Ф. Гассмана, VIII. X. Брандта, Е. А. Козлова

Теоретические расчеты показывают, что в большинстве насыщенных раствором образцов разных типов (табл. 1) скорость продольных упругих волн выше, чем в сухих; увеличение скорости может достигать 60%.

Ограниченный объем известных из литературы экспериментальных исследований показывает отсутствие единого мнения не только о характере изменения скоростей при насыщении пористой среды жидкостью, но и о величине и знаке этого изменения.

Для решения поставленных в работе задач выполнены экспериментальные исследования зависимости времени <(//) распространения упругих волн в образцах от глубины // заполнения раствором материала длинной Ь. При этом = I.

При экспериментальной проверке изложенных теоретических положений в качестве пористого материала использовались партии кирпичей трех типов (образец 1, 2 и 3 по таблице 1), по 200 штук в каждой партии, применяемых в настоящее время в строительстве. Ультразвуковой контроль глубины пропитки проводился при частотах колебаний / = (20,40,60,80,100)кГц, длительности импульса т » 50/ц, частоте следования импульсов К = 40Гц. Всего проведено более 10 тысяч измерений. Для удобства сопоставления расчетных и экспериментальных данных в автореферате приведены зависимости относительного изменения времени д/ только для образца № 2 (рис. 8):

л/ = '""~'(//).юо%, (3)

'(О)

где /(0) -время распространения ультразвука в сухом образце, <(//)-время распространения ультразвука в образце длиной Ь, пропитанном на глубину//.

и-*- ■ л

1 ■ \ [• ■

4?

л • I-1

01 23456789 10 11 12 Глубина И заполнения мат ериала раст вором (см)

Рис. 8. Расчетные (1, 2) и экспериментальная усредненная (3) зависимости относительного изменения времени распространения ультразвуковых колебаний в образцах №2 от глубины Н их заполнения: 1-по И. Сато (IV); 2-по П. Г. Гильберштейну (VI); 3-эксперимент

Из рисунка 8 видно, что значения Д< относительного изменения времени распространения ультразвуковых колебаний для различных образцов кирпича располагаются между зависимостями, вычисленными по формулам И. Сато и П.Г. Гильберштейна. Удовлетворительная сходимость результатов измерений с данными расчета получена при использовании формулы П.Г. Гильберштейна.

Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что относительное приращение времени распространения ультразвуковой волны в образцах № 1, 2 и 3, заполненных раствором, от начального уровня составляет 20%...50%. При этом разброс значений времени

распространения ультразвуковых колебаний в образцах одного и того же типа уменьшается с увеличением глубины Н заполнения материала раствором (рис. 9) и с увеличением частоты колебаний (рис. 10).

Глубина// заполнения материала раствором (см)

Рис. 9. Зависимость разброса значений Л/ } времени распространения ультразвуковых колебаний на различной глубине заполнения образцов (табл. 1) раствором при / = КГц: 1 - тип образца 1; 2 - тип образца 2; 3 - тип образца 3

01 23456789 10 11 12 Глубина И заполнения материала раствором (см)

Рис. 10. Зависимость разброса значений времени распространения

ультразвуковых колебаний в образцах типа 2 при частотах колебаний: I - / = 20КГц; 2 - / = бОКГц ; 3 - / = ШКГц

Для определения требуемого времени (Х(Н) пропитки сухого материала длиной Ь на заданную глубину Я используем методологию регрессионного анализа (рис. 11); время /,(Я) пропитки материала на глубину Я рассчитывается по измеренному значению времени распространения ультразвуковых колебаний в сухом материале, которое взаимосвязано с измеренными максимальным и минимальным (°,„ значениями времени до пропитки и значениями после пропитки материала раствором на

глубину Я = £ выражениями:

Рис. 11. К методологии регрессионного анализа времени 1Х(Н) распространения ультразвуковых колебаний в зависимости от глубины пропитки Я

из(6)и(7)

'О _ 'х 'шш

,» -Л 1

шах пип тах 'шт

х о 'пип >

тах тт

г/' ■)([ ч -1° >

* _ V шах_тш/\*0 'шт/ ■ *тт V тах тт/

/О _/0 3

тв* 'тт 'тт *тт

(4)

(5)

(6)

= (7)

, ((а (г' -!* ли -1° л и" 1

*1> Vта\ шт/ _ У тах пип/*- О тщ/ . щУ шах ппп '

О О О О о ^ __ * тах ^пцп * тах тт тах *тш__|_ | (8)

'о

г,(я)=а1-у(1-^-)], (9)

Исследования показали, что расхождения дглогр расчетных и экспериментальных данных по определению времени /,(//) распространения ультразвука через материал длинной Ь, пропитанный на глубину Н, не превышает 3% (табл. 3). Это делает возможным предопределять время распространения ультразвука в материале в зависимости от глубины Н заполнения материала раствором по измеренному значению времени ^ распространения ультразвука в материале до его пропитки и предварительно полученных экспериментальных значений , и , .

__Таблица 3

« 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12

, мкс 43,47 43,01 42,11 41,23 40,81 40,81 40,41 40,12 39,27 38,91 37,62 37,15 35,92

г„ , МКС 51,55 49,58 46,69 45,28 44,77 44,44 43,32 43,01 42,11 41,37 39,86 39,06 37,73

'"■» , МКС 46,87 45,28 44,28 43,16 42,71 42,55 41,81 41,53 40,67 40,13 38,70 38,09 36,92

, МКС 46, »7 46,05 45,24 44,44 43,63 42,82 42,01 41,20 40,39 39,58 38,77 37,96 36,63

0 1,67 2,16 2,96 2,15 0,63 0,47 0,79 0,68 1,37 0,18 0,34 0,08

Результаты проведенных в главе 2 теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. В большинстве насыщенных раствором образцах скорость продольных упругих волн выше, чем в сухих. Общее увеличение скорости в кирпичах, в зависимости от марки материала, может достигать 60%.

2 Значения времени распространении продольной волны в пропитанном материале, полученные экспериментально, в основном, не совпадают со значениями, рассчитываемыми по известным в литературе выражениям. Наибольшее приближение экспериментальных и расчетных

значений достигается при использовании формулы П.Г. Гильберштейна.

3. Приращение времени распространении ультразвуковой волны в материале, как правило, монотонно убывает с увеличением глубины заполнения материала раствором.

4. Разброс значений времени распространения импульса продольной ультразвуковой волны в сухом материале (кирпич) одного типа уменьшается с увеличением частоты колебаний и составляет в сухом (18...6%), в пропитанном (4...2%) для частот в диапазоне ( / = 20..Л00КГц).

5. Время распространения продольных упругих волн в сухом и пропитанном материале определяется упругостью скелета материала, пористостью и его литологическими особенностями, а также упругими характеристиками гидрофобизирующего раствора. Это обуславливает необходимость экспериментального определения времени распространения упругих волн в исследуемом материале каждого типа в сухом и пропитанном раствором состоянии.

6. Использование регрессионного анализа позволяет предопределять изменение времени распространения ультразвуковых колебаний в материале в зависимости от глубины его заполнения раствором.

В третьей главе обоснована методика выбора эффективных значений параметров акустического поля, обеспечивающих совмещение процессов заполнения и контроля глубины заполнения пропитываемого материала.

В практике актуальны две задачи по выбору эффективных значений параметров акустического поля для заполнения пористого материала раствором на заданную глубину Н:

1. Минимизация времени Т полной "ультразвуковой пропитки" (//=£), при некоторой точности измерения глубины пропитки -применительно к технологиям строительства (гидроизоляции).

2. Обеспечение "ультразвуковой пропитки" на заданную глубину (//<£) с заданной точностью при неограниченном времени Т заполнения -применительно к технологиям реставрационных работ (консервации). Статистическая обработка экспериментальных данных показала, что

разброс значений Т времени распространения акустического сигнала при заданной глубине Н заполнения материала раствором зависит от частоты /„ропит ультразвуковых колебаний: с увеличением частоты разброс уменьшается, однако при этом увеличивается время "ультразвуковой пропитки" материала раствором на ту же глубину.

Из проведенного выше анализа следует необходимость выбора частоты излучения ультразвуковых колебаний в зависимости от поставленной задачи "ультразвуковой пропитки".

Для выбора частоты /„,рот1т ультразвуковых колебаний проведена многокритериальная оптимизация. Она основывается на сведении двух параметров (время Т заполнения материала раствором и разброс значения времени распространения акустического сигнала) к одному (частота / ультразвуковых колебаний). Для этого введены априорные коэффициенты

-V и Лццраэброс-) соответственно времени Т пропитки образца раствором на заданную глубину Н и разброса значения времени Д/^^ распространения ультразвука в образце на той же глубине. В качестве значений априорных коэффициентов выбраны рациональные числа от нуля до единицы. Единица соответствует максимальным значениям Т и Л/^^.

Для выбора эффективного значения частоты /„,/„/«„„ для полной пропитки (Н=Ь) материала (задача 1) образцов одной партии раствором в акустическом поле, на основе экспериментальной пропитки в диапазоне частот / = 20..100кГц при амплитудах зондирующего импульса и ^ = 100,370,780В строится диаграмма, отображающая зависимость коэффициентов А,. и Л^^^у от частоты / На рисунке 12, в качестве

примера приведена диаграмма для полной пропитки партии кирпичей образца № 2 гидрофобизирующим раствором.

С учетом построенных диаграмм, производитель работ выбирает значения амплитуды ир1 и частоты /,ффект излучения ультразвуковых колебаний с учетом времени Т и точности Мр{а6х полного заполнения материала раствором.

Рис. 12. К выбору эффективного значения частоты /эффект совмещения процессов "ультразвуковой пропитки" и точности контроля глубины пропитки, (Н=Ь)

образцов № 2

1 - Хт при = 100В, 2 - Ят при и„ = 370В, 3 - Аг при Vр, = 780В , 4 -

Для определения эффективного значения частоты /зффект "ультразвуковой пропитки" на заданную глубину Н<Ь и контроля глубины Н пропитки (задача 2) аналогично выше изложенному, строится диаграмма, связывающая весовые коэффициенты ^ и для заданного значения

глубины пропитки Н и амплитуды ультразвуковых колебаний с частотой /. На рисунке 13 в качестве примера приведена диаграмма для пропитки на некоторые заданные значения глубины Н партии кирпичей образцов №2 при амплитуде ир = 370В.

Рис. 13. К выбору эффективного значения частоты/„¡„¡ккт совмещения процессов "ультразвуковой пропитки" и точности контроля глубины (//<£), для образцов № 2, при и^ = 370В:

1 - X,- при Я — 12см ; 2 - Ьг при Я — бел*; Ъ-Хтпри Н = 1 см ;4 - "Ри Я — 12см;

5 - ^(ртброс) "Р" н = 6см; 6 -ЛЩ/ю6рос) при Н = 1см л - (Ад,,^,^^) + Лт)при Я = 12см ;

8 - + Л-) "Г" И = Ьем -9-+Ат) при Н = \см

Из рисунка 13 видно, что пропитку образцов №2 (и^ = 370В) на небольшую глубину (Я £ 1см) целесообразно проводить на частоте ультразвуковых колебаний / » ЮОкГц и выше; на глубину Я » 6см на частоте / я 80кЛ/; при Я « 12см - / « 20кГц.

Результаты проведенных в главе 3 теоретических и экспериментальных исследований показывают, что эффективное значение частоты Fэ ультразвука для пропитки материала раствором может быть выбрано по диаграммам, построенным на основе предварительных экспериментальных исследований применительно, как к задаче полной пропитки (Н=Ь), так и к задаче заполнения материала раствором на заданную глубину(Н<Ь).

В четвертой главе представлен разработанный автором образец специализированной установки для экспериментальных исследований процессов пропитки и контроля глубины заполнения пористого материала гидрофобизирующим раствором при воздействии ультразвуковых колебаний (рис. 14).

Излучающий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь 5 с помощью механического крепления устанавливается на поверхность пропитываемого материала 7 (рис. 14). Между преобразователем и материалом находится резиновая прокладка, фиксирующая зазор между ними. Расстояние между поверхностью материала и пьезоэлектрическим преобразователем составляет примерно 14 длины ультразвуковой волны в

растворе, которое оптимально для согласования излучателя и материала. Зазор заполняется раствором до перекрытия излучаемой поверхности преобразователя. Приемный пъезопреобразователь 4 устанавливается с противоположной стороны. Пьезоэлектрические преобразователи, выполненные в виде набора пъезопластин размерами 20мм х 20 мм, располагаются по всей площади пропитываемого материала. Резонансная частота пъезопреобразователя изменяется путем подключения (или отключения) определенного числа пъезопластин в наборе.

Экспертный контроль глубины заполнения осуществлялся емкостным методом. Для этого на двух взаимо-противоположных стенках образца параллельно друг другу приклеивались токопроводящим клеем электроды 8 в виде алюминиевых пластин шириной 1 мм на расстоянии одного сантиметра друг от друга по всей длине образца. К пластинкам подсоединялся датчик влажности 1 (емкостной метод), который фиксировал глубину заполнения материала. В момент достижения раствором заданного электрода по индикатору отсчитывался время Т распространения импульса через материал.

1. Датчик влажности

2. Приемник ультразвука с ЭЛТ и индикатором

3. Генератор ультразвуковых импульсов

4. Приемный преобразователь

5. Излучающий преобразователь

6. Гидрофобный раствор

7. Образец пропитываемого материала

8. Электроды

9. Резиновая прокладка

Рис. 14. Макет экспериментальной установки

Для измерения времени распространения ультразвука были приняты специальные меры, позволяющие уменьшить влияние крутизны переднего фронта принятого сигнала. Для этого был применен способ, в котором автоматически поддерживается уровень принятого сигнала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Диссертационной работе, посвященной определению глубины пропитки строительных материалов влагозащитными растворами, предшествовали исследования по выбору состава и способа интенсификации процессов пропитки пористых материалов, в котором автор принимал непосредственное творческое и практическое участие, и в результате которых возникла необходимость выполнения комплекса работ по теме диссертации.

Основные результаты указанного комплекса работ сводятся к следующему:

1. Экспериментальными исследованиями влагозащиты материалов трех типов растворами 4 видов (480 измерений) установлено, что наибольшая влагозащита пористых материалов достигается применением кремнийорганических растворов, технология изготовления которых сформулирована автором.

2. На основе исследований способов пропитки пористых материалов кремнийорганическим раствором показано, что наиболее эффективным является способ, основанный на создании избыточного давления под воздействием ультразвуковых колебаний — "ультразвуковая пропитка" (патент РШ № 2228411. Бюлл.изобр. от 10.05.2004).

При ультразвуковой пропитке возрастает глубина заполнения пористого материала раствором без нарушения целостности материала, обеспечивается однородность заполнения.

Интенсивность заполнения кирпича увеличивается с увеличением амплитуды ультразвуковых колебаний. Однако при определенных значениях амплитуды может возникнуть кавитация раствора, приводящая к разрушению как гидрофобных свойств раствора, так и самого материала.

Время полного заполнения кирпича раствором возрастает с увеличением частоты ультразвуковых колебаний, что обусловлено ослаблением акустического сигнала с глубиной заполнения кирпича.

3. С учетом результатов работ по п. 1 и 2 обоснован способ измерения глубины заполнения материала раствором, базирующейся на приращении скорости ультразвука в пропитываемом материале (положительное решение о выдаче патента Российской Федерации, заяв. №2005126390 от 19.08.2005).

Для реализации способа в практике предложено использовать зависимость времени распространения ультразвуковых колебаний в материале известной толщины от глубины заполнения его раствором.

4. Исследованиями проведенными на кирпичах, как наиболее распространенном виде строительных материалов, подвергаемых влагозащите, установлено:

• в большинстве насыщенных раствором образцах скорость

продольных упругих волн выше, чем в сухих. Общее увеличение времени распространения ультразвуковых колебаний в кирпичах, в зависимости от марки материала, может достигать 60%;

• разброс значений времени распространения продольной ультразвуковой волны в сухом материале (кирпиче) одного типа уменьшается с увеличением частоты колебаний, при этом величина разброса в сухом выше чем в пропитанном;

• предопределить время распространения ультразвука в материале в зависимости от глубины Н его заполнения раствором возможно, используя предложенную в диссертации методику, основанную на теории регрессионного анализа и предусматривающую использование предварительно измеренных значений /°,„ и /*,.„.

5. На основе проведенной многокритериальной оптимизации получены номограммы для выбора рациональной частоты ультразвуковых колебаний позволяющие оптимизировать процессы пропитки и контроля глубины заполнения материала раствором в едином акустическом поле с учетом задач потребителя.

6. Для проведения экспериментальных исследований процессов пропитки и измерения глубины заполнения материала раствором разработана и изготовлена специальная установка, позволяющая измерять глубину пропитываемого слоя с шагом 10 мм.

Сформулирован принцип построения установок для ультразвуковой пропитки с измерением глубины заполнения материала раствором, легко реализуемый при разработке и изготовлении промышленных установок для строительства и обследования промышленных объектов и памятников архитектуры.

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 июля 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 A.A., Николаев C.B., Сарвин A.A. Методика измерения влажности кирпича // Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб.-СПб.: СЗПИ, 1999.-Вып.16.-С. 104-106.

9. Кульчицкий A.A., Николаев C.B., Сарвин A.A. 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.NikoIaev. 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. - p. 156 - 159.

11. Патент. Способ и устройство для защиты строительных конструкций от грунтовых вод. № 2228411 .Бюлл. изобр. от 10.05.2004.

12. Цаплев В.М., Сарвин A.A., Николаев C.B., Курбатов Г.А. Применение акустических технологий для антисептической и гидрофобной пропитки

элементов строительной конструкций И Тезисы докладов 5 Международной научно-практическая конференция "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 22 - 24 мая 2002. - С. 184 - 186.

13. Николаев C.B. Ультразвуковой контроль глубины пористого материала раствором. И Тезисы докладов 16 Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 10 сентября-13 сентября 2002г. - С. Петербург, 2002.-С. 31-32.

14. Николаев C.B. Ультразвуковой контроль глубины пористого материала раствором. "Дефектоскопия" Екатеринбург № 12, 2002. С. 29 — 33.

15.Николаев C.B. УЗК глубины пропитки пористого материала раствором. "В мире НК" СЛетербург № 1, 2004. С. 29 - 30.

16.V.Tsaplev, S.Nikolaev. Acoustic slows hydrophobic liquids in bricks // Proceeding of the 12 International congress on sound end vibration, July 2005. - Lisbon, Portugal. - p. 193-201.

17.Положительное решение о выдаче патента Российской Федерации (заяв. №2005126390 от 19.08.2005, "Способ защиты пористых материалов от проникновения влаги").

18.Николаев C.B. Неразрушающий контроль глубины пропитки пористых материалов гидрофобизирующим раствором. // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика при производстве и эксплуатации авиационной и космической техники", октябрь 2005. — С. Петербург, 2005, (стендовый доклад).

Николаев Сергей Викторович Ультразвуковой контроль глубины пропитки пористого материала гидрофобизирующим раствором. Автореферат

Отпечатано с готового оригинал-макета в ЦНИТ «АСТЕРИОН» Заказ № 192. Подписано в печать 25ю08ю200б г. Бумага офсетная. Формат 60x84 .Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Санкт-Петербург, 191015, а/я 83,

тел./факс (812) 275-73-00,970-35-70 asterion@asterion.ru

Введение

Выводы

Задачи исследования

Глава 1. Обоснование необходимости измерения глубины 15 пропитки гидрофобизирующими растворами пористых строительных материалов

1.1 Анализ методов, инициирующих глубину заполнения пористого материала гидрофобизирующими растворами

1.2 Исследования процесса заполнения пористого материала 21 раствором в акустическом поле ("ультразвуковая пропитка")

1.3 Необходимость и возможные способы измерения глубины 47 заполнения пористого материала гидрофобизирующими растворами

Выводы по главе

Глава 2. Исследование ультразвукового способа контроля 56 заполнения пористого материала гидрофобизирующим раствором

2.1 Математические модели скорости распространения продольной ультразвуковой волны

2.2 Скорость распространения упругих волн в пористых 60 материалах, заполненных раствором

2.3 Экспериментальные исследования времени распространения 94 упругих волн в пористых материалах, заполняемых раствором

2.4 Исследования погрешности измерения скорости 106 распространения ультразвуковых колебаний различной частоты и в различных пористых материалах

Выводы по главе

Глава 3. Оптимизация частоты ультразвука для 121 совмещения технологических процессов пропитки и контроля глубины заполнения

3.1 Задачи и методы оптимизации

3.2 Метод решения многокритериальных задач оптимизации

3.3 Оптимизация процессов совмещения пропитки и контроля 136 Выводы по главе

Глава 4. Обоснование принципа построения установки для 151 измерения глубины заполнения гидрофобизирующим растворами строительных материалов в процессе ультразвуковой пропитки

4.1 Разработка экспериментального образца установки

4.2 Методика получения измерительной информации

4.3 Обоснование функциональной схемы построения 172 промышленной установки

Выводы по главе

Одними из главных свойств пористых строительных материалов являются их высокое влагопоглощение и большой капиллярный подсос воды в условиях поверхностного смачивания. Вода, проникающая в капилляры, оказывает разрушающее действие на кремниевые строительные материалы.

Установлено [4, 9, 42], что снижение прочности строительных материалов под воздействием влаги обусловлено адсорбированным облегчением деформаций. Одновременно, расклинивающее действие водных пленок приводит к снижению однородности структуры. При циклическом замораживании и оттаивании резко падает прочность пористых строительных материалов. Кроме того, вода при миграции в капиллярах переносит растворы солей, которые при кристаллизации приводят к снижению прочности, что неизбежно ведет к ускоренному разрушению зданий (например: несчастный случай на Сенной площади 10 июня 1999 года).

Таким образом, проникновение влаги приводит:

1. К непосредственному разрушению строительных материалов вследствие действия влаги.

2. Создает благоприятную среду для развития различных микроорганизмов, которые способствуют разрушению строительных материалов и конструкции в целом, а также наносит вред организму человека.

На основе опыта строительства и эксплуатации строительных конструкций в СНиП 11-3-98 установлены требования к влагопоглощению элементов конструкций (табл. 1), где \Утах-максимальное, \Ут1П-минимальное, Д\У-допустимое значение влажности материала. Приведенные данные показывают, что надежность и долговечность конструкции, выполненных из кирпича, будут обеспечены, если допустимая влажность не будет превышать 4.5%.

Таблица 1

Материалы Д\У(% ) Wmax(%)

1. Кладка крупноблочная и кирпичная из клинкерного кирпича в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 1,5.3 4,5 1,5

2. То же, с влажным и мокрым влажностным режимами 3.5 7 3

3. Кладка из керамических пустотелых блоков в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 1.3 4 2

4. Кладка крупноблочная и кирпичная из силикатного кирпича и из плотного силикатного бетона в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 2.4 5 2

5. Кладка крупноблочная из шлакобетонных и керамзитобетонных сплошных и пустотелых блоков, а также панели из этих материалов в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 8.12 12 4

6. Кладка крупноблочная из ячеистых бетонов (пенобетон, газобетон и т. д.), а также панели и плиты из ячеистых бетонов в наружных ограждающих конструкциях зданий при плотности ячеистого бетона 600 кг/ 3 /м 10.15 20 4

7. То же, при плотности 800 кг/ 3 / м 6.10 17 5

Однако известно [4, 9, 38, 42], что на практике содержание влажности в существующих конструкциях обычно превышают требуемые нормы СНиП 11-3-98.

Для определения влагопоглощения кирпичей был проведен эксперимент. В качестве образцов использовали 5 типов кирпичей, по 200 штук каждого типа, применяемых на текущий момент времени в строительстве: образцы 1, 2 (ГОСТ 530-95, DIN 105-Кирпич керамический строительный); образцы 3, 4, 5 (ГОСТ 7484-78, DIN 105-Кирпич керамический лицевой) (табл. 2).

Таблица 2

Наименования Плотность (103кг/м3) Средний размер зерна (мм) Средний диаметр капилляра(м м) Пористо сть (%)

Клинкерный Образец 1 3,4 0,35 0,02 8

Knauf Образец 2 2,9 0,5 0,05 17

Шамотный Образец 3 1,8 1,0 0,17 38

Полусухой Образец 4 2,4 0,75 0,08 27

Пластинчатый Образец 5 3,1 0,45 0,03 И

Испытания на влагопоглощение проводили согласно ГОСТ 19473.1-81, кирпич помещали в воду (Т = +20°С) одной из граней на глубину 5 мм (капиллярное смачивание) и держали до полного впитывания воды. Наблюдение проводили в течение 72 часов, эксперименты были остановлены после полного насыщения кирпича водой, либо после того, как изменение веса образцов в течение длительного времени оставалось незначительным.

40% 35% в 30% ж и

3 25% о о 20% с 15% 5 10%

5%

31 36,5% :-X

23,1%^ 22,3% 24,1% 25,2%

18,^^ к---у

13,2% 15,0% . —| 10,770 1--

9, IV-"" Л 8,4% 9,5% 9,6% 9,7%

Г5,6% К—--

4,4% 5,8% - 6,6% 6,9% 7,5%-

36,5%

25,8% -♦—Образец! -■-Образец 3

16,3% Образец 4

Образец 5

9.7% Образец 2

7,5%

0 час 1 час 3 часа 6 часов 24 часа 48 часов 72 часа

Время

Рис. 0.1. Влагопоглощение образцов

Результаты исследования (рис. 0.1.) впитывания влаги показывают, что влагопоглощение кирпичами превышает рекомендуемые нормы влагопоглощения (таблица 1) в 2.3 раза.

Наиболее эффективным видом защиты материалов является гидрофобизация (придание водоотталкивающих свойств) специализированными пенетратами.

Проведенные результаты анализа гидрофобизирующих растворов, имеющихся на рынке строительных материалов, и испытания растворов показали ряд преимуществ и недостатков одних растворов перед другими (рис. 0.2).

Для определения влагопоглощения кирпичей после обработки гидрофобизирующими растворами были проведены эксперименты; в качестве образцов использовали 5 видов кирпичей (табл. 2). Испытания на влагопоглощение проводили согласно ГОСТ 19473.1-81.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что наибольшим преимуществом обладают растворы выполненные на основе кремнийорганических соединений.

Поверхностная обработка материалов кремнийорганическими соединениями основана на нерастворимости образующих полимерных пленок в воде и их специфических свойствах. Углеводородные радикалы СН3, входящие в состав кремнийорганического соединения, ориентируется в сторону противоположную поверхности материала, т.е. в сторону окружающей среды. Кремний кислородные связи 8Ю. наоборот, располагаются ближе к поверхности материала (рис. 0.3). Благодаря такому расположению изделие оказывается покрытым гидрофобной пленкой [40, 42]. ннат> 1 час Зчаса 6 часов 24 часа 48чассв 72 часа П|кмя

Силиконовый раствор "СИЛЛАР"

-♦— ОбриецЗ Обраэец2 Образец I -"+-• Образец 5 -Ofpneu4

Кремнийорганический раствор "ГИФОБ'

Образец 3 Образец 2 -Ж- Образец I —|— Образец 5 —•"Образец 4

I час Зчаса 6часов 24часа 4Нчасов 72часа Врем» шчшю I чне 3 часа 6 чии» 24 чю! 48 часов 72 пси Н|*»и

Раствор натриевого жидкого стекла

Кремнийорганический раствор "СИЛОКСИЛ'

-Образец I - Образец 3 -Обраэец4 -Образец 5 Образец 2 начало I час 3 часа 6 часов 24 часа 48 часов 72 часа Время

-♦-Образец 3 Образец 2 Ж Образец I Образец 5 -Образец 4

Рис. 0.2. Влагопоглощение образцов после обработка гидрофобизаторами

Са-|-ОН—

Са—ОН — —СНз О

Поверхность 1

Рис. 0.3. Формула химической реакции гидрофобизирующего раствора с поверхностью материала

Толщина пленки (снДбю на частице кирпича (бетона) достигает 1,9-Ю"5см. Отдельные звенья (СЯ3)2&'0 имеют толщину 6-Ю"8см. Следовательно, толщина пленки в этом случае составляет примерно от 2 до 300 молекул. По данным исследований [42, 46] пленка воды на поверхности кремнезема при относительной влажности 80% составляет 0,45-10"6 см, а при 90% составляет 2,7-10"6 см. Если принять диаметр молекулы воды равным 3-10"6см, то пленка воды при высокой влажности содержит примерно около 100% молекул раствора (СЯ3)2Л'0. Отсюда можно сделать вывод, что мономерные кремнийорганические соединения при гидрофобизации реагируют с водой примерно молекула на молекулу.

Водоотталкивающие кремнийорганические пленки очень тонкие. Толщина пленки вычисляется по расходу раствора к весу материала, (принимая плотность равной единице) и составляет от (0,1---3,1)-10"6до 2,5-Ю-5 см. Материалы, гидрофобизированные кремнийорганическими и соединениями, практически не увеличиваются в весе, полностью сохраняют внешний вид, пористость и воздухопроницаемость, чем выгодно отличается от других водостойких покрытий или пропиток.

Гидрофобная пленка невидима, мало стирается при трении, не смывается водой с мылом, не растворима ни в каких обычных растворителях, устойчива в широком диапазоне температур (от -200 до +300), устойчива к действию окислителей, света, времени и других факторов. Гидрофобные свойства пленки сохраняются на все время существования пленки. На пленку химически действуют только щелочи и сильные минеральные кислоты (концентрированные). Гидрофобная пленка разрушается плавиковой кислотой.

Однако, проведенные испытания в естественных условиях показали, что со временем происходит гидрофилизация поверхности главным образом за счет запыления и осаждения гидрофильных частиц, содержащихся в атмосферных осадках, а также благодаря механическому разрушению поверхностного слоя вследствии воздействия ветра и дождя, поэтому срок службы гидроизоляционного слоя зависит от глубины заполнения раствором [44]. Проведенные многолетние исследования зависимости срока службы защитного слоя от его глубины показали, что чем больше глубина защитного слоя, тем дольше срок службы [40, 41, 42, 45, 46].

Глубина заполнения пористого материала гидрофобным раствором, связана с физическими процессами, происходящими внутри капилляров материала. Аналитические исследования заполнения материала гидрофобным раствором показывают, что глубина проникновения раствора (0.1) и скорость заполнения (0.2) капилляров кирпичей зависит от радиуса капилляров и вязкости гидрофобной жидкости [33,41].

2а соэ в

0Л) 1 = КГ--К29 (0.2) где гг 2к2ар2 со*0Ж\

2 N

К2 + (0.4)

Щ „=1 где Итах -максимальная глубина проникновения жидкости, Кп-коэффициент трения мениска, а-поверхностное натяжение, 7?-радиус капилляра, #-угол смачивания, //-число капилляров в сечении 1 см2, р-капиллярное давление создаваемое жидкостью, 77-вязкость, а-угол, составленный капилляром с горизонтом.

Глубина заполнения раствора для кирпичей находится в пределах 5. 15 мм [34, 37]. Это становится причиной скорого (в атмосфере

12.48 месяцев, в грунте 3.12 месяцев, под водой не более 1 месяца) нарушения защиты. Отсутствие контроля, позволяющего оперативно производить оценку глубины и равномерность заполнения, ограничивает применение кремнийорганических растворов в строительстве.

Таким образом для увеличения срока службы пористого строительного материала необходимо применение эффективного метода заполнения материала гидрофобизирующим раствором.

ВЫВОДЫ

1. Пористые строительные материалы (кирпич, бетон и т. п.), обладают гидрофильными свойствами, что приводит к их разрушению, образованию на их поверхности микроорганизмов, наносящих вред здоровью человека.

2. Используемые в строительстве кирпичи различной технологии изготовления могут иметь высокое влагопоглощение, превышающие рекомендуемые СНиП 11-3-98 нормы влагопоглощения (таблица 1) в 2.3 раза.

3. Влагозащита по действующим технологиям капиллярного смачивания с использованием кремнийорганического раствора позволяет уменьшить влагопоглощение, однако небольшая глубина и неравномерность проникновения раствора в материал не позволяют обеспечить долговременную гидрозащиту.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Исследование зависимости интенсивности процесса пропитки материала (изделия из него) гидрофобным раствором под воздействием ультразвука от мощности и частоты /пр0пит упругих колебаний.

2. Анализ применяемых и выбор рационального способа контроля глубины пропитки пористых строительных материалов.

3. Теоретические и экспериментальные исследования зависимостей акустических характеристик строительного материала от глубины его заполнения гидрофобизирующим раствором.

4. Разработка и экспериментальная проверка способа получения измерительной информации о глубине заполнения капилляров материала раствором в процессе "ультразвуковой пропитки".

5. Обоснование способа, обеспечивающего совмещение процессов пропитки и контроля.

6. Обоснование принципа построения средств ультразвукового контроля глубины заполнения строительных материалов раствором.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

Для проведения экспериментальных исследований контроля глубины и времени заполнения пористого материала раствором была разработана специализированная установка.

Принятая в установке система контроля за протекающими процессами с постоянным масштабом расстояния позволяет иметь только одну независимую переменную, а именно время от начала опыта, через которую выражены разные по своей физической природе величины — изменения скорости распространения ультразвука в кирпиче заполняемом гидрофобизирующим раствором, и путь, пройденный раствором по длине кирпича.

Для контроля времени распространения в заполняемом пористом материале раствором применяют метод сравнения, который заключаются в сравнении времени распространения ультразвука в испытуемом образце и в эталоне, скорость ультразвука, в котором в рабочих условиях известна или может быть рассчитана. Точность измерения скорости распространения ультразвука в материале при использовании данного метода находятся в пределах 0,05%.

Применяемая схема контроля позволяет устранить влияние крутизны переднего фронта ультразвукового сигнала на измерение скорости распространения сигнала, что позволяет контролировать скорость рапространения ультразвука в кирпиче, заполняемом гидрофобизирующим раствором, с точностью до 0,001%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что выбор метода контроля глубины заполнения пористого материала гидрофобизирующим раствором осложнен химическими свойствами раствора. Экспериментальные исследования показали, что воздействие электромагнитных и тепловых излучений приводит к разрушению гидрофобных свойств раствора. Применение гравитационного метода требует специального высокоточного оборудования. Ультразвуковое воздействие на раствор не изменяет его характеристик, что позволяет использовать данный метод для контроля глубины заполнения пористого материала гидрофобизирующим раствором.

2 Теоретические и экспериментальные исследования установили, что в большинстве насыщенных раствором образцах скорость упругих продольных волн выше, чем в сухих. Общее увеличение скорости в кирпичах относительно сухого и заполненного раствором материала, в зависимости от марки материала, достигает 13—50%.

3. Из полученных теоретических и экспериментальных результатов видно, что лучшая сходимость измерений значения скоростей продольной волны для различных образцов кирпича получена по формуле П.Г. Гильберштейна.

4. В кирпичах обычно наблюдается более или менее закономерное увеличение скорости с насыщением. Можно также заметить, что при малом заполнении капилляров (до 10—20мм) изменение скорости более скачкообразное, чем при дальнейшем насыщении. При среднем заполнении пор (30—70мм) скорость обычно плавно увеличивается, но при насыщении, близком к полному (свыше 80мм), резко возрастает. Следует отметить, что в образцах с большей пористостью скорость изменяется более плавно, в то время как в образцах с меньшей пористостью наблюдаются более резкие и значительные изменения.

5. При постепенном насыщении кирпичей жидкостью обычно наблюдается неравномерное увеличение скорости. На стадии предельного насыщения, связанной с резким переходом системы в новое физическое состояние, обычно происходит скачкообразное изменение скорости. В целом характер изменения скорости при насыщении объясним с точки зрения контактной модели, т. е. связан с изменением площади контактов. Однако существенную роль играет также характер связей, их жесткость, поэтому причины изменения скорости часто носят более сложный характер, чем в упрощенной модели.

6. Скорости продольных упругих волн в водонасыщенных материалах определяются: а) упругостями скелета и жидкости, а также пористостью; б) литологическими особенностями пород, влияющими на состояние упругих связей (в основном состав и тип цемента).

7. Если первый фактор поддается количественной оценке, то второй учесть гораздо труднее. Отметим, что в естественных условиях на скорость продольных упругих волн влияет еще целый ряд других факторов (давление, температура и т. п.).

8. Проведенные измерения скорости ультразвуковых колебаний при различной глубине заполнения кирпича раствором показали непостоянство скорости распространения колебаний. Это связанно с неоднородностью материала кирпича. 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.

9. Для совмещения на одном физическом принципе процесса пропитки материала гидрофобизирующим раствором и одновременного контроля глубины проникновения этой пропитки были проведены дополнительные экспериментальные исследования по ультразвуковой пропитке пористого материала гидрофобизирующим раствором. В ходе экспериментов установлено, что заполнение кирпича увеличивается с увеличением мощности ультразвукового поля. Однако увеличение мощности при определенных значениях может привести к кавитации гидрофобизирующего раствора.

10. Полученные результаты показывают, что время заполнения кирпича увеличивается с увеличением частоты: увеличение времени пропитки связано с увеличением частоты акустического сигнала, которое приводит к ослаблению сигнала. Это приводит к уменьшению мощности акустического поля с увеличением глубины заполнения кирпича раствором, соответственно уменьшению скорости пропитки.

11. Время заполнения пористого материала также связано с адсорбционными силами в капиллярах кирпича. Это связано с изменением капиллярного объема, которое оказывает влияние на действие механизма жесткого трения поверхности стенок. При уменьшении диаметра капилляра, увеличивается число трущихся участков поверхности капилляров, что приводит к увеличению замедления скорости движения жидкости по капилляру пористого материала.

12. Для совмещения двух технологических процессов (заполнения и контроля) необходимо произвести совмещение времени заполнения и погрешности измерении скорости распространения ультразвуковых волн по частоте излучения ультразвуковых колебаний. Для оптимизации значения частоты ультразвука была проведена многокритериальная оптимизация. Она основывается на сведении нескольких критериев (время заполнения, погрешность измерения глубины заполнения материала раствором) к одному (частота ультразвуковых колебаний) за счет введения априорных (весовых) коэффициентов для каждого из критериев.

13. Для проведения экспериментальных исследований контроля глубины и времени заполнения пористого материала раствором была разработана специализированная установка.

14. Принятая в установке система контроля за протекающими процессами с постоянным масштабом расстояния позволяет иметь только одну независимую переменную, а именно время от начала опыта, через которую выражены разные по своей физической природе величины — изменения скорости распространения ультразвука в кирпиче заполняемым гидрофобизирующим раствором, и путь, пройденный раствором по длине кирпича.

15. Для контроля времени распространения в пористом материале заполняемом раствором, применяют метод сравнения методы заключаются в сравнении времени распространения ультразвука в испытуемом образце и в эталоне, скорость ультразвука, в котором в рабочих условиях известна или может быть рассчитана. Точность измерения скорости распространения ультразвука в материале при использовании данного метода находится в пределах 0,05%.

16. Применяемая схема контроля позволяет устранить влияние крутизны переднего фронта ультразвукового сигнала на измерения скорости распространения сигнала, что позволяет контролировать скорость рапространения ультразвука в кирпиче заполняемого гидрофобизирующим раствором с точностью до 0,001%.

1. Агранат Б.А. Ультразвук в гидрометаллургии. М.: Металлургия, 1969. - С. 223.

2. Агранат Б.А. Ультразвуковая технология. М.: Металлургия, 1974. С. 234.

3. Агранат Б.А. Физические основы технологических процессов, протекающих в жидкой фазе с воздействием ультразвука. М.: Металлургия, 1969. С. 178.

4. Артамонов B.C. Защита железобетона от коррозии. М.: 1967. С. 235.

5. Бабиков О.И. Ультразвук и его применение в промышленности. М.: Машиностроение, 1958. С. 260.

6. Баранов В.М. Ультразвуковые измерения в атомной технике. М.: Атомиздат, 1975. С. 220.

7. Берзон И.С., Васильев Ю.И., Стародубровкая С.П. О переломленных волнах, соответствующих водоносным пескам, I, II. Изв. АН СССР. Сер. геофиз., № 1-2,1959.

8. Боровиков A.C., Денель А.К. Технология и аппаратура капиллярной дефектоскопии. М.: Машиностроение, 1980. С. 51.

9. Бочаров Б.В. Биоповреждения в строительстве. М.: Стройиздат, 1984. С. 271.

10. Бочаров Б.В., Ильичев В.Д. Экологические основы от биоповреждений. -М.: Наука, 1985. С. 262.

11. Выборнов Б.И. Формы, методы и средства технического контроля качества в машиностроении. Вып. 3. М.: Изд. МДНТП, 1962. С. 17-27.

12. Гильберштейн П.Г. Расчет продольной волны, распространяющейся в дырчатой сейсмической модели. "Геофиз. разведка", №8, 1959.

13. Гильберштейн П.Г., Гурвич И.И. Скорости упругих волн в дырчатых материалах для сейсмического моделирования. Изв. высших учебных завед. Сер. Геол. и разв., №5,1962.

14. Голодаев Б.Г. Автоматизация импульсного эхо-метода ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1968. С. 39.

15. Грачев H.H. Некоторые вопросы проектирования ультразвуковых дефектоскопов и интроскопов. М.: Машиностроение, 1969. С. 63.

16. Гурвич А.К., Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных швов. -Киев: Техника, 1980. С. 460.

17. Гурвич А.К., Кузьмина Л.И. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. Киев: Техника, 1980. С. 101.

18. Дежкунов Н.П. Кавитационный механизм влияния ультразвука на подъем жидкости в капилляре. В кн. Некоторые проблемы тепломассообмена. Мн., 1978. С. 178 - 181.

19. Дежкунов Н.П., Прохоренко П.П. Зависимость воздействия ультразвука на подъем жидкости в капилляре от ее свойств. Инж. физ. журн., 1981, Т. 3, №1. С. 513 - 519.

20. Длинова Л.П., Колесников А.Е., Ланганс Л.Б. Акустические измерения. М.: Машиностроение, 1971. С. 271.

21. Журавлева В.П. Массотеплоперенос при термообработке и сушке капиллярнопористых строительных материалов. Минск, Наука и техника, 1972. С. 108.

22. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы математической физики. М.: Наука, 1973. С. 165.

23. Ермолов И.Н. Физические основы эхо- и теневого методов ультразвуковой дефектоскопии. М.: Машиностроение, 1970. С. 107.

24. Ермолов И.Н. Методы ультразвуковой дефектоскопии. Ч. И. М,: Советское радио, 1968. С. 115.

25. Ивакин Б.Н. Методы управления плотностью и упругостью среды при двумерном моделировании сейсмических волн. Изв. АН СССР. Серия геофиз., №8, 1960.

26. Ивакин Б.Н. Микроструктура и макроструктура упругих волн в одномерных непрерывных неоднородных средах. Изд-во АН СССР, 1958.

27. Идельчик И.Е. Справочник по гидродинамическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1975. С. 559.

28. Касандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдения. -М.: Наука, 1970. С. 104.

29. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Халиков Г.А. Двухволновая структура фронта упругой волны в насыщаемой зернистой среде. Акустический журнал 1982, Т.28, №6. - С. 799 - 804.

30. Корбанова В.Н. Физические свойства горных пород. Гостоптехиздат, 1962.

31. Королев М.В. Эхо-импульсные ультразвуковые толщиномеры. М.: Машиностроение, 1980. С. 112.

32. Ланге Ю. В., Московенко И. Б. Низкочастотные аккустические методы неразрушающего контроля. Дефектоскопия, 1978, №9. С. 22-36.

33. Лыков A.B. Явление переноса в капиллярнопористых телах. М.: Гостехиздат, 1984. С. 374.

34. Лыков A.B. Тепломассобмен. Справочник. М.: Энергия, 1972. С. 288.

35. Матаушек И. Ультразвуковая техника. М.: Металлургиздат, 1962. С. 511.

36. Мигун Н.П., Прохоренко П.П. Гидродинамика и теплообмен градиентных течений микроструктурной жидкости. -Мн.: 1984. С. 264.

37. Москвин В.М. Коррозия бетона. М.: Стройиздат, 1953. С. 356.

38. Николаевский В.Н. Механика насыщенных пористых сред. М.: Недра, 1970. С. 123.

39. Пащенко A.A. Кремнийорганические гидрофобизаторы в строительстве. Алма-Ата: Казахстан, 1968. С. 178.

40. Пащенко A.A., Бакланов Г.М., Мясникова Е.А. Новые цементы. Киев: Будивельник, 1974. С. 234.

41. Пащенко A.A., Свидерский В.А. Кремнийорганические покрытия для защиты от биокоррозии. Киев: Техника, 1984. С. 365.

42. Пащенко A.A. Кремнийорганические покрытия холодного отверждения. Киев: Виница школа, 1972. С. 296.

43. Пащенко A.A. Гидрофобизация. Киев: Наука думка, 1973. С. 174.

44. Пащенко A.A., Воронков М.Г. Кремнийорганические защитные покрытия. Киев: Техника, 1966. С. 245.

45. Пащенко A.A., Алентьев A.A. Кремнийорганические гидрофобизаторы. Киев: Гостехиздат УССР, 1962. С. 168.

46. Петкевич Г.И., Вербицкий Т.З. Исследование скоростей продольных упругих волн в горных породах, насыщенных жидкостями. Вопросытеории и методики геофиз. исслед. Геофиз. сб. Ин-та геофиз. АН УССР №5 (7), 1963.

47. Порхаев А.П. Кинетика впитывания жидкости элементарными капиллярами и пористыми материалами. Коллоидный журнал, 1949. Т.П, № 5. С. 346-353.

48. Потапов Ю.Б., Соломатов В.И., Селяев В.И. Полимерные покрытия для железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1973. С. 168.

49. Потапов А.И. Контроль качества и прогнозирование надежности конструкции из композиционных материалов. Л.: Машиностроение, 1980. С. 261.

50. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Под ред. В.В. Клюева. -М.: Машиностроение, 1976, Т. 1. С. 392.

51. Прохоренко П.П., Дежкунов Н.В., Коновалов Г.Е. Исследование влияния ультразвука на подъем жидкости в капилляре. Изв. АН БССР, сер. ФТН,1977, №2. С. 121-124.

52. Прохоренко П.П., Мигун Н.П., Дежкунов Н.П. Расчет процесса заполнения капилляров жидкостями при воздействии ультразвука. -Дефектоскопия., 1982, №4. С. 84 89.

53. Прохоренко П.П. Ультразвуковая металлизация материалов. Мн.: Наука и Техника., 1987. С. 271.

54. Прохоренко П.П. Акустическая кавитация у твердых поверхностей. -Мн.: 1990. С. 265.

55. Пугачев С.Н. Физические модели взаимодействия в системе расплав -твердое тело при ультразвуковой металлизации. М.: Технология судостроения, 1979. С. 251.

56. Прохоренко П.П. Применение магнитных жидкостей в ультразвуковой дефектоскопии. Дефектоскопия, 1985, №3. С. 66-72.

57. Рапопорт Ю.М. Ультразвуковая дефектоскопия строительных деталей и конструкций. М.: Стойиздат, 1975. С. 129.

58. Райхман А.З, Определение оптимальных параметров неразрушающего контроля особо ответственных изделий.-Дефектоскопия,1975,№5.С.7-12.

59. Ризниченко Ю.В. О распространении сейсмических волн в дискретных и гетерогенных средах. Изв. АН СССР. Сер. Геогр. И геофиз., №2, 1949.

60. Розина М.В., Яблоник Л.М., Васильев В.Д. Неразрушающий контроль в судостроении. Л.: Судостроение, 1983. С. 300.

61. Силаева О.И. Исследования с помощью ультразвука скоростей распространения упругих волн и упругих параметров в образцах горных пород при одностороннем давлении. Тр. Ин-та физ. Земли. Изд-во АН СССР, 1962.

62. Темкин А.Г. Обратные методы теплопроводности. М.: Энергия, 1973. С. 126.

63. Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1965. С. 391.

64. Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука, 1971. С. 751.

65. Хайкович И.М., Халфин Л.А. Об эффективных динамических параметрах неоднородных упругих сред при распространении плоской продольной воны. Изв. АН СССР. Серия геофиз., №4,1959.

66. Химченко Н.В., Владимирова В.П., Есилевский В.П. Неразрушающие методы контроля материалов и изделий. М.: ОНТИПРИБОР, 1964. С. 253-261.

67. L. Н. Adams and Е. D. Williamson, The compressibility of minerals and rocks at high pressures. J. Franklin Inst. 195 (1923) 475.

68. F. Birch. The velocity of compression waves in rocks to 10 kb. part I, J. Geophys. Res. 65 (1960) 1083.

69. F. Birch, The velocity of compressional waves in rocks to 10 kb, . part II, J. Geophys. Res. 66 (1961) 2199.

70. N. B. Dortman and M. Sh. Magid, Velocity of elastic waves in crystalline rocks and its dependence on moisture content.- Doklad Acad. Scien. USSR, Earth Sci. Section, 179(1) (1968).

71. Gassman F. Elastic waves through a packing of spheres. Geophysics, 16, №4, 1951.

72. D. S. Hughes and H. J. Jones, Variations of elastic module of igneous rocks with pressure and temperature Bull. Geol. Soc. Amer. 61 (1950) 843.

73. M. S. King, Wave velocities in rocks as a function of changes in overburden pressure and pore fluid saturants. Geophysics 31(1) (1966) 50.

74. Krautkramer J., Krautkramer H. Ultrasonic testing of materials. Berlin -Hamburg New York, 1977, p. 667.

75. Makenzei I. The elastic constants of a solid containing spherical holes. Proc. Phys. Soc., sec. B, 63,1950.

76. Paterson N. Seismic wave propagation in porous granular media. Geophysics, 21, №5,1956.

77. Sato I. Velocity of elastic waves propagates in media with small holes. Bull. Tokyo Univ. Earthquake Res. Inst., №30, (3), 1952.

78. G. Simmons, A. Nur. Porous materials, relation of properties in situ to laboratory measurements. Science 1968, №162. - c. 789.

79. G. Simmons, Velocity of shear waves in rocks to 10 kb, part I, J. Geophys. Res. 69(6)(1964)1123.

80. G. Simmons and A.Nur, Granites: relation of properties in situ to laboratory measurements. Science 162 (1968), 789.

81. Willie M., Gregory A., Gardner L. Elastic waves velocities in heterogeneous and porous media. Geophysics, 21, №1, 1956.