МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МІЦНОСТІ БЕТОНУ БЕЗ РУЙНУВАННЯ

У приймальному контролі найбільш поширені методи визначення міцності бетону в конструкціях (без руйнування). До них відносять: метод визначення за допомогою еталонного молотка Кашкарова К.П., кулькового молотка конструкції Фідзеля І.О., гідравлічних приборів ГПНВ-5 і ГПНС-4, ультразвукових тощо.

5.1. Визначення міцності бетону за допомогою еталонного
молотка К.П. Кашкарова

Обладнання і матеріали. Еталонний молоток, еталонні стрижні зі сталі Ст.-3, ганчір’я, слюсарний молоток, кутовий масштаб, випробувані бетонні зразки з ребром 20 см – 2 шт., гідравлічний прес.

Хід роботи. Між кулькою 5 і хвостовиком 4 головки 1 (рис. 5.1 а) встановлюють еталонний стрижень 3. Контакт між кулькою (індентором) і стрижнем забезпечується пружиною. На гладкій і чистій ділянці поверхні бетонного зразка 6 розташовують еталонний молоток так, щоб вісь молотка була строго перпендикулярна поверхні. Слюсарним молотком ударяють по голівці 1 еталонного молотка з середнім зусиллям. Після кожного удару відбиток на поверхні бетону окреслюється і нумерується олівцем (або крейдою). Перед нанесенням наступного удару стрижень не виймають із молотка, а пересувають на відстань 10-12мм. Після виконання серії ударів (10-15) на поміченій ділянці вимірюють діаметри відбитків на бетоні. Еталонний стрижень виймають з молотка і вимірюють розміри найбільших діаметрів відбитків. Вимірювання діаметрів відбитків на бетоні і еталонному стрижні проводять с точністю до 0,1мм за допомогою кутового масштабу (рис. 5.2). Кутовий масштаб насувають на відбиток так, щоб він займав симетричне положення по відношенню до найбільшого розміру відбитка.

Розміри відбитків на бетоні і відповідно на еталонному стрижні підсумовують і визначають величину непрямої характеристики міцності бетону Н за формулою:

Н = Sd_б/Sd_е (5.1)

де Sd_б і Sd_е – сума діаметрів відбитків відповідно на бетоні і еталонному стрижні.

а)

Рис. 5.1а. Еталонний молоток Кашкарова К.П. 1 – головка, 2 – корпус, 3 – еталонний стрижень, 4 – стакан; 5 – стальний шарик; 6 – випробувальна конструкція. б) Тарировочна крива визначення міцності бетону

Границю міцності бетону визначають за тарировочною кривою (рис. 5.1 б) у такому порядку: обчислене відношення знаходять на осі ординат і з цієї точки проводять горизонталь до перетину з кривою. Із точки перетину опускають вертикаль до осі абсцис. В точці перетину вертикалі з віссю абсцис визначають величину міцності при стиску бетону.

Рис. 5.2. Вимірювання відбитків кутовим масштабом

Після випробувань еталонним молотком зразки випробують руйнуванням на пресі. Здобуті результати порівнюють.

5.2. Визначення міцності бетону комплексним методом

Обладнання і матеріали. Прилад ГПНВ-5, слюсарний молоток, шлямбур Æ24мм або свердло по бетону, комплект виривних стрижнів з ростискаючим конусом, штангенциркуль або кутовий масштаб, бетонні зразки-куби з ребром не менш як 20см, аркуші білого або копіювального паперу, гідравлічний прес.

Хід роботи. а) Виготовлення зразків. В центрі бокової грані форми-куба свердлять отвір діаметром 20мм, в який встановлюють і закріплюють у бетоні стрижень. Виривний стрижень знаходиться в зразку до моменту випробування.

Якщо при бетонуванні стрижень не був встановлений у зразок, то в затверділому бетоні висвердлюють отвори, куди вставляють розтискаючі конуси. Загвинчуючи тяги, міцно закріплюють розтискаючий конус у бетоні за рахунком розсування сегментних щік.

б) Випробування. Прилад (рис. 5.3) встановлюють нормально (перпендикулярно) до поверхні бетону і гайкою підвіски 7 з’єднують з тягою 9, що нагвинчується на виривний стрижень або розтискаючий конус 11. Під кулькову опору 10 приладу підкладають аркуші білого і копіювального паперу так, щоб чорнена сторона копіювального паперу була звернена до білого аркуша, а протилежна – до ніжки приладу. Прилад центрують і закріплюють за допомогою висувних ніжок 9 і гайки-підвіски 7.

Рис. 5.3. Схема приладу ГПНВ-5: 1 – насос; 2 – манометр; 3 – кришка; 4 – поворотна пружина; 5 – стальний диск; 6 – шток; 7 – гайка-підвіски; 8 – висувна ніжка; 9 - тяга; 10 – наконечник; 11 – стальний шарик; 12 – виривний стрижень; 13 – випробувальна конструкція; 14 – корпус.

Повільним обертанням ручки гвинта насоса за годинниковою стрілкою утворюють навантаження, необхідне для здобуття зусилля 1000 кгс (36 ділень за шкалою манометра), потім навантаження знімають, обертаючи ручку у протилежний бік. З під кулькової опори забирають аркуші паперу з відбитком від кульки. Повторним обертанням ручки насоса утворюють необхідне для виривання стрижня або розтискаючого конуса зусилля, яке фіксують за манометром 2 і визначають за табл. 5.1.

Таблиця 5.1

Зусилля, що розвиваються приладом ГПНВ-5

Примітка:Тарировка приладу ГПНВ-5 проведена при вертикальному його положенні.

в) Оцінка міцності бетону. Діаметр відбитка визначають як середнє арифметичне вимірювань двох взаємно перпендикулярних діаметрів. Відбитки овальної форми не враховують, якщо розміри їх головних осей відрізняються більш як на 15%.

Середній діаметр відбитка серії випробувань обчислюють з точністю до 0,25 мм як середньо арифметичне результатів вимірювань кожного відбитка. Найменший діаметр, що відрізняється від наступного більш як на 20%, виключають і при обчисленні середнього не враховують. За середнім значенням діаметра відбитка визначають міцність бетону на стиск з графіку (рис. 5.4).

а)	б)
Рис. 5.4. Визначення міцності бетону приладом ГПНВ-5: а – за діаметром відбитка; б – за величиною виривного зусилля для стрижня.

Величину виривного зусилля визначають з точністю до 0,5 кгс як середнє арифметичне часткових виривних зусиль серії випробувань. Найменше значення зусилля, якщо воно відрізняється від наступного більш як на 15%, виключають. Міцність бетону на стиск визначають із середнього значення виривного зусилля за допомогою графіка (рис. 5.4). Зразки-куби, що залишилися після випробувань, можна випробувати руйнуванням на пресі. При цьому треба зважити, що початкова цілісність зразків порушується внаслідок випробування комплексним методом.

БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ

Будівельним розчином називають затверділу до каменевидного стану раціонально дібрану суміш з в’яжучої речовини, дрібного заповнювача (піску) і води. Для надання розчинам певних технічних властивостей вводять спеціальні добавки. До затвердіння цю суміш називають розчинною сумішшю.

6.1. Розрахунок і підбір складу будівельного розчину

Підбір складу будівельного розчину полягає у визначенні раціонального співвідношення складових матеріалів. Таке співвідношення повинно забезпечити рухливість розчинної суміші і потрібну міцність розчину. Для розрахунку складу розчину необхідні такі вихідні дані: марка розчину за міцністю R_p, рухливість розчинної суміші, активність (марка) цементу R_ц, насипна маса цементу r_нц, піску r_нп, вид мінеральної добавки, середня густина добавки.

Послідовність розрахунку складу розчину така.

6.1.1. Визначають витрати цементу, кг на 1м³ піску, за формулою (6.1):

(6.1)

де R_p – марка розчину, МПа (кгс/см²); R_ц – активність (марка) цементу, МПа (кгс/см²);

К – коефіцієнт, що залежить від виду цементу (для портландцементу К = 1, для пуцоланового і шлакопортландцементу К = 0,88).

6.1.2. Визначають витрати добавки (вапняного або глиняного тіста), м³ на 1м³ піску, а формулою (6.2):

(6.2)

Витрати добавки за масою, кг, визначають за формулою (6.3):

(6.3)

де r_г.д. =1400 кг/м³ – густина добавки вапняного або глиняного тіста.

6.1.2.1. При використанні вапняного тіста іншої густини її витрати становлять:

, (6.4)

де К - коефіцієнт приведення витрати вапняного тіста добавки іншої густини до вапняного тіста густиною 1400 кг/м³ приймається згідно табл. 6.1

Таблиця 6.1

Залежність коефіцієнту К від густини вапняного тіста

Формула (6.2) прийнята для вапна другого сорту. При використанні вапна першого сорту кількість тіста зменшується на 10%.

6.1.2.2. Глиняне тісто повинно мати рухомість за стандартним конусом 13-14 см. Залежно від пластичності глини тісто слід готувати за даними, наведеними у таблиці 6.2

Таблиця 6.2

Залежність густини глиняного тіста з рухливістю 13-14 см від пластичності глини

6.1.3. Визначають орієнтовні затрати води, л, на 1 м³ піску за формулою(6.5):

(6.5)

Фактичні затрати води уточнюють експериментально при виготовленні пробних замісів розчинної суміші.

6.1.4. Для лабораторного підбора та перевірки розрахунку складів розчинів можна користуватися даними СН 290-74, наведеними у табл. 6.3.

Таблиця 6.3

Склади будівельних розчинів за призначенням

Примітка: 1. У чисельному наведені склади цементно-вапнякові розчини, у знаменнику – цементно-глиняні розчини. 2. Густина в’яжучих за установою складу розчинів прийнята в залежності з вказівками п. 6.1. 3. Вологість піску – 3-7%, задовольняючий вимогам ДСТУ на пісок для будівельних робіт. 4. Дозування вапна та глини прийнято в залежності п. 6.1.2.1. та 6.1.2.2.