Устройство для испытания прочности бетона в конструкциях Советский патент 1983 года по МПК G01N3/08 G01N33/38 

. Иаобретение относится к средствам неразрушающего контроля прочности материалов и может быть использовано для .оперативного контроля прочности бетона в конструкциях и сооружениях. Известно устройство для определения механических свойств бетона строительной конструкнии, включающее вырывной стержень, соединенный муфтой с тягой гидродомкрата, пропущенный в прорезь кольцевого штампа,- который расположен между гидродомкратом и поверхностью бетона, причем на внутренней поверхности кольцевого штампа и наружной поверхности вырывного стержня расположены тензорезисторы, индикатор .деформации, установленный на гидроцилиндре и контактирующий измерительнь1М стержнем с поршнем гидродомкрата ij ; Недостатком известного устройства .являются отсутствие четкости в картине напряженно-деформируемого состояния бетона вокруг вы{д 1вного стержня и по-. лучение информации только о деформациях элементов устройства, а не бетона. Наиболее близким, к предлагаемому является устройство для испытания прочности бетона в конструкциях, содержащее силовой цилиндр, поршень со штоком, манометр, установленный на поршне,- и закладной элемент со стержнем, головко втулкой и эластичной трубкой, соединенной со штоком резьбовым соединением Недостатком известного устройства является невозможность многократного испытания прочности- бетона, так как сжатие бетона производится до его раэру шения, причем вследствие больших радиальньпс напряжений в зоне сжатия, воз никающих при параллельных -плоскостях сжатия (головки стержня и втулки), область разрушающих напряжений превышает диаметр головки стержня и , что увел{гчивает разброс величин разрушающих нагрузок из-за неопреде..ленности в размерах зоны. разрушения, t а также требует больших усилий сжатия, Кроме того, в известном уст)ройстве на обеспечена компенсация угловой несоооности между закладным элементом и штоком поршня, что приводит к искажён 1ШО измеряемого усилия сжатия, вследч ствие перекоса поршня в гидроцилиндре, а иногда и к заклиниванию поршня. Цель изобретения - обеспечение возможности много;фатного испытания проч-, I кости бетона одного участка конструк: ции путем определения его модуля упру- постн. Достигается цель тем, что устройство для испытания прочности бетона в конст рукциях, содержащее силовой цилиндр, поршень со штоком, манометр, установленный на поршне, и закладной элемент со стержнем, головкой, втулкой и эластичной трубкой, соединенный со. штоком резьбовым соединением, снабжено индикатором деформаций, установленным с помощью кронштейна на силовом цилинд-/ ре и взаимодействующим с торц.овой поверхностью стерншя закладного элемента. , , Кроме тогчэ, оно снабжено шайбой с односторонней сферической поверхностью, установленной, между сИловым цилиндром и втулкой закладного элемента,. , Причем торцовые поверхности втулки и головки .закладного элемента вьшолнены конусными с углом при основании конуса 1О-20 . lia фиг. 1 изображено устройство , разрез| m фиг, 2 - схемы напряженнодеформируемого состояния бетона круг закладного эле.мента (где а - из- вастное устройство, б -предлагаемое устройство). Устройство состоит из закладного элемента и пресс-насоса. Закладной элемент содержит снабжен-; ный резьбовой стержень 1 с головкой 2, насаженную на стержень 1 перпендикулщ)ноего продольной оси втулку 3 и, расположенную на стержне 1 между головкой 2 и втулкой 3, эластичную трубку 4. . :. . . . , Для компенсации угловой несоосности закладного элемента и пресс-насоса между .ними на втулке 3 расположена шайба 5 с односторонней с4юрическйй поверхностью. Пресс-насос содержит снабженный резьббй шток 6, вьшолнённый за единое целое с поршнем 7, ; установленным в силовом цилиндре 8, ручной насос 9, создающий требуемое давление для сжа тия бетона, манометр 10 и индикатор 11 деформаций, установленный на закрепленном к силовому цилиндру 8 кронштейне 12,. индикатора 11 деформаций взаимодействует с торцовой поверхностью стержня 1 закладного элемента. Устройство работает следующим обра- . Перед бетонированием конструкции в опалубке устанавливают закладной элемент, т.е. стерженьь 1 с головкой 2, ;вггулкйй 3 и эластичной трубкой 4, В

заданный срок твердения бетона на Btstтупающей из конструкции частистерж-, . ня 1 закладного элемента укрепляют с. помощью резьбового соединения через компенсирующую шайбу 5 шток 6 s ня 7, установленного в силовом цилинд. ре 8. Затем плавно вращают ручку на- . coca 9, создавая под рабочим поршнем 7 давление, которое фиксирувэг

манометром 10. Возникающие при этом to перемещения стержня 1 закладного мента, отражающие деформации бетона, считьшают со шкалы индикатора деформаций, установленного на кронштейн не 12, При достижении в пресс-насосе : ч 15. давления, равного 3-8% от предлагаемо го разрушающего, снимают показания о индикатора 11 деформаций и далее, продолжая вращать ручку насоса, увели и- ,. вают давление еще на 3-5% у., снова .20 фиксируя по манометру и индикатору вег-, личины давления и деформаций, опредея ют величины приращений давления и Д© формаций, по которым, используя Tapifcровочную кривую, находят в первом г 25 приближении величину предельного рагн . рушающего давления. Затем, таким же образом, в несколько ступеней поднимем ч ют давление до ЗО% от разрушающего, определенного на первой ступени сжатия зо бетона, и фиксируют на каждой ступени величины приращения давления и дефор-г

мации, после чего плавно снимают да&« ление в пресо-насосе; По величинам пркн

ращений давления и деформаций, ,т.е. по приращению модуля упругости, учи тывая I поправки, внос.имые особенностями технологии и прочими факторами, определяют по тарировочным кривым прочность бетона на сжатие. ш1

Схемы напряженно-деформируемого сотояния (фиг.2) подтверждаются формой разрушения бетона вокруг закладного элемента, полученные на кубиках для элемейтов с плоскими и конусными торцовыми поверхностями. Причем величина разрушающей нагрузки для элементов с одинаковыми диаметрами втулки и головки в случае с плоскими торцовыми : поверхностями- в 1, 5-2 раза превосходит разрушающую нагрузку для за1шадного элемента с конусными торцовыми поверхностями, а величина напряжения сжатия (в пересчете на торцовую поверхность втулки или головки), при котором происходит разрушение бетона вокруг элемента, в,1, 5-2 раза превосходит кубиковую (стандартную) прочность того же бетона.

Предлагаемое устройство позволяет многократно определять прочность бетона одного участка конструкции в ее поверхностных слоях на глубине 3-15 см от поверхности, что дает возможность сократить до минимума изготовление и испытание контрольных кубов, а также повысить достоверность испытаний.

10

Фиг.1 .

а

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА В | i КОНСТРУКЦИЯХ, содержащее силовой ; цилиндр, поршень со штоком, манометр, установленный на поршне, и закладной элемент со стержнем, головкой, втулкой и эластичной трубкой, соединерный со штоком резьбовым соединением,: отличающееся тем, что . с ч целью обеспечения возможности много1фатного испытания прочности бетона орного участка конструкции путем опред& ления его модуляупругости, оно снабжено индикатором деформаций, установленным с помощью 1фонщтейна на силоBOW цилиндре и взаимодействующим с тор цовой поверхлностью стержня закладного элемента.. 2.Устройство по п. 1, отличающееся гем, что, с целью компенсации угловой;несорсностя закладного элемента и штока поршня, оно снабжено шайбой с односторонней сферической поверхностью, установленной между силовым цилиндром и втулкой закладного элемента, . 3.Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю ш е в с я тем, что, с целью повышения точнрсти создания в испытываемом участке конструкции одноосного напряжения состояния, торцовые поверхности втулки и головки закладного эл&мента В1лполнень1 конусными с углом при основании конуса 1О-20. 4 : :л