Máy đo tốc độ xung – Vikasonic

Vikasonic là thiết bị kiểm tra siêu âm được thiết kế để đo thời gian đông kết và phát hiện hư hỏng bên trong bê tông và các vật liệu khác. Thiết bị có các tùy chọn tần số có thể điều chỉnh (54 kHz hoặc 80 kHz) và cung cấp các phép đo có độ chính xác cao với độ rộng xung ≤ 1µs và độ nhạy tốt hơn 250µV. Thiết bị cung cấp các tính năng như tính toán vận tốc xung, Mô đun Young, đồng hồ thời gian thực, đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện loại K và giao diện USB để lưu trữ dữ liệu. Thiết bị hoạt động bằng nguồn điện chính hoặc nguồn pin bên trong và phù hợp cho cả đánh giá hư hỏng kết cấu trong phòng thí nghiệm và tại chỗ, bao gồm thử nghiệm khả năng chống đóng băng-tan băng.

Vào đầu những năm 1960, các nhà nghiên cứu đã đề xuất sử dụng thời gian chuyển tiếp siêu âm để đo thời gian đông kết của vữa và bê tông tươi như một giải pháp thay thế cho các phương pháp truyền thống như máy đo độ thấm và thiết bị Vicat, vốn có một số hạn chế nhất định. Hợp tác với một công ty trộn khô của Đức, Qualitest-Schleibinger đã phát triển một thiết bị siêu âm chuyên dụng có bộ ghi dữ liệu tích hợp và thiết lập được thiết kế riêng cho các mẫu vữa.

Nguyên tắc đo lường

Vữa tươi được đặt giữa hai đầu dò siêu âm, phát ra các xung ở khoảng thời gian 0.25 giây hoặc ít hơn ở tần số 54 kHz. Khi vữa đông lại, thời gian chuyển tiếp siêu âm thay đổi. Khi chất kết dính bắt đầu hình thành cấu trúc kết dính, tốc độ của sóng siêu âm tăng lên. Khi cấu trúc tinh thể phát triển đầy đủ được thiết lập, tốc độ thay đổi tốc độ âm thanh chậm lại. Tuy nhiên, khi đá xi măng tiếp tục kết tụ, tốc độ lại tăng lên.

Thiết lập đo lường

Mỗi ô đo chứa một cặp đầu dò siêu âm. Vikasonic liên tục ghi lại thời gian chuyển tiếp siêu âm và giảm chấn tín hiệu, lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số trên ổ USB tiêu chuẩn. Mỗi tập dữ liệu có thể chứa hơn 300,000 điểm dữ liệu, bao gồm ngày, giờ, tốc độ âm thanh (m/giây), mô đun Young (GPa) và cường độ tín hiệu (dB). Nhiệt độ bên trong mẫu vật được ghi lại bằng cặp nhiệt điện loại K và được ghi lại theo độ C.

Thiết bị được vận hành bằng một bánh xe duy nhất, dễ dàng quản lý ngay cả khi đeo găng tay bảo vệ. Thiết bị chạy bằng nguồn điện chính hoặc pin, phù hợp để đo tại chỗ, bao gồm đánh giá thiệt hại về cấu trúc. Sử dụng bồn đo C0026, hệ thống có thể phát hiện hư hỏng bên trong các khối bê tông trong các thử nghiệm chu kỳ đóng băng-tan băng như thử nghiệm CIF.

Qualitest-Schleibinger Vikasonic hoạt động độc lập, không cần PC trong quá trình thử nghiệm. Dữ liệu có thể được nhập trực tiếp vào Excel và phần mềm độc quyền do Qualitest-Schleibinger có thể được tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể.

Ví dụ ứng dụng

Độ sâu thâm nhập tính bằng mm theo thời gian tính bằng phút - đo 5 lần với cùng một vật liệu và cùng tỷ lệ nước/chất kết dính

Thử nghiệm với thiết bị Vicat

Với thiết bị Vicat, độ lệch tính theo phần trăm phụ thuộc vào độ sâu thâm nhập. Với các thử nghiệm này, phạm vi độ lệch là từ 27% đến 40%.  

Tốc độ âm thanh siêu âm tính bằng m/s theo thời gian tính bằng phút - đo 5 lần với cùng một vật liệu và cùng tỷ lệ nước/chất kết dính

Kiểm tra bằng phương pháp siêu âm Vikasonic

Với thử nghiệm siêu âm, độ lệch là 18%. Vì vậy, phương pháp siêu âm chính xác hơn phương pháp Vicat.

Độ sâu thâm nhập (màu xanh) tính bằng mm và tốc độ âm thanh siêu âm (màu đỏ tía) tính bằng m/giây theo thời gian tính bằng phút - đo 5 lần bằng cùng một vật liệu và cùng tỷ lệ nước/chất kết dính

 Độ sâu thâm nhập tính bằng mm trên tốc độ âm thanh siêu âm cho 2 vật liệu (KIS) có tỷ lệ nước/chất kết dính khác nhau và một vật liệu khác (RGB)

So sánh cả hai phương pháp

Mối tương quan giữa thử nghiệm Vicat và phương pháp siêu âm Vikasonic thay đổi tùy thuộc vào vật liệu và thiết kế hỗn hợp. Do đó, cần hiệu chuẩn giữa hai phương pháp này cho từng hỗn hợp cụ thể. Khi đường cong hiệu chuẩn này được thiết lập, thử nghiệm siêu âm có thể thay thế hiệu quả thử nghiệm Vicat.  

Mặc dù chi phí ban đầu cho thiết bị siêu âm cao hơn một chút, nhưng nó đòi hỏi ít nhân sự hơn và cung cấp kết quả khách quan và đáng tin cậy hơn.

Kiểm tra Mô đun Young hoặc Thiệt hại bên trong của các thành phần bê tông bằng Vikasonic

Vikasonic không chỉ phù hợp để đo thời gian đông kết mà còn để phát hiện hư hỏng bên trong mẫu vật hoặc các thành phần cấu trúc. Đối với ứng dụng này, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng đầu dò 54 kHz (mã đặt hàng U0009). Việc sử dụng gel kết nối hữu cơ, không chứa mỡ đảm bảo tiếp xúc trực tiếp và hiệu quả với mẫu vật để có phép đo chính xác.

Mẫu vật có thể được thử nghiệm bằng cách tiếp xúc trực tiếp với đầu dò hoặc trong bồn nước, trong đó nước đóng vai trò là tác nhân kết nối. Phương pháp này đảm bảo kết quả không bị ảnh hưởng bởi sự căn chỉnh của đầu dò.

Thiết lập bồn tắm có hai đầu dò 80 kHz được lắp ở hai bên đối diện (mã đơn hàng C0026). Phương pháp này tuân thủ CEN/TS 12390-9, "Kiểm tra bê tông đã cứng — Phần 9: Khả năng chống đóng băng-tan băng bằng muối chống đóng băng — Đóng cặn" và CEN/TR 15177, "Kiểm tra khả năng chống đóng băng-tan băng của bê tông — Hư hỏng kết cấu bên trong".

Tiêu chuẩn

• Tiêu chuẩn ASTM C597-16: Phương pháp thử tiêu chuẩn về tốc độ xung qua bê tông.
• EN 12504-4: 2021: Kiểm tra bê tông — Xác định vận tốc xung siêu âm.
• BS 1881: Phần 203: Kiểm tra bê tông — Khuyến nghị để đo vận tốc xung siêu âm trong bê tông.
• NF P 98-231-5 (tháng 1997 năm XNUMX): Các thử nghiệm liên quan đến vỉa hè — Thử nghiệm nén chặt trên vật liệu không phải bitum. Phần 5: Xác định giới hạn thời gian thi công của vật liệu dạng hạt liên kết với chất kết dính xi măng bằng cách sử dụng kiểm tra siêu âm.
• CEN/TS 12390-9: Kiểm tra bê tông đã cứng — Phần 9: Khả năng chống đóng băng-tan băng bằng muối chống đóng băng (Cặn).
• CEN/TR 15177: Kiểm tra khả năng chống đóng băng-tan băng của bê tông — Thiệt hại về kết cấu bên trong.