Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонные смеси и бетоны

Метод пластических деформаций


Метод пластических деформаций

Приборы для испытания. Приборы, применяемые для испытания методом пластических деформаций, основаны на вдавливании штампа в поверхность бетона путем удара или статического давления заданной силы. Устройства статического давления применяют ограниченно. Приборами ударного действия служат пружинные и ручные молотки со сферическим штампом (шариком) и приборы маятникового типа с дисковым или шариковым штампом. Твердость стали штампов приборов ударного действия должна быть не менее HRC60, шероховатость — Ra < 0,32 мкм с износом в процессе работы до Ra = 5 мкм диаметр шарика — не менее 10 мм, толщина диска — не менее 1 мм, энергия удара должна быть больше или равна 125 Н -см.

Рис. 11.8. Ручной шариковый молоток

Ручной шариковый молоток (молоток И.А. Физделя) (рис. 11.8) — простейший прибор для оценки прочности бетона. В ударной части молотка расположено сферическое гнездо, в которое вставлен шарик диаметром 17,5 мм. При испытании молотком ударяют по поверхности бетона, после чего замеряют диаметр лунки. Для того чтобы энергия ударов была одинакова, применяют так называемый локтевой удар, когда замах делают не рукой, а частью руки до локтя, при этом локоть находится на поверхности бетона. Точность испытания бетона ручным шариковым молотком невысока. Этот метод используют в полевых условиях, если невозможно применить другие приборы.

Пружинные молотки различных конструкций позволяют контролировать силу удара. Однако в процессе работы детали ударных устройств изнашиваются, пружины ослабевают, в результате меняется сила удара, а следовательно, и размеры отпечатка. Поэтому периодически не реже чем через 1000 ударов проводят тарировку приборов и вводят поправки в результаты измерений. При тарировке производят 10 ударов молотком по стальной наковальне с шероховатостью поверхности Ra < 2,5 мкм, после чего измеряют диаметр лунок. При отклонении среднего диаметра на 2,5% и более от его значения, полученного при предыдущей тарировке, вводят поправку на начальную тариро-вочную кривую. Необходимость тарировки — существенный недостаток пружинных молотков.

Пружинный молоток ПМ, выпускаемый в настоящее время промышленностью, отличается удобством производства испытаний. Молоток состоит из цилиндрического корпуса диаметром 50 мм, внутри которого с помощью пружин перемещается шток с ударником. На конце ударника заделан стальной шарик. В исходном положении шток выдвинут из корпуса, и пружины не нагружены. Установив прибор перпендикулярно поверхности бетона, рукой нажимают на корпус, при этом шток на пружинах перемещается внутрь корпуса и при определенной степени их сжатия положение штока фиксируется защелкой. При дальнейшем нажатии защелка соскакивает с фиксатора, шток освобождается и ударяет шариком о поверхность бетона.

Площадь каждого участка должна быть не менее 30…50 см2, чтобы на ней могли разместиться 5… 10 лунок от ударов. Испытуемые участки не следует выбирать в стыках досок опалубки и в местах концентрации крупного заполнителя. Перед испытанием выбранные участки зачищают шлифовальными камнями или шлифовальной бумагой на тканевой основе.

При подготовке к испытанию особое внимание уделяют влажности поверхности бетона, так как твердость поверхностного слоя, измеряемая методом пластической деформации, сильно меняется с изменением влажности бетона.

Тарировочные кривые и таблицы для определения прочности при испытаниях приборами со сферическим штампом (шариковые молотки, прибор УМП) построены для воздушно-сухого состояния поверхности бетона. Поэтому не рекомендуется испытывать бетон сразу после распалубки конструкции или пропарива-ния. Его следует выдержать в воздушно-сухой среде не менее 48 ч. Нельзя проводить испытания конструкций во время дождя.

При работе с дисковыми приборами ДПГ надо иметь в виду, что формулы для определения прочности предполагают проведение испытаний после специального увлажнения бетона. Перед испытанием бетон поливают водой, закрывают мокрой мешковиной и снова поливают в течение 1 ч три-четыре раза по 8…10 мин. Если бетон заморожен, его предварительно отогревают. Испытание бетона дисковым прибором во влажном состоянии значительно увеличивает точность и стабильность результатов по определению прочности бетона.

Во всех случаях влажность бетона при испытании должна быть близка к влажности, при которой проведены эксперименты для построения тарировочных кривых, таблиц или формул. При значительном расхождении во влажности (свыше 20%) в полученные результаты вводят поправки, пользуясь данными специальных экспериментов по влиянию влажности на прочность и твердость бетона.

При испытаниях бетона приборами ударного действия на каждый из подготовленных участков наносят несколько ударов, так чтобы расстояния между центрами отпечатков были не менее 30 мм. После измерения размеров отпечатков берут среднее арифметическое из всех значений, отличающихся одно от другого не более чем на 20%. Количество отпечатков, по которым взят средний размер, должно быть не менее шести, а для прибора ДПГ — двенадцати.

Следует учитывать, что твердость бетона, измеряемая методом пластической деформации, соответствует размеру отпечатка только в определенных пределах силы удара, показателем которой служит отношение диаметров штампа и отпечатка.

При использовании сферического штампа результаты измерения получаются надежными, если диаметр отпечатка 4) меньше диаметра шарика d в 1,5…4 раза. Поэтому при испытаниях следят за тем, чтобы диаметры отпечатков, из которых берется среднее значение, были не больше 2/з d и не меньше 1/4 d. Если отпечатки слишком велики (do > 2/з d), нужно уменьшить силу удара, если же слишком малы (do < lA d), применить шарик меньшего диаметра. При работе дисковым прибором длина отпечатка не должна быть больше ‘/з диаметра диска.

При работе с приборами ударного действия, чтобы обеспечить надежные результаты, важно правильно наносить удар, т.е. перпендикулярно поверхности бетона. Ручной шариковый молоток нужно держать так, чтобы ручка молотка составляла одну линию с рукой, в процессе удара это положение ручки должно сохраняться, а локоть, опирающийся на бетон, должен оставаться на месте. Шток пружинного молотка ПМв процессе нажатия на него должен оставаться перпендикулярным поверхности бетона. Эталонный молоток следует сначала правильно установить на поверхность бетона, а затем, держа его левой рукой, нанести по нему удар обычным молотком, находящимся в правой руке. Очень сложно наносить правильные ручные удары по вертикальным и наклонным поверхностям, особенно с обратным уклоном.

При работе с маятниковыми приборами (ДПГ, УМП) важно точно фиксировать исходный угол подъема, взяв по угломерной шкале два отсчета (с погрешностью не более 1°) в рабочем (начальном) и исходном положениях. Разность этих отсчетов равна расчетному углу ср подъема ударника.

Схемы установки прибора ДПГ в исходное положение при работе на горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностях, а также соответствующие формулы для определения расчетной высоты Н подъема ударника по заданному углу а наклона поверхности и расчетному углу ср приведены на рис. 11.11.

Рис. 11.11. Схемы установки прибора ДПГ в исходное положение на поверхностях:
о – горизонтальных; о – вертикальных; в – наклонных; г – с обратным уклоном (А — условная энергии удара, а – длина отпечатка)

Величина Н требуется для вычисления прочности бетона по тарировочной формуле.

Измерение отпечатков на поверхности бетона. Отпечатки от ударов сферическим штампом представляют собой лунки, форма которых в плане близка к кругу. Диаметр лунки измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 0,1 мм и записывают средний из этих двух диаметров в журнал испытаний. Обычно диаметр лунок равен 5…10 мм.

Измерение выполняют штангенциркулем, однако его точность несколько меньше требуемой. Поэтому при измерениях часто применяют специальные приспособления, например угловую линейку или мерную лупу. Угловая линейка с увеличением в два раза (рис. 11.12) обеспечивает требуемую точность 0,1 мм, так как деления в 0,2 мм хорошо видны. Мерные лупы, дающие еще большее увеличение, позволяют более точно определить границы отпечатка.

При использовании дисковых приборов отпечатки имеют в плане форму узкого прямоугольника. Обычно для измерения длины прямоугольника достаточна точность 0,2 мм, которая обеспечивается при пользовании штангенциркулем.

Рис. 11.12. Угловая линейка: 1 – мерные шкалы; 2 ~ лунка

Для проведения эксперимента изготовляют стандартные образцы-кубы из бетонов разной прочности (15, 20, 30, 40 МПа) или разного возраста (3, 7, 28, 90сут), по три образца на каждую прочность или возраст. С помощью прибора, для которого определяется тарировочная зависимость, на каждом образце производят шесть ударов по одной грани и, перевернув куб, шесть — по противоположной. Удары наносят в разных местах граней в середине и по периметру так, чтобы расстояние между краями соседних лунок было не менее 20 мм, а от ребра — 50 мм. Замеряют диаметры всех лунок с погрешностью не более 0,1 мм. Средний диаметр вычисляют, отбрасывая значения диаметра, составляющие менее ‘/з среднего, и из оставшихся значений снова вычисляют средний диаметр dcp для данного куба. Затем куб ставят в испытательную машину на грань с лунками и определяют прочность на сжатие по стандартной методике.

Рис. 11.13. Тарировочные зависимости для ручного (о), эталонного (б) молотков

На графике рис. 11.13, а показаны экспериментальные точки для ручного шарикового молотка и соответствующая тарировочная зависимость (кривая Ясж — dcp). Тарировочная кривая на рис. 11.13, б, построенная поданным аналогичных испытаний эталонным молотком, представляет собой зависимость прочности- бетона от отношения диаметров отпечатков на бетоне d6 и на эталонном стержне d3.





Похожие статьи:
Камни стеновые из горных пород

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Бетонные смеси и бетоны

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум