$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Прочность бетона, используемого в конструкциях, оценивается с помощью испытаний на сжатие для удовлетворения конкретных требований после монтажа, а также для контроля качества на протяжении всего срока службы проекта.
Когда бетон будет залит в форму, он начнет схватываться и затвердевать. Бетон достигнет своей проектной прочности и жесткости через 14-28 дней после заливки. Бетонные испытательные цилиндры отливаются одновременно с укладкой бетона. Эти образцы испытывают для определения прочности и жесткости бетона.
В этом эксперименте мы проверим 28-дневную прочность бетона на сжатие. И используйте простой неразрушающий контроль прочности бетона на месте.
Как только бетон поставлен на место, начинается процесс гидратации с растворения цемента в воде. Что приводит к насыщению ионами в растворе. В течение нескольких часов образуются кристаллы и пространство заполняется цементом, который придаст материалу его окончательную структуру. На прочность отвержденного бетона влияют смешанная конструкция, температура и влажность отверждения, а также однородность продукта. Для измерения этой прочности используется гидравлический испытательный станок.
Устройство, называемое компрессометром, прикрепляется к испытуемому образцу для расчета модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Температура и влажность во время хранения, состояние испытуемого образца во время испытания и способ проведения испытания – все это факторы, которые влияют на результаты испытаний и должны контролироваться. В то время как испытания цилиндров полезны для определения прочности бетона, доставленного на площадку, испытания на месте используются для оценки качества на месте в течение всего срока службы конструкции.
Для этого молотковый тест Шмидта выстреливает стальной груз в поверхность бетона. Расстояние, на которое сталь отскакивает, измеряется и связано с прочностью материала. Измерения могут быть выполнены на одной или нескольких поверхностях для оценки консистенции бетона.
В следующем разделе мы измерим прочность на сжатие испытуемых образцов и понаблюдаем за их режимом разрушения. Мы также продемонстрируем использование испытания молотком Шмидта для определения прочности материала.
Испытания на сжатие будут проводиться с помощью гидравлической испытательной машины. Для этих испытаний несущая способность должна быть очень высокой, чтобы испытывать высокопрочные бетоны. Извлеките бетонный цилиндр из формы и высушите его поверхность, чтобы подготовить образец к испытаниям.
Затем осмотрите бетонный цилиндр и удалите все серьезные дефекты поверхности с его концов с помощью напильника. После того, как каждый конец будет подготовлен, наложите неопреновый колпачок, чтобы концы были как можно более ровными и ровными. Центрируйте образец в гидравлической испытательной машине, а затем медленно и непрерывно прикладывайте сжимающую нагрузку со скоростью от 20 до 50 фунтов на квадратный дюйм в секунду. Дайте нагрузке увеличиваться до тех пор, пока не будет достигнут максимум и цилиндр не будет раздавлен.
Сбой неизбежен, когда индикатор нагрузки замедляется и окончательно останавливается. Когда испытание будет завершено, запишите максимальную нагрузку, а затем внимательно изучите тип неисправности бетонного цилиндра. Определите прочность образца на сжатие и запишите режим разрушения. Повторите этот тест для четырех из пяти оставшихся образцов. Для получения окончательного образца установите компрессометр, чтобы можно было определить модуль Юнга и коэффициент Пуассона для этой бетонной смеси.
Сначала открутите все семь контактных винтов до тех пор, пока точки не окажутся на одном уровне с внутренней поверхностью колец. Теперь поместите компрессометр над бетонным цилиндром и подпертите его тремя распорками одинаковой высоты, чтобы вертикально центрировать его вместе с образцом. Затяните вручную три контактных винта на нижнем кольце и два на верхнем кольце, чтобы концентрически зафиксировать образец в компрессометре.
Когда образец будет закреплен, вручную затяните последние два контактных винта в среднем кольце. Убедитесь, что вертикальный шток индикатора осевого тензодатчика находится посередине между двумя частями среднего кольца. Убедитесь, что стержень осевого циферблатного индикатора почти полностью выдвинут, а стержень диаметрального циферблатного индикатора почти полностью втянут.
Наконец, снимите оба распорных стержня с боков и третий стержень, расположенный на центральном кольце. Поднимите узел, удерживая образец, и осторожно поместите его в гидравлическую испытательную машину, а затем обнулите оба циферблатных индикатора. Применяйте серию нагрузок с шагом от 10 000 фунтов до максимум 60 000 фунтов. При каждой нагрузке регистрируйте продольные деформации и деформации обруча, как указано на индикаторах на циферблате.
Найдите гладкую, сухую бетонную поверхность толщиной не менее четырех дюймов и отметьте сетку размером 2 на 2 фута, охватывающую общую площадь 10 на 10 футов. Если поршень молотка Шмидта не вытянут, приложите конец к жесткой поверхности и осторожно надавите вниз, пока не раздастся щелчок. Поршень будет расширяться, когда вы оттягиваете молоток от поверхности.
Теперь аккуратно прижмите молоток к первой точке сетки, отмеченной на бетонной поверхности. Продолжайте нажимать до тех пор, пока не раздастся дребезжащий звук. Прочтите число отскока на весах, а затем оторвите молоток от поверхности. Повторите это измерение в каждой точке сетки, отмеченной на поверхности, а затем вычислите среднее значение и стандартное отклонение для всего набора измерений.
Цилиндры при сжатии имели тенденцию выходить из строя вдоль наклонной плоскости примерно под углом 45 градусов. Эта особенность указывает на то, что отказ был вызван не чистым сжатием цилиндра сжатием, а скорее поперечными силами или, точнее, расщепляющими растягивающими напряжениями.
Среднее значение показаний пневмоударника Шмидта составило 32,4 со стандартным отклонением 1,3, что коррелирует с прочностью на месте 4 650 фунтов на квадратный дюйм на основе калибровки по параллельным лабораторным испытаниям цилиндров.
Теперь, когда вы оценили методы испытаний на прочность бетонных конструкций, давайте рассмотрим, как они применяются для обеспечения качества конструкций в нашем мире.
В старых мостах повышенные требования к нагрузке могут потребовать проведения испытаний бетона на прочность. В этих случаях ядра извлекаются из существующих конструкций и тестируются в лаборатории, чтобы определить, может ли конструкция выдерживать нагрузки, превышающие первоначально рассчитанные.
Между более разрушающими, но очень точными испытаниями керна на месте и неразрушающими, но менее точными испытаниями на удар Шмидта находится зонд Виндзора. В этом испытании щупы вводятся в поверхность бетона, а глубина проникновения измеряется для определения прочности бетона.
Вы только что посмотрели введение JoVE в испытания затвердевшего бетона на сжатие. Теперь вы должны понимать испытания керна и испытания бетона на удар Шмидта.
Спасибо за просмотр!
