Способ определения прочности бетона
Владельцы патента RU 2247353:
Государственное унитарное предприятие "Научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" (ГУП "НИИЖБ") (RU)
Изобретение относится к строительству, а именно - к методам контроля качества бетона в строительных конструкциях. Определение прочности бетона осуществляют методом скалывания при кручении. Способ включает высверливание шпура в теле бетона, прорезание в теле бетона соосно шпуру кольцевой канавки, размещение в ней металлической цилиндрической обоймы, соразмерной образцу, закрепление в шпуре анкерного устройства и приложение разрушающей нагрузки путем вращения анкерного устройства до разрушения образца. Прочность бетона определяют по формуле
где R - прочность бетона, МПа; Mкр - разрушающий момент, Нм; D - диаметр образца, м; d - диаметр шпура, м. Технический результат - способ позволяет получить прямые физико-механические характеристики бетона непосредственно в теле конструкции. 1 ил.
Изобретение относится к строительству, а именно к механическим методам неразрушающего контроля.
Известны способы определения прочности бетона по образцам отобранным из конструкции (1).
Наиболее близким является способ определения прочности бетона методом отрыва со скалыванием, включающий высверливание шпура в теле бетона, закрепление в нем соединенного с прибором анкерного устройства и выдергивание его с разрушающим усилием, с последующим определением прочности по разрушающему усилию и градуировочной зависимости (2).
Недостатками известных способов является трудоемкость и длительность испытаний.
Техническая задача заключается в определении физико-механических характеристик бетона методом неразрушающего контроля непосредственно в конструкции путем прямых испытаний.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения прочности бетона методом скалывания при кручении, включающем закрепление анкерного устройства, соединенного с прибором, в теле бетона, приложение разрушающей нагрузки и определение прочности по расчетной формуле, отличающийся тем, что предварительно в теле бетона высверливают шпур и устанавливают размер образца путем прорезания в теле бетона соосно шпуру кольцевой канавки, размещают в ней металлическую цилиндрическую обойму, соразмерную образцу, анкерное устройство закрепляют в шпуре, разрушающую нагрузку прикладывают путем вращения анкерного устройства до разрушения образца, а прочность определяют по формуле,
где Мкр - разрушающий момент, Нм; D - диаметр образца, м; d - диаметр шпура, м.
Отличие предлагаемого способа заключается в том, что предварительно в теле бетона высверливают шпур и устанавливают размер образца путем прорезания в теле бетона соосно шпуру кольцевой канавки, размещают в ней металлическую цилиндрическую обойму, соразмерную образцу, анкерное устройство закрепляют в шпуре, разрушающую нагрузку прикладывают путем вращения анкерного устройства до разрушения образца, а прочность определяют по формуле, где Мкр - разрушающий момент, Нм; D - диаметр образца, м; d - диаметр шпура, м.
Технический результат заключается в снижении трудоемкости, возможности получения прямых характеристик физико-механических свойств бетона непосредственно в бетонных и железобетонных конструкциях и исключение определения косвенных характеристик при определении прочности на растяжение по расчетной формуле.
Способ осуществляют следующим образом с помощью устройства, представленного на чертеже.
Устройство состоит из корпуса 1, механического привода 2, червяка 3 с шестерней 4, винтовой пары 5 с плавающей гайкой 6. Винтовая пара 5 соединена с анкерным устройством, включающем резьбовую пару из конусной головки 7 и разжимной гайки 8. Резьбовая пара зажимается фиксирующей гайкой 9. Плавающая гайка 6 опирается на саморегулирующуюся подшипниковую опору 10 и фиксируется относительно винтовой пары стопором 11. На корпусе 1 смонтировано регистрирующее устройство 12 для измерения разрушающей нагрузки, соединенное с приводом. Устройство имеет регулируемые опоры 13.
Для определения прочности бетона методом скалывания в теле бетона конструкции предварительно высверливают шпур 14, соразмерный диаметру разжимной гайки 8 анкерного устройства на глубину не менее установочной длины разжимной гайки, что соответствует высоте образца. Затем соосно шпуру 14 в теле бетона на глубину шпура прорезают кольцевую канавку 15 диаметром и высотой, соответствующими размеру образца. В кольцевой канавке 15 на глубину, равную установочной длине разжимной гайки 8, размещают металлическую цилиндрическую обойму диаметром, соразмерным диаметру кольцевой канавки. Обойму устанавливают на быстротвердеющем клее для плотного прилегания к образцу. После этого устанавливают устройство для определения прочности таким образом, чтобы анкерное устройство размещалось в шпуре 14, и закрепляют посредством ввинчивания конусной головки 7 в разжимную гайку 8 до фиксации образцом и затягивают фиксирующую гайку 9. Положение устройства регулируют с помощью опор 13. При вращении привода 2 при помощи червячной передачи передается радиальное усилие на винт винтовой пары 5 до разрушения образца. В момент разрушения образца снимают показания со шкалы регистрирующего устройства 11. По усилию разрушения и размерам образца обпределяют прочность испытываемого бетона на сдвиг.
Пример.
Испытанию подвергали конструкцию бетонного блока марки ФБС. Проектный класс бетона на растяжение B(t) 1,6. Показания регистрирующего прибора при разрушении соответствовали 0,46 кНм. Прочность бетона при кручении определяют по формуле
.
Прочность при кручении соответственно равна (0,5...0,6) прочности на растяжение Требуемая прочность при коэффициенте вариации 13,5% для B(t) 1,6 RТ=2,05 МПа, что соответствует нормативным требованиям.
Источники информации:
1. ГОСТ 28570-90. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.
2. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля (п.4.11 - прототип).
Способ определения прочности бетона методом скалывания при кручении, включающий закрепление анкерного устройства, соединенного с прибором, в теле бетона, приложение разрушающей нагрузки и определение прочности по расчетной формуле, отличающийся тем, что предварительно в теле бетона высверливают шпур и устанавливают размер образца путем прорезания в теле бетона соосно шпуру кольцевой канавки, размещают в ней металлическую цилиндрическую обойму, соразмерную образцу, анкерное устройство закрепляют в шпуре, разрушающую нагрузку прикладывают путем вращения анкерного устройства до разрушения образца, а прочность определяют по формуле
где R - прочность бетона, МПа;
Mкр - разрушающий момент, Нм;
D - диаметр образца, м;
d - диаметр шпура, м.
