Статические испытания монорельсового пути

Методические указания

для выполнения лабораторных работ

 

 

Саранск - 2018

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Ультразвуковой импульсный метод ………………………… …….. 3

2. Электромагнитный метод. Определение

характеристик армирования………..………..…………………….10

3. Определение силы натяжения арматуры………………………….14

4. Определение прочности бетона методом пластических

деформаций………………………………………………………….18

5. Тензорезисторный метод определения деформаций……………..28

6. Статические испытания монорельсового пути……………………34

7. Статические испытания стальной фермы………………………….39

8. Динамические испытания…………………………………………...42

9. Литература……………………………………………………………47

 

 

1. Ультразвуковой импульсный метод

 

Цель работы - овладеть ультразвуковым импульсным методом и приобрести навыки при решении задач дефектоскопии, определения прочности бетона, нахождения толщины изделий.

 

Общие сведения.

 

Ультразвуковой импульсный метод основан на использовании механических колебаний высокой частоты (более 20 кГц). Его характерной особенностью является возбуждение высо­кочастотных колебаний весьма малой амплитуды в органическом объе­ме материала, поэтому можно считать, что образец или конструкция не меняют своей формы. Деформируется материал проходящей волной в некоторой локальной зоне по линии прозвучивания.

Ультразвуковой импульсный метод испытаний материалов основан на зависимости между характеристиками высокочастотных колебаний, распространяющихся в среде, и свойствами этой среды. Для установле­ния нужных физико-механических свойств материала измеряются и ис­пользуются следующие характеристики колебательного процесса: V - скорость распространения волны продольных, поперечных или поверхностных колебаний; a- коэффициент затухания колебаний, харак­теризующий интенсивность падения амплитуда волны во времени или с расстоянием; t_a - полное время затухания колебаний, которое определяется по уменьшению амплитуды до уровня, не регистрируемо­го аппаратурой.

Зависимость между скоростью упругих волн и физическими свойствами среды выражается следующим образом:

,

где Е - динамический модуль упругости; r - плотность материала; К = 1 для скорости распространения продольных упругих волн в стержне - одномерной среде; К = для скорости распространения продольных упругих волн в пластине - двумерной среде; для скорости распространения продольных упругих волн в массиве - трехмерной среде; m - коэффициент Пуассона.

Из приведенной формулы видно, что скорость распространения упругих волн функционально связана с такими свойствами, как упругость и плотность материала. Следовательно, по скорости распространения волн можно судить о качестве строительного материала и его состоянии.

С помощью данного метода решаются задачи дефектоскопии, определения физико-механических свойств материалов: прочности, упру­гих параметров, пористости.

 

Краткие сведения об аппаратуре

ультразвукового импульсного метода для бетона.

Современный ультразвуковой прибор для контроля качества бе­тона - сложное электронное устройство (рис.1.1).

Каждый блок устройства – это выполняющая определенную функ­цию часть электронной схемы. Основным рабочим органом является генератор импульсов, в котором вырабатываются 50 раз в 1 с корот­кие электрические импульсы. От генератора импульсов сигнал одновременно падает на излучающий пьезопреобразователь, трансформиру­ющий электрический сигнал в механическое колебание, и на запуск ждущей задерживающей развертки. В этом блоке автоматически моде­лируется процесс распространения колебаний по исследуемому мате­риалу от момента посылки до момента приема. Генератор меток време­ни служит индикатором - отсчетным устройством, подающим на экран электронно-лучевой трубки через короткие интервалы (1 - 10´10^-6 с) электрические импульсы, позволяющие производить отсчет времени распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) в бетоне.

Рассмотренная блок-схема описывает работу таких приборов, как УКБ – 1М, УК - 10А.

Рис.1.1. Блок-схема ультразвукового прибора для контроля качества бетона: 1 - генератор импульсов; 2 - усилитель; 3 - излучающий преобразователь; 4 - бетонное изделие; 5 - приемный преобразователь; 6 - усилитель; 7 - экран электронно-лучевой трубки; 8 - генератор меток времени; 9 - блок ждущей развертки.

 

1.1. Дефектоскопия бетона методом сквозного прозвучивания

Ультразвуковая дефектоскопия бетона методом сквозного прозвучивания показана на рис.1.2. Сквозное прозвучивание можно проводить и при наличии в бетоне арматуры, влияние которой не выходит за рамки чувствительности аппаратуры, если удается избежать непосред­ственного пересечения трассой прозвучивания самого стержня.

 

Рис. 1.2. Выявление дефекта при сквозном прозвучивании:

1 – 1'; 2 – 2’; 3 – 3’ – трассы сквозного прозвучивания; I – излучатель УЗК;

II – приемник УЗК; III – проекция дефекта на плоскость; IV – диаграмма скоростей УЗК в вертикальном створе; V – линии равных скоростей;

VI – координатная сетка с шагом 5, 10, 20, 50 см.

 

Документирование результатов дефектоскопии методом сквозного прозвучивания ведется следующим образом: на две противоположные плоскости, с которых проводится прозвучивание, наносятся прямоугольные координатные сетки со стороной квадрата 5, 10, 20 или 50 см (в зависимости от размера конструкции). Они размечаются так, чтобы линии, соединяющие узлы на двух противоположных гранях, были крат­чайшими трассами прозвучивания. Последовательно прозвучивая конструкцию парой излучатель-приемник, установленной в каждом створе узлов, получают поле скоростей ультразвука или поле времен его распространения. Последнее следует использовать лишь тогда, когда толщины конструкции отличаются на различных трассах не более чем на 0,5 – 0,7 %. Затем, нанеся координатную сетку на чертеж и проставив в узлах значения измеренных скоростей или (при постоянной толщине конструкции) времен распространения ультразву­ка на координатной сетке, проводят линии равных скоростей - изоспиды или линии равных времен - изохроны.

Ультразвуковой импульсный метод при сквозном прозвучивании позволяет выделить зоны непровибрированного или неперемешанного бетона, крупные инородные включения, пустоты и пористость бетона.

 

Таблица для записи результатов

 

 

 

1.2. Дефектоскопия бетона методом продольного профилирования

Ультразвуковая дефектоскопия бетона методом продольного про­филирования (или методом годографа) получила меньшее распростра­нение, чем дефектоскопия методом сквозного прозвучивания (рис.1.3). Это объ­ясняется прежде всего тем, что результаты измерений при продольном профилировании интерпретируются труднее, а измерения более трудо­емки. Однако нельзя не отметить и преимущества этого метода - он позволяет вести прозвучивание при расположении излучателя и при­емника на одной поверхности. Особенно эффективно его применение при дефектоскопии дорожных и аэродромных покрытий, фундаментных, монолитных плит перекрытий и т.д.

 

 

 

Рис.1.3. Метод продольного профилирования:

а - годограф скорости ультразвука; б - схема расстановки ультразвуковых преобразователей при проведении измерений; 1 - излучатель; 2 - приемник;

3 - испытываемая конструкция; 4 – дефект.

Данный метод используется также в случаях, когда необходимо установить, на какую глубину от поверхности бетон поражен коррози­ей (например, при длительном соприкосновении с переменным уровнем морской воды или в конструкциях зданий химических производств), а такие при переменном замораживании - оттаивании или после воздействия высоких температур при пожарах.

При измерениях методом продольного профилирования излучатель устанавливается неподвижно, а приемник последовательно перемешает­ся по линии, проходящей через точку установки излучателя с посто­янным шагом (от 1 до 8 - 10 см). При этом с помощью прибора сни­мается отсчет времени распространения ультразвуковых продольных волн, пришедших в первом вступлении; при наличии фотоприставки может прослеживаться характерная фаза (максимум или минимум на ос­циллограмме) поверхностей релеевской или поперечной волны.

Схема, поясняющая выявление дефекта методом продольного про­филирования, показана на рис. 1.3, из которого видно, что график, называемый годографом скорости, на участках конструкций, где бетон не имеет крупных одиночных дефектов или дефектных зон, может быть представлен прямой линией.

Искривления годографа прямой продольной волны на каком-либо участке свидетельствует об отступлениях от условий, определяющих квазиоднородность бетона по отношению к происходящим колебаниям, то есть о наличии дефекта.

Если вычислить котангенс угла наклона прямолинейного годографа скорости

то тем самым будет найдена скорость ультразвука в толщине бетона на глубину порядка l от поверхности, где l - длина волны;

Если среднюю скорость ультразвука в бетоне принять равной 4000 м/с, а частоту f = 60 кГц, то

Меняя частоту на более низкую (f = 25 кГц), получим

Из этих подсчетов видно, что чем выше скорость ультразвука в бетоне и чем ниже частота колебаний, тем больший объем материа­ла может быть вовлечен в исследование при использовании метода продольного профилирования, тем большую информацию можно получить.

Рассматривая рис. 3, можно также установить, что при переме­щении приемника продольным профилем над дефектом можно получить только одно измерение горизонтальной проекции дефекта на плос­кость наблюдений. Чтобы "оконтурить" дефект, надо пройти несколько профилей, пересекающихся в середине первого полученного отрезка горизонтальной проекции искривленного участка годографа. Очерченная затем площадь окажется на 5 – 10% больше действительной гори­зонтальной проекции дефекта.

Метод продольного профилирования незаменим при определении толщины поврежденного с поверхности бетона, глубины трещины, вы­ходящей на поверхность.

По результатам испытаний строятся графики.

 

1.

 

2.

 

2. Электромагнитный метод. Определение характеристик

Армирования.

Цель работы - овладеть электромагнитным методом и приобрести навыки в определении им характеристик армирования (толщины защитного слоя бетона и диаметра армату­ры).

Общие сведения.

Электромагнитный метод основан на измерении магнитного соп­ротивления магнитной цепи, в которой последовательными элемента­ми служат защитный слой бетона и участок арматуры. Магнитное соп­ротивление зависит от положения и диаметра арматуры. Прибор ИЗС-10Мпредназначен для определения толщины защитного слоя арматуры железобетонных конструкций и зависит от диаметра арматуры. Шкала градуирована в зависимости от толщины защитного слоя и диа­метра арматуры (в мм). Чувствительный элемент прибора - индуктивный сбалансированный мост, одним из плеч которого является преобразователь прибора. Если измеряется толщина защитного слоя бетона или диаметр стержня, то мост разбалансируется и величина баланса будет либо толщиной защитного слоя, либо диаметром ар­матуры.

 

Описание образцов, проведение эксперимента.

Образцы для испытания представляют собой три железобетонных плиты с отрезками арматуры (рис. 2.1 – 2.3).

Первая плита имеет два стержня Æ14 мми один стержень Æ10 мм. Все они расположены в бетоне с различным защитным слоем (h¹_з.с, h²_з.с, h³_з.с,). Величины защитного слоя неизвестны. Вторая плита имеет также три стержня, диаметры которых неизвестны. Защитный слой бетона для этих стержней одинаков и известен. Третья имеет один арматурный стержень. Неизвестны: его расположение, диаметр и толщина защитного слоя бетона.

 

Подготовка прибора к работе.

1. Включить прибор и прогреть его в течение 5 мин.

2. Тумблер режима работы включить в положение "Контроль" и регу­лятором "Напряжение" совместить стрелку индикатора с чертой на верхней шкале.

3. Тумблер режима работы переключить в положение "Контроль".

4. Произвести проверку по эталону. Стрелка должна указывать рас­стояние до эталонного стержня заданного диаметра. Положение стрелки корректируется регулятором "Чувствительность".

 

Рис. 2.1. Образец для измерений толщины защитного слоя при известном диаметре арматуры: 1 - фрагмент железо­бетонной конструкции; 2 - арматурный стержень

Рис. 2.2. Образец для измерений диаметра арматуры ври известной

толщине защитного слоя бетона:

1 - фрагмент железобетонной конструкции; 2 - арматурный стержень

Рис. 2.3. Образец для определения характеристик армирования при неизвестных диаметре и толщине защитного слоя бетона

Измерение толщины защитного слоя.

Образец для испытаний изображен на рис. 2.1. Преобразователь прибора от края перемещается поступательно по поверхности плиты. Начало движения стрелки прибора сигнализирует о наличии арматуры и приближении к арматурному стержню. Медленным поступательным и вращательным перемещениями преобразователя добиваемся наименьшего отклонения стрелки прибора. В этом положении арматурный стержень проходит через центры полюсов преобразователя. Полученная линиябудет соответствовать проекции арматурного стержня на испытываемуюплос­кость плиты. Остается определить толщину защитного слоя бетона по шкале, соответствующей известному диаметру арматуры. Результаты испытаний заносятся в табл. 2.1.

 

Таблица 2. 1

№№	Диаметр арматуры d, мм	Толщина защитного слоя hз.с., мм

 

Определение диаметра арматуры.

Образец для испытаний изображен на рис. 2.2. Все операции этого опыта по составу и последовательности аналогичны рассмотренным выше.

Когда преобразователь установлен точно над арматурным стержнем, отсчитываем диаметр арматуры как обозначение той шкалы, на которой стрелка показывает величину известного защитного слоя.

Результаты измерений заносятся в табл. 2.2.

 

 

Таблица 2.2

№№	Толщина защитного слоя hз.с., мм	Диаметр арматуры d, мм

 

Определение диаметра арматуры и толщины

защитного слоя бетона.

Образец для испытаний изображен на рис. 2.3. Все операции и порядок их выполнения в этом опыте аналогичны.

При расположении преобразователя точно над арматурой снимаем отсчеты по всем шкалам прибора и заносят их в табл. 2.3. После это­го, располагая преобразователь на том же месте, между преобразо­вателем и поверхностью бетона подкладывают прокладку из немагнитного материала (оргстекла, текстолита, дерева и т.д.). Его тол­щина должна быть известна. В таком положении снимают отсчеты по всем шкалам прибора еще раз и записывают их в табл. 2.3.

 

Таблица 2.3.

№№	Диаметр арматуры d, мм	Отсчет без прокладки, мм	Отчет с прокладкой, мм	Разница отсчетов с прокладкой и без нее, мм	Выводы

 

В каждой строке табл. 2.3 производят вычитание из отсчетов, снятых по прибору с использованием прокладки, и из отсчетов, снятых без нее. Полученную разницу сравнивают с толщиной использованной прокладки. Совпадение (или максимальное приближение) разницы отсчетов по какой-либо шкале с толщиной прокладки свидетельствует о том, что под слоем бетона находится арматура диаметром, соответствующим этой шкале отсчета, и толщина защитного слоя бетона соответствует отсчету по этой шкале без прокладки. Приведенная методика измерений позволяет определить все основные характеристики армирования: наличие арматуры, ее расположение в конструк­ции, диаметр и толщину защитного слоя бетона.

3. Определение усилия натяжения арматурных стержней

 

Цель работы - овладеть методами определения предварительного натяжения арматуры с по­мощью приборов: динамометра пружинного ПРД-6 и частотного ИПН-6.

 

Общие сведения.

Контроль степени натяжения арматуры является одним из важнейших этапов в пооперационном контроле производства предвари­тельно напряженных железобетонных конструкций. Он предотвращает снижение трещиностойкости и жесткости железобетонных конструкций, повышает надежность их в эксплуатации. Величину требуемого предварительного напряжения арматуры необходимо тщательно контролиро­вать. Перенапряжение арматуры вызывает появление сверхнормативных трещин в сжатых зонах конструкции, изменяет деформативность конструкции под нагрузкой и может вызвать обрыв отдельных арматурных элементов, что приводит к браку. Поэтому для повышения качества изготовляемых железобетонных изделий следует своевременно и тщательно конт­ролировать степень предварительного натяжения арматуры.

В предварительно напряженных изделиях при механическом натя­жении арматуры величина контролируемого натяжения не должна отли­чаться от предусмотренной в рабочих чертежах более, чем на -5 и +10%. Степень натяжения арматуры контролируется с помощью различ­ных механических и физических приборов, используемых в зависимос­ти от вида армирования, диаметра арматуры, способа ее натяжения и других факторов. Степень натяжения может характеризоваться величи­нами концевого усилия, удлинения или прогиба арматурного стержня, а такие частотой собственных колебаний напрягаемой арматуры.

Существуют различные способы определения напряжения арматуры. Методы контроля усилия натяжения арматуры можно разделить на пря­мые (измерение концевого усилия) и косвенные (по удлинению, про­гибу при оттяжке, частоте колебаний, изменению магнитной проница­емости). Приборы для измерения силы натяжения предварительно напряженной арматуры классифицируются следующим образом:

по принципу действия:

1) динамометры пружинные (с собственной базой и без нее);

2) динамометры с упругим элементом, снабженным проволочными датчиками;

3) динамометры частотные;

по диаметру измеряемой арматуры:

1) динамометры пружинные с фиксированной базой (ДП-250, ДПР-250 - для арматуры малых диаметров - до 6 мм);

2) динамометры с упругим элементом, снабженным проволочным датчи­ком;

3) прибор ПРД для арматуры больших диаметров (15 - 28 мм); по измерению натяжения арматуры в пределах рабочего диапа­зона длин и диаметров - динамометры частотные (ИПН-6).

 

Определение усилия натяжения арматуры

при помощи динамометра ПРД-6.

Простейшим приспособлением для контроля общей величины удли­нения напрягаемой арматуры может служить мерная линейка, с по­мощью которой по заранее нанесенным на арматуру меткам можно най­ти ее удлинение с точностью до 1мм. Измерение удлинения какого-либо участка арматуры на базе 500 мм можно провести с помощью индикатора часового типа с устройством, обеспечивающим крепление его к испытуемой арматуре.

Для определения натяжения по величине прогиба в стержневой прядевой арматуре диаметром от 7 до 28 ммможет быть использован динамометр типа ПРД. Его силоизмерительная пружина (рис. 3.1) надета на сердечник и помещена в цилиндре, который сверху закрывается втулкой и стопорится винтом. Внутри гайки проходит винт, на который надеты маховичек и колпачок со шкалой. В буртик сердечника вмонтирован стержень (проходящий сквозь прорезь в корпусе). На корпусе укреплен индикатор. Нижний конец сердечника соединен посредствам резьбы с тягой, на резьбу засажен крючок. Нижняя часть кожуха заканчивается упорными лапами.

До начала работы большая стрелка индикатора должна быть в положении “95”. Затем прибор устанавливается упором на опалубку посередине измеряемой базы. Крючок захвата подводится под арматуру. Поворотом ручки маховика обеспечивается надежный контакт крючка с арматурой, а затем предварительный натяг силоизмерительной пружины. При этом стрелка индикатора перемещается на 5 велений и становится в положении “0”, после чего маховик поворачивается на целое число оборотов. Отсчет снимают по индикатору. По его показаниям с помощью тарировочной кривой определяют напряжение в арматурном стержне. Количество оборотов маховика подбирается в зависимости от вида, длины и диаметра арматуры по данным таблицы 3.1.

Величину натяжения арматуры вычисляют по формуле

(кг),

где B = nh; п= 5 (количество оборотов): h = 0.175 см(шаг резьбы винта):

х ₁=5,5 кг – усилие в пружине прибора при предварительной оттяжке:

х ₂ - усилие в пружине прибора по окончании оттяжки (кг); l – длина стержня;

y_{пр 1} и y_{пр 2} - отсчеты по индикатору (начальный и конечный).

Таблица 3.1

 

Вид арматуры	Диаметр, мм	Длина арматуры l, м
Прядь					5-10	10-15	10-15
Прядь				5-10	5-10	15-20	15-20
Прядь					10-15	15-20	15-20
Стержень					5-10	10-15	15-20
Стержень					5-10	10-15	10-15
Стержень				5-10	5-10	10-15	10-15
Стержень					5-10	10-15	10-15
Стержень		-			10-15	15-20	15-20
Стержень		-	-		10-15	15-20	15-20
Стержень		-	-		10-15	15-20	15-20
Стержень		-	-	10-15	10-15	15-20	15-20

Рис. 3.1. Схема пружинного динамометра ПРД-6

1 - силоизмерительная пружина; 2 - стержень; 3 - цилиндр; 4 - втулка;

5 - винт; 6 - маховик; 7 - шкала; 8 - индикатор; 9 - крючок; 10 – исследуемый

арматурный стержень; 11 - корпус прибора; 12 - опалубка.

Определение напряжений в предварительно натянутой арматуре

при помощи ИПН-6.

Принцип действия прибора основан на изменении магнитного сопротивления в магнитной цепи датчика при свободных колебаниях стержня, что позволяет произвести отсчет количества колебаний в заданный отрезок времени и определить частоту колебаний (рис. 3.2).

 

 

Рис. 3.2. Схема измерений усилий натяжения арматура по частоте ее колебаний:

1 - стержень; 2 - преоб­разователь.

 

Собственная частота колебаний f связана с напряжением s _а в натянутом арматурном стержне длиной l зависимостью

,

что позволяет найти величину напряжения в арматуре при натяжении

.

Измерения производятся при помощи специального низкочастот­ного частотомера ИПН-6, предназначенного для определения предва­рительного натяжения проволочной, стержневой и прядевой арматуры диаметром от 3 до 25 мм при изготовлении предварительно напряжен­ных железобетонных конструкций. Электронное реле времени обеспечивает отсчет числа колебаний стержня, суммируя их в течение 10 с. Прибор контролируется частотой сети переменного тока 50 Гц. В ка­честве регистратора используется электромеханический счетчик.

 

Порядок проведения измерений.

1. Включить прибор прогреть в течение 2 мин.

2. Тумблер "Измерение-проверка" устанавливают в положение "Проверка". На вход прибора кнопкой подается частота сети 50 Гц. Через 10 с счетчик автоматически отключается. Точность показаний прибора долина быть 500 ± 5 колебания. При несоответствии показа­ний производится подстройка прибора регулятором "Настройка".

3. Индукционный выносной датчик прибора вручную по возможнос­ти неподвижно удерживается примерно посередине пролета стержня обращенным рабочей поверхностью к стержню на расстоянии от него 0,5 - 2 см. Стержень приводят в колебательное движение, нанося по ней легкий удар.

4. Берут отсчет n и по нему определяют напряжение в арматуре

(кг/см²).

 

 

4. Определение прочности бетона методом пластических

Деформаций

 

Метод пластических деформаций основан на зависимости между прочностью бетона на сжатие и размерами отпечатков на бетонной поверхности, создаваемых ударом или вдавливанием. Для того, чтобы отпечаток служил характеристикой разных значений прочности бетона энергия удара (или усилие вдавливания) должна быть для приборов определенного вида постоянной. Это предъявляет соответствующее требование к приборам.

К приборам, в которых используется метод одного отпечатка на бетоне, относятся приборы ПМ - 2, ХПС, Кремиковец, приборы НИИЖБ и ПБ, а к приборам, принцип действия которых основан на ме­тоде двойного отпечатка (на поверхности бетона и на эталонном стержне) - эталонный молоток Кашкарова.

Прибор НИИЖБ.

Принцип действия прибора основан на статическом вдавливании в исследуемую поверхность сферического штампа и измерении получа­емого при этом оттиска (рис. 4.1). Используются штампы значительно больших размеров и, что особенно важно, определяется прочность не растворной составляющей бетона, а значительного участка бетона. При испытаниях этим методом характер приложения нагрузки стати­ческий, а не динамический, как в большинстве других методов. В связи с этим, особенностями метода являются значительные усилия при вдавливании штампа в бетон.

Прибор оснащен тремя штампами, отличающихся только размерами (рис. 4.2). Номер штампа и соответствующее усилие для его вдав­ливания в основном зависят от ожидаемой прочности бетона и могут быть выбраны по таблице 4.1.

 

Таблица 4.1.

Предел прочности бетона при сжатии, кг/см2	№ штампа	Радиус R, см	f, мм	Усилие вдавливания штампа, в кг
Менее 100				До 1000
От 100 до 500				От 1500 до 2000
Более 500			7.5

 

 

Рис. 4.1. Прибор НИИЖБ

1 – испытуемая поверхность; 2 – копировальная бумага с обычной белой

бумагой; 3 – штамп; 4 – гидравлический домкрат; 5 – металлическая скоба;

6 – шарнирный упор

Рис. 4.2. Схема сферического штампа

 

В связи с тем, что при обычно получаемых оттисках сфера пластических деформаций а, следовательно, и зона исследования бе­тона, имеют глубину около 2-5 см, желательно выбирать штамп такого размера, чтобы диаметр оттиска был не менее размера круп­ного заполнителя. Давление на штамп создается с помощью гидрав­лического пресса. Нагрузка возрастает со скоростью 100 кг/сек и измеряется с точностью до 1 %.

Поверхность бетона, в которую вдавливается штамп, должна быть гладкой, без раковин и других дефектов. При статическом вдавливании влажность не влияет на результаты испытаний. Оттиски, совпавшие с пустотами, площадь которых превышает 15 % площади оттиска, или имеющие овальную форму d₁/d₂ >1,2, должны быть заменены другими. За диаметр оттиска принимается среднеарифмети­ческое значение результатов двух взаимно перпендикулярных изме­рений, выполненных с точностью 0,5 мм. Для удобства отсчетов диаметры измеряют по отпечаткам на белой бумаге, которую вместе с копировальной бумагой помещают между штампом и бетоном. На испытуемую поверхность конструкции кладут копировальную бумагу черной стороной вверх, а на нее - белую бумагу.

Величину R_c определяют по тарировочным кривым (рис. 4.3) в зависимости от диаметра отпечатка. При статическом вдавливании расстояние между отпечатками должно быть не менее двух диаметров отпечатков, а количество отпечатков - не менее двух. Граница участка испытания должна быть не ближе 50 мм от края конструкции и от арматуры.

Метод статического вдавливания позволяет оценить не только свойства раствора, но и бетона - в этом его главное преимущество перед другими методами и приборами. Но он применим только для определения прочности изделий ограниченной толщины и в основном из сборного железобетона. Для бетонных дорожных покрытий и неко­торых других сооружений этот метод использовать нельзя.

Результаты испытаний заносят в таблицу 4.2.

диаметр отпечатка, мм

 

Рис. 4.3. Зависимость прочности бетона от диаметра отпечатка

1 – для штампа № 1; 2 – для штампа № 2; 3 – для штампа № 3

 

Таблица 4.2.

№№	Усилие вдавливания, кг	Диаметр отпечатка, мм	Прочность бетона, МПа

Эталонный молоток К.П.Кашкарова.

Эталонный молоток (рис. 4.4) состоит из корпуса 6 с металли­ческой рукояткой 8, стакана 4 с отверстием для шарика 2 и сменно­го эталонного стержня 3, головки 7 с пружиной 5 для прижатия шарика к эталонному стержню и к упору головки. Эталонный стержень изготавливают из круглой прутковой стали марки Ст.З класса А-I диаметром 12 или 10 мм длиной 100-150 мм. Поверхность стержня не подвергают дополнительной обработке, но на ней не должно быть следов коррозии. Один конец стержня заостряют, чтобы его было удобнее вводить в отверстие молотка.

Прочность бетона определяют следующим образом. Молотком ударяют по поверхности бетона, при этом стальной шарик образует лунки на эталонном круглом стальном стержне и поверхности бетона. Если вмятины на бетоне нужно получить в точно определенных местах, то эталонный молоток устанавливают в заданные точки исследуемой поверхности и наносят слесарным молотком удар по головке прибо­ра. При нанесении удара головка эталонного молотка должна быть расположена перпендикулярно бетонной поверхности.

После каждого удара эталонный стержень передвигают так, что­бы расстояние между центрами соседних отпечатков было не менее 10 мм. На поверхности бетона расстояние между отпечатками должно превышать 30 мм. На эталонном стержне отпечатки располагаются по образующей стержня. На одном эталонном стержне можно получить по четырем образующим линиям до 40 отпечатков.

При некруглой форме отпечатка замеряют его наибольший диа­метр без учета случайных зазубрин и вмятин. Отпечатки измеряют лупой с 10-кратным увеличением (цена деления 0,05мм) или с по­мощью углового масштаба (рис. 4.5). Угловой масштаб представляет собой две стальные измерительные линейки, соединенные под углом.

Концы линеек стачивают так, чтобы взаимному их соприкосновению соответствовала метка, равная 10 мм. Расстояние между линейками, соответствующее 20 см, должно быть равно 10 мм.

При измерении отпечатков угловой масштаб надвигают поперек большей оси отпечатка так, чтобы края отпечатка совпадали с внут­ренними гранями линеек на одних и тех же делениях. Из зафиксированного деления вычитается нулевой отсчет, равный 100 мм, который затем делится на 10, в результате чего получается искомый диаметр отпечатка.

Вычисляют среднее значение d_b и d_э всех отпечатков, и по величине d_б / d_э с помощью тарировочной кривой (рис. 4.6) опре­деляют прочность бетона на сжатие.

Рис. 4.4. Схема эталонного молотка К.П. Кашкарова

1 – испытуемый бетон; 2 – индентор (шарик); 3 – эталонный стержень;

4 – стакан; 5 – пружина; 6 – корпус; 7 – головка; 8 – рукоятка

 

Тарировочная зависимость для расчета R_c составлена применительно к бетону в возрасте 28 су­ток с влажностью 2 - 6 %. При испытании бетона с