RU2339945C2 - Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов - Google Patents
Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339945C2 RU2339945C2 RU2007100478/03A RU2007100478A RU2339945C2 RU 2339945 C2 RU2339945 C2 RU 2339945C2 RU 2007100478/03 A RU2007100478/03 A RU 2007100478/03A RU 2007100478 A RU2007100478 A RU 2007100478A RU 2339945 C2 RU2339945 C2 RU 2339945C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- concrete
- max
- deflection
- mpa
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытания бетонов и растворов на деформативность. Для определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов балку из бетона или раствора нагружают на изгиб грузами поочередно с увеличением массы груза, измеряют прогибы балки в направлении действия нагрузки с определением области условно-линейной зависимости «масса груза - прогиб», определяют модуль упругости бетона или раствора, МПа, по формуле: E=((Pmax·L3)/(48·fel·I))·K. Балку нагружают грузом массой Pmax в течение 180 суток, периодически измеряют ее прогибы в направлении действия нагрузки и определяют коэффициент ползучести по формуле: φ=(f180-fel)/fel и меру ползучести, МПа-1, по формуле: С0=φ/Е. Здесь Рmax - наибольшее значение массы груза из указанной области, кг, L - рабочий пролет балки, см, fel - прогиб балки при Рmax, см, I - момент инерции сечения балки, равный (b·h3)/12, см4, b - ширина балки, см, h - высота балки, см, K - коэффициент, см2·МПа/кг, f180 - прогиб балки через 180 суток, см. Технический результат - сокращение продолжительности и трудоемкости испытаний, повышение достоверности их результатов, отказ от сложного дорогостоящего оборудования. 2 табл., 4 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытания бетонов и растворов на деформативность, и может быть использовано для ускоренного определения коэффициента и меры ползучести и модуля упругости бетона.
Известен способ определения модуля упругости бетонов, включающий изготовление образцов, выдерживание в течение определенного времени, например 28 суток, в установленных программой испытаний условиях, например нормальных (при температуре 18...22°С и относительной влажности окружающей среды не менее 95%), испытание образцов на центральное осевое сжатие возрастающей нагрузкой с помощью гидравлического пресса, измерение деформаций образца в процессе нагружения посредством механических или тензометрических датчиков, построение диаграммы «напряжения - деформации» и расчет модуля упругости бетона по формуле (ГОСТ 24452 «Бетоны. Методы испытаний», с.7). Данный способ обладает существенными недостатками, такими как необходимость использовать сложное громоздкое дорогостоящее оборудование (гидравлический пресс, оборудование для измерения деформаций), высокие трудоемкость, длительность и стоимость испытаний.
Известен способ определения ползучести бетонов, включающий изготовление образцов, выдерживание в течение определенного времени, например 28 суток, в установленных программой испытаний условиях, например нормальных (при температуре 18-22°С и относительной влажности окружающей среды не менее 95%), определение предела кратковременной прочности бетона посредством испытания одной серии образцов на центральное осевое сжатие возрастающей нагрузкой до разрушения (например, по ГОСТ 24452), нагружение второй серии образцов центральной осевой сжимающей нагрузкой, составляющей примерно 40% предела кратковременной прочности бетона с помощью специальных пружинных или гидравлических установок в течение длительного времени, например 180 суток (ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести», с.5), измерение деформаций образца в процессе длительного нагружения посредством механических или тензометрических датчиков, построение диаграммы «напряжения - деформации» и расчет меры и характеристики ползучести бетона по формуле (ГОСТ 24544-81* «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести», с.8). Данный способ обладает существенными недостатками, такими как необходимость использовать сложное громоздкое дорогостоящее оборудование (гидравлический пресс, оборудование для измерения деформаций), высокие трудоемкость, длительность и стоимость испытаний.
Наиболее близким техническим решением является способ определения модуля упругости металлов (патент РФ №2169355), включающий нагружение исследуемого образца - балки - на изгиб поочередно двумя грузами разной величины, измерение максимальных прогибов образца в направлении действия нагрузки и определение расчетным путем модуля упругости материала.
Однако данное решение не предусматривает измерение модуля упругости бетонов и растворов и не предусматривает измерение коэффициента и меры ползучести.
Задачи изобретения - сокращение продолжительности и трудоемкости испытаний, отказ от сложного дорогостоящего оборудования, повышение достоверности результатов испытаний.
Сущность данного изобретения состоит в том, что способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов реализуют посредством нагружения исследуемого образца - балки (далее - балки) из бетона или раствора на изгиб грузами поочередно с увеличением массы груза, при этом измеряют прогибы балки в направлении действия нагрузки с определением области условно-линейной зависимости «масса груза - прогиб», модуль упругости бетона или раствора, МПа, определяют по формуле:
где
Рmax - наибольшее значение массы груза из указанной области, кг;
L - рабочий пролет балки, см;
fel - прогиб балки при Рmax, см;
I - момент инерции сечения балки,
b - ширина балки, см;
h - высота балки, см;
K - размерный коэффициент для перевода из 
в МПа, 
затем осуществляют нагружение балки грузом массой Рmax в течение 180 суток, периодически измеряют прогибы балки в направлении действия нагрузки и определяют коэффициент ползучести по формуле:
и меру ползучести, МПа-1, по формуле:
где f180 прогиб балки в возрасте 180 суток, см.
Сущность изобретения поясняется чертежами,
где на фиг.1 представлено испытательное устройство;
фиг.2 - фотография опытного испытательного устройства, в схематичном виде, представленном на Фиг.1;
фиг.3 - испытуемый образец - балка;
фиг.4 - представлен график зависимости «масса груза - прогиб», полученный по результатам измерений.
Устройство состоит из испытываемой балки 1, установленной на жесткой раме 2, опор 3, индикатора часового типа с ценой деления 0,001 мм 4, груза 5.
Предлагаемый способ определения модуля упругости, коэффициента и меры ползучести бетонов и растворов реализован следующим образом.
Изготавливают из бетонной смеси балки, например, размером 100×100×800 мм.
Балки до момента испытаний, например, в проектном возрасте 28 суток твердеют в условиях, заданных программой испытаний, например нормальных условиях (температура 18-22°С и относительная влажность окружающей среды не менее 95%).
В установленные программой испытаний сроки балки подвергают испытаниям. Подготовка к испытаниям включает определение предела прочности бетона (раствора) на изгиб любым известным способом. Определение предела прочности на изгиб выполняется на образцах-близнецах. Далее определяется масса груза по формуле:
где Р - масса груза, кг; b - ширина балки, см; h - высота балки, см; L - рабочий пролет балки, см (расстояние между опорами, L>6h); Rf - предел прочности бетона (раствора) при изгибе, МПа.
В срок испытаний балку 1 помещают в испытательное устройство (фиг.1, 2), состоящее из жесткой рамы 2, опор 3, индикатора часового типа (например, ИЧ-10) 4, снимают показания индикатора 4, нагружают грузом 5 и снова снимают показания индикатора 4.
Производят разгрузку балки, увеличивают массу груза примерно на 15%, нагружают балку, снимают показания индикатора 4. Процедуру измерений повторяют не менее 5 раз с возрастающей каждый раз массой груза.
По результатам испытаний строят зависимость «масса груза - прогиб» (фиг.4) и определяют максимальное значение массы груза, при котором сохраняется условно-линейная зависимость «масса груза - прогиб».
Определяют модуль упругости бетона (раствора) по формуле:
где Рmax - наибольшее значение массы груза, при котором сохраняется линейная зависимость «масса груза - прогиб» (кг); L - рабочий пролет балки (см); fel - прогиб (см) балки при массе груза Рmax; I - момент инерции сечения балки 
b - ширина балки (см); h - высота балки (см); K - размерный коэффициент для перевода 
в МПа 
Устанавливают нагрузку на балку Рmax и периодически, например через 1, 3, 7, 14, 28 и т.д., до 180 суток, осуществляют измерение прогиба образца - балки. Характеристику ползучести бетона определяют по результатам измерений, например, в возрасте 180 суток по формуле:
где φ - характеристика ползучести бетона; f180 и fel - соответственно величина прогиба образца в возрасте 180 суток и при измерении модуля упругости бетона (раствора).
Величину меры ползучести бетона, МПа-1, определяют по формуле:
Приведенный выше ход испытания поясняется примером.
Необходимо измерить модуль упругости бетона, например, класса В40. Из бетонной смеси заданного состава, например Ц:П:Щ:В=1:2:3,5:0,5 (цемент:песок:щебень:вода), изготавливается шесть балок размером 100×100×800 мм. Балки выдерживаются в формах в течение 20...22 часов и после распалубки помещаются в нормальные условия твердения (температура 18...22°С, относительная влажность воздуха не менее 95%). После выдерживания в указанных условиях в течение 27 суток приступают к испытаниям. Три балки из шести испытывают на изгиб, например, по ГОСТ и определяют предел прочности при изгибе Rf (таблица 1).
| Таблица 1 | |||
| Предел прочности при изгибе, МПа | |||
| Предел прочности при изгибе | |||
| 1-й образец | 2-й образец | 3-й образец | средний |
| 4,48 | 4,54 | 4,53 | 4,52 |
Определяется масса груза по формуле:
Балка устанавливается в испытательное устройство и нагружается грузом с рассчитанной выше массой. С помощью индикатора определяется величина прогиба. Разгружается испытательное устройство. Затем, каждый раз увеличивая массу груза на 15 кг, делается еще 4 замера с такой же последовательностью действий.
| Масса груза, кг | Величина прогиба, мм |
| 100 | 0,016 |
| 115 | 0,0185 |
| 130 | 0,0215 |
| 145 | 0,0253 |
| 160 | 0,0293 |
По данным, приведенным в таблице, строится зависимость «масса груза - прогиб» (фиг.4).
Далее определяется модуль упругости бетона по формуле:
Далее, чтобы определить характеристику ползучести бетона, осуществляется нагружение балки на изгиб нагрузкой 130 кг, и в возрасте 3, 7, 14, 28 и т.д., до 180 суток, снимаются показания. Коэффициент ползучести бетона определяется по относительной разнице прогибов в соответствующие моменты испытаний, например:
| Масса груза, кг | Величина прогиба в возрасте 180 суток, мм |
| 130 | 0,082 |
Величина меры ползучести составит:
Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат, сокращении сроков испытаний, снижении себестоимости испытаний и повышении достоверности результатов испытаний.
Claims (1)
- Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов, включающий нагружение исследуемого образца - балки из бетона или раствора на изгиб грузами поочередно с увеличением массы груза, измерение прогибов балки в направлении действия нагрузки с определением области условно-линейной зависимости «масса груза - прогиб», определение модуля упругости бетона или раствора, МПа, по формуле,
где Pmax - наибольшее значение массы груза из указанной области, кг;L - рабочий пролет балки, см;fel - прогиб балки при Pmax, см;I - момент инерции сечения балки,, см4;
b - ширина балки, см;h - высота балки, см;K - размерный коэффициент для перевода изв МПа,
;
затем нагружение балки грузом массой Рmax в течение 180 сут, периодическое измерение прогибов балки в направлении действия нагрузки и определение коэффициента ползучести по формуле,
и меры ползучести, МПа-1, по формуле,
где f180 - прогиб балки через 180 сут, см.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007100478/03A RU2339945C2 (ru) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007100478/03A RU2339945C2 (ru) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007100478A RU2007100478A (ru) | 2008-07-20 |
| RU2339945C2 true RU2339945C2 (ru) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007100478/03A RU2339945C2 (ru) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2339945C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109902423A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-18 | 浙江大学建筑设计研究院有限公司 | 不同温度下砂浆弹性模量的可靠度建模方法和预测方法 |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007100478/03A patent/RU2339945C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛЕЩИНСКИЙ М.Ю. Испытание бетона. - М.: Стройиздат, 1980, с.194-198, 206-213, 227-236. КАРАВАЕВ Г.А. и др. Строительство. - М.: Советская энциклопедия, 1964, т.2, с.187. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007100478A (ru) | 2008-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cusson et al. | An experimental approach for the analysis of early-age behaviour of high-performance concrete structures under restrained shrinkage | |
| Xu et al. | Determination of double-K criterion for crack propagation in quasi-brittle fracture, Part I: Experimental investigation of crack propagation | |
| CN105043865B (zh) | 双场耦合下的混凝土损伤断裂性能测试方法 | |
| Al-Kubaisy et al. | Failure of concrete under sustained tension | |
| Dong et al. | Effects of specimen size on assessment of shrinkage cracking of concrete via elliptical rings: Thin vs. thick | |
| CN107449656A (zh) | 一种混凝土静态弹性模量测量方法 | |
| Li et al. | Creep model of high-strength high-performance concrete under cyclic loading | |
| CN107462477A (zh) | 一种用于混凝土试件持续施加荷载的试验方法及杠杆 | |
| Vu et al. | Strain measurements on porous concrete samples for triaxial compression and extension tests under very high confinement | |
| RU2483214C1 (ru) | Способ определения удельной поверхностной энергии разрушения твердых тел | |
| RU2339945C2 (ru) | Способ определения модуля упругости и характеристики ползучести бетонов и растворов | |
| Vrijdaghs et al. | Creep of cracked polymer fiber reinforced concrete under sustained tensile loading | |
| Menu et al. | Evaluation of early age shrinkage cracking tendency of concrete | |
| Meskenas et al. | Residual stress–Strain relations inversely derived from experimental moment-Curvature response of RC beams with fibres: Comparison to RILEM recommendations | |
| Zhang et al. | Fracture toughness of high performance concrete subjected to elevated temperatures Part 1 The effects of heating temperatures and testing conditions (hot and cold) | |
| Kaji et al. | Mechanical properties of saturated concrete depending on the strain rate | |
| Rahal et al. | The shear strength of 50 MPa concrete beams made using recycled concrete coarse aggregates | |
| Varlamov et al. | Samples of concrete of small sizes | |
| Michałowska-Maziejuk et al. | The use of a concrete testing machine as teaching equipment in engineering education | |
| Loo | Propagation of microcracks in concrete under uniaxial compression | |
| Mészöly et al. | Derivation of constitutive law for UHPFRC using DIC system | |
| RU2272101C1 (ru) | Способ лабораторного определения деформационных характеристик грунтов | |
| RU2315962C2 (ru) | Устройство для определения внутренних напряжений и трещиностойкости материалов | |
| RU2745947C1 (ru) | Способ определения изгибной жесткости полимерных композиционных материалов при различных температурных условиях | |
| Pawliszyn et al. | Creep of concrete-the short study conducted at the new laboratory at the University of Warmia and Mazury in Olsztyn |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100110 |