Способ определения прочности образцов бетона и устройство для его осуществления



Способ определения прочности образцов бетона и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2420724:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Интерприбор" (RU)

Область использования: измерительная техника, в частности определение прочности образцов из бетона. Технический результат: обеспечение возможности измерения прочности образцов бетона с использованием метода скола ребра при одновременном обеспечении высокой мобильности оборудования, снижении его габаритов, массы и стоимости. Устройство для определения прочности изделия из бетона содержит прибор для определения прочности изделия из бетона методом скалывания ребра с основанием, монтируемым на угол испытуемого изделия, и силовым устройством с гидроприводом и встроенной электроникой. Также оно содержит несущую конструкцию с винтовым механизмом фиксации для зажима испытуемого изделия, при этом основание и несущая конструкция с винтовым механизмом выполнены с возможностью монтажа и фиксации в качестве испытуемого изделия образца из бетона и возможностью извлечения и поворота упомянутого образца на 90°. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при определении прочности образцов из бетона.

Прочность бетонного изделия можно установить двумя способами:

- прессовыми испытаниями образцов - кубов размером 100×100×100 мм или 150×150×150 мм, кернов, выбуренных из бетонных изделий, призм 100×100×300 мм; при этом непосредственно получают значение прочности бетона на сжатие;

- изделие подвергается частичным механическим разрушениям, а контроль осуществляется косвенно путем измерения и пересчета усилий локального разрушения в прочность в соответствии с ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

Первый способ предусматривает изготовление образцов - кубиков размерами 100×100×100 мм (150×150×150 мм) по ГОСТ 10180-78. Образцы для испытаний изготавливают из бетонной смеси, применяемой при производстве контролируемого изделия. Пробы берут из одного замеса или из одного миксера автомобиля, перевозящего бетонную смесь. Образцы, изготовленные из бетонной смеси, испытывают через 28 суток нормального твердения. На прессе, например ПГМ-100МГ4, нагружение ведут непрерывно и равномерно с заданной скоростью до разрушения образца. Разрушающая нагрузка фиксируется, и затем по ней рассчитывают прочность бетона (см. http://www.stroypribor.ru/produkt/catalog/beton/beton_7.html, копия прилагается).

К недостаткам данного способа можно отнести большие разрушающие усилия (до 100 тс) и необходимость в наличии массивного, дорогостоящего, стационарно устанавливаемого пресса.

Ко второму способу, наряду с методом отрыва со скалыванием, относится метод скола ребра. Этот метод не предусматривает изготовление образцов и заключается в регистрации усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре готовой бетонной конструкции и дальнейшего определения прочности по известным зависимостям.

Существуют приборы для определения прочности бетонных конструкций методом скалывания ребра, например прибор ПОС-50МГ4 "Скол", выпускаемый ООО СКБ Стройприбор», Челябинск (http://www.ckpr.ru/prickb/ipc.html, копия прилагается), и прибор «Измеритель прочности бетона сколом ребра ОНИКС-СР», выпускаемый ООО НПП «Интерприбор», Челябинск (http://www.mterpribor.ru/onikssr.php, копия прилагается).

Приборы «Скол» требуют базу для их установки на объект контроля, соответствующую расстоянию между гранями, и крепятся путем охвата контролируемой конструкции за две противоположных грани.

Приборы «ОНИКС-СР» устанавливаются на угол конструкции, что делает их более компактными и удобными, а база и условия крепления не зависят от наличия двух граней для охвата конструкции и от расстояния между ними.

Эти приборы предназначены для работы только с бетонными конструкциями. Они не пригодны для определения прочности образцов.

В качестве прототипа для заявляемого способа определения прочности образцов бетона выбран традиционный прессовый способ, включающий подготовку образца в виде кубика, например, размером 100×100×100 мм, приложение постепенно увеличивающейся нагрузки к противоположным граням кубика (перпендикулярно направлению бетонирования) и фиксацию разрушающего усилия в соответствии с ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» (http://www.stroypribor.ru/produkt/catalog/beton/beton_7.html).

Недостатком способа-прототипа является невозможность проведения испытаний на объектах строительства и в мобильных условиях вследствие необходимости в приложении больших разрушающих усилий (до 100 тс), больших габаритов и массы применяемого оборудования, необходимости в сетевом питании и т.п., однократное использование образца, а также зависимость результатов от геометрии образцов.

Прототипом заявляемого устройства для определения прочности образцов бетона выбран прибор «ОНИКС-СР», выполненный в виде единого конструктива, включающего в себя: основание, монтируемое на угол конструкции с помощью анкера ⌀10 типовой конструкции, силовое устройство с гидроприводом и встроенную электронику, а также анкеры для быстрого крепления на основании (http://www.interpribor.ru/onikssr.php).

Недостатком устройства-прототипа является невозможность его использования для испытаний образцов.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности измерения прочности образцов бетона с использованием метода скола ребра при одновременном обеспечении высокой мобильности оборудования, снижении его габаритов, массы и стоимости.

Указанная задача решается за счет того, что в способе определения прочности образцов бетона путем приложения нагрузки и фиксирования разрушающего усилия согласно изобретению предлагается производить частичное разрушение образца в виде кубика путем скола ребра его граней, а испытания повторять путем последующего поворота образца и поочередного испытания, например, 4 граней кубика, причем полученная серия результатов статистически усредняется.

Указанная задача решается также за счет того, что устройство для определения прочности бетона, включающее прибор для определения прочности методом скалывания, состоящий из основания, монтируемого на угол испытываемого изделия, силового устройства с гидроприводом и встроенной электроники, снабжено несущей конструкцией для зажима образца в виде кубика и установки прибора.

Таким образом, заявляемые способ и устройство определения прочности образцов бетона по сравнению с существующими способами обеспечивают следующие преимущества:

- не требуется дорогостоящий, стационарно устанавливаемый пресс;

- измерения можно проводить в любых условиях, в том числе в передвижных лабораториях, в условиях строительной площадки, заводской лаборатории;

- многократное испытание одного кубика и статистическая обработка результатов по числу испытываемых граней (не менее трех);

- многократно (более чем в 30 раз) уменьшаются разрушающие усилия.

При этом использование существующего метода определения прочности бетона путем скола ребра в испытаниях на прочность образцов не является очевидным для специалистов в данной области техники. Реализация такого метода стала возможной благодаря особенностям конструкции нового испытательного малогабаритного «пресса», выполненного на базе прибора «ОНИКС-СР», разработанного и выпускаемого заявителем, а также дополнительному оснащению этого прибора специальной несущей конструкцией для установки испытуемого образца и прибора «ОНИКС-СР».

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведен внешний вид заявляемого устройства с зажатым в нем образцом - кубиком из бетона.

Заявляемое устройство включает несущую конструкцию 1 для установки испытываемого образца (кубика из бетона) и его фиксации посредством винтового механизма фиксации 2, а также для установки прибора 3, снабженного силовым цилиндром. Скалывающий элемент 4 прибора 3 жестко связан с поршнем силового цилиндра. В комплект прибора 3 входит электронный блок 5.

Работа устройства и реализация заявляемого способа осуществляются следующим образом. Изготавливают образец - кубик размером 100×100×100 мм. Подготовленный обычным образом образец устанавливается в несущую конструкцию 1 и зажимается винтовым механизмом фиксации 2. В этой же несущей конструкции 1 размещен прибор 3. Скалывающий элемент 4, жестко связанный с поршнем силового цилиндра прибора 3, приводится в контакт с нагружаемой поверхностью 6 бетонного кубика (образца) под заданным углом к этой поверхности. Посредством силового цилиндра прикладывают нагрузку к скалывающему элементу 4 со скоростью (1±0,3) кН/с в течение 15-30 секунд до момента скола ребра, при этом усилие от силового гидроцилиндра 4 непосредственно передается к скалывающему элементу 4 и постепенно возрастает от нуля до критического скалывающего значения. Величина прикладываемого текущего усилия индицируется встроенным электронным блоком 5. В момент скалывания ребра электронный блок 5 фиксирует усилие разрушения.

Затем образец извлекается из устройства, поворачивается на 90° и снова зажимается в несущей конструкции 1, только при этом скалывающий элемент 4 контактирует с другой неразрушенной гранью кубического образца. Далее процесс испытаний повторяется с фиксацией разрушающего усилия. Таких испытаний может быть несколько, оптимальным признано четырехкратное испытание. Затем полученные результаты усредняются.

Полученный результат характеризует прочность бетона, из которого изготовлен образец.

Пример конкретного выполнения способа.

При выполнении измерений на образце из бетона марки 200 фиксируются усилия разрушения на 4 гранях: R1=25,8 МПа; R2=23,4 МПа; R3=20,7 МПа; R4=24,0 МПа. Средняя прочность

Устройство для определения прочности изделия из бетона, содержащее прибор для определения прочности изделия из бетона методом скалывания ребра с основанием, монтируемым на угол испытуемого изделия, и силовым устройством с гидроприводом и встроенной электроникой, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит несущую конструкцию с винтовым механизмом фиксации для зажима испытуемого изделия, при этом основание и несущая конструкция с винтовым механизмом выполнены с возможностью монтажа и фиксации в качестве испытуемого изделия образца из бетона и возможностью извлечения и поворота упомянутого образца на 90°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования гелеобразных продуктов. .

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения скорости распространения фронта трещины в магистральном газопроводе при его испытании на протяженное разрушение.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к ротору машины для превращения кинетической энергии потока в механическую энергию, который в раскрытом состоянии имеет наблюдаемую снаружи контрольную зону, в которой в процессе работы машины возникает относительно некритичная нагрузка, и который в раскрытом состоянии имеет ненаблюдаемую снаружи контрольную зону, в которой в процессе работы машины возникает относительно критичная нагрузка, с расположенным в контрольной зоне заданным ослабленным участком, который выполнен в виде насечки.

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для моделирования физических процессов в нагруженном массиве горных пород в лабораторных условиях.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, крыла самолета и может быть использовано для контроля прочностных свойств путем замера вибраций консоли крыла непосредственно в полете.

Изобретение относится к машинам для механических испытаний материалов на сжатие и изгиб, в частности к прессам. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в стандартных испытательных машинах с записью диаграмм деформации для определения критической силы.

Изобретение относится к определению механических свойств материалов. .

Изобретение относится к строительству, в частности, к устройствам для определения физико-технических свойств грунтов. .

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к области компьютерных сетей

Изобретение относится к области судостроения (прочности конструкции корпусов судов), касается вопросов обеспечения и повышения эксплуатационного ресурса судов арктического плавания, сварные конструкции которых находятся под воздействием циклических нагрузок и низких температур

Изобретение относится к устройствам для исследования прочностных свойств конструкций, в частности крыла воздушного судна, и может быть использовано для контроля его прочности путем замера вибраций консоли крыла непосредственно в полете

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения прочности бетонных и железобетонных конструкций

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для использования при определении прочности бетонных и железобетонных конструкций. Сущность: осуществляют крепление прибора с заданием направления приложения нагрузки к скалывающему элементу под углом к поверхности участка измерения. Прикладывают нагрузку от силового цилиндра к скалывающему элементу с заданной скоростью до момента скола ребра. Фиксируют величину прикладываемого усилия и определяют прочность бетона. Усилие от силового цилиндра прикладывают непосредственно к скалывающему элементу, при этом заданное направление приложения нагрузки совмещено с осью силового цилиндра. Технический результат: повышение точности определения прочности бетона. 2 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для проведения механических испытаний материала, в частности испытаний на растяжение и ползучесть образцов в канале ядерного реактора. Устройство содержит узел фиксации образца, узел создания и регулирования нагрузки, узел контроля за изменением параметров образца. Узел создания и регулирования нагрузки выполнен в виде сильфона, жестко связанного вверху с длинной гибкой трубой, которая связана с внешним источником подачи газа, а дно сильфона герметично закрыто. Узел фиксации образца расположен вне сильфона и состоит из двух частей: верхней и нижней, каждая из которых содержит первый и второй элементы для закрепления образца, жестко связанные с соответствующей тягой. Первый элемент для закрепления образца в верхней его части через первую тягу жестко связан с наружной стороной верха сильфона, а второй элемент для закрепления образца в нижней части через вторую тягу жестко связан с наружной стороной дна сильфона. Узел контроля за изменением параметров образца закреплен на тягах между первым и вторым элементом для закрепления образца. Расстояние между дном сильфона и первым элементом для закрепления образца превышает возможное растяжение образца под максимальной нагрузкой. Технический результат: расширение области испытания образцов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: заявляемое изобретение относится к области специального испытательного оборудования, предназначенного для испытания изделий, содержащих взрывчатые материалы (ВМ), на стойкость к воздействию ударных нагрузок на копровых стендах. Сущность изобретения: устройство для испытания изделий, содержащих взрывчатые материалы, находящихся в зоне обработки, управляемое из отделенной от зоны обработки перегородкой операционной зоны, включает в себя наковальню, молот с расположенным на нем испытуемым изделием, захватное приспособление, посредством которого имеется возможность подъема-спуска молота через трос, связанный с электродвигателем, пульт управления которого находится в операционной зоне, и два малых троса, одни концы которых закреплены на захватном приспособлении, другие соединены с тросом для ручного дистанционного управления из операционной зоны. Устройство снабжено основанием, на котором закреплены электродвигатель, молот, блок вращения троса, трос и захватное приспособление. На наковальне закреплены два блока вращения малых тросов. Перегородка снабжена смотровым окном. Молот снабжен петлей, а захватное приспособление выполнено в виде двух пальцев, захватывающих петлю. Технический результат: простота конструкции, обеспечение безопасности персонала при проведении опасных для жизни и здоровья работ. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к контролю уплотнения насыпных строительных грунтов. Устройство автоматического управления исполнительным механизмом рабочего органа грунтоуплотняющей машины состоит из акселерометра, усилителя, полосового фильтра, усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, фильтра первой гармоники, преобразователя частоты в аналоговый сигнал, алгебраического сумматора, задатчика степени уплотнения грунта, аналого-цифрового преобразователя, компаратора, триггера, формирователя импульсов, блока памяти. Устройство снабжено преобразователями контроля числа проходов машины, скорости ее перемещения, силы и частоты удара рабочего органа, частоты оборотов кривошипного механизма, входным и выходным нормализаторами для связи с объектом управления, бортовым микропроцессорным контроллером с программным обеспечением, регулируемым по нескольким оптимальным параметрам исполнительным механизмом. Первичные преобразователи через входной нормализатор сигналов электрически подключены к «Входу 1» микропроцессорного контроллера, на «Вход 2» которого подается сигнал от анализатора сравнения, а с «Выхода» через выходной нормализатор формируются команды для управления регулируемым исполнительным механизмом, кинематически сочлененным с рабочим органом машины. Обеспечивается повышение производительности грунтоуплотняющей машины, улучшение качества уплотнения насыпного покрытия. 7 ил.

Изобретение относится к компактному зажимному устройству (50) для трубы, пригодному для использования в установке для гидравлических испытаний под давлением с целью контроля качества трубы, полученной электросваркой методом сопротивления. На неподвижное основание (51) посажено с возможностью подъема и опускания поднимаемое и опускаемое основание (52), включающее в себя находящееся на нем поддерживающее трубу тело (55). В положениях, между которыми заключено поддерживающее трубу тело (55) поднимаемого и опускаемого основания (52), расположены зажимные захваты (56), способные поворачиваться. В поднимаемом и опускаемом основании (52) предусмотрен корпус (58) привода захватов для независимого подъема и опускания поднимаемого и опускаемого основания (52). Противоположные боковые участки корпуса (58) привода захватов соединены с противоположными зажимными захватами (56) посредством звеньев (59) так, что могут поворачивать зажимные захваты (56) в направлениях смыкания путем опускания относительно поднимаемого и опускаемого основания (52). На неподвижное основание (51) установлены и первый приводной механизм (53), предназначенный для привода поднимаемого и опускаемого основания (52) с целью подъема и опускания, и второй корпус (54) привода, предназначенный для привода корпуса (58) привода захватов с целью подъема и опускания. Технический результат - повышение компактности и легкости конструкции с обеспечением ее надежности. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 27 ил.
Наверх