Определение прочности бетона при помощи зубила

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Подготовка образцов

Перед испытанием образцы осматривают и измеряют. Выбирают опорные грани, которые будут прилегать к плитам пресса и на которых нельзя проводить никаких операций по определению прочности бетона другими методами. Линейные размеры образцов измеряют штангенциркулем или металлической линейкой с погрешностью 1 мм. По результатам измерений определяют рабочую площадь опорных граней образца как среднее арифметическое соответствующих характеристик двух противоположных граней. Результаты измерений и вычислений заносятся в табл.4.

Определение прочности бетона при помощи зубила

Зубило ставится перпендикулярно выбранной для испытания грани в местах, достаточно удаленных от ребер куба и свободной от крупных инертных заполнителей. Удар по зубилу проводится молотком, удар средней силы за счет локтевого сгиба руки. На каждом кубе наносится серия ударов (не менее пяти), которые располагают в центре грани и по окружности не ближе 20 мм от центра и не ближе 50 мм от краев образца. О кубиковой прочности судят по характеру местных повреждений с помощью данных табл.1

Таблица 1

Испытание бетона зубилом

Степень повреждения	Характер повреждения	Приблизительная кубиковая прочность, МПа
1	Неглубокий след, лещадки не отделяются	Более 20,0
2	Значительный след, от поверхности бетона отделяются лещадки	10-20
3	Зубило погружается в бетон на глубину до 5 мм. Бетон крошится	7-10
4	Зубило забивается в бетон	Менее 7

Результаты испытания занести в отчет по форме, рекомендуемой табл.2

Таблица 2

Лабораторная работа №2

Общие положения

Применение ультразвукового импульсного метода основано на зависимости между характеристиками высокочастотных колебаний, распространяющихся в среде, и свойствами этой среды. Из курса физики известно, что в общем случае зависимость между скоростью распространения упругих волн и физическими константами среды может быть выражена формулой

где Е_d – динамический модуль упругости; ρ – плотность материала; коэффициент К = 1 при определении скорости распространения продольных упругих волн в тонких стержнях (в одномерной среде), К = 1/(1 - μ²) в тонких пластинах (в двухмерной среде), K = (1 - μ) / (1 + μ) (1 - 2μ) в неограниченной среде, μ – коэффициент Пуассона.

Скорость распространения упругих волн функционально связана с упругими свойствами материала, следовательно, по скорости распространения волн можно судить о качестве строительного материала и его состоянии.

Любая ультразвуковая установка состоит из отдельных элементов аппаратурного обеспечения эксперимента. В этот комплекс входят излучатель и приемник колебаний. В отдельных случаях излучатель может одновременно выполнять и функции приемника. Имеется источник питания, усилители сигналов на входе и выходе, регистрирующая аппаратура (электронный осциллограф или цифровой индикатор). Для контроля качества бетона ГОСТ 17624 рекомендует применение следующих типов ультразвуковых приборов: Бетон – 12, УК–14П, УК–10ПМ, УФ–10Ф. Первые два прибора портативные, с цифровой индикацией, без ЭЛТ; тип 10ПМ – переносной, с цифровой индикацией, с ЭЛТ; прибор УФ–10П – стационарный, с ЭЛТ и цифровой индикацией. Все эти приборы предназначены для измерения времени распространения ультразвука в бетоне и до работы должны быть аттестованы (пройти метрологический контроль) в установленном порядке по ГОСТ 8.383–86.

Для работы по металлу применяются универсальные и специализированные дефектоскопы. Наибольшее распространение получили универсальные, сюда относятся типы УДМ, ДУК, ДСК.

Характеристик армирования

Цель работы: ознакомление с электромагнитными методами определения характеристик армирования железобетонных конструкций. Знакомство с приборами, применяемыми при определении характеристик армирования, формирование первичных навыков работы с ними.

Общие положения

Магнитные методы контроля основаны на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых изделий. Магнитные методы эффектно применяются для определения положения арматуры, толщины защитного слоя и диаметра арматуры в железобетонных конструкциях. В настоящее время разработаны и используются различные типы приборов, основанных на взаимодействии арматуры железобетонных конструкций с преобразователями приборов. По физическим принципам действия приборы можно разделить на магнитометрические, индукционные и с регистрацией комплексного сопротивления преобразователя.

Преобразователь индукционного типа позволяет определять как толщину защитного слоя, так и диаметр арматуры. Принципиальная схема преобразователя приведена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Принципиальная блок-схема преобразователя для определения толщены защитного слоя бетона и диаметра арматуры

От блока питания 5 напряжение подается на двухтактный автогенератор 6. Сигнал от чувствительного элемента 1 подается на усилитель 7, питаемый блоком 2, а затем – на детектор 4. Чувствительный элемент 1, представляющий собой индуктивный преобразователь, передвигают по поверхности исследуемой конструкции. Отдельно от него в корпусе прибора помещен аналогичный преобразователь с ферромагнитным смещаемым элементом, предназначенным для изменения индуктивного сопротивления при балансировке схемы. По мере приближения чувствительного элемента к арматурному стержню разбаланс, зависящий от толщины защитного слоя, диаметра стержня и ориентировки преобразователя по отношению к направлению стержня, будет уменьшаться. Шкала отсчетного устройства измерительного прибора 3 проградуирована в зависимости от толщины защитного слоя для арматуры разного диаметра.

Прибор ИЗС–10Н (измеритель толщины защитного слоя) предназначен для измерения толщины защитного слоя (расстояние по нормали между поверхностью бетона и образующей арматурного стрежня) и определения расположения (получения проекции оси арматурного стержня на поверхность бетона) арматуры диаметром от 4 до 8 мм класса А1 ГОСТ 5781–75 и диаметром от 12 до 32 мм класса А3 ГОСТ 5781–75 в железобетонных изделиях и конструкциях при параметрах армирования согласно ГОСТ 22904–78 в условиях предприятий стройиндустрии, стройплощадок, эксплуатируемых зданий и сооружений.

Прибор обеспечивает измерение толщины защитного слоя бетона в зависимости от диаметра стержней арматуры в следующих пределах:

при диаметре стержней арматуры от 4 до 10 мм – от 5 до 30 мм;

при диаметре стержней арматуры от 12 до 32 мм – от 10 до 60 мм.

Определение толщины защитного слоя проводится по стрелочному индикатору, проградуированному в миллиметрах (верхняя шкала). Вторая шкала (нижняя) служит для индивидуальной градуировки прибора в случае контроля конструкций с армированием, не предусмотренным в технических требованиях на прибор.

Описание образцов и проведение испытаний

Образцы для испытаний представляют собой три фрагмента железобетонных конструкций (рис. 3.2 а ÷ в) с отрезками арматуры:

первый фрагмент имеет три арматурных стержня с известными диаметрами. Необходимо найти толщину защитного слоя;

второй – имеет также три арматурных стержня, но неизвестного диаметра. Необходимо найти их диаметры при известной толщине защитного слоя;

в третьем образце находится один стержень. Неизвестно его положение, диаметр, неизвестна толщина защитного слоя.

в)

б)

а)

Рис. 3.2 Образцы для определения характеристик армирования электромагнитным методом

Подготовка прибора к работе

Подключите преобразователь к соответствующему блоку, а весь прибор к блоку питания.

Установите с помощью механического арретира микроамперметра стрелку на нулевую отметку нижней шкалы.

Включите прибор, нажав кнопки “ВКЛ.” и “БЛ. ПИТ.” на лицевой панели.

Проконтролируйте напряжение питания, нажав кнопку “КОНТР. ПИТ.”. При этом стрелка индикатора должна находиться в поле черного сектора на шкале.

Дайте прибору прогреться в течение 5 мин.

Проведите калибровку чувствительности прибора в следующем порядке: нажмите кнопку “КАЛИБР”, с помощью переменного резистора “ЧУВСТВ” установите стрелку индикатора на отметку 60 шкалы. При проведении калибровки преобразователь должен быть удален от металлических предметов на расстояние не менее 500 мм.

Общие положения. Методика испытаний

При испытании зданий и сооружений проводятся измерение усилий, напряжений и деформаций отдельных элементов в процессе нагружения. Усилия и напряжения, в конечном итоге, определяются косвенным образом по результатам замеренных деформаций. Поэтому основными типами приборов, применяемых при испытании конструкций, являются приборы, предназначенные для измерения деформаций. В соответствии с характером измеряемых деформаций их делят на пять групп:

приборы для измерения общих деформаций – прогибомеры;

приборы для измерения местных деформаций – тензометры;

приборы для измерения углов поворота – клинометры (угломеры);

приборы для измерения сдвига волокон – сдвигомеры;

приборы для измерения силы – динамометры (силомеры).

В работе предполагается ознакомиться с приборами, наиболее часто используемыми в практике проведения испытаний сооружений: прогибомерами Максимова (ПМ), Аистова – Овчинникова (ПАО), индикаторами часового типа; тензометрами рычажным (Гугенбергера) и электромеханическим (Аистова); сдвигомерами (Аистова); клинометрами (ЛИСИ).

При знакомстве с приборами необходимо разобрать следующие вопросы: назначение и область применения; кинематические схемы; цена деления и пределы измерений; способы установки на конструкции; устройство приспособлений (штативов, струбцин и др.) для крепления; достоинства и недостатки. Ознакомление с приборами производится под руководством преподавателя с использованием конспектов лекций, учебников, плакатов.

Для получения и закрепления навыков в работе с приборами предлагается провести испытание балочной системы при загружении ее статической нагрузкой. Схема балки и расстановка приборов показаны на рис. 5.1. Экспериментально необходимо определить четыре параметра, определяющие деформационно-напряженное состояние балки: в двух точках найти прогибы при помощи индикатора часового типа и прогибомера Максимова, в двух других – местные деформации при помощи рычажного и электромеханического тензометров. По местным деформациям в двух последних точках найти изменение напряженного состояния.

Загружение системы проводится при помощи силового винта ступенями по 0,5 кН до максимального значения нагрузки 2,0 кН. Контроль нагрузки ведется динамометром Токарева. Экспериментально найденные величины сравниваются с их теоретическими значениями, вычисленными заранее по правилам курса "Сопротивление материалов".

Рис. 5.1. Расчетная схема балки и расстановка приборов

Порядок выполнения работы

Рассмотреть принципы действия и основные характеристики приборов.

Ознакомиться со способами установки и основными правилами работы с приборами, для чего: изучить правило установки приборов с помощью штативов, струбцин и др.; провести установку приборов разного типа на специальном макете рамы. При контроле правильности установки приборов обратить особое внимание на то, что при загрузке макета рамы стрелки приборов отклоняются, а при снятии нагрузки возвращаются в исходное положение.

Научиться правильно считывать отсчеты по шкалам приборов и определять предельные величины деформаций для каждого прибора.

Теоретически определить вертикальные перемещения системы в точках В (середина пролета) и Е (на конце консоли). Для изгибаемых систем теоретический прогиб определяется по формуле:

Δ = ∑ ƒ М_рМ₁ dx / Е I .

После подстановки соответствующих параметров прогиб в середине пролета:

Δ_В = F ℓ³ / 48Е I .

Прогиб конца консоли:

Δ_Е = Fℓ²с / 16Е I .

Характеристики балки и нагрузки, входящие в формулы, приведены на рис. 5.1 и в табл. 10. Прогибы, определенные теоретически, применить для контроля правильности работы приборов при выполнении эксперимента.

Теоретически определить изменение напряженного состояния в волокнах сечений балки, где установлены тензометры (точки Б и Г). Приращение напряжений находится по формулам:

В точке Б – Δσ_Б = М_Б (в – z₀) / I_y;

В точке Г – Δσ_Г = М_Г z₀ / I_y,

где М_Б и М _Г – изгибающие моменты от соответствующей нагрузки в зонах определения напряжений.

Характеристики балки, входящие в формулы, приведены в табл.10 Размеры “а” и “в” (расстояние от центра балки до каждого тензометра) необходимо определить замерами при помощи линейки.

Таблица 10

Характеристики балки

Сечение балки

Номер швеллера

Площадь

сечения,

см²

Размеры, см

I_y

см⁴

Швеллер № 6.5 по ГОСТ 8240 - 72

Z₀

6,5

7,5

6,5

3,6

1,24

8,7

Экспериментально определить прогибы в точках В и Е балки и изменение напряженного состояния в волокнах зон Б и Г, для чего провести ступенчатое Загружение балки при помощи силового винта усилием по 0.5 кН для каждой ступени. При остановке в конце каждой ступени после небольшой выдержки снять показания по всем приборам и занести их в табл. 11. После полного загружения до 2,0 кН провести разгрузку системы и вновь снять “нулевые” отсчеты, что делается для контроля правильности работы приборов.

Провести обработку результатов испытаний по форме, рекомендуемой табл. 11. Разность двух соседних отсчетов, умноженная на цену деления шкалы рассматриваемого прибора, дает величину приращения соответствующего параметра на данной ступени загружения.

Таблица 11

Таблица записи экспериментальных данных

Номера ступеней

Нагрузка, кН

Отсчеты по приборам

П 1

И 1

Т 1

Т 2

ΔС

∑ΔС

ΔС

∑ΔС

ΔС

∑ΔС

ΔС

∑ΔС

0,5

1,5

2,0

Пример: ΔВ = (С₃ – С₂)·К,

где С₃ и С₂ – отсчеты по шкале приборов соответственно на третьей и второй ступенях загружения; К – цена деления шкалы, которая равна у индикатора часового типа 0,01 мм; у прогибомера Максимова – 0,1;у рычажного и электромеханического тензометров при определении местных деформаций одинакова и равна 0,001 мм, а при определении напряжений, соответственно, равна 10,5 МПа и 4,2 МПа.

Провести сравнение теоретического и экспериментального определения соответствующих параметров при нагрузке на балку 2,0 кН; данные сравнения занести в таблицу (по форме табл.12). Построить графики, показывающие изменения прогибов и напряженного состояния в зависимости от увеличения нагрузки. Экспериментальную зависимость строить по точкам, полученным на основании данных табл. 11

Таблица 12

Сравнительная таблица результатов испытания

Определяемые параметры	Теория	Эксперимент
Δ_В, мм Δ_Е, мм Δσ_Б, МПа Δσ_Г, МПа

Аккуратно составить отчет, где показать: название работы; цели; предмет исследования; приборы и аппаратура, применяемые в работе; кратко методику; результаты, выводы.

Контрольные вопросы

Область применения приборов различного типа.

Достоинства и недостатки различных приборов.

Схема и принцип действия приборов.

Цена деления и пределы измерений.

Способы установки на конструкциях из различных материалов.

Порядок работы и возможные неисправности.

Правила укладки и хранения.

Для тензометров – определение цены деления в напряжениях.

Список литературы

Лужин О.В., Волохов В.А., Шмаков Г.Б. и др. Неразрушающие методы испытания бетона.: Совм. изд. СССР – ГДР. – М.: Стройиздат, 1985 – 236 с.

Лужин О.В., Злочевский А.Б., Горбунов И.А., Волохов В.А. Обследование зданий и испытание сооружений. – М.: Стройиздат, 1987. – 264 с.