Обробка результатів експерименту. Механічні неруйнівні методи визначення міцності матеріалу в конструкціях будівель і споруд

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

 

НЕРУЙНІВНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МІЦНОСТІ БЕТОНУ

Механічні неруйнівні методи визначення міцності матеріалу в конструкціях будівель і споруд

Ціль роботи: вивчити механічний неруйнівній метод визначення і оцінки міцності важкого бетону в конструкціях будівель і споруд, що зводяться й експлуатуються, за допомогою еталонного молотка К.П. Кашкарова.

Прилади та інструменти: еталонний молоток К.П. Кашкарова (КМ); кутовий масштаб чи вимірювальна лупа; еталонний стержень зі сталі ВСт3пс діаметром 10 мм.

 

Загальні положення

 

Метод встановлений ГОСТ 22690-88 і заснований за наявністю зв'язку між міцністю бетону і величиною непрямого показника, у якості якого використовується відношення діаметрів відбитків, залишених при ударі молотком К.П. Кашкарова на бетоні та еталонному стержні.

Молоток К.П. Кашкарова відноситься до приладів динамічної дії з еталоном. Пристрій молотка дозволяє виключити вплив сили удару на результати вимірів, тому що відбитки утворюються одночасно на бетоні з невідомою міцністю і на еталонному стержні з відомими характеристиками.

Оцінка міцності бетону за допомогою приладу заснована на кореляційному зв'язку між змінюваними параметрами, тобто між відносною міцністю поверхні бетону і межею міцності бетону на стиск.

Необхідно знати, що молоток К.П. Кашкарова оснащено еталонним стержнем із гладкої арматурної сталі довжиною 150 мм, діаметром 10-12 мм і кулькою діаметром 15,88 мм.

Конструкція еталонного молотка К.П. Кашкарова наведена на рисунку 1.1.

1 – корпус; 2 – металева ручка; 3 – голівка; 4 – пружина; 5 – стакан з отворами для кульки та еталонного стрижня; 6 – еталонний стержень; 7 – сталева кулька; 8 – гумова ручка; 9 – випробовуваний бетон.

Рисунок 1.1 – Конструкція еталонного молотка К.П. Кашкарова

 

Еталонний стержень виготовляється з гарячекатаної арматурної сталі ВСт3сп або ВСт3пс за ГОСТ 380-94 з тимчасовим опором розривові .

Відношення діаметрів відбитків практично не залежить від сили, швидкості і напрямку удару. На ділянці поверхні конструкції варто нанести серію ударів з такою силою, щоб одержати досить великі и зручні для виміру відбитки. Способи нанесення удару по поверхні бетону наведені на рисунку 1.2.

Після кожного удару еталонний стержень необхідно зсунути на відстань не менш 10 мм.

Випробування бетону проводять на ділянці, границі якого повинні знаходитися на відстані не менш 50 мм від краю конструкції. Відстань між відбитками на бетонній поверхні повинна бути не менш 30 мм.

 

 
 
а) б)


а – удар самим еталонним молотком;

б – удар слюсарним молотком по голівці еталонного молотка.

Рисунок 1.2 – Схеми нанесення удару по поверхні випробовуваної конструкції

Для більш точного виміру відбитків на бетоні удар рекомендується наносити через аркуш копіювального папера, покладеного на поверхню бетону копіркою нагору, з покладеним на нього аркуша чистого паперу.

Діаметр відбитків на бетоні та еталонному стержні – варто вимірювати за допомогою кутового масштабу, штангенциркуля або іншого якого-небудь пристосування з погрішністю не більш 0,1 мм. Форми відбитків на поверхні бетону та еталонному стержні наведені на рисунку 1.3.

 
 

 

 


а – відбиток на поверхні бетону; б – відбиток на еталонному стержні.

Рисунок 1.3 – Форма відбитків

Порядок виконання роботи

1. На поверхні бетонного зразка або конструкції нанести 12 ударів еталонним молотком К.П. Кашкарова відповідно до вимог по розміщенню відбитків на поверхні випробовуваної конструкції. Для цього вибираємо ділянку на поверхні бетону розміром не менш 100х100 мм, без напливів бетону і з малою кількістю пор на поверхні; у паз еталона молотка загостреним кінцем вводиться еталонний стержень; на поверхню обраної ділянки бетону укладаються копіювальний папір і чисті аркуші; після кожного удару просуваємо еталонний стержень на відстань не менш 10 мм.

2. Заміряти діаметр відбитків на папері і діаметр відбитка на еталонному стержні (по більшій осі відбитка з точністю до 0,1 мм) і результати вимірів занести в таблицю 1.1.

3. Визначити відношення для кожного удару і занести також у таблицю 1.1.

 

Таблиця 1.1 – Обробка результатів виміру міцності бетону

 

Номер виміру Діаметр відбитка на пове­рхні бе­тону, Діаметр відбитка на ета­лонному стержні, Від­но­шення Результати вимірів
            Клас бетону В
           
           
…            
n            
         

 

 

Обробка результатів експерименту

 

1. Визначити міцність бетону для кожного виміру:

 

. (1.1)

 

2. Визначити середнє арифметичне значення обмірюваної величини міцності бетону :

 

. (1.2)

 

3. Визначити середнє квадратичне відхилення одержаних результатів визначення міцності бетону:

 

. (1.3)

 

4. Визначити в групі даних наявність грубої помилки й відкинути це дане, якщо не виконується умова:

 

і , (1.4)

 

де , – мінімальне й максимальне значення міцності бетону в групі отриманих даних;

– граничне значення, визначається залежно від кількості вимірів і заданої ймовірності (див. табл. А. 1).

Після відкидання даного, яке містить грубу помилку, необхідно провести розрахунок й , і без цього даного знову перевірити ряд вимірів на наявність у ньому грубої помилки.

5. Визначити коефіцієнт варіації, що характеризує однорідність отриманих результатів міцності досліджуваного бетону:

 

. (1.5)

 

При коефіцієнті варіацій більше 12% експеримент необхідно повторити.

6. Визначити довірчий інтервал обмірюваної величини міцності бетону виходячи з розсіювання значень :

 

, (1.6)

 

або

 

, (1.7)

 

де

 

, (1.8)

де – коефіцієнт Стьюдента, визначається залежно від числа випробувань і забезпеченості (надійності) отриманого результату (див. табл. А. 2).

7. Одержане значення міцності бетону перевести в клас бетону виходячи з очікуваної меншої міцності бетону (див. табл. Б. 1).