1   2   3
Ім'я файлу: БД_41_Кротюк_Василь_Лабораторна_робота_№1.docx
Розширення: docx
Розмір: 373кб.
Дата: 29.09.2022
скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Кафедра будівельних конструкцій і мостів

Лабораторна робота №1

На тему: «Випробування бетонних кубиків і призм на стиск»

з курсу «Залізобетонні та кам’яні конструкції»


Виконав:

Ст. гр. БД-41

Кротюк В.С.

Прийняв:

Титаренко Р. Ю.


Львів 2022

Мета роботи: дослідження фізико-механічних властивостей важкого бетону при стисканні.

Завдання роботи:

  1. Вивчити експериментальні методи визначення границі міцності (надалі просто міцності) бетону на осьове стискання шляхом випробування контрольних зразків кубиків і призм;

  2. дослідити деформативні характеристики бетону під час випробування призм одноразовим короткочасним навантаженням;

  3. засвоїти правила опрацювання результатів випробувань та оцінки гарантованої якості бетону;

  4. ознайомитися з обладнанням і приладами, що використовуються під час випробувань контрольних зразків бетону.

Загальні положення

Таблиця 1

Значення масштабних коефіцієнтів α при випробуванні на стиск контрольних зразків різних розмірів із важкого бетону (за ГОСТ 10180-90)

Кубик (ребро) або квадратна призма (сторона основи), мм
70
100
150
200
300

Масштабний коефіцієнт α
0,85
0,95
1,0
1,05
1,1

Теоретичні відомості

Кубикова міцність бетону є основною характеристикою його міцності на стискання, яку контролюють на виробництві. Кубикову міцність позначають через , обчислюють у МПа і вважають, що вона дорівнює тимчасовому опору еталонного зразка-куба розмірами 150×150×150 мм, випробуваного на пресі за стандартною методикою:

,

де – найбільше руйнівне зусилля, Н; А – площа грані куба, мм2.

Випробовуючи серію із n-кубиків, можна знайти середнє значення кубикової міцності бетону :

,

де – число випробувань, в яких була зафіксована міцність ; n – кількість випробуваних зразків.

Рис. 1. Криві розподілу кубикової міцності бетону:а – дослідна;

б – теоретична; 1 – гістограма розподілу для восьми класових проміжків;

2 – полігон розподілу; 3 – класовий проміжок; 4 - теоретична крива нормального розподілу Гауса

Середнє квадратичне відхилення . кубикової міцності бетону в серії зразків, яке характеризує мінливість міцності, обчислюють за формулою:

,

Середній коефіцієнт варіації міцності бетону при стисканні:

.

Згідно з чинними нормами [5] прийнято , що дозволяє одержати гарантовану кубикову міцність із довірчою імовірністю 0,95 , яку називають класом бетону за міцністю на стискання і позначають через С.

.

Відповідність класу бетону його марці за міцністю на стиск наведено в таблиці 2.

Таблиця 2

Клас В, МПа за СНіП 2.03.01-84*
7,5
12,5
15
20
22,5
35
30
35
40
45
50
55

Марка М, кгс/см2 за СНиП ІІ-21-75
100
150
200
250
300
350
450
500
600
650
700
800

Циліндричну міцність позначають через обчислюють у МПа і приймають рівною тимчасовому опору бетону контрольного зразка-циліндра, випробуваного на силовому пресі за стандартною методикою:

,

де – найбільше руйнівне навантаження, Н; А – робоча площа циліндра, мм2.

Циліндрична міцність є приблизно в 1,2 разу меншою, ніж кубикова.

Призмову міцність бетону визначають, випробуючи на стиск еталонні зразки розмірами або іншими розмірами переважно ( ), не враховуючи при цьому масштабних коефіцієнтів.

Рис. 2. Залежність співвідношення призмової і кубикової міцностей від відносної висоти призми

За результатами експериментальних досліджень між середніми значеннями призмової fcm,prism і кубикової fcm міцностей важкого бетону встановлено емпіричну залежність:


Методика випробування бетонних кубиків.

Опрацювання результатів випробувань

Перед випробуваннями зразки кубиків піддають візуальному обстеженню, встановлюючи їх відповідність ДСТУ Б В.2.7-214 [1], зокрема щодо неплощин-ності опорних поверхонь, наявності дефектів, відколів ребер, раковин та інородних включень. Зразки, які мають тріщини, відколи ребер понад 5 мм, раковини понад 10 мм з глибиною понад 5 мм, а також сліди відшарувань і недоущільнення бетону, випробуванню не піддають. Напливи бетону на ребрах опорних граней зразків необхідно усунути за допомогою шліфуваль-них інструментів або матеріалів. Результати огляду записують у стовпчик 15 журналу випробувань № 1 (табл. 1.6), який готують напередодні проведення випробувань.

Перед випробуваннями кубики зважують з метою визначення їхньої середньої густини за ДСТУ Б В.2.7-170. На момент випробувань відхилення густини бетону окремих зразків між собою в окремій серії не має переви-щувати 50 кг/м3. Якщо ця умова не виконується, зразки бракують. Результати зважувань заносять до графи 9 журналу випробувань № 1.

Рис. 3. Характер руйнування бетонного кубика і призми за стискання: а – за умови впливу сил тертя; б – у разі відсутності сил тертя; в – руйнування призми у разі подолання зусиль відриву; г – руйнування призми по похилій поверхні під впливом розтягувальних і дотичних напружень



Рис. 4. Схеми характеру руйнування зразків-кубів при випробуваннях на стиск (додаток Е ДСТУ [1]): 1 – нормальне руйнування; 2,3,4,5 – дефектне руйнування

За руйнівне навантаження приймають максимальне зусилля , досягнене в процесі випробування. Кубикову міцність бетону в МПа при стиску обчислюють для кожного зразка за залежністю:

,

де – руйнівне навантаження за шкалою преса чи манометра, Н;

– середня робоча площа перерізу зразка, мм2;

– масштабний коефіцієнт, що залежить від розмірів кубика.

Якщо випробування серії кубиків відбулося у віці τ-діб, що відрізняється від 28 діб, одержані результати слід відкорегувати за формулою.

Опрацювання результатів випробувань серій кубів

Опрацювання результатів випробувань серій кубів Результати визначення кубикової міцності і класу бетону оцінюють за ДСТУ Б В.2.7-224 [2] і заповнюють журнал №2.

Середнє квадратичне відхилення:

;

де –розмах міцності бетону в партії (в сукупності серій), який визначають як різницю між одиничними максимальним і мінімальним значеннями кубикової міцності:

Розмах міцності:

;

де – коефіцієнт за табл. 1.5 (табл. 1 ДСТУ [2]), який залежить від кількість n-серій випробуваних зразків, якщо n<30.

Фактичну середню міцність:

;

;

де – одиничне значення кубикової міцності бетону в кожній із серій, визначене за ДСТУ [2].

Фактичний середній внутрішньосерійний коефіцієнт варіації міцності бетону:

;

Фактичний клас бетону:

;

Висновок: – умова виконується.

Нормативний клас бетону: С25/30.

Методика випробування бетонних призм

Підготовка зразків призм до випробувань

Призми виготовляють серіями одночасно із кубиками, відбираючи проби із однієї контрольованої партії бетону. Для навчальних цілей серію призм виготовляють як виняток із 2-х зразків (за ДСТУ [3] – не менше ніж із трьох зразків). Номінальні розміри призм .

Перед випробуванням оглядають призми, вимірюють лінійні розміри, зважують призми, усувають наявні дефекти, окремі напливи бетону і нерівності знімають наждачним каменем, перевіряють відхилення розмірів і площинність згідно з ДСТУ [1]. Середню густину бетону визначають за ДСТУ Б В.2.7:170, після чого заповнюють стовпчики 1–10 журналу № 3 (табл. 1.8).

На бічних гранях призм наносять центральні лінії, розмічають бази вимірювань поздовжніх та поперечних деформацій бетону. Перед встановленням призми між опорними плитами преса на її бічних гранях закріплюють спеціальні пристосування-рамки для кріплення чотирьох індикаторів годинникового типу ІГ-1, ІГ-2, ІГ-3, ІГ-4 (рис. 1.7). Рамки розташовують на однакових віддалях від торців призм. Рамки на призмі закріплюють за допомогою 4-х загострених гвинтів – по два із протилежних боків зразка (рис.1.7). Віддаль між центрами рамок є базою вимірювань поздовжніх деформацій, яку приймають номінально рівною для еталонних призм і (не більше ніж 3/4h) для призм 100×100×400 мм. Для вимірювання деформацій використовують прилади механічної дії: індикатори годинникового типу ІГ з ціною поділки . У випадку використання приладів електричної дії – тензорезисторів – їхня база повинна становити не менше ніж , їх під’єднують до вимірювального приладу – автоматичного вимірювача деформацій (АВД) з ціною поділки шкали приладу

Проведення випробувань

У випадку однакових перерізів зразків кубиків і призм приблизне значення очікуваного руйнівного навантаження призм приймають у межах 80–85 % від середнього руйнівного навантаження зразків-кубиків (див. журнал випробувань № 1).

Випробування проводять за п. 7 ДСТУ [3]. Перед випробуванням зразок призми із закріпленими приладами встановлюють по центру між опорними плитами преса, привантажуючи його початковим зусиллям , що не перевищує 2% від очікуваного руйнівного і яке приймають за умовний нуль. Зразок центрують за фізичною віссю. Для цього призму стискають контрольним зусиллям , вимірюючи поздовжні деформації, зведені до твірної, на кожній із граней. Відхили кожної з цих деформацій при центруванні не повинні перевищувати 10 % їхнього середнього значення. За недотримання цієї вимоги зразок призми розвантажують, дещо зміщують його стосовно центральних осей опорної плити преса в бік більших деформацій, і центрування повторюють. Вказану процедуру повторюють декілька разів, доки не буде досягнуто приблизно однакових деформацій на всіх гранях. Після п’яти невдалих спроб центрування зразок бракують.

Експериментальне значення початкового модуля пружності бетону окремого зразка:







де – збільшення напружень у МПа, яке відповідає приросту навантаження від умовного нуля до рівня, яке відповідає ;

– збільшення пружно-миттєвих відносних поздовжніх деформацій у межах від умовного нуля до .







Середнє значення модуля пружності бетону:



де n – кількість випробуваних зразків у серії.



Модуль пружності важкого бетону природного твердіння визначають також розрахунком за емпіричною залежністю:





Коефіцієнт Пуассона обчислюють для кожного зразка за рівня навантаження від умовного нуля до . за формулою:





Середнє значення коефіцієнта Пуассона бетону визначають за формулою:



Коефіцієнт Пуассона порівнюють із нормованим значенням .

Теоретичне значенням призмової міцності:







Коефіцієнт переходу від кубикової до призмової міцності бетону:



Характеристичний опір бетону стиску:





Таблиця 3

  1   2   3

скачати

© Усі права захищені
написати до нас