Способ определения длительной прочности бетона

 

Сущность изобретения: призматический образец нагружают до разрушения сжимающей осевой нагрузкой до ее величины (0,75 - 0,85) N_max, где N_max - расчетное значение максимальной нагрузки, которую может выдержать образец. Нагружение ведут с убывающей скоростью и одновременно определяют значение напряжений в образце. По значениям напряжений и деформаций строят диаграмму, определяют площадь ограниченной ею фигуры и строят диаграмму Прандтля, ограничивающую площадь, равную площади под указанной выше диаграммой. Определяют точку пересечения диаграмм и напряжение, соответствующее этой точке, которое принимают за параметр, по которому судят о длительной прочности бетона. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области испытаний строительных материалов и может быть использовано для ускоренного определения длительной плотности бетонов.

Известен способ определения длительной плотности бетона путем нагружения испытуемых образцов центральной или внецентренной сжимающей осевой нагрузкой, выдерживания до разрушения и определения уровня длительной прочности бетона экстраполированием результатов на длительный период, например сто лет [1, 2] Недостаток способа продолжительность и трудоемкость испытаний.

Наиболее близким из известных к заявленному является способ определения длительной прочности бетона, включающий ступенчатое нагружение образца внецентренной сжимающей нагрузкой при постоянном отношении деформаций сжатия на двух противоположных наименее и наиболее нагруженных гранях образца, выдержку, регистрацию времени нагружения, построение временных зависимостей деформаций одной из граней и расстояний от точки приложения нагрузки до более нагруженной грани [3] Недостаток способа заключается в изменении напряженно-деформированного состояния образца при нагружении по сравнению с осевым сжатием, что может повлиять на достоверность результатов, а также в продолжительности и трудоемкости испытаний, поскольку продолжительность процесса наблюдения за деформациями образца для построения временных зависимостей, по которым судят о длительной прочности бетона, заранее неизвестна, а с учетом широкого возможного диапазона уровней нагружения (0,85 0,95)N_max, при которых проводят испытания, продолжительность процесса может быть значительной.

Технический результат заключается в устранении перечисленных недостатков и достигается тем, что в способе определения длительной прочности бетона, включающем нагружение призматического образца снимающей нагрузкой по его основаниям, определение в процессе нагружения деформаций сжатия и параметра, по которому судят о длительной прочности бетона, образец нагружают осевой сжимающей нагрузкой, по достижении нагрузкой величины (0,75 - 0,85)N_max, где N_max расчетное значение максимальной нагрузки, которую может выдержать образец, нагружение осуществляют до разрушения образца с убывающей скоростью, в процессе нагружения определяют значение напряжений в образце и по полученным значениям напряжений и деформаций строят диаграмму, определяют площадь фигуры, ограниченную этой диаграммой, строят диаграмму Прандтля, ограничивающую площадь, равную площади под диаграммой "напряжения-деформации", определяют точку пересечения диаграммы Прандтля с нисходящей ветвью диаграммы "напряжения-деформации" и соответствующее этой точке напряжение, принимаемое за параметр, по которому судят о длительной прочности бетона.

Способ осуществляют следующим образом. Используя бетонные образцы-призмы размером, например, 100х100х400 мм проводят испытания на осевое сжатие при постоянной скорости нагружения до уровня нагружения 0,75 0,85 от максимального, по достижении указанного уровня нагружение проводят с убывающей скоростью, обеспечивающей постоянную скорость деформирования, равную скорости деформирования на первом этапе, при этом в процессе нагружения вплоть до разрушения фиксируют величину напряжений и деформаций. По результатам испытаний строят полную диаграмму "напряжения деформации" испытуемого бетона и определяют предел призменной прочности бетона R_b, начальный модуль упругости E_o и величину относительных продольных деформаций ε_R, соответствующую величине R_b. Определяют значение абсциссы ε_o, при котором обеспечивается равенство площадей фигуры OABC и ODBC (фиг.1). По полученному значению ε_o определяют соответствующее значение напряжений σ_o которое и является длительной прочностью бетона.

Способ поясняется примером.

Определить длительную прочность бетона, если полученные при испытании напряжения и деформации представлены в табл.1.

По результатам испытаний определяют: призменная прочность бетона R_b 50 МПа; начальный модуль упругости бетона E_o=15/0,375·10^-3 40·10³ МПа; деформация ε_R, соответствующая R_b: ε_R=2,2·10^-3; деформация ε_o= 3·15·10^-3; напряжение σ_o (длительная прочность бетона) 40 МПа.

Способ может быть реализован в течении одной рабочей смены (точнее, 2-3 ч). Определение длительной прочности возможно при проектировании и обследовании конструкций для определения фактического коэффициента запаса прочности при известном уровне нагружения. Особенно эффективен способ при решении оптимизационных задач, например при выборе исходных материалов, составов бетонов, условий производства работ, поскольку позволяет за короткий период при невысоких трудозатратах получить необходимую информацию.

Формула изобретения

Способ определения длительной прочности бетона, заключающийся в нагружении призматического образца сжимающей нагрузкой по его основаниям, определении в процессе нагружения деформации сжатия и параметра, по которому судят о длительной прочности бетона, отличающийся тем, что нагружают образец сжимающей осевой нагрузкой до достижения ею величины (0,75 0,85) · N_max, где N_max расчетное значение максимальной нагрузки, которую может выдержать образец, нагружение осуществляют до разрушения образца с убывающей скоростью, в процессе нагружения дополнительно определяют значения напряжений в образце и по полученным значениям напряжений и деформаций строят диаграмму, определяют площадь фигуры, ограниченной этой диаграммой, и строят диаграмму Прандтля, ограничивающую площадь, равную площади под диаграммой "напряжение-деформация", определяют точку пересечения указанных диаграмм и соответствующее этой точке напряжение, принимаемое за параметр, по которому судят о длительной прочности бетона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2