Метод скалывания ребра конструкции

В основу метода положено использование зависимости величины усилия, необходимого для скалывания ребра конструкции на определенной длине от прочности бетона (3):

3

где, Р – усилие, при котором скалывается угол, кН; f – аналитическая зависимость усилия от прочности.

Для проведения испытания применяются нагружающее устройство и специальное приспособление, обеспечивающее приложение усилия под углом к нагружаемой поверхности (рис. 4).

Рис. 4. Устройство для скалывания ребра

Результаты испытания не учитываются, если при скалывании бетона обнажается арматура.

Прочность бетона определяют по усилию скалывания, по формуле (4):

4

где, Р – усилие вырыва анкерного устройства, кН или кгс ; m – коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне скола ребра.

В рассмотренных методах (отрыв со скалыванием, скалывание ребра) прочность бетона можно определять как по предложенным формулам так и по градуировочным зависимостям нагрузки Р от прочности бетона

Метод упругого отскока

Метод упругого отскока основан на использовании зависимости величины (высоты) отскока условно упругого тела при ударе его о поверхность бетона от прочности этого бетона.

В результате удара движущейся массы о поверхность бетона происходит перераспределение начальной кинетической энергии таким образом, что одна ее часть поглощается бетоном при проявлении пластических деформаций, а другая часть передается ударной массе в виде реактивной силы, преобразующейся в кинетическую энергию отскока.

Таким образом, можно сказать, что величина упругого отскока будет большей при более высокой прочности бетона, поскольку в этом случае начальная кинетическая энергия будет перераспределяться таким образом, что меньшая ее часть будет затрачиваться на пластические деформации, а большая ее часть преобразуется в реактивную силу.

Для определения прочности бетона с использованием метода отскока наибольшее распространение получил прибор Шмидта (молоток Шмидта, склерометр Шмидта). Продольный разрез прибора приведен на рис. 5.

Рис. 5. Прибор Шмидта:

1 – боек; 2 – бетонная поверхность; 3 – корпус прибора; 4 – ползунок; 5 – шкала; 6 – кнопка; 7 – стержень; 8 – крышка; 9 – пружина; 10 – крючок; 11 – подвижная масса; 12 – головка болта.

На высоту отскока бойка кроме величины реактивной силы влияет гравитационная сила подвижной массы, т. е. показание зависит от положения в пространстве (вертикально вниз, под углом, горизонтально или вертикально вверх), что учитывается путем использования коэффициентов или отдельных градуировочных зависимостей.

Метод ударного импульса

Метод упругого отскока учитывает только упругие свойства бетона, но прочность любого материала является многопараметровой функцией. Известно, что если проводить комплексные испытания и использовать несколько косвенных характеристик, то точность измерения повышается.

Метод ударного импульса позволяет учитывать, как пластические, так и упругие свойства бетона. В ходе испытания по исследуемой конструкции производится удар специальным бойком, имеющим сферическую поверхность. Нанесение удара обеспечивается действием пружины. В процессе ударного воздействия прибором контролируются параметры ударного импульса.

Сущность метода заключается в том, что чем выше пластические свойства бетона, тем большая часть энергии удара расходуется на пластические деформации, увеличивается время действия удара и уменьшаются прочностью свойства бетона; и наоборот, чем выше упругие свойства, тем больше величина силы F, сокращается время действия удара и увеличивается прочность бетона.

Для измерения этих величин в конструкцию бойка включен электромеханический преобразователь (рис. 6), который механическую энергию удара преобразует в электрический импульс.

Рис. 6. Схема работы бойка:

1 – боек; 2 – пружина; 3 – поверхность бетона; 4 – электромеханический преобразователь; 5 – корпус прибора.

Амплитуда А будет пропорциональна силе F , а время t пропорционально длительности действия удара. На рис. 7 приведены формы электрических импульсов при ударе бойка о бетон прочностью 25 МПа (линия 1) и 10 МПа (линия 2). Следовательно, амплитуда А и время t могут служить косвенными характеристиками прочности бетона.

Рис. 7. Параметры ударного импульса

Корпус прибора, как правило, имеет форму пистолета (рис. 8) и состоит из ствола, внутри которого свободно перемещается боек с электромеханическим преобразователем, рычагом взвода и фиксатором. Боек поджат пружиной, усилие сжатия которой регулируется.

Рис. 8. Конструкция прибора:

1 – корпус прибора; 2 – боек с электромеханическим преобразователем, рычагом взвода и фиксатором; 3 – электронная схема; 4 – цифровой индикатор; 5 – элементы питания.

К достоинствам метода следует отнести его оперативность, низкие трудозатраты, удобство в работе, отсутствие сложных вычислений, слабую зависимость от состава бетона.

Недостатком метода является определение прочности в поверхностном слое бетона глубиной только до 50 мм.