Прилад типу КМ (Київського метробуду) (рис. 6) - пружинний напівавтомат ударної дії з заданою енергією удару. Під час руху ударника всередину корпусу відбувається накопичення необхідної потенційної енергії внаслідок розтягу ударної пружини.

Під час випробування прилад установлюють перпендикулярно до випробовуваної поверхні. Тримаючи його за ручку 9, натискають на ударник 1. Бойок 3 при цьому зводиться, розтягуючи пружину 2. Утримувач 6 із зачіпкою 7, упираючись в болт 8, звільняє бойок із зачеплення. Бойок під дією ударника пружини вдаряє по ударнику і відскакує від нього. Покажчик 4 фіксує розмір відскоку бойка h, що характеризує міцність бетону.

Якщо застосовується ударник приладу з кульковим наконечником (вузол Б), то за діаметром відбитка d, можна визначити і другий непрямий показник міцності бетону.

1 - ударник, 2 - ударна пружина, 3 - бойок; 4 - покажчик, 5 - шкала,

6 - утримувач; 7 - зачіпка; 8 - болт; 9 - ручка

Рисунок 6 - Прилад типу КМ із стержневим ударником

При використанні приладу з кульковим наконечником у якості склерометра на кінець ударника повинний нагвинчуватися ковпачок із загартованої сталі (вузол А).

Проведення випробувань

Для проведення випробувань бетону в конструкціях і виробах вибирають ділянки без видимих дефектів із найбільш гладкою поверхнею розміром біля 100 х 100 мм².

При випробуваннях прилад необхідно встановлювати строго перпендикулярно до поверхні бетонного виробу.

При випробуванні бетону удари по його поверхні наносять не ближче 20 мм (в осях) і не менше 50 мм від осі ударника до краю виробу. Значення h і d, що різко відхиляються, як убік збільшення (при влученні на щебінку), так і вбік зменшення (при влученні в раковину) відкидаються.

Маса випробовуваних конструкцій повинна бути достатньою для сприйняття ударів (без переміщень), у противному випадку вони повинні бути жорстко закріплені.

Високі вироби, що бетонуються у вертикальному положенні, необхідно випробувати як у верхній, так і в нижній зонах.

Тарувальні криві: h або h і d - міцність бетону на стиск R_ст будують для конкретних виробничих умов із сталим технологічним режимом або здійснюють прив'язку до місцевих умов. На рис. 7 наведені тарувальні криві для приладу типу КМ із кульковим наконечником.

На аналогічному принципі засновані випробування міцності бетону склерометрами Борового, Шмідта, Вільнюського політехнічного інституту, інші.

а - R_ст=f(h); б - R_ст=f(d)

Рисунок 7 – Тарувальні криві для приладу типу КМ

із кульковим наконечником:

Випробування міцності бетону комплексним

Методом на відривання, сколювання і твердість

Конструктивні особливості приладу ГПНВ-5 (гідропреснасос Вольфа, 5 тс)

Принцип дії гідравлічного прес-насоса (рис. 8) полягає в наступному. Під час руху поршня насоса 5 вниз технічне масло надходить по каналу маслопроводу 7 у нижню частину робочого циліндра 1. Робочий поршень 2 рухається вгору і стискує пружину 3. Одночасно масло по маслопроводу 7 надходить до манометра 4, що показує тиск масла на робочий поршень.

а–у вихідному стані; б–при випробуванні: 1-робочий циліндр; 2-поршень;

3-пружина; 4-манометр; 5-поршень насоса; 6-насос; 7– маслопроводи

Рисунок 8 - Гідравлічна схема прес-насоса

Під час руху робочого поршня вгору (рис. 8,б) відбувається виривання розтискуючого конуса або стержня.

Конструктивне рішення гідравлічного прес-насоса показане на
рис. 9.

Метод заснований на визначенні R_ст відносно зусилля Р, необхідного для відривання і сколювання шматка бетону від конструкції. Так само як і інші методи, даний метод використовує залежність "непряма характеристика - міцність". Однак зв'язок "P-R_ст" більш тісний і менше залежить від впливу різних чинників, чим при використанні інших непрямих характеристик. Однак підвищена точність і надійність методу пов'язана з більшою трудомісткістю випробувань.

1 - насос; 2 - висувна ніжка; 3 - наконечник; 4 - кулька;

5 – розтискуючий конус; 6 - підвісна муфта; 7 - шток (тяга);

8 - робочий циліндр; 9 – манометр

Рисунок 9 - Гідравлічний прес-насос ГПНВ-5

Для визначення міцності бетону в його масі встановлюють анкерний пристрій, який потім висмикують за допомогою гідравлічного прес-насоса. При цьому за рахунок відривання зі сколюванням разом з анкерним пристроєм відокремлюється частина (шматок) бетону. Вимірюють зусилля виривання Р і відносно залежності R_cт=f(P) знаходять R_cт.

Анкерні пристрої (рис. 10) можуть встановлюватися або до бетонування, або після бетонування в готову конструкцію. Для цього в ній висвердлюється отвір, який після установлення в нього робочого стержня заповнюється цементним розчином високої марки. Перед цим отвір змочують водою і протирають тампоном для поліпшення зчеплення цементного каменю зі старим бетоном. Досвід показує, що при висмикуванні встановлених у такий спосіб робочих стержнів розрив звичайно відбувається по бетону конструкції.

а - виривний стержень; б - розтискуючий конус; в - скорочений розтискуючий

конус; 1 - сегментний сектор; 2 - шток; 3 - шайби; 4 - муфта-тяга.

Рисунок 10 - Анкерний пристрій для випробувань бетону приладом ГПНВ-5

Отвори (шпури) у бетонній конструкції висвердлюють за допомогою твердосплавного або діамантового інструмента, а при малому обсязі робіт можна пробивати вручну за допомогою шлямбура і молотка. Діаметр шпуру 25 мм, глибина: для розтискуючого конуса - 55, для стержня, що виривається - 48 мм.

Місця випробувань бетону вибираються з таким розрахунком, щоб відстань від осі стержня або розтискуючого конуса до грані конструкції була не менше 80 мм, до арматури - не менше 30 мм.

Розтискуючий конус (рис. 10,б) застосовується для негайного випробування бетону в конструкціях і виробах. Він складається зі штока і трьох сегментних секторів із шерсткими зовнішніми поверхнями. З одного боку шток закінчується конусом, а з іншого має різьбу, на яку нагвинчується при випробуваннях муфта-тяга із шайбами.

Встановлений у шпур розтискуючий конус міцно закріплюється в бетоні за рахунок розсунення сегментів при загвинчуванні муфти-тяги.

Проведення випробувань

Комплексні випробування робляться в такій послідовності:

- прилад установлюється ніжками на поверхню бетону і за допомогою гайки штока (підвіски), що має проріз, з'єднується з муфтою, нагвинченою на стержень або розтискуючий конус, що виривається;

- під кожну ніжку приладу з кулькою підкладається аркуш білого, а зверху - копіювального паперу, щоб одержати відбитки;

- обертаючи висувні ніжки і гайку штока, прилад центрують і закріплюють;

- плавно обертаючи ручку насоса, створюють тиск, відзначений рискою на шкалі манометра, необхідний для одержання зусилля 1000 кгс;

- обертаючи ручку насоса у протилежному напрямку знімають тиск;

- повертаючи прилад навколо стержня і повторюючи цикл, одержують необхідну кількість відбитків на аркуші паперу;

- знову обертаючи ручку насоса, створюють тиск, що фіксується за показанням манометра, при якому виривається стержень або конус.

Зусилля висмикування визначається за тарувальним графіком для даного преса, складеного на підставі експериментальних даних. З достатнім ступенем точності його можна орієнтовно прийняти за формулою:

Р = 26,7V, (кгс)

де V - тиск за манометром, атм.

за середніми значеннями зусилля виривання і діаметра відбитка за тарувальними кривими, побудованими або прив'язаними для конкретних умов виробництва, визначаються значення межі міцності бетону на стиск.

Тapувальні криві Донецького ПромбудНДІпроекту, побудовані для виробничих умов Донбасу, наведені на рис.11.

Практична частина роботи

При виконанні даної лабораторної роботи студенти повинні практично визначити міцність (умовний клас) бетону як мінімум двома з описаних вище методами.

Нижче наводиться опис випробувань бетону на міцність методом Фізделя й опрацювання результатів цих випробувань.

1 На поверхні залізобетонної балки вибирається рівна бездефектна ділянка (без тріщин, раковин, сколень).

2 Через аркуш білого і аркуш копіювального паперу, складених разом робиться сім ліктьових ударів молотком Фізделя по бетону. При цьому відстань між лунками, що утворилися на бетоні, повинна бути не менше 30 мм, а діаметр відбитків у межах 0,3 < d < 0,7D, де D - діаметр бойка, D = 17,46 мм.

3 За допомогою лінійки, штангенциркуля або вимірювальної лупи вимірюються діаметри відбитків на папері. При овальності відбитка вимірюються його максимальний і мінімальний діаметри й обчислюється середнє значення. Результати вимірів заносяться до таблиці 3.

4 За тарувальним графіком, наведеним в описі даного методу, визначається міцність бетону на стиск. Результати також заносяться до таблиці 3.

5 Робиться статистичне опрацювання результатів випробувань, наведених у таблиці 3 і визначається умовний клас бетону випробуваного зразка:

а) середнє арифметичне значення (математичне очікування) міцності бетону:

; n=7

б) випадкове відхилення від середнього значення:

;

. . . . . . . . . . . . .

а) для виривання зі сколюванням;

б) для методу пластичних деформацій

(d - діаметр відбитка кульки )

Рисунок 11-Тарувальні криві

Таблиця 3 - Експериментальні дані випробувань бетону

на міцність молотком Фізделя

№№ випробувань
Діаметр відбитка на бетоні d, мм
Міцність бетону на стиск R, МПа

в) середньоквадратичне відхилення:

г) коефіцієнт мінливості (варіації):

д) умовний клас бетону:

Рекомендується зробити випробування бетону на міцність також одним із наступних методів: молотком Кашкарова, молотком ХПС, склерометром Шмідта і виконати статистичне опрацювання результатів дослідів аналогічно описаному вище.

Список Літератури

1 Долидзе Д.Е. «Испытание конструкций и сооружений».-М.: Высшая школа, 1975.

2 Тетиор Л.Н., Померанец В.Н. Обследование и испытание сооружений.- Киев: Вища школа, 1988.

3 Лужин О.В. и др. Обследование и испытание сооружений.-М.: Высшая школа, 1987.

1 23