ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ БЕТОНА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ТВЕРДЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ

Евгения Сергеевна Боровкова

doi:10.36773/1818-1112-2026-139-1-13-19

Авторы

Евгения Сергеевна Боровкова УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»

DOI:

https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-139-1-13-19

Ключевые слова:

бетон, твердение, акустическая эмиссия, контроль, структурообразование, структура, прочность

Аннотация

Контроль за структурообразованием бетона на стадии твердения важен, так как эта стадия в значительной степени определяет его конечные свойства. В этой области исследований все более широко используют метод акустической эмиссии, который позволяет регистрировать внутреннюю структурную активность бетона в процессе его твердения [1]. В материале данной статьи приведены экспериментально выявленные закономерности взаимосвязи кинетики структурообразования и роста прочности твердеющего бетона с изменениями сигналов акустической эмиссии: числа импульсов акустической эмиссии, а также длительности периода формирования коагуляционной структуры цементного теста в бетоне и производной величины – тангенса угла наклона числа импульсов в начальный период интенсивного упрочнения структуры твердеющего бетона.

Экспериментальные исследования проводились с использованием бетонных смесей, традиционного тяжелого и мелкозернистого бетона, а также содержащего минеральные и химические добавки, и стальную фибру. В процессе твердения бетона непрерывно регистрировали изменения сигналов акустической эмиссии. По результатам проведенного исследования были выявлены информативные параметры импульсов акустико-эмиссионных данных, которые коррелируют с прочностью бетона. С практических позиций применения результатов этих исследований обеспечивается возможность прогнозной оценки прочности твердеющего бетона в произвольном промежуточном возрасте, например, для распалубки сборных изделий или съема опалубки монолитных конструкций.

По результатам исследований, приведенных в материале статьи, предложена методика контроля прочности на сжатие бетона в раннем возрасте с использованием метода акустической эмиссии. Это дает возможность использовать в практике строительства неразрушающий метод контроля, который позволяет проводить мониторинг перманентно, дистанционно, без присутствия оператора, включая применение в труднодоступных местах разнообразных строительных конструкций.

Биография автора

Евгения Сергеевна Боровкова, УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»

Старший преподаватель кафедры физики, УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой», Новополоцк, Беларусь.

Библиографические ссылки

Continuous AE monitoring of fresh concrete / S. N. Iliopoulos, Е. Dzaye, Y. El Khattabi [et al.] // Progress in Acoustic Emission XVIII: proc. of 8th International Conf. on Acoustic Emission – IIIAE 2016, Tokyo, Japan, 5-9 December 2016. – Tokyo, 2016. – P. 293–298.

Сагайдак, А. И. Определение прочностных характеристик бетона при его твердении с помощью метода акустической эмиссии / А. И. Сагайдак, Е. С. Боровкова // Современные вопросы механики сплошных сред. – 2021. – С. 98–108.

Кузнецов, Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с помощью акустической эмиссии / Н. С. Кузнецов. – М. : Машиностроение, 1998. – 96 с.

Сагайдак, А. И. Прогнозирование прочности бетона в процессе его твердения при помощи метода акустической эмиссии / А. И. Сагайдак, В. В. Бардаков // Дефектоскопия. – 2017. – № 6. – С. 40–43.

Hoduláková, М. The application of acoustic emission technique to monitor the early setting process of cement pastes / М. Hoduláková, L. Topolář, B. Kucharczyková // MATEC Web of Conferences. – 2019. – 4 р.

Wave-based sensor to monitor the setting of fresh concrete / P. Rizzo, J. M. Vandenbossche, S. Nassiri, X. Ni A Solitary // Sensors. – 2014. – No. 14. – Р. 12568–12584.

Shen, G. Advances in Acoustic Emission Technology / G. Shen, J. Zhang, Zh Wu // Proceedings of the World Conference on Acoustic Emission. – 2019. – Р. 41–53.

Сагайдак, А. И. Разработка методики контроля и прогноза прочности бетона в раннем возрасте методом акустической эмиссии / А. И. Сагайдак, В. В. Бардаков, Е. С. Боровкова // Бетон и железобетон. Строительные материалы и изделия. – 2023. – № 1 (615). – С. 33–42. – DOI: 10.37538/0005-9889-2023-1(615)-33-42.

Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Термины, определения и обозначения : ГОСТ Р 55045—2012 ; переиздан 12.20218. – М. : Стандартинформ, 2019. – 12 с.

Borovkova, E. Мonitoring of fibroblast at an early age by the method of acoustic emission / E. Borovkova, D. Shabanov // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. – 2024. – № 1 (36). – С. 34–38. – DOI: 10.52928/2070-1683-2024-36-1-34-38.

Ахвердов, И. Н. Основы физики бетона / И. Н. Ахвердов. – М. : Стройиздат, 1981. – 464 с.

Acoustic emission characterisation of calcium aluminate cement hydration at an early stage / Т. Chotard, J. Smith, A. Rotureau [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. – 2003. – No. 23. – P. 387–398.

Early-age acoustic emission measurements in hydrating cement paste: Evidence for cavitation during solidification due to self-desiccation / P. Lura, J. Couch, M. О. Jensen, J. Weiss // Cement and Concrete Research. – Vol. 39, № 10. – 2009. – P. 861–867.

Муравин, Г. Б. Исследование акустической эмиссии твердеющего бетона / Г. Б. Муравин, Г. С. Павловская, А. Ф. Щуров // Дефектоскопия. – 1984. – № 10. – C. 77–81.

Evin, D. D. Study on mechanical acoustic emission sources in fresh concrete / D. D. Evin, Geert De Schutter, G. Dimitrios // Arhives of civiland mechanic alengineering. – 2018. – № 18. – P. 742–754.

Ohtsu, М. Advanced Testing of Cement-Based Materials during Setting and Hardening / M. Ohtsu // Final Report of RILEM TC 185-ATC / ed.: H. W. Reinhardt, C. U. Grosse. – Bagneux : RILEM Publications SARL, 2005. – 21 p.

Van Den Abeele, K. Non destructive online evalution of concrete hardening using acoustic emission and harmonic wave spectroscopy / K. Van Den Abeele, G. De Schutter, M. Wevers // ECNDT: proc. of 9th European Conference on NDT, Berlin (Germany), September 2006. – Berlin, 2006. – 9 p.

Aggelis, D. G. Wave dispersion and attenuation in fresh mortar: theoretical predictions vs. experimental results / D. G. Aggelis, D. Polyzos, T. P. Philippidis // Journal of the Mechanics and Physics of solids. – 2005. – Vol. 53, № 4. – P. 857–883.

Dzaye, E. D. Study on mechanical acoustic emission sources in fresh concrete / E. D. Dzaye, G. D. Schutter, D. G. Aggelis // Archives of Civil and Mechanical Engineering. – 2018. – No. 18 – Р. 242–254. – DOI: 10.1016/j.acme.2017.12.004.

Active and passive monitoring of the early hydration process in concrete using linear and nonlinear acoustics / Van Den Abeele, K. Desadeleer, W. De Schutter, G. & Wevers // Cement and Concrete. Research. – 2009. – No. 39. – P. 426–432.

Cement and concrete research early-age elastic properties of cement-based materials as a function of decreasing moisture content / C. Di Bella, M. Griffa, T. J. Ulrich, P. Lura // Cement and Concrete Research. – 2016. – No. 89. – P. 87–96. – DOI: 10.1016/j.cemconres.2016.08.001.

Slowik, V. Capillary pressure in fresh cement-based materials and identification of the air entry value / V. Slowik, M. Schmidt, R. Fritzsch // Cement and Concrete Composites. – 2008. – No. 30. – P. 557–565.

Advanced Analysis of Acoustic Emission Parameters during the Concrete Hardening for Long Time / L. Pazdera, L. Topolar, V. Bilek [et al.] // e-Journal of Nondestructive Testing: proc. of 11th European Conference on Non-Destructive Testing, Prague, Czech Republic, 6–10 Oct. 2014. – Prague, 2014. – Vol. 19 (12). – P. 3255–3263. – URL: https://www.ndt.net/ search/docs.php3?id=16640 (дата обращения: 17.03.2026).

Мониторинг структурного состояния цементных систем по параметрам сигналов акустической эмиссии и тензометрии / Д. Н. Шабанов, А. Н. Ягубкин, Е. С. Боровкова, Е. А. Трамбицкий // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. Строительные материалы. – 2019. – № 16. – С. 30–34.

Боровкова, Е. С. Физические свойства структурных изменений в бетоне / Е. С. Боровкова, Д. Н. Шабанов // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. Строительство и архитектура. – 2021. – № 8. – С. 39–42.