Образец для определения прочности материалов при испытании на изгиб

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения прочности материалов при испытании на изгиб. Цель изобретения - повышение точности определения прочности бетона на.растяжение. Образец содержит рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось отверстия проходит через центр симметрии образца. При этом ширину в рабочей части образца выбирают из соотношения b x h KS, где К 350 - 450 - коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона; S - средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя; b/h 0,7-1,0. Образец испытывают на изгиб , например, по четырехточечной схеме, а прочность на растяжение определяют по результатам испытаний на изгиб. 2 ил., 2 табл. w Ё

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849793/28 (22) 10.07.90 (46) 15.05.92. Бюл. М 18 . (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.Б. Вальт, lO.Ï, Шилкин, С.И. Шульженко, С.Б. Сапожников и B.Н. Кучин (53) 620.174(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1647348, кл. G 01 N 3/20, 1989. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧ- .

НОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИИ

НА ИЗГИБ (57) Изобретение относится к испытательной теХнике и может быть использовано для определения прочности материалов при исИзобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам для определения прочности материалов при испытании на изгиб.

При испытании прочности материалов, в частности бетона, одними из контролируемых характеристик являются пределы прочности на осевое растяжение и на растяжение при изгибе.

По ГОСТ 10180-78 для определения предела прочности бетона на осевое растяжение R> используют образцы в виде восьмерок, призм, цилиндров. При испытании напряжения в рабочем. сечении образцов распределяются неравномерно, что приводит к занижению обсолютной величины предела прочности по сравнению с фактической.

ГОСТ 10180-78 предусматривает определение прочности бетона на растяжение

« Ж 1733958А1 пытании на изгиб. Цель изобретения — повышение точности определения прочности бетона на.растяжение. Образец содержит рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось отверстия проходит через центр симметрии образца, При этом ширину в рабочей части образца выбирают из соотношения Ь х h = KS, где К = 350 — 450 — коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона; S — средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя; о/h = 0,7 — 1,0. Образец испытывают на изгиб, например, по четырехточечной схеме, а прочность на растяжение определяют по результатам испытаний на изгиб. 2 ил., 2 табл. при изгибе Rp< путем испытания призм квадратного сечения.

У тяжелых бетонов отношение предела прочности на растяжение при изгибе к пределу прочности при осевом растяжении ко- 4 леблется в пределах Rp>/Rp = 1,5...3. (h)

Увеличение предела прочности на растяже- (Д ние при изгибе объясняется пластической сО растяжимостью бетона перед его разрывом. (Л

Таким образом, определение предела прочности на растяжение при изгибе образцов укаэанной в ГОСТ формы приводит к завышенным по сравнению с фактическими резул ьтата м.

Известен образец для испытаний на изгиб, выполненный из материала шлифовального круга, содержащий рабочую часть прямоугольного сечения, в центральной части которого выполнено сквозное круглое отверстие, ось которого проходит через

1733958 центр симметрии образца. а диаметр отверстия равен половине высоты образца.

Неоднородные зернистые материалы, каким является бетон, характеризуются широким диапазоном размеров зерен заполнителя (например, для бетона 5 — 70 мм), однако в конструкции образца-прототипа выбор параметров рабочей части образца не учитывает изменения структуры заполнителя, что снижает точность определения прочности бетона при его испытании.

Цель изобретения — повышение точности определения прочности бетона на растяжение.

Это достигается тем, что в образце для определения прочности материалов при испытании на изгиб. содержащем рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось проходит через центр симметрии образца, ширину Ь рабочей части образца выбирают из соотношения

bxheK$, (1) где К вЂ” 350 — 450 — коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона;

$ — средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона;

Ь/h = 0,7 — 1,0

Значение коэффициента К определено из известных соотношений математической статистики.

Среднюю площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона определяют

$ d1 + d2 (2) где d> и dz — наименьший и наибольший размеры зерен заполнителя отдельной фракции.

Соотношение Ь/h принято 0,7-1 0 исходя из технической возможности размещения отверстия в центральной части образца.

На фиг. 1 представлена схема испытаний предлагаемого образца: на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Изготовлены две серии образцов размерами 15 х 15 х 60 см (те. Ь/h = 10) с центральным круглым отверстием диаметром 7,5 см по 10 образцов в.каждой и две серии образцов размерами 18 2 х 26 х 60 см (ЬВ = 0,7) с центральным круглым отверстием диаметром 13 см по 10 образцов в каждой. Крупность щебня в первой из серий

5 — 10 мм, во второй 10-20 мм, Выбор ширины в рабочей части образца проводился следующим образом.

Средняя площадь поперечного сечения щебня крупностью 5 — 10 мм S = 62,5 мм2, Для образца высотой h = 150 мм ширину выбирают

bhyKS, 8+KS/h

KS/h = (350...450) 62,5/150 = 145,8...187,5 мм, 5 150т145,8

Принято Ь = 150 мм, при этом b/h = 1.

Средняя площадь поперечного сечения щебня крупностью 10 — 20 мм S = 250 мм2.

В этом случае

10 KSlh = (350.;.450) 250/150 = 583...750 мм, 150 583.

И образец шириной b = 150 мм при этой крупности щебня не удовлетворяет поставленному условию.

15 Для образца высотой h = 260 мм ширину

Ь выбирают

ЬК$/h

К$/й = (350...450) 62,5/260 = 84,1...10Q,2 мм.

Принято Ь = 182 мм, 182>108,2, при этом

20 b/h =0,7, Для получения. большей точности коэффициент К из промежутка 350...450 целесообразно выбирать ближе к правой границе, т.е. к 450.

25 При испытании образцы устанавливали на опоры, расстояние между которыми 45 см.

Расстояние между точками приложения изгибающих усилий 20,см. Прочность Яр на растяжение определяли

30 R,= 4Р(L — 1-} (3)

3ЬЬ где Р— разрушающая сила;

L — расстояние между опорами;

l — расстояние между точками приложения усилий;

Ь, h — соответственно толщина и высота образца, Результаты испытаний приведены в табл. 1.

40 Как видно из данных табл, 1, выбор ширины рабочей части образца позволяет повысить точность определения прочности на растяжение.

Для сравнения прочность бетона "пре-.

45 деляли при осевом растяжении, при изгибе сплошного образца и при изгибе образца с отверстием, При осевом растяжении использовали восьмерки рабочим сечением средней части

15 х 15 х 45 см. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, при испытании образцов с отверстием наблюдается наименьший разброс значений прочности (среднеквадратическое отклонение 0,17), т.е, использование образца данной формы повышает точность определения прочности.

1733958 шийся тем, что, с целью повышения точности определения прочности бетона на растяжение, ширину(в рабочей части образца выбирают из соотношения Ь х hCS

5 где К = 350 — 450 — коэффициент влияния. количества зерен заполнителя бетона: S— средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона, а Ь/h = 0,7 — 1.,0.

Таблица1

Образец

Ширина образца,Ь, мм

Высота образца,Ь, мм

П очность на астяжение, МПа

Средняя площадь поперечного сечения зе на заполнителя. мм 66,5

25.0

150

150

Н

Н

Н

Н

Н

2,54

1,93

0.17

0,23

182

260

Н

Н

Н

1,72

2,35

0,25

0,17

Т а б л.и ц а 2

Формула изобретения

Образец для определения прочности материалов при испытании на изгиб, содер жащий рабочую часть прямоугольного сече" ния с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось проходит через центр симметрии образца, о т л и ч а ю1. 2 3

8

10 .

С е нее значение R МПа

С е нее ква атическое отклонение

2

4

6

8

10

С е нее значение R, Mila

С еднее квад атическое отклонение

2,64

2/39

2,54

2,85

2,30

2,67

2,42

2,52

2,73

2,33

2,13

2,33

2,51

2,19

2,46

2,21

2,18

2,66

2,34

2,45

1.83

2,01

1;72

1,98

2,1

1,72

2,18

1,45

2,09

2,21

1,90

2,01

1,51

1,22

1,98

1;77

1,90

1,51

1,61

1,82

1733958

Составитель В.Кучин а

Редактор Н.Федорова Техред M.Моргентал Корректор T,Màëåö

Заказ 1664 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101