Метод за определяне на якостта на бетона при разцепване

Притежатели на патенти RU 2510001:

Изобретението се отнася до областта на определяне и контрол на качеството на строителни материали и конструкции, а именно до разрушителното определяне на физико-механичните свойства на бетона в конструкциите - якост на натиск, якост на опън при огъване и разцепване чрез разрушаване на пробата по време на разцепване съгласно определената схема на прилагане на натоварването върху пробата. Същност: бетонов образец-цилиндър се произвежда и изпитва на компресия чрез прилагане на разрушаващо натоварване върху страничната повърхност на образеца от две диаметрално разположени страни до разцепване, последвано от изчисляване на якостта. При изпитване на проба се прилага натоварване на счупване върху страничната повърхност на пробата в две диаметрално разположени точки чрез монтиране на цилиндрични дистанционни елементи с диаметър, съизмерим с диаметъра на пробата от двете страни, перпендикулярни на оста на пробата. ЕФЕКТ: намалена интензивност на труда и подобрена точност на теста. 1 табл.

Известен метод за определяне на якостта на бетона по време на разцепване, включващ производството на бетонна проба - цилиндър, избран от конструкцията, и тестването му за компресия чрез прилагане на натоварване на счупване върху страничната повърхност на пробата от две диаметрално разположени страни доразцепване с последващо изчисляване на якостта / GOST 10180-90, „Бетон. Методи за определяне на якостта на контролни проби "/.

Недостатъците на известния разрушителен метод за определяне на якостта на бетона са следните:

- в гъсто подсилени конструкции може да бъде трудно да се пробие ядро с диаметър най-малко 3 пъти по-голям от размера на едрия агрегат, но не по-малко от 44 mm, без да се отслаби армировъчната клетка на конструкцията, което води до намаляване на надеждността на стоманобетонната конструкция. Колкото по-голям е диаметърът на сърцевината, толкова по-голяма е дълбочината, която трябва да бъде пробита, за да се вземе една серия от проби. Средно тази дълбочина е най-малко 220 mm. За някои особено критични конструкции създаването на такъв „дефект“ в монолитния бетон на конструкцията е неприемливо от гледна точка на осигуряване на експлоатационна надеждност.

- с дебела армировка, уплътняването на бетона на външните слоеве на конструкцията се различава от уплътняването на бетона по основната част на конструкцията. Следователно определянето на якостта на бетона на конструкцията чрез ядра, взети в рамките на защитния слой на бетона на конструкцията, ще бъде неправилно, т.к. силата по височина на избраната проба няма да бъде същата.

При изпитване на ядра, пробити от монолитни конструкции, особено с използване на бетон с висока якост, качеството на подготовката на опорните повърхности на контролните проби има значително влияние. Освен това влияе не само плоскостта на опорните повърхности, но и тяхната грапавост, което влияе върху еднаквостта на резултатите от теста.

Техническата задача е да се разработят нови методи за контрол на качеството на бетона в конструкциите, позволяващи да се намали влиянието на технологични, методологични и метрологични фактори.

Проблемът е решен така, че в метода за определяне на якосттабетон по време на разцепване, включително производството на бетонна проба - цилиндър и изпитването му за натиск чрез прилагане на разрушаващо натоварване върху страничната повърхност на пробата от две диаметрално разположени страни преди разцепването, последвано от изчисляване на якостта, съгласно изобретението, при изпитване на пробата се прилага разрушаващо натоварване върху страничната повърхност на пробата в две диаметрално разположени точки чрез монтиране на цилиндрични дистанционери с диаметър, съизмерим с диаметъра на пробата от двете перпендикулярни страни към оста на пробата.

Предложеният метод се различава по това, че при изпитване на образец се прилага натоварване на счупване върху страничната повърхност на образеца в две диаметрално разположени точки чрез монтиране на цилиндрични дистанционери с диаметър, съизмерим с диаметъра на образеца от двете страни, перпендикулярни на оста на образеца.

Предложеният метод за изпитване на проби дава възможност да се вземат проби с малки диаметри (около 20 mm) и да се тестват за устойчивост на натоварване при счупване, приложено към генераторите на цилиндъра чрез пробиване на цилиндрични разделители, разположени перпендикулярно на оста на пробата по време на изпитването.

Местата на прилагане на натоварването върху пробата за предпочитане са избрани в точки, които нямат в равнината си местоположението, напречната ос на цилиндъра, едри зърна на пълнителя, чужди включвания, структурни дефекти. Тези ограничения са по-малко приложими при изпитване на финозърнест бетон.

Хетерогенността на резултатите от изпитването за дадена схема на натоварване може да бъде разрешена чрез увеличаване на контролните проби в серията, както и чрез статистическо отхвърляне на аномални резултати.

За бетона способността да устои на натиск е една от основните. Въпреки това, като се има предвид, че в крайна сметка, дори при натоварване на натиск, разрушаването на пробатапроизлиза от напреженията на опън, възникващи напречно на силата на натиск, се приема, че има пряка връзка между промените в свойствата на крайната устойчивост на счупване за различни схеми на прилагане на натоварване.

Стойността на якостта на бетона на пробата (R) ще бъде натоварването на скъсване (F), разделено на площта на напречното сечение (A) на цилиндъра и умножено по коефициента на преход (k) от якост в едно състояние на напрежение-деформация към якост в друго състояние на напрежение-деформация:

Коефициентът на преход k, докато се натрупа достатъчно количество статистически данни, трябва да се установи експериментално за всеки тип бетон чрез изпитване на стандартни кубични проби и паралелно изпитване на цилиндри, пробити от двойни кубове от изпитваната серия.

Методът се осъществява по следния начин.

Бетонна проба с цилиндрична форма се прави или чрез формоване, или чрез пробиване от тялото на конструкция или продукт. Образецът се поставя в пресата за изпитване между пробиващи цилиндрични дистанционни елементи с диаметър, съизмерим с диаметъра на образеца. Осите на разделителите се поставят перпендикулярно на оста на образеца и образецът се натоварва до разцепване. Определя се якостта на разцепване на пробата.

Проби от всяка сдвоена серия от основни и неосновни размери се правят от една проба бетонова смес и се съхраняват при същите условия. След края на втвърдяването се изработват контролни образци-цилиндри с неосновен размер, като се пробиват от един или няколко формовани образци-кубове от същата серия. Всяка сдвоена серия от екземпляри се тества на една и съща възраст.

Средната плътност на бетона във всяка сдвоена серия от проби с основни и неосновни размери по време на изпитването не трябва да се различава с повече отна 2%.

За всяка сдвоена серия е необходимо да се определи стойността на коефициента на преход Kj, като се използва формулата

K j = R s j 0 R s j ,

където R s j 0 е средната стойност на якост със стандартния метод за изпитване на бетон в серия с основен размер, изчислена от резултатите от изпитването на всички проби от всяка серия;

Rsj е средната стойност на якост за нестандартен метод за изпитване на бетон във всяка серия от проби с неосновен размер и форма.

За всички серии изчислете средния мащабен коефициент K ¯ .

Експериментално установеният коефициент на мащабиране K ¯ може да се използва, ако коефициентът на вариация не надвишава 15%.

Таблицата показва данните от изпитването на контролни проби-кубчета с размери 10×10×10 cm за устойчивост при аксиален натиск и резултатите от изпитването на проби-цилиндри с диаметър 2,2 cm по предложения метод.

Коефициентът на вариация V на получените коефициенти на преход Kj е 8,7%, което не надвишава максимално допустимото, съгласно изискванията на методологията на Приложение 11 на GOST 10180-90, стойността е 15%, което означава, че получената стойност на коефициента на преход Kcp е приемлива за използване.

Предложеният метод за контрол на якостта позволява:

- решаване на проблема с неравномерно пренесеното натоварване върху пробата;

- напълно премахва необходимостта от допълнителна подготовка на пробата за изпитване чрез нивелиране на контактните повърхности. В същото време се елиминират свързаните фактори на влияние на метрологичните отклонения и човешкия фактор;

- опростете задачата за центриране на пробата (предоставени коаксиално монтирани пробиващи подложки);

- определя якостните характеристики на бетона от проби, взети в рамките на защитния слой, като същевременно значително минимизира ефекта на отслабената зона вравнини на отказ на образци;

- намаляване на сложността на вземането на проби чрез сондажни ядки с по-малка дължина и диаметър. За вземане на проби от една серия, подходящи за 5 теста, е достатъчна сърцевина с дължина 120 mm и диаметър 20 mm. За да се избере една серия от проби, е необходимо да се извърши работа по ядково пробиване, равна на абразията на определен обем бетон. Стойността на този обем се определя от следните параметри: диаметър на пробата, дълбочина на рязане, дебелина на режещия сегмент. Съответно, с намаляване на всеки от параметрите, работата за вземане на проби от ядрото може да бъде намалена. По този начин, с предложения метод, работата за пробиване се намалява 10 пъти.

Този метод за определяне на якостта на бетона в проби, взети от конструкции, е особено подходящ за бетон с висока якост (клас B 60 и по-висок) и може да се препоръча за използване на монолитни строителни обекти.