Ultrasonic quality inspection of dimension stone blocks compactness

• Autorzy: Kos Andrej , Kortnik Joze

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2019.128692

Warianty tytułu

PL

Metody ultrasonograficzne w jakościowej kontroli zwięzłości wymiarowych bloków skalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The compactness of dimension stone blocks was previously controlled through various methods that were partially based on personal experiences, acoustic and visual observance of materials. With the development of technology, the ultrasonic pulse method is frequently used for the examination of stone test pieces and with an analysis of acquired data through the tomography method, the compactness is determined. The monolith stone blocks that are found at a site contain hidden discontinuities. The technique of data acquisition and the use of various instruments enable a good overview of the block interior. With an increased number of measurements, a suitable classification is prepared that helps reduce modification costs and increases the quality of stone blocks. The control methodology of compactness is based on the passage of longitudinal waves through the stone block without damaging the block during control. High differences in speed show irregularities in the material. With the observation system, we can prepare a tomography of the measured profiles that show us the locations of irregularities that should be observed more closely. During in situ measurements, the data for comparison with measured results are acquired. Determination of critical locations is of extreme importance before the processing of the block into smaller stone products or during the reconstruction of older stone elements or sculptures. The purpose of “in situ” measurements is to prepare a simple and fast method for the evaluation of materials compactness and for production work.

PL

W przeszłości, zwięzłość wymiarowych bloków skalnych badano w oparciu o różnorodne metody, w głównej mierze wykorzystujące doświadczenie osób przeprowadzających badanie oraz obserwacje wizualne i metody akustyczne. Postęp technologiczny zrodził nowe metody, obecnie jedną z metod często używanych do badania zwięzłości wymiarowych bloków skalnych jest metoda impulsów ultradźwiękowych, połączona z analizą danych wykorzystującą tomografię komputerową. Monolitowe bloki skalne w miejscu ich występowania zawierają zazwyczaj ukryte nieciągłości. Odpowiednia technika akwizycji danych i wykorzystanie odpowiednich instrumentów umożliwiają obserwację wnętrza bloku skalnego. Po uzyskaniu odpowiednio dużej liczby danych pomiarowych, przygotowano odpowiednia klasyfikację umożliwiającą obniżenie kosztów dodatkowej obróbki (modyfikacji) bloków skalnych i poprawę ich jakości. Metoda kontroli zwięzłości wymiarowych bloków skalnych polega na przepuszczeniu przez bloki fal wzdłużnych, które nie powodują ich uszkodzenia. Znaczne różnice prędkości rozchodzenia się fali wskazują na nierówności w materiale, przeprowadzić można także dodatkowe badanie tomograficzne analizowanych profilów skalnych w celu dokładnego zlokalizowania nieciągłości, które następnie zbadać można szczegółowo. W trakcie pomiarów in situ zbierane są dane do analizy porównawczej. Niezmiernie ważne jest określenie lokalizacji krytycznych nieciągłości przed podziałem bloków skalnych na mniejsze fragmenty, a także w trakcie rekonstrukcji starych elementów kamiennych lub rzeźb. Celem badania prowadzonego in situ jest opracowanie szybkiej i prostej metody oceny zwięzłości materiału i wspomagania prac wydobywczych.

Słowa kluczowe

EN

dimension stone; ultrasonic method; stone blocks; compactness classification

PL

blok skalny wymiarowy; metoda ultradźwiękowa; bloki skalne; klasyfikacji zwięzłości skał

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 64, no. 2
• Strony: 415--428
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kos Andrej

• Marmor, Sežana D.D., Partizanska Cesta 73a, Sežana, Slovenia

autor

Kortnik Joze

• University of Ljubljana, Faculty of Natural Sciences and Engineering, Department of Geotechnology, Mining and Environment; Aškerčeva Cesta 12, Ljubljana, Slovenia

Bibliografia

• [1] Akevren S., 2010. Non-destructive examination of stone masonry historic structures – quantitative IR thermography and ultrasonic testing, Thesis submitted to graduate school of natural and applied sciences of Middle East Technical University, Turkey, 31-36.
• [2] Bodare A., 2005. Non-destructive test Methods of stone and rocks, Department of Civil and Environmental Engineering, Division of Soil and Rock Mechanics, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 98.
• [3] Boviar. http://www.boviar.it (accessed on 12.02.2018).
• [4] Christaras B., 1999. Effectiveness of in situ P-wave measurements in monuments, in: Proceedings of the 9th Eurocare Euromarble EU496 Workshop, 8-10 October 1998. Munich, 133-137.
• [5] Jurkovšek B., Toman M., Ogorele B., Šribar L., Drobne K., Poljak M., Šribar L., 1996. Formacijska geološka karta južnega dela Tržaško-komenske planote, kredne in paleogenske karbonatne kamnine 1:50 000, Ljubljana, p.69.
• [6] Kahraman S., Soylemez M., Fener M., 2008. Determination of fracture depth of rock blocks from P-wave velocity. Bull Eng Geol Environ 67, 11-16.
• [7] Kos A., Kortnik J., 2015. The use of ultrasonic measurements in determining the compactness of the dimension stone blocks from the Lipica quarries, 12th Mining and Geotechnology conference at “44th jump over the leather skin”, electronic proceedings, 10.04.2015, Ljubljana, Slovenia, 79-88.
• [8] Lemoni H., Christaras B., 1999. Classification of soils using in situ ultrasonicvelocity techniques, in: The 12th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, June 7-10, 1999. Amsterdam, Netherlands, 393-400.
• [9] Meola C., Maio R.D., Roberti N., Carlomagno G.M., 2005. Application of infrared thermography and geophysical methods for defect detection in architectural structures, in: Engineering Failure Analysis 12, 875-892.
• [10] Medvešček P., 2018. Ultrazvok v merilni tehniki, Univerza v Ljubljani, http://www.publikacije.net (accesed on 10.01.2018).
• [11] SIST EN 14579:2004, KAM – Naravni kamen, 01.12.2014.
• [12] Špeglič D., 2013. Občutljivostna analiza kamnitih zidov z uporabo georadarja. Diploma Thesis 3296/KS, University of Ljubljana, Faculty of Civil Engineering and Geodesy, 89.
• [13] Turgut P., Kucuk O.F., 2006. Comparative relationships of direct, indirect and semi-direct ultrasonic pulse velocity, measurements in concrete, in: Russian Journal of Nondestructive Testing 42, 745-751.
• [14] Wiberg U., 1994. Tillståndskontroll av betong i kraftanläggningar. (Condition assessments of concrete structures in hydro-power stations, in Swedish), Stockholm, Elfork Rapport, 94, 17.