Tester di velocità di impulso – Vikasonic
Tester di velocità di impulso – Vikasonic
Vikasonic è un dispositivo di prova a ultrasuoni progettato per misurare il tempo di presa e rilevare danni interni nel calcestruzzo e in altri materiali. È dotato di opzioni di frequenza regolabili (54 kHz o 80 kHz) e fornisce misurazioni altamente accurate con una larghezza di impulso di ≤ 1µs e una sensibilità migliore di 250µV. Il dispositivo offre funzionalità come calcolo della velocità di impulso, modulo di Young, orologio in tempo reale, misurazione della temperatura tramite una termocoppia di tipo K e un'interfaccia USB per l'archiviazione dei dati. Funziona con alimentazione di rete o a batteria interna ed è adatto sia per valutazioni di danni strutturali in laboratorio che in loco, inclusi test di resistenza al gelo e allo scongelamento.
Nei primi anni '1960, i ricercatori hanno proposto di utilizzare il tempo di transizione ultrasonico per misurare la presa della malta e del calcestruzzo fresco come alternativa ai metodi tradizionali come il penetrometro e l'apparato Vicat, che presentano alcune limitazioni. In collaborazione con un'azienda tedesca di miscele secche, Qualitest-Schleibinger ha sviluppato un'unità ultrasonica specializzata dotata di un data logger integrato e di una configurazione personalizzata per campioni di malta.
Principio di misurazione
La malta fresca viene posta tra due trasduttori ultrasonici, che emettono impulsi a intervalli di 0.25 secondi o meno a una frequenza di 54 kHz. Man mano che la malta si solidifica, il tempo di transizione ultrasonica cambia. Una volta che il legante inizia a formare una struttura coesiva, la velocità delle onde ultrasoniche aumenta. Quando si stabilisce una struttura cristallina completamente sviluppata, la velocità di variazione della velocità del suono rallenta. Tuttavia, man mano che la pietra cementizia continua ad aggregarsi, la velocità aumenta di nuovo.
Configurazione della misurazione
Ogni cella di misurazione contiene una coppia di trasduttori ultrasonici. Il Vikasonic registra continuamente il tempo di transizione ultrasonico e lo smorzamento del segnale, memorizzando i dati digitalmente su un'unità USB standard. Ogni set di dati può contenere oltre 300,000 punti dati, tra cui data, ora, velocità del suono (m/s), modulo di Young (GPa) e intensità del segnale (dB). Le letture della temperatura all'interno del campione vengono acquisite utilizzando una termocoppia di tipo K e registrate in gradi Celsius.
Il dispositivo è azionato da una singola ruota, facilmente gestibile anche indossando guanti protettivi. Funziona con alimentazione di rete o batterie, il che lo rende adatto per misurazioni in loco, comprese le valutazioni dei danni strutturali. Utilizzando il bagno di misurazione C0026, il sistema può rilevare danni interni nei cubi di calcestruzzo durante i test del ciclo di gelo-disgelo come il test CIF.
Migliori Qualitest-Schleibinger Vikasonic funziona in modo indipendente, non richiedendo alcun PC durante i test. I dati possono essere importati direttamente in Excel e il software proprietario sviluppato da Qualitest-Schleibinger può essere personalizzato per soddisfare esigenze specifiche.
Esempio di applicazione
Profondità di penetrazione in mm nel tempo in minuti - misurata 5 volte con lo stesso materiale e lo stesso rapporto acqua/legante
Prove con l'apparecchio Vicat
Con l'apparecchio Vicat la deviazione in percentuale dipende dalla profondità di penetrazione. Con queste prove l'intervallo di deviazione era dal 27% al 40%.
Velocità del suono ultrasonico in m/s nel tempo in minuti - misurata 5 volte con lo stesso materiale e lo stesso rapporto acqua/legante
Prova con il metodo ad ultrasuoni Vikasonic
Con il test ultrasonico la deviazione è stata del 18%. Quindi il metodo ultrasonico è più accurato del metodo Vicat.
Profondità di penetrazione (blu) in mm e velocità del suono ultrasonico (magenta) in m/s nel tempo in minuti - misurata 5 volte con lo stesso materiale e lo stesso rapporto acqua/legante
Profondità di penetrazione in mm rispetto alla velocità del suono ultrasonico per 2 materiali (KIS) con diverso rapporto acqua/legante e un altro materiale (RGB)
Confronto tra i due metodi
La correlazione tra il test Vicat e il metodo ultrasonico Vikasonic varia a seconda del materiale e del mix design. Pertanto, la calibrazione tra i due metodi è necessaria per ogni mix specifico. Una volta stabilita questa curva di calibrazione, il test ultrasonico può sostituire efficacemente il test Vicat.
Sebbene il costo iniziale dell'impianto ultrasonico sia leggermente più elevato, richiede meno personale e fornisce risultati più oggettivi e affidabili.
Prova del modulo di Young o del danno interno degli elementi in calcestruzzo con il Vikasonic
Il Vikasonic non è adatto solo per misurare i tempi di presa, ma anche per rilevare danni interni in campioni o elementi strutturali. Per questa applicazione, consigliamo di utilizzare i trasduttori da 54 kHz (codice ordine U0009). L'applicazione di un gel di accoppiamento organico e privo di grassi assicura un contatto diretto ed efficace con il campione per misurazioni accurate.
I campioni possono essere testati tramite contatto diretto con i trasduttori o in un bagno d'acqua, dove l'acqua agisce come agente di accoppiamento. Questo metodo assicura che i risultati non siano influenzati dall'allineamento dei trasduttori.
La configurazione del bagno è dotata di due trasduttori da 80 kHz montati su lati opposti (codice ordine C0026). Questo approccio è conforme a CEN/TS 12390-9, "Test del calcestruzzo indurito — Parte 9: Resistenza al gelo e allo scongelamento con sali antighiaccio — Incrostazione" e CEN/TR 15177, "Test della resistenza al gelo e allo scongelamento del calcestruzzo — Danni strutturali interni".
Internazionali
- ASTM C 597-16: Metodo di prova standard per la velocità degli impulsi attraverso il calcestruzzo.
- AND 12504-4: 2021: Prova del calcestruzzo — Determinazione della velocità degli impulsi ultrasonici.
- BS 1881: Parte 203: Prove sul calcestruzzo — Raccomandazioni per la misurazione della velocità degli impulsi ultrasonici nel calcestruzzo.
- NF P 98-231-5 (aprile 1997): Prove relative alle pavimentazioni - Prove di compattazione su materiali non bituminosi. Parte 5: Determinazione del limite di tempo di lavorabilità di materiali granulari legati con leganti cementizi mediante esame sonico.
- Italiano: Prova del calcestruzzo indurito — Parte 9: Resistenza al gelo e disgelo con sali disgelanti (incrostazione).
- CEN/TR 15177: Prova di resistenza al gelo e disgelo del calcestruzzo — Danni strutturali interni.