Осипов С.П.

УДК 620.179.15

ОСИПОВ СЕРГЕЙ ПАВЛОВИЧ, канд. техн. наук, вед. научный сотрудник,

osip1809@rambler.ru

Томский политехнический университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, 30,

КЛИМЕНОВ ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

klimenov@tsuab.com

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2,

Томский политехнический университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

БАТРАНИН АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, мл. научный сотрудник,

batranin@tpu.ru

ШТЕЙН АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, аспирант,

shteyn@tpu.ru

Томский политехнический университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, 30,

ПРИЩЕПА ИНГА АЛЕКСАНДРОВНА, аспирант,

ingaprishepa@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ РАДИОГРАФИИ И РЕНТГЕНОВСКОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТОМОГРАФИИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И В СТРОИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ*

Рассмотрены особенности применения цифровой радиографии и рентгеновской вычислительной томографии в строительстве и производстве строительных материалов. Приведены примеры использования цифровой радиографии для контроля механического соединения арматуры обжимными муфтами; стальных канатов. Представлены результаты экспериментальной оценки внутренней структуры пенобетона и стальных канатов методом трехмерной рентгеновской вычислительной томографии. Доказана эффективность применения методов цифровой радиографии и рентгеновской вычислительной томографии на стадии отработки технологий изготовления конструкционных элементов и строительных материалов.

* Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках государственного задания в сфере научной деятельности и проекта РФФИ № 13-08-98027. Исследования выполнены при финансовой поддержке работ по проекту по Постановлению Правительства РФ № 218  от 9.04.2010 (№ проекта 02.G25.31.0022).

Ключевые слова: цифровая радиография; рентгеновская вычислительная томография; арматура; стальные канаты; пенобетон.

Библиографическийсписок

  1. McCann, D.M. Review of NDT methods in the assessment of concrete and masonry structu­res / D.M. McCann, M.C. Forde // NDT & E International. – 2001. – V. 34. – № 2. – P. 71–84.
  2. Nedavnii, O.I. Assessing the condition of reinforcement in concrete using the gamma-absorption method / O.I. Nedavnii, S.P. Osipov // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2000. – V. 36. – № 7. – P. 520–525.
  3. Monitoring reinforcement corrosion and corrosion-induced cracking using non-destructive x-ray attenuation measurements / A. Michel, B.J. Peas, M.R. Geiker, H. Stang, J.F. Olesen // Cement and Concrete Research. – 2011. – V. 41. – № 11. – P. 1085–1094.
  4. Owen, R.D.B. Portable linear accelerators for X-ray and electron-beam applications in civil engineering / R.D.B. Owen // NDT & E International. – 1998. – V. 31. – № 6. – P. 401–409.
  5. Wang, L.B. Quantification of damage parameters using X-ray tomography images / L.B. Wang, J.D. Frost, G.Z. Voyiadjis, T.P. Harman // Mechanics of Materials. – 2003. – V. 35. – № 8. – P. 777–790.
  6. Withers, P.J. Fatigue and damage in structural materials studied by X-ray tomography / P.J. Withers, M. Preuss // Annual Review of Materials Research. – 2012. – V. 42. – P. 81–103.
  7. Применение и развитие методов цифровой радиографии для технической диагностики, неразрушающего контроля и инспекции / В.А. Клименов, Ю.В. Алхимов, А.М. Штейн, С.В. Касьянов, С.А. Бабиков, А.В. Батранин, С.П. Осипов // Контроль. Диагностика. – 2013. – № 13. – С. 31−42.
  8. Москалев, В.А. Бетатроны / В.А. Москалев, В.Л. Чахлов. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 267 с.
  9. Small-size betatrons for radiographic inspection / M. Stein, V.A. Kasyanov, V.L. Chakhlov, J. Macleod, P. Marjoribanks, S. Hubbard // Proceedings of 16th World Conference on Non Destructive Testing, Radiography, Montreal, Canada. – 2004. − 8 p.
  10. Industrial radiology / U. Ewert, G.R. Jaenisch, U. Zscherpel, K. Osterloh, B. Redmer // Handbook of Technical Diagnostics. – Berlin, Heidelberg: Springer, 2013. – P. 221−247.
  11. Капустин, В.И. О критериях сравнения различных модификаций методов цифровой радиографии / В.И. Капустин, С.П. Осипов // Контроль. Диагностика. – 2013. – № 12. – С. 25−32.
  12. Computation of fractal dimension of rock pores based on gray CT images / R. Peng, Y. Yang, Y. Ju, L. Mao, Y. Yang  // Chinese Science Bulletin. – 2011. – V. 56. – № 31. – P. 3346–3357.
  13. Щелевые и пинхольные коллиматоры в цифровой рентгенографии / О.А. Сидуленко, В.А. Касьянов, С.В. Касьянов, С.П. Осипов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2007. – № 3 – С. 62−64.
  14. Многоканальный радиометрический комплекс для дефектоскопии промышленных изделий и строительных материалов / О.И. Недавний, Б.В. Максименко, В.Д. Коваль, С.П. Осипов // Известия вузов. Строительство. – 1994. – № 12. – С. 96−99.
  15. Hsieh, J. Computed tomography: principles, design, artifacts, and recent advances / J. Hsieh. – Bellingham, WA: SPIE, 2009. – 556 p.
  16. Идентификация дефектов стальных канатов по цифровым радиографическим изображениям / С.П. Осипов, А.В. Батранин, В.С. Воронова, А.В. Шиндина // Технологии техносферной безопасности (Интернет-журнал). – 2013. – № 5. – 10 с.
  17. Foam concrete of increased strength with the thermomodified peat additives / A.I. Kudyakov, Ju. Sarkisov, N.O. Kopanitsa, A.V. Kasatkina, I.A. Prischepa // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2015. – V. 71. – № 1 (012012). – 7 p.
  18. Characterization and simulation of microstructure and thermal properties of foamed concrete / S. Wei, C. Yiqiang, Z. Yunsheng, M.R. Jones // Construction and Building Materials. – 2013. – V. 47. – P. 1278–1291.
  19. Пат. 2514069 Российская Федерация, МПК (2006.01) C04B38/10. Сырьевая смесь для приготовления пенобетона / Прищепа И.А.,Кудяков А.И.,Копаница Н.О.,Попов И.И.,Иванова А.Б. – № 2012150707/03. – Заявл. 26.11.2012 ; опубл. 27.04.2014, № 12.

______________________________

SERGEY P. OSIPOV, PhD, Lead Research Scientist,

osip1809@rambler.ru

Tomsk Polytechnic University,

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk, Russia,

VASILII A. KLIMENOV, DSc, Professor,

klimenov@tsuab.com

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia,

Tomsk Polytechnic University,

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk, Russia

ANDREI V. BATRANIN, Junior Research Scientist,

batranin@tpu.ru

ALEKSANDR M. SHTEIN, Research Assistant,

shteyn@tpu.ru

Tomsk Polytechnic University,

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk, Russia,

INGA A. PRISHCHEPA, Research Assistant,

ingaprishepa@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

DIGITAL RADIOGRAPHY AND X-RAY COMPUTERIZED TOMOGRAPHY IN BUILDING CONSTRUCTION AND CONSTRUCTION MATERIALS SCIENCE

The paper presents the digital radiography and X-ray computerized tomography applications in construction and production of construction materials. Mechanical rebar splicing and steel wire rope coupling is controlled by the digital radiography technique. Experimental results are given for the internal structure of foam concrete and steel wire ropes using the three-dimensional model of X-ray computerized tomography. The efficiency of the digital radiography and X-ray computerized tomography techniques is proved by the fine-tuning production technology of structural members and construction materals.

Keywords: digital radiography; X-ray computerized tomography; reinforcement; steel wire ropes; foam concrete.

References

  1. McCann D.M., Forde M.C. Review of NDT methods in the assessment of concrete and masonry structures. NDT & E International. 2001. V. 34. No 2. P. 71–84.
  2. Nedavnii O.I., Osipov S.P. Assessing the condition of reinforcement in concrete using the gamma-absorption method. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2000. V. 36. No. 7. Pp. 520–525.
  3. Michel A., Peas B.J., Geiker M.R., Stang H., Olesen J.F. Monitoring reinforcement corrosion and corrosion-induced cracking using non-destructive X-ray attenuation measurements. Cement and Concrete Research. 2011. V. 41. No. 11. Pp. 1085–1094.
  4. Owen R.D.B. Portable linear accelerators for X-ray and electron-beam applications in civil engineering. NDT & E International. 1998. V. 31. No. 6. Pp. 401–409.
  5. Wang L.B. Frost J.D., Voyiadjis G.Z., Harman T.P. Quantification of damage parameters using X-ray tomography images. Mechanics of Materials. 2003. V. 35. No. 8. Pp. 777–790.
  6. Withers P.J., Preuss M. Fatigue and damage in structural materials studied by X-ray tomography. Annual Review of Materials Research, 2012. V. 42. Pp. 81–103.
  7. Klimenov V.A., Alhimov Yu.V., Shtein A.M., Kasianov S.V., Babikov S.A., Batranin A.V., Osipov S.P. Primenenie i razvitie metodov cifrovoy radiografii dlya tehnicheskoy diagnostiki, nerazrushayuschego kontrolya i inspekcii [Application and development of digital radiography for technical diagnostics, non-destructive testing and inspection]. Kontrol'. Diagnostika ('Testing. Diagnostics'). 2013. No. 13. Pp. 31−42. (rus)
  8. Moskalev V.A., Chakhlov V.L. Betatrony. [Betatrons]. Tomsk : TPU Publ., 2009. 267 p. (rus)
  9. Stein M., Kasyanov V.A., Chakhlov V.L., Macleod J., Marjoribanks P., Hubbard S. Small-size betatrons for radiographic inspection. Proc.16th World Conf. on Non Destructive Testing, Radiography. Montreal, Canada, 2004. 8 p.
  10. Ewert U., Jaenisch G.R., Zscherpel U., Osterloh K., Redmer B. Industrial radiology. Handbook of Technical Diagnostics. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013. Pp. 221−247.
  11. Kapustin V.I., Osipov S.P. O kriteriyah sravneniya razlichnyh modifikatsiy metodov cifrovoy radiografii [Criteria for comparing different modifications of digital radiography methods]. Kontrol'. Diagnostika ('Testing. Diagnostics'). 2013. No. 12. Pp. 25−32. (rus)
  12. Peng R., Yang Y., Ju Y., Mao L., Yang Y. Computation of fractal dimension of rock pores based on gray CT images. Chinese Science Bulletin. 2011. V. 56. No. 31. Pp. 3346–3357.
  13. Sidulenko O.A., Kasianov V.A., Kasianov S.V., Osipov S.P. Schelevye i pinhol'nye kollimatory v cifrovoy rentgenografii [Slot and pinhole collimators in digital radiography]. Instruments and Systems: Monitoring, Control, and Diagnostics. 2007. No. 3. Pp. 62−64. (rus)
  14. Nedavniy O.I., Maksimenko B.V., Koval' V.D., Osipov S.P. Mnogokanal'niy radiometricheskiy kompleks dlya defektoskopii promyshlennyh izdeliy i stroitel'nyh materialov [Multi-channel radiometric system for flow detecting industrial products and construction materials]. News of Higher Educational Institutions. Construction.1994. No. 12. Pp. 96−99. (rus)
  15. Hsieh J. Computed tomography: principles, design, artifacts, and recent advances. Bellingham, WA: SPIE, 2009. 556 p.
  16. Osipov S.P., Batranin A.V., Voronova V.S., Shindina A.V. Identifikaciya defektov stal'nyh kanatov po cifrovym radiograficheskim izobrazheniyam [Identification of defects of steel ropes using digital radiographic images]. Tehnologii tehnosfernoy bezopasnosti. 2013. No. 5. 10 p. (rus)
  17. Kudyakov A.I., Sarkisov Ju., Kopanitsa N.O., Kasatkina A.V., Prischepa I.A. Foam concrete of increased strength with the thermomodified peat additives. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. V. 71. No. 1. 7 p.
  18. Wei S., Yiqiang C., Yunsheng Z., Jones M.R. Characterization and simulation of microstructure and thermal properties of foamed concrete. Construction and Building Materials. 2013. V. 47. Pp. 1278–1291.
  19. Prischepa I.A., Kudyakov A.I., Kopanitsa N.O., Popov I.I., Ivanova A.B. Syrievaya smes' dlya prigotovleniya penobetona [Raw material mixture for foam concrete]. Pat. Rus. Fed. N 2514069. 2012.

Статья | (713 Кб)