Определение микротрещин — необходимо при испытании новых и обследовании эксплуатируемых строительных, конструкций, испытании образцов строительных материалов на выносливость, оценке режимов термообработки. Для изучения развития микротрещин в месте их появления устанавливают гипсовые или стеклянные маяки, а также шлифованные стальные стержни и периодически измеряют базы — расстояния между наружными гранями стержней, напр. с помощью микрометра.
Применяются металлические планки — маяки, крепящиеся с двух сторон раскрывающейся трещины. После установки маяк окрашивается краской и о раскрытии трещины судят по смещению границ краски. Для измерения развития трещин широко используются механические и электрические тензометры.
Наиболее универсальны электрические способы, которые при высокой точности и дистанционности позволяют автоматизировать процесс измерения, а в случае испытаний образцов или фрагментов конструкций на специальных испытательных машинах — управлять процессом приложения нагрузки. Например, прекращение приложения нагрузки имеет особое значение при усталостных испытаниях, когда необходимо регистрировать число циклов нагружения до момента появления усталостной трещины.
Широкое применение для определения микротрещин получили тонкие проводящие покрытия, наносимые на объект исследования в местах наиболее вероятного их появления. Появление микротрещин существенно меняет сопротивление полосы, что приводит к изменению режима электрические схемы, в которую включена проводящая полоса.
В качестве покрытия используется эмульсия коллоидального графита в фенол-формальдегидной смоле. После полимеризации смолы получается покрытие, не разрушающееся при упругих деформациях и частично или полностью разрушающееся при появлении поверхностных микротрещин.
Проводящая полоса включается в плечо измерительного моста. Мост питается от сети переменного тока через разделит, регулируемый трансформатор. Напряжение питания выбирается таким, чтобы ток, проходящий через полосу, не вызывал ее заметного нагрева. В измерительную диагональ моста включается однокаскадный усилитель на лампе или транзисторе, имеющий на выходе миллиамперметр переменного тока или реле.
Этот способ позволяет обнаруживать микротрещины размером от 0,001 мм. Для наблюдения за несколькими покрытиями вводятся переключатели, позволяющие присоединить к одной схеме несколько полос.
Для индикации усталостных микротрещин при испытаниях образцов или фрагментов деревянных или металлических конструкций используется медная эмалированная проволока диаметром 0,05—0,07 мм, приклеиваемая к поверхности объекта исследования. Проволока включается в электрическую цепь последовательно с индикаторной лампой и реле.
Через проволоку пропускается ток около 0,1 а, необходимый для горения лампы и удержания реле. При появлении микротрещин происходит разрыв проволоки. Благодаря малому сечению проволоки адгезия ее к объекту исследования очень велика, поэтому при появлении микротрещин проволока разрушается одновременно с поверхностью объекта.
Для строит, материалов, обладающих заметной электропроводностью (например, бетон), можно применять четырех-электродный способ. К электродам подводится напряжение от электромеханического пульсатора, который несколько раз в секунду меняет полярность напряжения на этих электродах.
Разность потенциалов, образованная полем питающих электродов, измеряется с помощью милливольтметра, подключенного через контакты пульсатора к электродам, а ток в цепи питающих электродов — миллиамперметром. При образовании микротрещин в ненасыщенном влагой материале разность потенциалов между электродами увеличивается.
Преимущество этого метода: возможность многократного исследования любого малого участка без нанесения на поверхность каких-либо покрытий. Кроме того, распространение поля в объеме образца при специальной методике измерения позволяет наблюдать за развитием микротрещин в глубь объекта исследования.
