RU2679646C1 - Способ определения прочности бетона при раскалывании - Google Patents
Способ определения прочности бетона при раскалывании Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679646C1 RU2679646C1 RU2017144287A RU2017144287A RU2679646C1 RU 2679646 C1 RU2679646 C1 RU 2679646C1 RU 2017144287 A RU2017144287 A RU 2017144287A RU 2017144287 A RU2017144287 A RU 2017144287A RU 2679646 C1 RU2679646 C1 RU 2679646C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- strength
- sample
- test
- testing
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 8
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010998 test method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 19
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для определения прочности бетона и относится к разрушающим методам контроля и повышения точности измерений при упрощении методики испытаний. Сущность: разрушающую нагрузку прикладывают к боковой поверхности в трех точках, расположенных диаметрально на равном расстоянии друг от друга, посредством соразмерных образцу колющих цилиндрических металлических прокладок, оси которых располагают под углом 60° друг к другу и перпендикулярно оси образца. Технический результат: возможность снизить влияние технологических, методических и метрологических факторов и повысить точность испытаний при упрощении методики испытаний. 4 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области определения и контроля качества строительных материалов и конструкций, а именно к разрушающему методу определения физико-механических свойств бетонов в конструкциях -прочности на сжатие, на растяжении при изгибе и при раскалывании. Метод может быть использован при производственном, экспертном и лабораторном определении и контроле прочности бетонов и строительных растворов в конструкциях и изделиях.
Для бетона свойство сопротивляться сжимающей нагрузке является одним из главных. Однако, учитывая, что в конечном итоге даже при сжимающей нагрузке разрушение образца происходит от возникающих, поперечных сжимающей силе, растягивающих напряжений, принято, что существует прямая взаимосвязь изменения свойств предельного сопротивления разрушению при разных схемах приложения нагрузки (напряженно-деформированных состояниях).
Известен стандартизированный способ определения прочности бетона при раскалывании, включающий изготовление или выбуривание из конструкции бетонного образца - цилиндра, отобранного из конструкции, и испытание его на раскалывание путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности по всей образующей образца с двух диаметрально расположенных сторон до раскалывания с последующим расчетом прочности [1].
Недостатками известного разрушающего метода определения прочности бетона является следующее:
-В густоармированных конструкциях часто затруднено выбуривание керна диаметром не менее 3-х кратного размера крупного заполнителя, но не менее (70-100 мм) 44 мм, без ослабления арматурного каркаса конструкции. Повреждение арматурных стержней при выбуривании может привести к снижению надежности железобетонной конструкции.
- Чем больше диаметр керна, тем на большую глубину необходимо забуриваться для отбора одной серии образцов. В среднем глубина составляет не менее 220 мм. Для некоторых особо ответственных конструкций с небольшим рабочим сечением, а также тонкостенных и тонкослойных конструкций, создание такого «дефекта» в монолитном теле бетона конструкции неприемлемо с точки зрения целостности конструкции, а также обеспеченности ее эксплуатационной надежности.
- Для отбора одной серии образцов необходимо затратить работу на высверливание керна, равную истиранию определенного объема бетона. Величину этого объема определяют следующие параметры: диаметр образца, глубина реза, толщина режущего сегмента. Соответственно при уменьшении каждого из параметров работа на отбор кернов может быть уменьшена.
- В ряде случаев, в том числе и при густом армировании, уплотнение бетона внешних слоев конструкции отличается от уплотнения бетона по основному сечению конструкции. Поэтому определение прочности бетона конструкции с использованием стандартной методики (ГОСТ 28570) по кернам, отобранным в пределах защитного слоя бетона конструкции, будет не корректным, т.к. прочность по высоте отобранного образца будет не одинаковой, что приведет к искажению результатов.
При испытании кернов высверленных из монолитных конструкций, особенно с применением высокопрочного бетона, существенное влияние на результат испытаний оказывает качество подготовки опорных поверхностей контрольных образцов. Причем влияет не только плоскостность опорных поверхностей, но и их шероховатость, что отражается на однородности результатов испытаний.
Наиболее близкий к предлагаемому способу является способ испытаний бетона с приложением разрушающей нагрузки на цилиндрический образец в двух диаметрально расположенных точках при помощи двух цилиндрических колющих прокладок. (Патент №2510001 Анцибор А.В., Бруссер М.И. Способ определения прочности бетона при раскалывании).
Недостатком известного метода является нестабильность расположения плоскости раскола, которая имеет степень свободы при наличии двух точек-концентраторов напряжения. Это снижает стабильность условий напряженно-деформированного состояния, способствует формированию плоскости раскола образца с прохождением раскола через около расположенные дефекты структуры (каверны, ослабленные контактные зоны включений крупного заполнителя и т.п.) и не позволяет выдерживать минимальное расстояние между соседними участками испытаний на одном образце-цилиндре, тем самым ограничивая эффективность сбора информации о прочностных свойствах с удельной единицы длины каждого отобранного образца строительного материала.
Техническая задача заключается в разработке нового метода контроля качества бетона в конструкциях, позволяющего снизить влияние технологических, методических и метрологических факторов и повысить точность испытаний при упрощении методики испытаний.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения прочности бетона при раскалывании, включающем изготовление бетонного образца - цилиндра и испытание его на сжатие путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности образца в трех точках, расположенных по окружности поперечного сечения под углом друг к другу 120 градусов, путем установки с трех сторон перпендикулярно оси образца колющих цилиндрических прокладок, с последующим расчетом прочности, отличающийся тем, что при испытании образца разрушающую нагрузку прикладывают к боковой поверхности образца в трех диаметрально расположенных точках, путем установки в трех точках, расположенных по окружности поперечного сечения под углом друг к другу 120 градусов, путем установки с трех сторон перпендикулярно оси образца колющих цилиндрических прокладок (Фиг. 1).
Предлагаемый способ испытания образцов отличается установкой дополнительной третьей колющей прокладки, а также расположением колющих прокладок под углом 60 градусов друг к другу.
Предлагаемый способ обеспечивает возможность отбора образцов малых диаметров (рекомендуемый диапазон диаметров - 20-30 мм) и испытание их на сопротивление минимальной разрушающей нагрузке, приложенной к образующим цилиндра через три колющие цилиндрические прокладки, расположенные при испытании перпендикулярно оси образца.
Места приложения нагрузки на образце предпочтительно выбирать в точках, не имеющих в своей плоскости расположения, поперечной оси цилиндра, зерен крупного заполнителя, инородных включений, дефектов структуры. Ограничения по крупности заполнителя, расположенного в плоскости раскола, не актуальны при испытании мелкозернистых бетонов и строительных растворов.
Возникающая неоднородность результатов испытаний, при данной схеме нагружения, в следствие неоднородности структуры бетона и малого размера испытываемого фрагмента строительного материала, решается путем увеличения контрольных образцов в серии и количества испытаний, а так же статистической отбраковкой аномальных результатов.
Значением прочности бетона образца (R) будет являться разрушающая нагрузка (F) отнесенная к площади (А) поперечного сечения цилиндра и умноженная на коэффициент перехода (k) от прочности при одном напряженно-деформированном состояния к прочности при другом напряженно-деформированном состоянии:
R=k*F/A
Переходной коэффициент k, до накопления достаточного количества статистических данных, следует устанавливать экспериментально для каждого вида бетона путем испытания стандартных образцов и параллельным испытанием цилиндров, высверленных из стандартных контрольных образцов-близнецов бетона или раствора испытываемой серии.
Порядок осуществления способа испытаний.
Способ испытаний поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема нагружения бетонного цилиндрического образца. Способ осуществляют следующим образом:
- Изготавливают образец (1) бетона цилиндрической формы, либо путем формования, либо путем выбуривания из тела конструкции или изделия, или контрольного образца куба;
- Устанавливают образец (1) в испытательном прессе между колющими цилиндрическими прокладками (2) согласно фиг. 1. Оси колющих прокладок должны быть расположены в одной плоскости и перпендикулярно оси испытываемого образца;
- Производят плавное нагружение образца, согласно схеме на фиг 1, до раскалывания по предполагаемой линии разрушения (3);
- Определяют прочность образца на раскалывание путем деления разрушающего усилия на площадь поперечного сечения цилиндра;
- Осуществляют переход к прочности испытываемого материала при других напряженно-деформированных состояниях путем умножения на экспериментально установленный переходной коэффициент к.
Для подтверждения работоспособности предлагаемого способа были проведены серии экспериментов, в которых устанавливалась взаимосвязь между прочностью мелкозернистого бетона для ремонта железобетонных конструкций на примере ремонтных материалов одного из зарубежных производителей (Мапей) при испытаниях на растяжение при изгибе в образцах-призмах 40×40×160 мм, прочностью образцов цилиндров диаметром 20 мм на прочность при раскалывании по предлагаемой схеме и прочностью половинок призм 40×40×160 мм на осевое сжатие через прокладки стандартного сечения по ГОСТ 310.4-81. Условия твердения материала контрольных образцов, участвовавших в эксперименте, соответствовали реальным условиям твердения ремонтного материала в конструкциях на строительном объекте. После статистической обработки результатов испытаний установлены корреляционные зависимости для испытываемого материала:
«прочность на раскалывание по предлагаемой схеме - прочность при осевом сжатии» (Фиг 2);
«прочность на раскалывание по предлагаемой схеме - прочность при растяжении при изгибе» (Фиг 3);
«прочность при осевом сжатии - прочность при растяжении при изгибе» (Фиг 4).
Данные экспериментов для построения зависимостей приведены в таблице 1. Статистическая обработка полученных экспериментальных данных выполнена по методике установления градуировочных корреляционных зависимостей приведенных в ГОСТ 17624-2012. Данные статистической обработки результатов приведены в таблице 2.
Claims (1)
- Способ определения прочности бетона путем испытания бетонного образца-цилиндра при приложении разрушающей нагрузки к боковой поверхности до его раскалывания с последующим расчетом прочности, отличающийся тем, что разрушающую нагрузку прикладывают к боковой поверхности в трех точках, расположенных диаметрально на равном расстоянии друг от друга, посредством соразмерных образцу колющих цилиндрических металлических прокладок, оси которых располагают под углом 60° друг к другу и перпендикулярно оси образца.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017144287A RU2679646C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Способ определения прочности бетона при раскалывании |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017144287A RU2679646C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Способ определения прочности бетона при раскалывании |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679646C1 true RU2679646C1 (ru) | 2019-02-12 |
Family
ID=65442460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017144287A RU2679646C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Способ определения прочности бетона при раскалывании |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2679646C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU140600A1 (ru) * | 1960-12-15 | 1961-11-30 | Г.И. Мириманов | Устройство дл установки в испытательную машину типа Амслера цилиндрической формы образцов бетона при их испытании |
| SU1125503A1 (ru) * | 1983-03-15 | 1984-11-23 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Гидромелиоративный Институт | Способ испытани бетонного образца |
| US20020194929A1 (en) * | 2001-06-22 | 2002-12-26 | Ruijie Liu | Method for determining compressive strength of cores |
| RU2510001C1 (ru) * | 2012-09-19 | 2014-03-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство" (ОАО "НИЦ "Строительство") | Способ определения прочности бетона при раскалывании |
-
2017
- 2017-12-18 RU RU2017144287A patent/RU2679646C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU140600A1 (ru) * | 1960-12-15 | 1961-11-30 | Г.И. Мириманов | Устройство дл установки в испытательную машину типа Амслера цилиндрической формы образцов бетона при их испытании |
| SU1125503A1 (ru) * | 1983-03-15 | 1984-11-23 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Гидромелиоративный Институт | Способ испытани бетонного образца |
| US20020194929A1 (en) * | 2001-06-22 | 2002-12-26 | Ruijie Liu | Method for determining compressive strength of cores |
| RU2510001C1 (ru) * | 2012-09-19 | 2014-03-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство" (ОАО "НИЦ "Строительство") | Способ определения прочности бетона при раскалывании |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Beam-column tests of cold-formed steel elliptical hollow sections | |
| Mohamad et al. | Friction and cohesion coefficients of composite concrete-to-concrete bond | |
| Sharma et al. | Methods of determining transverse mechanical properties of full-culm bamboo | |
| Gregorczyk et al. | A review on flat-jack testing | |
| Sassoni et al. | Comparison between experimental methods for evaluating the compressive strength of existing masonry buildings | |
| Bazán et al. | Study of the rust penetration and circumferential stresses in reinforced concrete at early stages of an accelerated corrosion test by means of combined SEM, EDS and strain gauges | |
| Carmona et al. | Distribution of fibers in SFRC segments for tunnel linings | |
| Bobalo et al. | Theoretical analysis of RC beams reinforced with high strength rebar’s and steel plate | |
| Bernard | Development of a 1200-mm-diameter round panel test for post-crack assessment of fiber-reinforced concrete | |
| Malek et al. | Post-event damage assessment of concrete using the fluorescent microscopy technique | |
| Trujillo et al. | Bond strength of reinforcing bars encased with shotcrete | |
| He et al. | Experimental study on bond performance of UHPC-to-NC interfaces: Constitutive model and size effect | |
| Gao et al. | Damage evaluation and failure mechanism analysis of axially compressed square concrete-filled steel tubular columns by acoustic emission techniques | |
| Liu et al. | Correlation between acoustic emission distribution and stress variation through the depth of RC beam cross sections | |
| Aire et al. | Double-punch test of fiber-reinforced concrete: Effect of specimen origin and size. | |
| Drougkas et al. | Material characterization and micro-modeling of a historic brick masonry pillar | |
| Gehlot et al. | Study of concrete quality assessment of structural elements using rebound hammer test | |
| RU2679646C1 (ru) | Способ определения прочности бетона при раскалывании | |
| Zhang | Experimental study on shear-peeling bond strength between a CFRP plate and concrete | |
| Yi et al. | Effect of specimen size on flexural compressive strength of reinforced concrete members | |
| Łątka et al. | Assessment of the compressive strength of lime mortar in the joints of brick walls-case study | |
| Zacoeb et al. | Point load test application for estimating compressive strength of concrete structures from small core | |
| RU2676853C1 (ru) | Способ определения однородности бетона в сечении бетонных и железобетонных конструкций | |
| Yang et al. | New local compression test to estimate in situ compressive strength of masonry mortar | |
| Kralovanec et al. | Parametric Study of Drilling Method Performed on One-Way Post-Tensioned Slabs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191219 |