CH452926A - Test device for determining the mechanical characteristics of concrete subjected to a thermal gradient - Google Patents

Test device for determining the mechanical characteristics of concrete subjected to a thermal gradient

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CH452926A
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CH
Switzerland
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slab
test piece
test
thermal gradient
concrete
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Application number
CH189166A
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French (fr)
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Blatzheim Roger
Bonvalet Charles
Marechal Jean-Christian
Dubois Frederic
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Commissariat Energie Atomique
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    • G01N33/383Concrete or cement
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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Description

       

  
 



     Dispositif    d'essai pour la détermination des caractéristiques   m-écaniques   
 d'un béton soumis à un gradient thermique
 La présente invention est relative à un dispositif d'essai d'une dalle-éprouvette en béton, en vue de déterminer les caractéristiques mécaniques de ce matériau, notamment lorsqu'il est soumis à un gradient thermique donné.



   On sait en effet que la connaissance de telles caractéristiques mécaniques est particulièrement importante pour certaines applications nucléaires où   l'on    utilise des épaisseurs convenables de béton pour assurer notamment une protection vis-à-vis des rayonnements radioactifs.



  C'est le cas en particulier des réacteurs nucléaires dont le   cceur    ou partie active est disposé à l'intérieur d'un caisson en béton précontraint, c'est-à-dire dans une construction dont les parois intérieures peuvent être soumises à un échauffement non négligeable tandis que leurs parois extérieures restent à la température ambiante.



   L'invention a pour but de permettre à l'aide d'un appareillage simple et robuste des mesures relativement précises sur des dalles-éprouvettes, ces dernières pouvant être en béton ordinaire ou en béton précontraint.



   Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comporte un socle rigide supportant deux appuis fixes sur lesquels repose une dalle-éprouvette du béton à essayer, des organes de chauffage disposés sur une des faces de la dalle et un conduit de circulation d'air à température commandée en contact avec l'autre face, au moins un vérin hydraulique chargeant la dalle pour compenser sa flèche résultant du gradient thermique établi entre ses faces et au moins un palpeur en contact avec la dalle-éprouvette pour mesurer la valeur de cette flèche et assurer la commande du vérin.



   Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la dalle-éprouvette est disposée horizontalement, des organes de chauffage étant sur sa face supérieure, tandis que les palpeurs de mesure sont en contact avec sa face inférieure, d'autres palpeurs étant également répartis sous l'éprouvette pour mesurer les déformations locales de celle-ci. L'ensemble des palpeurs repose sur une table de référence, liée aux deux appuis de support de la dalleéprouvette et maintenue en position parfaitement horizontale. En outre, des thermocouples sont prévus contre la dalle-éprouvette pour effectuer un repérage continu de la température.



   De préférence, les organes de chauffage sont consti tués par des plaques métalliques alimentées par un circuit électrique et recouvertes d'une isolation thermique, de façon à uniformiser la température de chauffage sur la face correspondante de la dalle-éprouvette. Enfin, les corps des vérins chargeant la dalle-éprouvette sont fixés à une poutre de réaction, solidaire du socle rigide et agissent sur la dalle-éprouvette par l'intermédiaire de répartiteurs de charge.



   Le dessin annexé illustre en une figure unique, qui est une vue schématique en coupe verticale, une forme de réalisation particulière de l'objet de l'invention.



   Le dispositif comporte un socle 1, de préférence en béton, qui repose sur un sol horizontal 2 et comporte deux appuis tels que 3 et 4 destinés à supporter une dalle-éprouvette ou dalle 5 constituée du béton à tester.



  Cette dalle peut être en béton armé ou en béton précontraint. Dans ce dernier cas elle comporte au moins un câble de précontrainte 6 traversant de part en part la dalle et fixé par des systèmes d'attaches 7 et 8 à l'une et à l'autre de ses extrémités sur deux poutres 9 et 10 destinées à permettre la mise en tension du câble 6.



   A sa partie supérieure, la dalle 5 comporte une série de plaques métalliques 11 reliées à des moyens d'alimentation électrique (non représentés) pour assurer le chauffage de la face correspondante de la dalle. Ces plaques sont entourées d'un matériau calorifuge 12 per  mettant d'uniformiser sa température. A sa partie inférieure, la dalle 5 est munie d'une gaine 13 dans laquelle est établi un courant d'air à température réglable, ce courant d'air venant lécher sa face inférieure. Une table 14 supportée par la dalle par les appuis 3 et 4 au moyen de deux bras 15 et 16, le plateau supérieur 17 de cette table étant maintenu parfaitement horizontal. Sur ce plateau est disposé, sensiblement au milieu de la dalle 5, un palpeur principal 19 destiné à mesurer en permanence la flèche prise sous l'effet du gradient thermique établi entre la face supérieure et la face inférieure de la dalle.

   En outre, ce palpeur 19 assure une régulation automatique de la pression hydraulique admise à l'intérieur du corps de deux vérins 20 et 21 chargeant la dalle à sa partie supérieure. A cet effet ces vérins sont supportés par une poutre transversale 22 reposant sur le socle fixe 1 et ancré sur celui-ci par des fixations 23. Les vérins sont munis de canalisations 24 assurant leur alimentation à partir d'une source hydraulique (non représentée) commandée par le palpeur 19. Les tiges 25 et 26 des deux vérins 20 et 21 exercent alors par l'intermédiaire d'organes 27 et 28, assurant une répartition convenable des charges, une action sur la face supérieure de la dalle 5, cette action des vérins étant telle qu'elle permet la compensation de la flèche prise par la dalle sous l'effet du gradient thermique établi entre sa face supérieure et sa face inférieure.

   Sur le plateau 17 de la table 14 sont disposés également d'autres palpeurs 29 ou palpeurs secondaires, régulièrement répartis autour du palpeur principal 19, ces palpeurs secondaires étant destinés à mesurer les déformations locales de la dalle au cours de l'essai. Enfin, des thermocouples (non représentés) permettent de surveiller la température en divers points de la dalle.
  



  
 



     Test device for the determination of mechanical characteristics
 of a concrete subjected to a thermal gradient
 The present invention relates to a device for testing a concrete slab-test piece, with a view to determining the mechanical characteristics of this material, in particular when it is subjected to a given thermal gradient.



   It is in fact known that knowledge of such mechanical characteristics is particularly important for certain nuclear applications where suitable thicknesses of concrete are used in order in particular to provide protection against radioactive radiation.



  This is the case in particular of nuclear reactors whose core or active part is arranged inside a prestressed concrete box, that is to say in a construction whose inner walls may be subjected to heating. significant while their outer walls remain at room temperature.



   The object of the invention is to allow, with the aid of a simple and robust apparatus, relatively precise measurements on test-slabs, the latter possibly being of ordinary concrete or of prestressed concrete.



   This device is characterized in that it comprises a rigid base supporting two fixed supports on which rests a test-specimen slab of the concrete to be tested, heating members arranged on one side of the slab and an air circulation duct to temperature controlled in contact with the other face, at least one hydraulic cylinder loading the slab to compensate for its deflection resulting from the thermal gradient established between its faces and at least one probe in contact with the test-specimen slab to measure the value of this deflection and ensure control of the cylinder.



   In a preferred embodiment of the invention, the specimen slab is arranged horizontally, the heating members being on its upper face, while the measuring probes are in contact with its underside, other probes also being distributed. under the specimen to measure the local deformations thereof. All the probes rest on a reference table, linked to the two support supports of the test piece and kept in a perfectly horizontal position. In addition, thermocouples are provided against the specimen slab to perform continuous temperature registration.



   Preferably, the heating members are formed by metal plates supplied by an electrical circuit and covered with thermal insulation, so as to standardize the heating temperature on the corresponding face of the test piece. Finally, the bodies of the jacks loading the specimen slab are fixed to a reaction beam, integral with the rigid base and act on the specimen slab by means of load distributors.



   The appended drawing illustrates in a single figure, which is a schematic view in vertical section, a particular embodiment of the subject of the invention.



   The device comprises a base 1, preferably of concrete, which rests on a horizontal ground 2 and comprises two supports such as 3 and 4 intended to support a test piece or slab 5 made of the concrete to be tested.



  This slab can be in reinforced concrete or in prestressed concrete. In the latter case it comprises at least one prestressing cable 6 passing right through the slab and fixed by fastening systems 7 and 8 at one and the other of its ends on two beams 9 and 10 intended allow the cable to be tensioned 6.



   At its upper part, the slab 5 comprises a series of metal plates 11 connected to electrical supply means (not shown) to ensure the heating of the corresponding face of the slab. These plates are surrounded by a heat-insulating material 12 making it possible to standardize its temperature. At its lower part, the slab 5 is provided with a sheath 13 in which is established an air stream at an adjustable temperature, this air stream coming to lick its underside. A table 14 supported by the slab by the supports 3 and 4 by means of two arms 15 and 16, the upper plate 17 of this table being kept perfectly horizontal. On this plate is disposed, substantially in the middle of the slab 5, a main feeler 19 intended to permanently measure the deflection taken under the effect of the thermal gradient established between the upper face and the lower face of the slab.

   In addition, this feeler 19 ensures automatic regulation of the hydraulic pressure admitted inside the body of two jacks 20 and 21 loading the slab at its upper part. For this purpose, these jacks are supported by a transverse beam 22 resting on the fixed base 1 and anchored to the latter by fasteners 23. The jacks are provided with pipes 24 ensuring their supply from a hydraulic source (not shown). controlled by the feeler 19. The rods 25 and 26 of the two jacks 20 and 21 then exert by means of members 27 and 28, ensuring a suitable distribution of the loads, an action on the upper face of the slab 5, this action jacks being such as to allow compensation for the deflection taken by the slab under the effect of the thermal gradient established between its upper face and its lower face.

   On the plate 17 of the table 14 are also arranged other feelers 29 or secondary feelers, regularly distributed around the main feeler 19, these secondary feelers being intended to measure the local deformations of the slab during the test. Finally, thermocouples (not shown) make it possible to monitor the temperature at various points on the slab.
  


    

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif d'essai pour la détermination des caractéristiques mécaniques d'un béton soumis à un gradient thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un socle rigide supportant deux appuis fixes sur lesquels repose une dalle-éprouvette du béton à essayer, des organes de chauffage disposés sur une des faces de la dalle et un conduit de circulation d'air à température commandée en contact avec l'autre face, au moins un vérin hydraulique chargeant la dalle pour compenser sa flèche résultant du gradient thermique établi entre ses faces et au moins un palpeur en contact avec la dalle-éprouvette pour mesurer la valeur de cette flèche et assurer la commande du vérin. CLAIM Test device for determining the mechanical characteristics of a concrete subjected to a thermal gradient, characterized in that it comprises a rigid base supporting two fixed supports on which rests a slab-test piece of the concrete to be tested, heating elements arranged on one side of the slab and a temperature-controlled air circulation duct in contact with the other face, at least one hydraulic jack loading the slab to compensate for its deflection resulting from the thermal gradient established between its faces and at least a feeler in contact with the test piece to measure the value of this deflection and to control the jack. SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la dalle-éprouvette est disposée en position horizontale, lesdits organes de chauffage étant sur la face supérieure, tandis que des palpeurs de mesure sont en contact avec sa face inférieure. SUB-CLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that the specimen slab is arranged in a horizontal position, said heating members being on the upper face, while measuring probes are in contact with its lower face. 2. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que d'autres palpeurs sont répartis sous la dalle-éprouvette pour mesurer les déformations locales de celle-ci. 2. Device according to claim, characterized in that other probes are distributed under the test piece slab to measure the local deformations thereof. 3. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que l'ensemble des palpeurs repose sur une table de référence, liée aux deux appuis de support de la dalle-éprouvette et maintenue en position strictement horizontale. 3. Device according to claim, characterized in that the set of probes rests on a reference table, linked to the two support supports of the test piece and maintained in a strictly horizontal position. 4. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que des thermocouples placés contre la dalle-éprouvette mesurent continuellement sa température. 4. Device according to claim, characterized in that thermocouples placed against the test-piece slab continuously measure its temperature. 5. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que les organes de chauffage sont constitués par des plaques métalliques alimentées par un circuit électrique et recouvertes d'une isolation thermique pour uniformiser la température de chauffage sur la face correspondante de la dalle-éprouvette. 5. Device according to claim, characterized in that the heating members are constituted by metal plates supplied by an electrical circuit and covered with thermal insulation to standardize the heating temperature on the corresponding face of the test piece. 6. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que les vérins chargeant la dalle-éprouvette sont fixés à une poutre de réaction, solidaire du socle rigide et agissent par l'intermédiaire de répartiteurs de charge. 6. Device according to claim, characterized in that the jacks loading the slab-test piece are fixed to a reaction beam, integral with the rigid base and act by means of load distributors.
CH189166A 1965-03-19 1966-02-10 Test device for determining the mechanical characteristics of concrete subjected to a thermal gradient CH452926A (en)

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GB8311382D0 (en) * 1983-04-26 1983-06-02 Atomic Energy Authority Uk Equipment for investigating fracture mechanics of pressure vessel steels

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