Comprobador de velocidad de pulso – Vikasonic

Comprobador de velocidad de pulso – Vikasonic

Vikasonic es un dispositivo de prueba ultrasónico diseñado para medir el tiempo de fraguado y detectar daños internos en hormigón y otros materiales. Cuenta con opciones de frecuencia ajustables (54 kHz u 80 kHz) y proporciona mediciones de alta precisión con un ancho de pulso de ≤ 1 µs y una sensibilidad mejor que 250 µV. El dispositivo ofrece funciones como cálculo de velocidad de pulso, módulo de Young, reloj en tiempo real, medición de temperatura mediante un termopar tipo K y una interfaz USB para almacenamiento de datos. Funciona con alimentación de red o batería interna y es adecuado tanto para evaluaciones de daños estructurales en laboratorio como in situ, incluidas pruebas de resistencia al congelamiento y descongelamiento.

A principios de los años 1960, los investigadores propusieron utilizar el tiempo de transición ultrasónico para medir el fraguado del mortero y el hormigón fresco como alternativa a los métodos tradicionales, como el penetrómetro y el aparato Vicat, que tienen ciertas limitaciones. En colaboración con una empresa alemana de hormigón en seco, Qualitest-Schleibinger desarrolló una unidad ultrasónica especializada que incluye un registrador de datos integrado y una configuración diseñada a medida para muestras de mortero.

Principio de medición

El mortero fresco se coloca entre dos transductores ultrasónicos, que emiten pulsos a intervalos de 0.25 segundos o menos a una frecuencia de 54 kHz. A medida que el mortero se fragua, el tiempo de transición ultrasónica cambia. Una vez que el aglutinante comienza a formar una estructura cohesiva, la velocidad de las ondas ultrasónicas aumenta. Cuando se establece una estructura cristalina completamente desarrollada, la velocidad de cambio en la velocidad del sonido disminuye. Sin embargo, a medida que la piedra de cemento continúa agregándose, la velocidad aumenta nuevamente.

Configuración de medición

Cada celda de medición contiene un par de transductores ultrasónicos. El Vikasonic registra continuamente el tiempo de transición ultrasónico y la atenuación de la señal, almacenando los datos digitalmente en una unidad USB estándar. Cada conjunto de datos puede contener más de 300,000 puntos de datos, incluidos fecha, hora, velocidad del sonido (m/s), módulo de Young (GPa) e intensidad de la señal (dB). Las lecturas de temperatura dentro de la muestra se capturan utilizando un termopar tipo K y se registran en grados Celsius.

El dispositivo se maneja con una sola rueda y se maneja fácilmente incluso con guantes protectores. Funciona con la red eléctrica o con baterías, lo que lo hace adecuado para mediciones in situ, incluidas las evaluaciones de daños estructurales. Mediante el baño de medición C0026, el sistema puede detectar daños internos en cubos de hormigón durante pruebas de ciclo de congelación y descongelación como la prueba CIF.

El Qualitest-Schleibinger Vikasonic funciona de forma independiente, sin necesidad de PC durante las pruebas. Los datos se pueden importar directamente a Excel y el software propietario desarrollado por Qualitest-Schleibinger se puede personalizar para satisfacer requisitos específicos.

Ejemplo de aplicación

Profundidad de penetración en mm a lo largo del tiempo en minutos: 5 veces medida con el mismo material y la misma relación agua/aglutinante

Pruebas con el aparato Vicat

Con el aparato Vicat la desviación porcentual depende de la profundidad de penetración. Con estas pruebas el rango de desviación fue del 27% al 40%.  

Velocidad del sonido ultrasónico en m/s a lo largo del tiempo en minutos: 5 veces medido con el mismo material y la misma relación agua/aglutinante

Prueba con el método ultrasónico Vikasonic

Con la prueba ultrasónica la desviación fue del 18%. Por lo tanto el método ultrasónico es más preciso que el método Vicat.

Profundidad de penetración (azul) en mm y velocidad del sonido ultrasónico (magenta) en m/s a lo largo del tiempo en minutos: 5 veces medido con el mismo material y la misma relación agua/aglutinante

 Profundidad de penetración en mm a lo largo de la velocidad del sonido ultrasónico para 2 materiales (KIS) con diferente relación agua/aglutinante y otro material (RGB)

Comparación de ambos métodos

La correlación entre la prueba Vicat y el método ultrasónico Vikasonic varía según el material y el diseño de la mezcla. Por lo tanto, la calibración entre los dos métodos es necesaria para cada mezcla específica. Una vez que se establece esta curva de calibración, la prueba ultrasónica puede reemplazar eficazmente la prueba Vicat.  

Si bien el costo inicial de la instalación ultrasónica es moderadamente más alto, requiere menos personal y proporciona resultados más objetivos y confiables.

Comprobación del módulo de Young o daño interno de elementos de hormigón con Vikasonic

El Vikasonic no solo es adecuado para medir tiempos de fraguado, sino también para detectar daños internos en muestras o elementos estructurales. Para esta aplicación, recomendamos utilizar los transductores de 54 kHz (código de pedido U0009). La aplicación de un gel de acoplamiento orgánico y sin grasa garantiza un contacto directo y efectivo con la muestra para obtener mediciones precisas.

Las muestras se pueden analizar mediante contacto directo con los transductores o en un baño de agua, donde el agua actúa como agente de acoplamiento. Este método garantiza que los resultados no se vean afectados por la alineación de los transductores.

La configuración del baño incluye dos transductores de 80 kHz montados en lados opuestos (código de pedido C0026). Este enfoque cumple con la norma CEN/TS 12390-9, "Prueba de hormigón endurecido - Parte 9: Resistencia al ciclo de congelación y descongelación con sales antihielo - Descascarillado" y la norma CEN/TR 15177, "Prueba de la resistencia al ciclo de congelación y descongelación del hormigón - Daños estructurales internos".

Estándares

• ASTM C 597-16: Método de prueba estándar para la velocidad del pulso a través del hormigón.
• Y 12504-4: 2021: Prueba de hormigón: determinación de la velocidad del pulso ultrasónico.
• BS 1881: Parte 203: Pruebas de hormigón: recomendaciones para medir la velocidad del pulso ultrasónico en hormigón.
• NF P 98-231-5 (abril de 1997): Ensayos relacionados con los pavimentos — Ensayos de compactación de materiales no bituminosos. Parte 5: Determinación del tiempo límite de trabajabilidad de materiales granulares ligados con ligantes cementicios mediante examen sónico.
• CEN/TS 12390-9: Ensayo de hormigón endurecido — Parte 9: Resistencia al ciclo de congelación y descongelación con sales antihielo (descascarillado).
• CEN/TR 15177: Prueba de la resistencia al ciclo de congelación y descongelación del hormigón: daños estructurales internos.