Способ определения прочности бетона методом скалывания ребра



Способ определения прочности бетона методом скалывания ребра
Способ определения прочности бетона методом скалывания ребра

 


Владельцы патента RU 2470284:

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

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения 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 (показаний силоизмерителя) и определяют прочность бетона. Крепление прибора осуществляют крепежным элементом в предварительно подготовленном отверстии на одной грани, а нагрузку прикладывают к смежной грани углового участка. Технический результат: расширение области применения способа определения прочности бетона методом скалывания ребра. 2 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения прочности бетонных и железобетонных конструкций. Оно может быть использовано в производственных и лабораторных условиях, на объектах строительства, при технологическом контроле качества монолитного и сборного железобетона, обследовании зданий, сооружений и конструкций.

Известны стандартные методы определения прочности бетона путем испытания образцов (см., например, Способ испытания бетонного образца, авторское свидетельство СССР №1525534, G01N 3/00, заявлено 31.03.1988, опубликовано 30.11.1989). Как правило, используют образцы-кубы, которые изготавливают из бетонной смеси по технологии производства изделий. Затем их подвергают прессовым разрушающим испытаниям и по разрушающей силе определяют прочность бетона.

Однако достоверность контроля прочности и однородности бетона по стандартным образцам является недостаточной из-за ряда причин: объем испытания стандартных образцов не превышает 0,01% уложенного в конструкцию бетона, условия виброформования и режимы твердения образцов и конструкций различны, стандартными методами невозможно определить однородность бетона в изделии и прочность отдельных его участков. При обследовании конструкций зданий и сооружений стандартные методы испытания бетона вообще неприменимы.

Известны методы определения прочности бетона, основанные на получении выбуренных из конструкции кернов, которые затем испытывают подобно стандартным образцам под прессом. Бетон кернов полностью соответствует реальному материалу конструкции. Однако сложность отбора образцов-кернов, высокая трудоемкость и стоимость выбуривания кернов, опасность нарушения целостности конструкции, возможное нарушение структуры керна при выбуривании и обработке торцов, - все это во многих случаях ограничивает использование этого метода (см. Чихунов Д.А., Методика и техника для контроля прочности бетонов и других искусственных каменных материалов. "Строительная инженерия" №2, 2005 г.).

Известны методы неразрушающего контроля прочности бетона непосредственно в конструкциях по какому-либо косвенному физическому параметру, связанному с прочностью бетона корреляционной зависимостью. При этом на зависимость измеряемого параметра от прочности оказывают вредное влияние несколько факторов (состав бетона, влажность, возраст, карбонизация и др., которые не всегда поддаются однозначной математической интерпретации. Поэтому результаты, полученные данными методами, должны подтверждаться результатами испытаний с частичным разрушением.

Один из методов неразрушающего контроля, основанных на построении индивидуальных градуировочных зависимостей, является метод отрыва со скалыванием и скалывания ребра конструкции, заключающийся в регистрации усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции, либо местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства. Это самые точные из методов неразрушающего контроля прочности, поскольку для них допускается использовать универсальную градуировочную зависимость, в которой изменяются всего два параметра: 1) крупность заполнителя, которую принимают равной 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности более 50 мм; 2) тип бетона - тяжелый либо легкий.

Предлагаемое техническое решение относится к методу скалывания ребра.

Указанный метод основывается на требованиях ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

При испытании методом скалывания ребра на участке испытания не должно быть трещин, околов бетона, наплывов или раковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

Испытание проводят в следующей последовательности:

- прибор закрепляют на конструкции, прикладывают нагрузку со скоростью не более (1+- 0,3) кН/с;

- фиксируют показание силоизмерителя прибора;

- измеряют фактическую глубину скалывания;

- определяют среднее значение усилия скалывания.

При этом глубина скалывания составляет (20±2) мм; ширина скалывания (30±0,5) мм, угол между направлением действия нагрузки и нормалью к нагружаемой поверхности конструкции принимают равным (18±1)°.

Для неразрушающего контроля прочности бетона используются специальные приборы, получившие в последнее время существенное развитие, связанное с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиванием их функциональных возможностей.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран способ определения прочности бетона методом скалывания ребра, на котором основано действие прибора ПОС-30МГ4 «Скол», выпускаемого СКБ «Стройприбор» (см. http://www.ckpr.ru/prickb/ipc.html).

Указанный способ-прототип включает действия, в основном предусмотренные ГОСТ 22690-88:

- осуществляют подготовку прибора к проведению исследования прочности бетона путем установки насадки для скалывания ребра (прибор предназначен для работы по трем методам: скалывания ребра, отрыва со скалыванием и отрыва стальных дисков по ГОСТ 22690, для чего оснащен сменными насадками);

- производят ввод параметров бетонной конструкции (осуществляется в диалоговом режиме с клавиатуры приборов, при этом обеспечивается выбор коэффициентов для автоматического вычисления прочности бетона по результатам нагружения (нагрузка при скалывании ребра);

- выбирают участок бетонной конструкции, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 22690-88 (отсутствие неровностей и др.), на котором будет осуществляться определение прочности методом скола; при этом бетонная конструкция в зоне выбранного участка должна иметь примыкающие к нему две противоположно расположенных стенки (стороны), перпендикулярных стенке с выбранным участком, разнесенных на расстояние не более 300-400 мм, для обеспечения возможности крепления прибора;

- производят крепление прибора на выбранном участке путем охвата исследуемой бетонной конструкции за два противоположных угла (за противоположные параллельные поверхности бетонной конструкции) и зажима посредством винтового механизма;

- скалывающий элемент (крюк), расположенный под определенным заданным углом к поверхности испытываемого участка, приводят в контакт с поверхностью;

- посредством силового цилиндра прикладывают нагрузку к скалывающему крюку со скоростью не более (1±0,3) кН/с до момента скола ребра, при этом ось силового цилиндра и направление движения его поршня не совпадает с направлением приложения нагрузки к скалывающему элементу (крюку), усилие от силового гидроцилиндра передают крюку через рычажную систему;

- фиксируют показания силоизмерителя;

- измеряют фактическую глубину скалывания;

- проводят измерение в других выбранных участках;

- определяют среднее значение усилия скалывания;

- производят расчет прочности бетона.

Основным недостатком способа-прототипа является сложность или невозможность применения в труднодоступных и стесненных местах, поскольку способ предусматривает опору на две противоположные поверхности (противоположные углы) исследуемой бетонной конструкции (балки, колонны).

Кроме того, прототип не обеспечивает высокой точности измерений, что связано с неоднородностью поверхности исследуемых бетонов и возможностью поворота крюка при его контакте с более или менее прочными включениями, создающими момент кручения крюка относительно элементов рычажного механизма. В таких случаях крюк разворачивается относительно силового гидроцилиндра и усилие передается к поверхности бетона под измененным по сравнению с заданным углом.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение области применения способа определения прочности бетона методом скалывания ребра.

Указанная задача решается следующим образом.

В способе определения прочности бетона методом скалывания ребра, осуществляемом путем крепления прибора с заданием направления приложения нагрузки к скалывающему элементу под углом к поверхности участка измерения, приложения нагрузки от силового цилиндра к скалывающему элементу с заданной скоростью до момента скола ребра, фиксирования величины прикладываемого усилия (показаний силоизмерителя) и расчетного определения прочности бетона, предлагается крепление прибора осуществлять крепежным элементом в предварительно подготовленном отверстии на одной грани, а нагрузку прикладывают ко второй грани углового участка.

Обеспечение крепления прибора не путем прижима к двум параллельным противоположным граням исследуемого бетонного объекта испытаний, то есть охватом объекта испытаний за два противоположных угла (как предусмотрено прототипом), а путем жесткого крепления только к одной грани, примыкающей под прямым углом к участку испытания, позволяет расширить область применения способа за счет обеспечения возможности работы в труднодоступных и стесненных местах, облегчает работу оператора, создает удобство в эксплуатации.

Проведенные патентные исследования показали, что техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения: «новизна», «изобретательский уровень». Это решение также соответствуют критерию «промышленная применимость».

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема осуществления заявляемого способа, а на фиг.2 - общий вид прибора, реализующего заявляемый способ.

Заявляемый способ включает следующие действия:

- оператор с помощью специального прибора обследует объект испытания -бетонную конструкцию 1 (балку, колонну, угол и т.п.) и определяет место, где нет стальной арматуры;

- выбирает участок, на котором необходимо осуществить определение прочности методом скола; на участке испытания не должно быть трещин, околов бетона, наплывов или раковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры (см. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля). Участок должен примыкать к ребру 2 (углу) испытываемой конструкции, при этом одна грань 3 (сторона) предназначена для закрепления прибора 4, а вторая грань 5 (сторона) - для воздействия на нее скалывающим элементом 6;

- сверлит крепежное отверстие (шпур) на расстоянии 50-150 мм от ребра;

- оператор прижимает прибор 4 к плоскости крепления 3 и фиксирует его положение посредством крепежного отверстия и самореза 7 по бетону (дюбеля, анкера и т.п.);

- при этом скалывающий элемент 6 (пластина из прочного материала) приводится в контакт с нагружаемой поверхностью 5 бетона под определенным заданным углом к этой поверхности;

- производит ввод параметров бетонной конструкции (осуществляется в диалоговом режиме с клавиатуры приборов, при этом обеспечивается выбор коэффициентов для автоматического вычисления прочности бетона по результатам нагружения (нагрузка при скалывании ребра);

- посредством силового цилиндра прикладывают нагрузку к скалывающему элементу 7 (пластине) со скоростью не более (1+-0,3) кН/с в течение 15-30 секунд до момента скола ребра, причем усилие от силового гидроцилиндра непосредственно передается к скалывающему элементу 6 (этот элемент жестко связан с поршнем силового гидроцилиндра) и постепенно возрастает от нуля до критического скалывающего усилия;

- фиксируют величину прикладываемого усилия (показания силоизмерителя): информация о текущей нагрузке поступает на электронный блок. В момент скалывания электронный блок фиксирует разрушающее усилие;

- определяют значение усилия скалывания и прочности бетона;

Заявляемый способ может быть осуществлен с помощью специального прибора для измерения прочности бетона (скол ребра).

Способ определения прочности бетона методом скалывания ребра путем крепления прибора с заданием направления приложения нагрузки к скалывающему элементу под углом к поверхности участка измерения, приложения нагрузки от силового цилиндра к скалывающему элементу с заданной скоростью до момента скола ребра, фиксирования величины прикладываемого усилия (показаний силоизмерителя) и расчетного определения прочности бетона, отличающийся тем, что крепление прибора осуществляют крепежным элементом в предварительно подготовленном отверстии на одной грани, а нагрузку прикладывают к смежной грани углового участка.



 

Похожие патенты:

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 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 области компьютерных сетей. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

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

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 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.

Изобретение относится к устройствам для испытания спасательного оборудования и снаряжения. Устройство содержит основное устройство в виде трубы диаметром не менее 300 миллиметров со съемными креплениями к поверхности, имеющее 4 независимых места на основном устройстве, в том числе ролик и крепление для зацепления спасательных веревок длиной 30 и 50 метров, рукавных задержек, пожарных поясов, карабинов и два отдельных крепления, одно из которых предназначено для испытания спасательных веревок длиной 30 и 50 метров, состоящее из опорной плиты, малой опорной плиты, квадратного металлического стержня, 2-х креплений - Ушко, закрепленных на металлическом стержне, и косынки, а второе - для испытания пожарных поясов, карабинов и рукавных задержек, состоящее из металлического листа, крепления в виде ушка и уголка. Устройство имеет 2 рабочих направления для испытания и возможность съемного крепления на горизонтальной или вертикальной поверхностях. Технический результат: возможность создания недорогого, простого в изготовлении и надежного в эксплуатации устройства для испытания спасательного оборудования и пожарного снаряжения. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изучения водопроницаемости геомембраны и стыков ее полотнищ. Устройство для испытания стыков полотнищ геомембраны на водопроницаемость включает емкость с герметично закрывающейся крышкой (2) и эластичной диафрагмой (4). Емкость снабжена герметично закрывающимся днищем (3) сферической формы, заполненным сыпучим водопроницаемым материалом (9), обладающим известной деформативностью, определяющей значения растягивающих напряжений в стыке элементов геомембраны (11, 12). Применение изобретения повышает достоверность результатов испытаний на водопроницаемость стыков геомембраны. 2 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в машиностроительной отрасли при сборке узлов и деталей корпусных изделий и оперативном контроле остаточной прочности крепежных элементов. Устройство состоит из стержня, вставленного в сквозное отверстие, выполненное параллельно оси шпильки или болта, либо в паз, прорезанный вдоль шпильки снаружи на глубину, обеспечивающую заглубление стержня в тело шпильки (болта) дальше внутреннего диаметра резьбы, причем один конец стержня закреплен относительно одного края отверстия или паза (возможен резьбовой конец, закрепленный законтренными гайками), а второй выступающий конец стержня изогнут под углом 90° и в исходном состоянии прилегает к торцу шпильки (болта). Оценка прочности шпильки (болта) выполняется по величине смещения незакрепленного конца стержня, являющегося индикатором растяжения, относительно торца шпильки (болта) на угол α, предельное значение которого устанавливают на основе растяжения шпильки (болта) до разрушения на разрывной машине, прикладывая через гайки шпильки (или головку болта и гайку) нагрузку при расстоянии между гайками на шпильке или расстоянии между головкой болта и гайкой, равном суммарной толщине соединяемых фланцев и величине зазора между ними в изделии. Технический результат: оперативный контроль остаточной прочности шпилек (болтов) во фланцевых соединениях трубопроводов и задвижек, позволяющий уменьшить вероятность возникновения техногенных катастроф и снизить расходы на их предотвращение и ликвидацию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх