Испытание бетона на изгиб, его значение, процедуры и применение

Объясняются испытания бетона на изгиб на основе стандартов ASTM. Указаны различия в спецификациях и других аспектах испытания бетона на изгиб между стандартом ASTM, индийским стандартом и британским стандартом.
Испытание бетона на изгиб - процедуры и применение

Испытание бетона на изгиб (испытание на трехточечную нагрузку)

  • Что такое испытание бетона на изгиб?
  • Каковы области применения испытания бетона на изгиб?
  • Какие факторы приводят к изменчивости результатов испытания на изгиб?
  • Размер образца бетона для испытания на изгиб
  • Аппаратура для испытания бетона на изгиб
  • Подготовка образцов бетона
  • Процедура испытания бетона на изгиб
  • Вычисление модуля разрыва
  • Ссылки
  • Ниже рассматриваются темы, касающиеся испытаний бетона на изгиб:

    • Что такое испытание бетона на изгиб?
    • Как применяется испытание бетона на изгиб?
    • Какие факторы вызывают изменчивость результатов испытаний на изгиб?
    • Размер бетонного образца для испытания на изгиб
    • Оборудование, необходимое для испытания бетона на изгиб
    • Подготовка образцов
    • Процедура испытания
    • Вычисление модуля упругости при разрыве

    Что такое испытание бетона на изгиб?

    Испытание на изгиб оценивает прочность бетона на растяжение косвенным образом. Оно проверяет способность неармированной бетонной балки или плиты выдерживать разрушение при изгибе.
    Результаты испытания бетона на изгиб выражаются в виде модуля упругости, который обозначается как (MR) в МПа или psi.
    Испытание бетона на изгиб может проводиться с использованием трехточечного нагрузочного испытания (ASTM C78) или испытания с центральной точкой нагрузки (ASTM C293). Конфигурация каждого испытания показана на рисунке 2 и рисунке 3, соответственно. Метод испытания, описанный в данной статье, соответствует стандарту ASTM C78.
    Испытание на трехточечную нагрузку

    Испытание под нагрузкой в трех точках (ASTM C78)

    Испытание на нагрузку в центральной точке

    Испытание нагрузки в центральной точке (ASTM C293)

    Следует отметить, что значение модуля упругости разрыва, полученное при испытании с центральной точкой нагрузки, меньше, чем при испытании с трехточечной нагрузкой, примерно на 15 процентов.
    Более того, замечено, что низкий модуль разрыва достигается, когда рассматриваются бетонные образцы большего размера.
    Кроме того, модуль разрыва составляет от 10 до 15 процентов от прочности бетона на сжатие. На него влияют пропорции смеси, размер и объем крупного заполнителя, используемого для изготовления образцов.
    Наконец, следующее уравнение может быть использовано для расчета модуля разрыва, но он должен быть определен с помощью лабораторных испытаний, если он имеет значение для проектирования:
    Модуль разрыва бетона
    Где:
    fr: модуль разрыва
    fc’: прочность бетона на сжатие
    Машина для испытания на изгиб и бетонный образец

    Машина для испытания на изгиб и образец бетона (ASTM C78)

    Каковы области применения испытания бетона на изгиб?

    Ниже перечислены области применения испытания на изгиб:

  • определение соответствия стандартам
  • Это необходимое условие для проектирования бетонных смесей
  • Используется при испытании бетона для строительства перекрытий и тротуаров.
  • Какие факторы вызывают изменчивость результатов испытаний на изгиб?

  • Подготовка бетонных образцов
  • Размер образца
  • Влажность бетонного образца
  • Отверждение бетонного образца
  • Формование или распиливание образца до необходимого размера.
  • Размер бетонного образца для испытания на изгиб

    Согласно ASTM размер образца составляет 150 мм в ширину, 150 мм в глубину, а длина не должна превышать глубину образца как минимум в три раза.
    Индийский стандарт определяет размер образца бетона как 150 мм в ширину, 150 мм в глубину и пролет 700 мм.
    В нем также указано, что размер 100 мм ширины, 100 мм глубины и пролет 500 мм может быть использован, если максимальный размер используемого заполнителя не превышает 19 мм.
    Британский стандарт устанавливает квадратное сечение образцов с размерами 100 мм или 150 мм, а пролет варьируется от четырех до пяти раз больше глубины образца.
    Тем не менее, предпочтительно использовать образец шириной 150 мм, глубиной 150 мм и пролетом 750 мм.

    Оборудование для испытания бетона на изгиб

  • Формы из стали, чугуна или другого невпитывающего материала размером (150ммX150ммX 750мм).
  • Тампонажные стержни: ASTM указывают большой стержень (диаметром 16 мм и длиной 600 мм) и малый стержень (диаметром 10 мм и длиной 300 мм).
  • Испытательная машина, способная прикладывать нагрузку с равномерной скоростью без прерывания ударов
  • Совок
  • Совок
  • Весы с точностью до 1 г
  • Бетономешалка с электроприводом
  • Стол вибрационный в случае использования вибрации для уплотнения бетона в формах
  • Подготовка образцов бетона

  • Определите пропорции материалов, включая цемент, песок, заполнитель и воду.
  • Смешайте материалы вручную или с помощью подходящей смесительной машины в партиях, размер которых на 10% больше, чем размер образца для формовочных испытаний.
  • Измерьте осадку каждой партии бетона после смешивания.
  • Установите формы на горизонтальную поверхность и смажьте внутреннюю поверхность соответствующим смазочным материалом, не допуская чрезмерного смазывания.
  • Залейте свежий бетон в формы в три слоя.
  • Уплотните каждый слой 16-миллиметровым гребнем и сделайте 25 ударов по каждому слою или полностью заполните форму и уплотните бетон с помощью вибростола.
  • Удалите излишки бетона с верхней части формы и разровняйте его, не надавливая на него.
  • Накройте образцы в формах и храните их в температурном помещении в течение 24 часов.
  • Извлеките формы и подвергните образцы влажному твердению при температуре 23+/-2 о С до момента проведения испытаний.
  • Возраст испытания составляет 14 дней и 28 дней, для каждого испытания необходимо подготовить три образца (согласно Индийскому кодексу, образец хранится в воде при температуре 24-30oC в течение 48 часов, а затем испытывается).
  • Процедура испытания бетона на изгиб

  • Испытание должно проводиться на образце сразу после его выемки из состояния твердения, чтобы предотвратить высыхание поверхности, которое снижает прочность при изгибе.
  • Поместите образец на точки нагружения. Обработанная вручную поверхность образца не должна соприкасаться с точками нагружения. Это обеспечит приемлемый контакт между образцом и точками нагружения.
  • Отцентрируйте систему нагружения по отношению к прикладываемой силе.
  • Приведите блок, прикладывающий силу, в контакт с поверхностью образца в точках нагружения.
  • Прикладывайте нагрузку в пределах от 2 до 6 процентов от расчетной предельной нагрузки.
  • Используя щупы 0,10 мм и 0,38 мм листового типа, определите, больше или меньше ли зазор между образцом и блоками, прикладывающими нагрузку, или опорными блоками, чем каждый из щупов на длине 25 мм или более.
  • Устраните любой зазор более 0,10 мм с помощью кожаных прокладок (толщиной 6,4 мм и длиной от 25 до 50 мм), которые должны простираться на всю ширину образца.
  • Для устранения зазоров более 0,38 мм следует рассмотреть возможность укупорки или шлифовки.
  • Непрерывно нагружайте образец без удара до момента разрушения с постоянной скоростью (индийский стандарт устанавливает скорость нагружения 400 кг/мин для образца 150 мм и 180 кг/мин для образца 100 мм, скорость увеличения напряжения 0,06+/-0,04 Н/мм2.с согласно британскому стандарту).
  • Скорость нагружения в соответствии со стандартом ASTM может быть рассчитана по следующему уравнению:
  • Скорость нагружения при испытании бетона на изгиб
    r: скорость нагружения
    S: скорость увеличения крайнего волокна
    b: средняя ширина образца
    d: средняя глубина образца
    L: длина пролета

  • Наконец, измерьте поперечное сечение испытуемого образца на каждом конце и в центре для расчета средней глубины и высоты.
  • Расчет модуля упругости при разрыве

    Для расчета модуля упругости при разрыве используется следующее выражение:
    Модуль разрыва бетона
    MR: модуль разрыва
    P: предельная приложенная нагрузка, указанная испытательной машиной
    b: средняя ширина образца в месте разрушения
    d: средняя глубина образца в месте разрушения
    Читать далее:
    Прочность бетона на сжатие — испытание в кубе, процедура, результаты
    Почему мы испытываем прочность бетона на сжатие через 28 дней?
    Испытания на работоспособность бетона на строительной площадке и рекомендуемые значения
    Испытания цемента на строительной площадке для проверки качества цемента
    Испытание качества песка на строительной площадке для бетона
    Испытание просадки бетона на работоспособность — процедура и результаты

    Ссылки

    Британский стандарт: Испытание бетона: Часть 118. Метод определения прочности при изгибе. [S.l.], p. 1-3. 1983. (BS 1881 : часть 118 : 1983).
    C09, A. C. Стандартная практика изготовления и отверждения образцов для испытаний бетона в лаборатории. ASTM Committee C09. [S.l.]. 2000. (C 192/C 192M — 00).
    C09, A. C. Стандартный метод испытания бетона на прочность при изгибе (с использованием простой балки с нагрузкой в центральной точке). ASTM Committee C09. [S.l.]. 2000. (C 293 — 00).
    C09, A. C. Стандартный метод испытания прочности бетона на изгиб (с использованием простой балки с нагрузкой в третьей точке). ASTM Committee C09. [S.l.], p. 1-3. 2002. (C 78 — 02).
    СЕКЦИОННЫЙ КОМИТЕТ ПО ЦЕМЕНТУ И КОНКРЕТУ, В. 2. Методы испытаний на прочность бетона. Бюро индийских стандартов. New Delhi , p. 15-17. 1959 г. Подтверждено в 1999 г. (IS : 516).
    Бетон на практике. Национальная ассоциация готового бетона. [S.l.], p. 1-2. 2016.
    КЕТТ, И. Инженерный бетон: проектирование смесей и методы испытаний. Нью-Йорк : CRC press LLC, 2000.

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой