Способ определения однородности бетона в сечении бетонных и железобетонных конструкций

Изобретение предназначено для определения неоднородности прочностных свойств бетона в конструкциях и снижения трудозатрат за счет упрощения отбора контрольных образцов, при возможности использования предлагаемого метода в густоармированных и тонкослойных конструкциях. Сущность: осуществляют выбуривание из конструкции цилиндрического образца, последующее испытание его на раскалывание путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности образца до разрушения, с последующим расчетом прочности и определением однородности прочности бетона по длине образца. Определение прочности осуществляют методом пошагового раскалывания цилиндрического образца в диаметральной плоскости, перпендикулярно продольной оси цилиндра с шагом между зонами приложения нагрузки 12-17 мм, с возможностью определения прочности бетона в сечении конструкции послойно в плоскости, параллельной поверхности конструкции. Технический результат: возможность определять и учитывать в оценке эксплуатационной пригодности конструкций фактическую неоднородность в сечениях при одновременном снижении влияния возмущающих методических и метрологических факторов. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области контроля качества строительных материалов и конструкций, а именно к методике отбора образцов из конструкций, и методов разрушающего контроля физико-механических свойств бетона в конструкциях - прочности на сжатие, на растяжении при изгибе и при раскалывании. Метод может быть использован для контроля качества бетона в монолитном строительстве, а также при обследовании строительных бетонных и железобетонных конструкций и изделий.

Известен способ определения неоднородности прочности бетона по образцам, отобранным из конструкции по методике ГОСТ 28570 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам отобранным из конструкции», включающий выбуривание из тела конструкции бетонного образца - цилиндра диаметром не менее 44 мм на сжатие, и не менее 70 мм на раскалывание, изготовление контрольных образцов с отношением высоты к диаметру (d) не менее 0,85*d, подготовку опорных поверхностей, удовлетворяющих требованиям отклонения от плоскостности торцевых поверхностей и прямолинейности образующих цилиндра, последующее выдерживание и испытание его на сжатие или растяжение при раскалывании по ГОСТ 10180. «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Недостатками известных разрушающих методов определения прочности бетона является следующее:

- полученный при испытании результат характеризует усредненные свойства образца по его высоте, в то время, как изменения неоднородности свойств материала в конструкции распределяются по глубине сечения сравнимой с высотой одного образца (т.е. 40-50 мм);

- процедура отбора образцов для испытания традиционными стандартизированными методами требует больших трудозатрат на стадии отбора из конструкций за счет требуемых сравнительно больших минимальных диаметров, а также требует трудоемкой операции подготовки образцов к испытанию, чего не требуется в предлагаемом способе испытаний;

- в густоармированных конструкциях бывает затруднено выбурить керн диаметром не менее 3-х кратного размера крупного заполнителя, но не менее 40 мм, без ослабления арматурного каркаса конструкции, что приводит к повреждению железобетонной конструкции, снижению ее надежности. Чем больше диаметр керна, тем на большую глубину необходимо забуриваться для отбора одной серии образцов, обеспечивая при этом необходимое соотношение высоты к диаметру. В среднем это глубина составляет не менее 220 мм. Для некоторых особо ответственных конструкций создание такого «дефекта» в монолитном бетоне конструкции неприемлемо с точки зрения обеспеченности эксплуатационной надежности.

- для отбора одной серии образцов необходимо затратить работу на высверливание керна, равную истиранию определенного объема бетона, величину этого объема определяют по следующим параметрам: диаметр образца, глубина реза, толщина режущего сегмента. В нашем случае, с применением специального оборудования, работа на отбор кернов может быть снижена в 10 раз.

- при густом армировании уплотнение бетона внешних слоев конструкции отличается от уплотнения бетона по основному сечению конструкции. Поэтому, согласно правилам отбраковки по ГОСТ 28570, ослабленные внешние слои бетона конструкции не будут учтены при определении средней прочности в серии образцов. В предлагаемом способе оценки неоднородности свойств материала в конструкциях и изделиях получаемые результаты смогут отразить характер изменения прочности по глубине сечения и позволят принять обоснованное решение о необходимости дальнейшего детального определения свойств материала всей конструкции.

Техническая задача заключается в разработке новых методов контроля свойств бетона в конструкциях, позволяющих определять и учитывать в оценке эксплуатационной пригодности конструкций фактическую неоднородность в сечениях при одновременном снижении влияния возмущающих методических и метрологических факторов.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения однородности бетона в сечении бетонных и железобетонных конструкций по отобранным контрольным образцам, включающем выбуривание из конструкции цилиндрического образца, последующее испытание его на раскалывание путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности образца до разрушения, расчет прочности и определение однородности бетона по прочности по длине образца, отличающийся тем, что определение прочности осуществляют методом пошагового раскалывания цилиндрического образца в диаметральной плоскости, перпендикулярно продольной оси цилиндра с шагом между зонами приложения нагрузки 12-17 мм, с возможностью определения прочности бетона в сечении конструкции послойно в плоскости, параллельной поверхности конструкции.

Предлагаемый способ отличается тем что, определение прочности осуществляют методом пошагового раскалывания цилиндрического образца в диаметральной плоскости, перпендикулярно продольной оси цилиндра с шагом между зонами приложения нагрузки 12-17 мм, с возможностью определения прочности бетона в сечении конструкции послойно в плоскости, параллельной поверхности конструкции с высокой дискретностью (шагом по глубине в одном образце-цилиндре около 12-17 мм) используя при испытаниях малогабаритные образцы-цилиндры диаметром около 20 мм.

Технический результат: определение неоднородности прочностных свойств бетона в конструкциях при снижении трудозатрат за счет упрощения отбора контрольных образцов, возможность использования предлагаемого метода в густоармированных и тонкослойных конструкциях, выявление степени и характера повреждений внешних слоев конструкций при агрессивных и экстремальных воздействиях (высокотемпературные воздействия, коррозия, циклическое замораживание и др.), снижение трудоемкости испытаний, исключение этапа подготовки образцов и уменьшение влияния «человеческого фактора» на результат испытаний.

Способ определения однородности бетона в конструкции осуществляют следующим образом.

Отбираются образцы с внешней поверхности конструкций и далее испытываются по предложенной новой методике определения прочностных свойств с малым шагом по глубине сечения (от 12-15 мм в каждом образце). Далее выполняется графический анализ и статистическая обработка полученных результатов. Оценивается их достоверность и статистическая однородность.

Проблема возможной высокой неоднородности получаемых данных, при данной схеме испытания, может быть решена путем увеличения контрольных образцов в серии, а так же статистической отбраковкой аномальных результатов с учетом сравнительно низкой трудоемкости отбора и испытаний образцов.

В таблице 1 приведены результаты испытаний на сжатие пластин и кернов из отобранного керна; таблице 2 - результаты испытаний на раскалывание по предложенному методу. образцов-кернов, Образцы отобраны из изделия плиты мощения трамвайных путей размерами (400×600×100 мм), изготовленной методом вибропрессования из мелкозернистого бетона класса В40. Далее из торцевой плоскости плиты были выбурены цилиндрические образцы диаметром 23,5 мм, в количестве 5 штук высотой 200-230 мм. После предварительного выдерживания (3 суток) образцы были испытаны по предложенной методике поперечного раскалывания. Далее были отобраны дополнительно 2 аналогичных предыдущим образца цилиндра на такую же глубину из той же грани плиты, разрезаны алмазным режущим инструментом на круглые пластины («пятаки» толщиной около 7-10 мм и цилиндры с h/d=1) и испытаны: пластины - на сжатие двусторонним соосным приложением нагрузки через штампы диаметром 8-10 мм; цилиндры - осевое сжатие.

На чертеже представлен график изменения зависимости прочности бетона нагретого сечения плиты (1200 град. на поверхности), прочность на раскалывание и на сжатие в пластинах (штамп двусторонний и цилиндры) в сечении дорожной плиты.

Представленные данные наглядно иллюстрируют повторяемость характера распределения прочностных характеристик по глубине сечения плиты в направлении отбора образцов.

Отмечена высокая степень повторяемости прочностных характеристик бетона в первых пяти образцах и высокая степень величины достоверности аппроксимации полученных точек степенными функциями 4 и 3 степени.

Выявленная неоднородность материала в сечении плиты может быть объяснена «пристенным» эффектом уплотнения в процессе вибропрессования изделия.

Как видно на расположенных ниже графиках испытания материала плиты методом штампа и методом раскалывания, выявленный характер распределения неоднородности прочности в сечении изделия - идентичен. Разница абсолютных значений прочностей в разных методах указывает на необходимость определения частных коэффициентов (зависимостей) перехода для разных видов (состав, прочность и т.п.) бетонов.

Предлагаемая методика контроля прочности позволяет:

- выполнять численную и сравнительную оценку изменения свойств материала по глубине сечения конструкций и изделий с высокой степенью дискретности (шаг по глубине сечения в каждом отобранном образце от 15 мм);

- Выполнять определение прочностных характеристик материала в густоармированных, тонкослойных и тонкостенных изделиях и конструкциях;

- Определять прочностные характеристики других строительных материалов и природных материалов (бут, гранит, керамические изделия и др.);

- Определять степень и глубину повреждения материалов бетонных и ж/б конструкций, а также ряда защитных покрытий, при аварийных и эксплуатационных агрессивных воздействиях;

- Дает возможность изучения свойств материалов при различных эксплуатационных режимах в научных и исследовательских работах.

Данный метод определения прочности бетона в образцах, отобранных из конструкций особенно актуален для высокопрочного бетона (классов В60 и выше) может быть рекомендован для широкого применения на объектах монолитного строительства и объектах проведения технического обследования, в т.ч. и после аварийных воздействий.

Способ определения однородности бетона в сечении бетонных и железобетонных конструкций по отобранным контрольным образцам, включающий выбуривание из конструкции цилиндрического образца, последующее испытание его на раскалывание путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности образца до разрушения, с последующим расчетом прочности и определением однородности прочности бетона по длине образца, отличающийся тем, что определение прочности осуществляют методом пошагового раскалывания цилиндрического образца в диаметральной плоскости, перпендикулярно продольной оси цилиндра с шагом между зонами приложения нагрузки 12-17 мм, с возможностью определения прочности бетона в сечении конструкции послойно в плоскости, параллельной поверхности конструкции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройствам для определения механических характеристик строительной композитной полимерной арматуры любого типа: гладкой, обсыпной, обмоточной (профилированной).

Изобретение относится к области физико-механических испытаний древесины при ее скалывании вдоль волокон и может быть использовано при проведении исследований древесины.

Изобретение относится к области технических средств и их элементов, предназначенных для определения механических характеристик сыпучих материалов в лабораторных условиях, в частности к устройствам для исследования деформативных характеристик сыпучих материалов, например песчаных грунтов.

Изобретение относится к способам определения критического коэффициента интенсивности напряжений при поперечном сдвиге, которое реализуется при резании твердого материала.

Изобретение относится к устройствам для оценки механических и прочностных характеристик снежного покрова непосредственно в месте непосредственного залегания на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может применяться при аттестации сотовых структур при изготовлении трехслойных конструкций кораблестроения, авиастроения и космической техники.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в научных и производственных лабораториях для определения критического коэффициента интенсивности напряжения в образцах бетона, используемого, например, в железобетонных элементах зданий и сооружений.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в научных и производственных лабораториях для определения критического коэффициента интенсивности напряжения в образцах бетона, используемого, например, в железобетонных элементах зданий и сооружений.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля и исследования прочности при сдвиге клеевых соединений оболочек типа тел вращения.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам, и позволяет испытывать полимерные композиционные материалы (ПКМ) на сдвиг в плоскости листа, а точнее высокомодульные углепластики, с укладкой слоев под углом ±45°.

Изобретение относится к неразрушающему контролю упругих твердых тел акустическими методами, а именно к способам контроля технического состояния машин (энергомеханического оборудования), и может быть использовано для диагностики преимущественно всех типов вращающегося энергомеханического оборудования, в том числе газоперекачивающих агрегатов, турбоагрегатов, насосов, компрессоров, вентиляторов, трансмиссий с приводом от электрического двигателя, двигателя внутреннего сгорания и т.

Изобретение относится к химии, нефтехимии и нефтепереработке, сосудам, аппаратам и трубопроводам, эксплуатируемым под давлением, а также к трубопроводному транспорту, а именно к капитальному ремонту и реконструкции трубопроводов, в частности к определению технического состояния и срока службы трубопроводов, подвергавшихся в процессе эксплуатации водородной коррозии и деформационному старению.

Изобретение относится к областям вакуумного и электронного приборостроения, ядерной технике и другим областям, требующим высокой чистоты от поверхностей, работающих в условиях контролируемой внешней среды.
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий по условиям прочности и предназначено для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня напряженности в исследуемых зонах конструкции.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля валов турбоагрегатов, преимущественно турбоагрегатов электростанций, включающих турбину и электрический генератор.

Изобретение относится преимущественно к области исследований материалов, а именно к обнаружению локальных дефектов или нерегулярностей на подвергнутых механической обработке поверхностях деталей машин, в частности на поверхности цилиндра двигателя внутреннего сгорания, далее ДВС, после обработки хонингованием.

Изобретение относится к диагностике технического состояния стальных деталей, а именно к способам выявления микротрещин, обусловленных наличием водорода в сталях.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в микроэлектронике при производстве интегральных микросхем на активных и пассивных подложках и в дифракционной оптике при производстве дифракционных микропрофилей.

Изобретение относится к области испытания материалов на усталость и предназначено для определения момента появления в металле необратимых повреждений, характеризующегося образованием в металле микротрещин в процессе его нагружения.

Предложенная группа изобретений относится к средствам для оценки областей образования или областей источников дефекта формы поверхности, образующегося при осуществлении обработки деформированием в отношении заготовки. Способ оценки областей образования дефекта формы поверхности заключается в том, что проводят процесс определения распределения первого напряжения, распределения второго напряжения; проводят процесс определения распределения сравнительного напряжения; проводят процесс определения распределения раздельного сравнительного напряжения и проводят процесс оценки областей образования дефекта формы поверхности, предусматривающий оценку того, является ли каждая из отдельных областей DK областью образования дефекта формы поверхности. Указанный способ реализован в двух вариантах при помощи соответствующих устройств и предполагает использование соответствующих носителей информации. 6 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 табл., 17 ил.

Изобретение предназначено для определения неоднородности прочностных свойств бетона в конструкциях и снижения трудозатрат за счет упрощения отбора контрольных образцов, при возможности использования предлагаемого метода в густоармированных и тонкослойных конструкциях. Сущность: осуществляют выбуривание из конструкции цилиндрического образца, последующее испытание его на раскалывание путем приложения разрушающей нагрузки к боковой поверхности образца до разрушения, с последующим расчетом прочности и определением однородности прочности бетона по длине образца. Определение прочности осуществляют методом пошагового раскалывания цилиндрического образца в диаметральной плоскости, перпендикулярно продольной оси цилиндра с шагом между зонами приложения нагрузки 12-17 мм, с возможностью определения прочности бетона в сечении конструкции послойно в плоскости, параллельной поверхности конструкции. Технический результат: возможность определять и учитывать в оценке эксплуатационной пригодности конструкций фактическую неоднородность в сечениях при одновременном снижении влияния возмущающих методических и метрологических факторов. 1 ил., 2 табл.

Наверх