Предложенный подход позволяет менее чем за 12 часов (значительно быстрее других методов) определять прочностные характеристики цемента и при этом сэкономить средства на испытательном оборудовании.
11.07.2025
Оценка качества цемента является важным этапом в строительстве и производстве строительных материалов, поскольку от этого зависит прочность, долговечность и безопасность возводимых сооружений. Правильная оценка позволяет убедиться, что используемый цемент соответствует стандартам и обладает необходимыми эксплуатационными характеристиками.
Однако традиционные методы оценки прочности цемента, такие как разрушающие испытания или кондуктометрия (электрические методы анализа), требуют от нескольких часов до нескольких суток и зачастую связаны с высокой затратностью, сложностью и применением дорогостоящего оборудования.
«Мы предложили метод для определения прочностных характеристик цемента, который основан на измерении скорости распространения ультразвуковых волн в цементной смеси. При этом в отличие от других подходов мы используем самое простое и широко доступное оборудование. Время проведения испытаний составляет менее 12 часов».
Для реализации подхода образец помещается в формы для цемента, которые имеются в наличии на любом строящемся объекте. Кроме того, в рамках исследования применяется обычный ультразвуковой дефектоскоп с типовыми низкочастотными ПЭП (пьезоэлектрическими преобразователями), с помощью которых и производится прозвучивание цементной смеси.
Экспериментальные исследования показали, что скорость звука в цементной смеси меняется в зависимости от стадии гидратации цемента: сначала она близка к скорости воды, затем снижается в первые часы схватывания и постепенно увеличивается по мере твердения. Эти изменения коррелируют с будущей прочностью образцов. Кроме того, ученые ЛЭТИ показали, что измерения могут проводиться при атмосферном давлении и комнатной температуре (существующие коммерчески доступные технические решения осуществляют прозвучивание образцов в условиях повышенного давления и температуры).
«Новый метод сможет стать простым и эффективным инструментом для контроля качества строительных материалов на производстве и в строительных организациях, обеспечивая своевременную оценку активности цемента и предотвращая возможные дефекты в строительных конструкциях».
Результаты исследования опубликованы в материалах Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям.
Работа ведется в русле научно-исследовательской политики программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».
