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Prüfung von Festbeton in Spannung

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Stahlbeton hat höhere Festigkeit als unbewehrten Beton, weil der Stahl im Abschnitt verstärkte verwendet werden, um große Zugkräfte zu tragen, da in dieser Labortests nachgewiesen wird.

Beton kann sehr große Spannungen unter einachsiger Druckkräfte standhalten. Allerdings sind die Ausfälle beobachtet nicht Druckspannungen in der Natur aber Misserfolge auf Scherflächen, wo maximale Zugkräfte auftreten. Diese plötzliche Art des Scheiterns ist inakzeptabel in Strukturanwendungen und konkretesten ist verstärkt mit Stahl seine Festigkeit und Duktilität zu erhöhen.

In der Praxis werden die Balken in einem Stahlkäfig Muster mögliche Ebenen der Zugfestigkeit Versagen zu überqueren hinzugefügt. Stahlbewehrung dient zur Begrenzung der Rissbildung und breiten, erhöht die Lebensdauer des Bauwerks zu knacken. Tausalzen und andere Chemikalien werden vom eindringen und korrodieren der Betonstahl erschwert. Steifigkeit der tragenden Bauteile ist gepflegt und langfristige Umlenkungen werden reduziert und das ästhetische Erscheinungsbild von Betonbauwerken verbessert.

In diesem Video führen wir Tests zur Bestimmung der konkreten Zugfestigkeit und vergleichen mit unbewehrtem Beton verstärkt.

Beton ergibt sich eine sehr dünne, schwache Schicht zwischen der Mörtel und das Aggregat, genannt die Grenzflächen Übergangszone in sehr niedrigen Zugfestigkeiten. Da die Gestaltung des gemeinsamen betone, durch die Notwendigkeit angetrieben wird, die aggregierte Inhalte maximieren und minimieren die Mörtel-Lautstärke, ist die Partikel Abstand sehr klein, mit bis zu 40 % der Mörtel Band besteht aus den schwächeren ITZ Material. Das lokale, größere, Wasser, Zement-Verhältnis während mischen und Härten im Bereich Interphase führt zu schwächeren Kristallstruktur in der ITZ. Dieser Zustand, gepaart mit den Spannungskonzentrationen um die unregelmäßige zuschlagkörnern führt zu bevorzugten Risswachstum in diesem Bereich.

Um zu testen, die Zugeigenschaften von Beton, eine Methode, bekannt als der Zylinder-Split-Test dient häufig. Eine Druckkraft wird angewendet, was zu einer einheitlichen, horizontale Zugspannung in Orte abseits der angewendeten Last.

Eine Korrelation ist in der Regel zwischen den Zug- und Druckspannungen stärken gesehen, obwohl typische Koeffizienten der Variation für diese Beziehungen hoch sind. Eine andere Methode ist eine Vierpunkt-Biege Testkonfiguration. Bei diesem Test wird die obere Faser in der Kompression und das untere, in Spannung. Wenn die Zugfestigkeit an der Unterseite, bildet sich ein Riss verursacht sofortigen Ausfall erreicht ist.

Eine ähnliche Korrelation von Zug- und Druckspannungen stärken ist für diesen Test gesehen. Der Strahl Testergebnisse in Vorhersagen der Zugfestigkeit Kapazität, in der Regel 30 bis 50 % größer als der Split-Zugversuch. Aber da Risse in vielen konkreten Elementen durch Biegung ist, die Werte aus den Strahl-Tests dienen in der Regel im Design. Um zu vergleichen, armierter Beton unbewehrt, Stahlstäbe sind platziert an der Unterseite des Balkens Zug- und dann getestet.

Im nächsten Abschnitt wir messen die Zugfestigkeit von unbewehrtem Beton mit dem Split-Spannung-Test und vergleichen Sie die Festigkeit des unverstärkten und Stahlbeton, mit dem Strahl-Spannung-Test.

Verwenden Sie für diese Tests die Probe-Zylindern, die in unserem Video diskutieren Frischbeton bereit waren. Mithilfe einen dünnen Streifen aus Balsaholz und eine steife Stahlstange verteilen Sie die Lasten gleichmäßig von den zylindrischen laden Köpfen in die Prüfmaschine Kompression. Zeichnen Sie eine Linie entlang der Durchmesser an jedem Ende der Probe, halbiert den Zylinder. Als nächstes eine Holzleiste und steifen Stahlstange entlang der Mitte der unteren Lagerbock der Prüfmaschine center.

Nun setzen Sie den Zylinder auf dem Strip und so richten Sie aus, dass die Linien an den Enden der Probe vertikale und zentriert über den Strip sind. Als nächstes legen Sie die zweite Holzleiste und Stabstahl längs auf der Oberseite des Zylinders. Senken Sie den oberen Kopf der Prüfmaschine geladen, bis die Baugruppe in der Maschine befestigt ist.

Gelten die Druckbelastung, langsam und kontinuierlich bis die Probe in Split Spannung ausfällt. Schließlich nehmen Sie die maximale Belastung. Untersuchen der Bruchfläche und schätzen den Anteil der Aggregat, das gebrochen hat. Wiederholen Sie diesen Vorgang für den zweiten Zylinder bekommen Sie eine Ahnung der Variation.

Erstellen Sie zwei Betonbalken, eines ohne Verstärkung und eines mit 2 Nummer drei Bars befinden sich etwa 0,5 Zoll von der Unterseite verstärkt. Die Bars haben Haken an den Enden, eine Bar-ausziehbares Ausfall zu verhindern. Beide Träger sind 4 Zoll von 4 Zoll im Querschnitt mit 16 Zoll nicht unterstützte Länge.

Vorsichtig heben Sie den Betonbalken und installieren Sie sie in das Setup. Installieren Sie dann eine Vierpunkt-Biege-Prüfeinrichtung in die Prüfmaschine, wie gezeigt. Der Test ist eine vier-Punkt-Biegeversuch genannt, denn wir zwei stützen an den Enden und zwei Belastungspunkte an der dritten Stelle haben.

Schalten Sie die Prüfmaschine und aktivieren Sie die Software laden und Verformungen zu lesen. Als nächstes wenden die Druckbelastung, langsam und kontinuierlich bis die Probe ausfällt. Notieren Sie die maximale Belastung. Schließlich untersuchen Sie die Bruchfläche und schätzen Sie den Anteil der Aggregat, das gebrochen hat.

Wiederholen Sie das gleiche Protokoll für den Stahlbeton-Strahl. In diesem Fall Stahlarmierung Zug-Seite des Balkens, oder unten verhindert plötzlichen spröde Versagen. Da der Beton beginnt zu knacken, startet der Stahl die Zugkräfte aufnehmen. Diese Technik funktioniert, solange die Stahlstäbe, die Oberfläche Deformationen zu helfen, Kräfte aus dem Beton übertragen haben, richtig verankert sind.

Berechnen Sie die Zugfestigkeit für die maximale Druckbelastung während der Split-Zugversuch erreicht. Für diese Tests wurde der Durchschnitt 388 Psi mit einer Standardabweichung von 22,2 Psi.

Berechnen Sie die Zugfestigkeit für die maximale Druckbelastung während der Strahl Zugversuch erreicht. Für diese Tests wurde die durchschnittliche 522,9 Psi. Wir können die unbewehrten und Stahlbeton Balken vergleichen, anhand ihrer Lastkurven Durchbiegung.

Zunächst folgten beide Balken einen ähnlichen Weg mit geringen Unterschieden in der anfänglichen Steifigkeit, wahrscheinlich aufgrund von Änderungen der Bedingungen. Unbewehrte Strahl fehlgeschlagen, sobald erste Risse bei einer Belastung von etwa 450 Pfund, eine Last in der Nähe der vorhergesagten Zugfestigkeit aufgetreten ist. Der verstärkte Strahl geknackt bei einer höheren Belastung aber wieder seine Stärke schnell, allerdings auf einem niedrigeren Gesamtsteifigkeit. Die Last weiter erhöhen, bis der Stahl beginnt, nach, die Ausbeute die Kurve beginnt zu glätten. Denn Stahl sehr dehnbar ist und Belastung härtet, tritt Fehler bei großen Verformungen.

Ein Vergleich der beiden Kurven zeigt die dramatischen Unterschied in der Leistung. Der Unterschied in der Stärke ist sehr groß, aber es sei darauf hingewiesen, dass dies in den Bereich des verwendeten Stahls zusammenhängt.

Nun, da Sie die Notwendigkeit der Stahlbewehrung in Beton schätzen, betrachten wir ein paar gängige Anwendungen. Mit nur 1 bis 1 bis 1,5 % Stahl über den Bereich des konkreten Querschnitts kann Betonkonstruktionen, die wirtschaftlich, sicher und gute Wartungsfreundlichkeit. Viele Fußballstadien, wie Soldier Field in Chicago, verdanken ihre einzigartigen Formen Stahlbeton.

Frank Lloyd Wright brachte Stahlbeton in die Welt der modernen Architektur. Die Nutzung der seine Fähigkeit, seine Integrität in nicht unterstützten Kragarme, verwendet Wright das Material in einigen seiner größten Werke, darunter Fallingwater in Pennsylvania.

Sie habe nur Jupiters Einführung in Druckversuche auf Festbeton in Spannung beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, spröde Zug-Ausfällen in Beton und wissen die standard-Labor-Tests zur Bestimmung der Stärke von unbewehrten und Stahlbeton unter Spannung.

Danke fürs Zuschauen!

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