Приложение 5 (рекомендуемое). Метод определения модуля упругости

Приложение 5

Рекомендуемое

Метод определения модуля упругости

Настоящий метод распространяется на автоклавный бетон и на неавтоклавный бетон в проектном возрасте и устанавливает модуль упругости при испытании образцов-балочек на изгиб.

Метод основан на равенстве значений модуля упругости бетона при сжатии и растяжении с использованием графика (диаграммы) зависимости "нагрузка-деформация" растягиваемой поверхности образца, записанного при его непрерывном нагружении с постоянной скоростью до разрушения.

1. Образцы, их изготовление и отбор

1.1. Модуль упругости определяют на образцах-балочках размерами 40х40х160 мм.

1.2. Образцы изготовляют сериями. Серия должна состоять не менее чем из трех образцов.

1.3. Образцы выпиливают из готовых изделий или из контрольных неармированных блоков, изготовленных одновременно с изделиями. Схемы выпиливания принимают по ГОСТ 10180. Продольная ось образцов должна соответствовать направлению определения модуля упругости с учетом условий работы конструкции или изделия при эксплуатации (перпендикулярно или параллельно направлению вспучивания бетона).

1.4. Отклонения размеров и формы образцов от номинальных не должны превышать значений, установленных ГОСТ 10180.

2. Требования к оборудованию и приборам

2.1. Для проведения испытаний применяют:

испытательные машины или нагружающие установки и устройство для испытания бетона на растяжение при изгибе по ГОСТ 10180;

проводниковые тензорезисторы базой 20 мм на бумажной основе по ГОСТ 21616;

электрический силоизмеритель, например, тензорезисторный датчик силы по ГОСТ 15077. Погрешность силоизмерителя не должна превышать ;

промежуточный измерительный преобразователь, например, тензометрический усилитель и согласованный с ним двухкоординатный самопишущий прибор по ГОСТ 24178;

клей для наклейки тензорезисторов, например БФ-2, по ГОСТ 12172;

приборы и средства для взвешивания образцов, их измерения, определения точности геометрии и т.д. по ГОСТ 10180.

2.2. Испытательные машины, установки и приборы должны быть аттестованы и проверены в установленном порядке в соответствии с ГОСТ 8.001.

ГАРАНТ:

Согласно постановлению Госстандарта РФ от 27 сентября 2001 г. N 394-ст взамен ГОСТ 8.001-80 с 1 декабря 2001 г. на территории РФ действуют ПР 50.2.009-94

3. Подготовка к испытаниям

3.1. На образцах выбирают грани, к которым должны быть приложены усилия в процессе нагружения, и растягиваемую поверхность, на которую должен быть наклеен тензорезистор, и отмечают места опирания, передачи усилий и наклейки тензорезисторов согласно схеме нагружения опытного образца, приведенной на черт.3. Плоскость изгиба образцов при высыхании должна быть перпендикулярна направлению вспучивания бетона при продольной оси образца и параллельна направлению вспучивания, если продольная ось образца параллельна направлению вспучивания бетона.

3.2. Измеряют линейные размеры образцов в соответствии с ГОСТ 10180.

Схема нагружения опытного образца

3.3. Перед испытанием образцы должны не менее 2 ч находиться в помещении лаборатории, где проводят испытание.

4. Проведение испытаний

4.1. Образцы взвешивают (погрешность в пределах ) и устанавливают в устройство для испытания.

4.2. Тензорезистор подсоединяют к измерительной системе.

4.3. Устанавливают масштаб записи на двухкоординатном самописце. Ожидаемое разрушающее усилие (масштаб вертикальной оси) устанавливают испытанием одного-двух образцов без тензорезисторов. Ожидаемую максимальную деформацию (масштаб горизонтальной оси) принимают равной 1,2 мм/м.

4.4. Образец нагружают по схеме, приведенной на черт. 3, непрерывно возрастающей нагрузкой, обеспечивающей скорость прироста напряжений в образце МПа/с , записывают диаграмму "нагрузка-деформация" растянутой поверхности образца до момента его разрушения.

4.5. После разрушения образца осматривают сечение его разрыва и при наличии дефектов фиксируют их расположение и величину в виде схемы на записанной диаграмме.

4.6. Определяют влажность материала образца по ГОСТ 12730.2.

5. Обработка результатов

5.1. Модуль упругости определяют для каждого образца по записанной диаграмме "нагрузка-деформация" растянутой поверхности образца следующим образом:

к кривой F - проводят касательную в ее начальной точке при F = 0 (черт.4). Касательная отсекает на линии, соответствующей разрушающей нагрузке , отрезок, длина которого равняется упругой составляющей предельной относительной деформации растяжения ;

значение модуля упругости рассчитывают по формуле

, (6)

где - значение прочности на растяжение при изгибе, МПа , рассчитываемое по формуле

, (7)

где - разрушающий изгибающий момент, ;

- разрушающая нагрузка, Н (кгс);

l - расстояние между опорами, м (см);

W - момент сопротивления поперечного сечения образца, , рассчитываемый по формуле

, (8)

где b - ширина поперечного сечения образца, м (см);

h - высота поперечного сечения образца, м (см).

График зависимости деформации бетона растянутой поверхности образца от изгибающей нагрузки

5.2. Модуль упругости бетона в серии определяют как среднее арифметическое значение модуля упругости всех испытанных образцов.

Примечание. При наличии в сечении разрыва образцов существенных дефектов результат его испытания при вычислении среднего значения не учитывают.

5.3. Среднюю плотность материала каждого образца рассчитывают по ГОСТ 12730.1.

5.4. Журнал результатов испытаний должен быть оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 и ГОСТ 24452. К журналу должны быть приложены записанные диаграммы деформирования.