Лабораторная работа № 2. « Определение призменной прочности бетона Rb и начального модуля упругости Eb»
«Определение призменной прочности бетона Rb и начального модуля упругости Eb» Основной прочностной характеристикой бетона является его призменная прочность Rb, фигурирующая в большинстве расчётных формул. Известно, что на прочностные показатели любого материала существенное влияние оказывает масштабный фактор – чем меньше размер образца, тем больше относительная прочность материала, из которого этот образец выполнен. Кубиковая прочность бетона, которая определялась в п. 1.1 данных указаний, является важной характеристикой прочностных качеств бетона, но не основной. При испытаниях “кубика” на картину трещинообразования (рис. 1.2 а) сказываются силы трения между бетоном и “щеками” пресса, за счёт чего в центре образуется ядро уплотнения с объёмным напряжённым состоянием бетона, при котором его прочность существенно выше. В реальных конструкциях такие “сдерживающие” силы τ; отсутствуют (во всех элементах при h/b > 4. т.е. колоннах, сжатых элементах ферм, и т. д.), поэтому для установления более достоверной “средней” прочности бетона в качестве образца принимается призма с размером основания “b” и высотой hп = 4b таким образом, чтобы средняя зона в пределах 2/4 hп была свободна от влияния сил трения, т.е. не сдерживалась касательными напряжениями τ; (рис. 1.2 б).
Порядок выполнения работы Опытный образец – призма (рис 1.2) – центрируется по геометрической оси на опорной плите пресса и оснащается измерителями деформаций различного вида (тензодатчиками “Т”, индикаторами часового типа ”И”, и т. д.) с определённой ценой деления и фиксированной базой измерений. (рис 1.3) В простейшем случае устанавливаются четыре индикатора И1 - И4 на гранях призмы на базе 200 мм и (при необходимости установления коэффициента Пуассона) четыре деформометра Т1 – Т4 с базой 50 мм в середине призмы поперёк её оси.
Схема установки приборов при испытании
Рис 1.3
При необходимости центрирования призмы по физической оси (по заданию руководителя) это можно осуществить, используя показания индикаторов И1: И4. Обычно такая необходимость возникает при испытаниях в научных целях, при учебных испытаниях этого не требуется. Предварительно перед фиксацией показаний приборов призму “обжимают” нагрузкой в пределах 2 – 5% от ожидаемой разрушающей Pu, которая устанавливается пробными испытаниями аналогичной призмы (без установки приборов) или принимается равной 0,75 Ab∙B, где В – класс бетона по результатам испытания кубиков (при бетоне того же состава). В дальнейшем испытания производят в следующей последовательности: - нагружение ступенями по 0,1 Pu до нагрузки 0,6 Pu со сбросом на каждой ступени до 0,05 Pu; (начиная со ступени 0,7 Pu, разгрузку не производят); - с нагрузки 0,8 Pu величину последующих ступеней уменьшают до 0,05 Pu и доводят призму до разрушения. На этой же ступени (0,8 Pu) следует снять приборы во избежание их поломки. На каждой ступени нагрузки и разгрузки фиксируются показания приборов и заносятся в таблицы испытаний (примеры которых даны в табл.1,2 приложение 2). Отсчёты производятся сразу после подъёма нагрузки на очередную ступень, после выдержки под начальной нагрузкой, т.е. дважды в каждом фиксированном положении. Призменная прочность вычисляется как частное от деления величины разрушающей нагрузки на фактическую минимальную площадь:
Начальный модуль упругости устанавливается в интервале нагрузки от 0,05 Pu до (0,3: 0,4) Pu. Следует иметь в виду, что истинная деформация вдоль физической оси устанавливается как полусумма показаний Начальный модуль упругости
∆σb – приращение напряжений в МПа при увеличении нагрузки от 0,05 Pu до (0,3: 0,4) Pu; ∆εb – разность между относительной деформацией, измеренной после выдержки под нагрузкой (0,3: 0,4) Pu , и остаточной деформацией, измеренной после сброса нагрузки и выдержки на ступени 0,05 Pu. Подсчёт Eb ведётся с точностью до 100 МПа. Пользуясь полученными данными, следует построить график зависимости σb - ε; b. При необходимости установления коэффициента поперечной деформации (коэффициент Пуассона) μ;, фиксация поперечных деформаций деформометрами Т1: Т4 производится на тех же этапах, что и показания индикаторов И1: И4. Показания Д1: Д4 также берутся как полусумма показаний противолежащих приборов.
εb пр – продольные относительные деформации εb поп – поперечные относительные деформации.
Таблица 2.1
|
.
, где:
, где:
