Приложение В (рекомендуемое). Метод определения модуля упругости

Приложение В
(рекомендуемое)

Метод
определения модуля упругости

В.1 Общие положения

В.1.1 Настоящий метод распространяется на неавтоклавный бетон в проектном возрасте. С его помощью устанавливают модуль упругости при испытании образцов-балочек на изгиб.

В.1.2 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.

В.2 Образцы, их изготовление и отбор

В.2.1 Модуль упругости определяют на образцах-балочках размерами 40 x 40 x 160 мм.

В.2.2 Образцы изготовляют сериями. Серия должна состоять не менее чем из трех образцов.

В.2.3 Образцы выпиливают из готовых изделий или 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 к направлению вспучивания бетона или параллельно ему).

В.2.4 Отклонения размеров и формы образцов от номинальных не должны превышать значений, установленных ГОСТ 10180.

В.3 Требования к оборудованию и приборам

В.3.1 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 28836. Погрешность силоизмерителя не должна превышать  1 %;

- промежуточный измерительный преобразователь, например, тензометрический усилитель;

- 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.

В.3.2 Испытательные машины, установки и приборы должны быть аттестованы и проверены в установленном порядке в соответствии с ГОСТ 8.001.

В.4 Подготовка к испытаниям

В.4.1 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 рисунке В.1. Плоскость изгиба образцов при высыхании должна быть перпендикулярна к направлению вспучивания бетона при продольной оси образца и параллельна направлению вспучивания, если продольная ось образца параллельна направлению вспучивания бетона.

В.4.2 Измеряют линейные размеры образцов в соответствии с ГОСТ 10180.

В.4.3 Перед испытанием образцы должны не менее 2 ч находиться в помещении лаборатории, где проводят испытание.

1 - опытный образец; 2 - тензорезистор базой 20 мм; 3 - электрический силоизмеритель

Рисунок В.1 - Схема нагружения опытного образца

В.5 Проведение испытаний

В.5.1 Образцы взвешивают (погрешность в пределах  1 %) и устанавливают в устройство для испытания.

В.5.2 Тензорезистор подсоединяют к измерительной системе.

В.5.3 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.

В.5.4 Образец нагружают по схеме, приведенной на рисунке В.1, непрерывно возрастающей нагрузкой, обеспечивающей скорость прироста напряжений в образце (0,05  0,2) МПа/с [(0,5  0,2) ], записывают диаграмму "нагрузка - деформация" растянутой поверхности образца до момента его разрушения.

В.5.5 После разрушения образца осматривают сечение его разрыва и при наличии дефектов фиксируют их расположение и величину в виде схемы на записанной диаграмме.

В.5.6 Определяют влажность материала образца по ГОСТ 12730.2.

В.6 Обработка результатов

В.6.1 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 (рисунок В.2). Касательная отсекает на линии, соответствующей разрушающей нагрузке F_u, отрезок, длина которого равняется упругой составляющей предельной относительной деформации растяжения ;

- значение модуля упругости E_b рассчитывают по формуле

,

(В.1)

где R_bt - значение прочности на растяжение при изгибе, МПа (кгс/см²), рассчитываемое по формуле

,

(В.2)

здесь Mu - разрушающий изгибающий момент, ();

F_u - разрушающая нагрузка, Н (кгс);

l - расстояние между опорами, м (см);

W - момент сопротивления поперечного сечения образца, м³ (см³), рассчитываемый по формуле

,

(В.3)

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

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

В.6.2 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.

В.6.3 Среднюю плотность материала каждого образца рассчитывают по ГОСТ 12730.1.

F - нагрузка; F_u - разрушающая нагрузка; - деформация растянутой поверхности образца; - предельная относительная деформация растяжения

Рисунок В.2 - График зависимости деформации бетона растянутой поверхности образца от изгибающей нагрузки

В.6.4 Журнал результатов испытаний должен быть оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ 10180 и ГОСТ 24452. К журналу должны быть приложены записанные диаграммы деформирования.