Определение прочности бетона эталонным молотком Кашкарова

1. Предел прочности бетона в конструкции ускоренным способом можно определить по методике, изложенной в Рекомендациях по определению прочности бетона эталонным молотком Кашкарова по ГОСТ 22690-88 и [2]. Метод основан на установлении зависимости между прочностью бетона R^ф и соотношением диаметров отпечатков на бетоне и стальном эталонном стержне Н.
2. Эталонный молоток состоит из корпуса, стакана, пружины, головки, индентера (шарика) и эталонного стержня (рис.7).

Рис. 7. Эталонный молоток Кашкарова:

1 — контрольный стержень; 2 — шарик

Шарик имеет диаметр от 15 до 16,7 мм с твердостью HRC60. Эталонные стержни должны иметь диаметр 10…12 мм и изготавливаются на токарном станке из прутковой стали марки ВСтЗсп2 или БСтЗпс2 с временным сопротивлением разрыву σ_р = 412…451 МПа.

Длина стержней 100…150 мм. Они заостряются с одной стороны. Прочность бетона определяется следующим образом. В отверстие между корпусом и шариком вставляется эталонный стержень. Эталонным молотком ударяют по поверхности бетона. Причем головка молотка должна быть перпендикулярна к бетонной поверхности. Удары наносят или непосредственно эталонным молотком (способ А), или после установки молотка на поверхность бетона слесарным молотком массой 1 кг по головке эталонного молотка (способ Б) (рис. 8).

Рис.8. Способы испытания

От удара возникает круглый отпечаток на поверхности бетона и эллипсоидный на поверхности эталонного стержня. Расстояние между отпечатками на бетоне должно быть ³ 30 мм, на эталонном стержне — 10-12 мм. После каждого удара отпечаток на поверхности бетона нумеруется. После нанесения серии ударов измеряют диаметры отпечатков на бетоне и наибольшие размеры отпечатков по оси эталонного стержня угловым масштабом (рис. 9). Отпечатки неправильной формы на поверхности бетона, полученные в результате удара по крупному заполнителю, пустоте, и соответствующие им отпечатки на эталонном стержне отбраковывают.

Рис.9. Угловой масштаб

Диаметр отпечатка на бетоне должен быть в интервале 0,3-0,7 диаметра шарика, на стержне ³ 2,5 мм. Измерения выполняют при помощи углового масштаба, измерительной лупы или штангенциркуля с точностью до 0,1 мм. Затем для каждой серии испытаний суммируют размеры отпечатков на бетоне и стержне и определяют косвенную характеристику Н = Σd_б/d_э, равную отношению суммы диаметров отпечатков на бетоне и стержне.

Прочность бетона определяют по предварительно построенной градуировочной зависимости между фактической прочностью бетона R^ф и косвенной характеристикой Н. Для ее построения изготавливают не менее 20 серий образцов размером 150´ 150´ 150 или 100´ 100´ 100 мм, которые испытывают эталонным молотком, и делают соответственно не более 5 или 4 отпечатков на каждом.

Для применения градуировочной зависимости в более широком диапазоне прочности изготавливают до 40% образцов из бетонов с отклонением Ц/В до ±0,4.

Достоверность градуировочной зависимости оценивается по среднему квадратичному отклонению S_T и коэффициенту эффективности F_эф. Среднее квадратическое отклонение S_T должно быть не более 12% фактической средней прочности по всем сериям образцов, по которым строилась зависимость R_с^ф. Коэффициент эффективности F_эф должен быть не менее 2.

Среднее квадратичное отклонение вычисляется по формуле

, (24)

где

S_T - среднее квадратическое отклонение;

R_ci^ф и R_ci^н — средние прочности серии бетонных образцов, определенных на прессе и эталонным молотком;

N_T — количество серий образцов, по которым строится график. Коэффициент эффективности

F_эф =S_o²/S_т², (25)

где

S_o — среднее квадратичное отклонение прочности серии образцов, испытанных на прессе.

Оно определяется по формуле

, (26)

где

R_с^ф — средняя прочность образцов, по которым построена градуировочная зависимость,

. (27)

Целесообразно пользоваться унифицированной зависимостью H - R^ну, приведенной на рис. 10.

Рис. 10. Унифицированная градуировочная зависимость

Для этого следует вычислить коэффициент совпадения:

К_совп = R_ci^ф/R_ci^ну, (28)

который равен отношению прочности бетона, определенного на прессе путем разрушения образцов, к прочности бетона, определенного эталонным молотком.

Прочность бетона в конструкции рассчитывается как произведение прочности бетона по унифицированной зависимости, умноженной на коэффициент совпадения:

R_ci ^н = R_ci ^нуК_совп. (29)

Привязку унифицированной зависимости выполняют на 25 сериях образцов и вычисляют S_TR_ci ^ни F _эф по вышеприведенным формулам.