Образец для определения прочности материалов при испытании на изгиб Советский патент 1992 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам для опре- деления прочности материалов при испытании на изгиб.

При испытании прочности материалов, в частности бетона, одними из контролируемых характеристик являются пределы прочности на осевое растяжение и на растяжение при изгибе.

По ГОСТ 10180-78 для определения предела прочности бетона на осевое растяжение Rp используют образцы в виде восьмерок, призм, цилиндров. При испытании напряжения в рабочем сечении образцов распределяются неравномерно, что приводит к занижению обсолютной величины предела прочности по сравнению с фактической.

ГОСТ 10180-78 предусматривает определение прочности бетона на растяжение

при изгибе При путем испытания призм квадратного сечения.

У тяжелых бетонов отношение предела прочности на растяжение при изгибе к пределу прочности при осевом растяжении колеблется в пределах Rpn/Rp 1.5...3. Увеличение предела прочности на растяжение при изгибе объясняется пластической растяжимостью бетона перед его разрывом. Таким образом, определение предела прочности на растяжение при изгибе образцов указанной в ГОСТ формы приводит к завышенным по сравнению с фактическими результатам.

Известен образец для испытаний на изгиб, выполненный из материала шлифовального круга, содержащий рабочую часть прямоугольного сечения, в центральной части которого выполнено сквозное круглое отверстие, ось которого проходит через

4 OJ

СА Ю СП 00

центр симметрии образца, а диаметр отверстия равен половине высоты образца.

Неоднородные зернистые материалы, каким является бетон, характеризуются широким диапазоном размеров зерен заггол- нителя (например, для бетона 5-70 мм), однако в конструкции образца-прототипа выбор параметров рабочей части образца не учитывает изменения структуры заполнителя, что снижает точность определения прочности бетона при его испытании.

Цель изобретения - повышение точности определения прочности бетона на растяжение.

Это достигается тем, что в образце для определения прочности материалов при испытании на изгиб, содержащем рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось проходит через центр симметрии образца, ширину b рабочей части образца выбирают из соотношения

,(1)

где К - 350 - 450 - коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона;

S - средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона;

b/h 0,7-1,0

Значение коэффициента К определено из известных соотношений математической статистики.

Среднюю площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона определяют di +d2

S

(2)

где di и d2 - наименьший и наибольший размеры зерен заполнителя отдельной фракции.

Соотношение b/h принято 0,7-1,0 исходя из технической возможности размещения отверстия в центральной части образца.

На фиг. 1 представлена схема испытаний предлагаемого образца; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Изготовлены две серии образцов размерами 15 х 15 х 60 см (т.е. b/h 1,0) С центральным круглым отверстием диаметром 7,5 см по 10 образцов в каждой и две серии образцов размерами 18,2 х 26 х 60 см (b/h 0,7)с центральным круглым отверстием диаметром 13 см по 10 образцов в каждой. Крупность щебня в первой из серий 5-10 мм, во второй 10-20 мм,

Выбор ширины в рабочей части образца проводился следующим образом.

Средняя площадь поперечного сечения щебня крупностью 5-10 мм 5 62,5 мм2. Для

образца высотой h 150 мм ширину выбирают

,

KS/h (350...450)«62,5/150 145,8...187.5MM, ,8

Принято b 150 мм, при этом b/h 1.

Средняя площадь поперечного сечения щебня крупностью 10 - 20 мм S 250 мм2. В этом случае KS/h (З50...450 250/150 583...750 мм,

150. 583.

И образец шириной b 150 мм при этой крупности щебня не удовлетворяет поставленному условию.

Для образца высотой h 260 мм ширину b выбирают

KS/h (350....5/260 84,1... 108.2 мм.

Принято b 182 мм, ,2, при этом b/h 0,7.

Для получения большей точности коэффициент К из промежутка 350...450 целесообразно выбирать ближе к правой границе, т.е. к 450.

При испытании обра зцы устанавливали на опоры, расстояние между которыми 45 см. Расстояние между точками приложения изгибающих усилий 20 Јм. Прочность Rp на растяжение определяли п 4Р(1-1)

Rp 3bh2 (3)

где Р - разрушающая сила;

L - расстояние между опорами;

I - расстояние между точками приложе- ния усилий;

b, h - соответственно толщина и высота образца.

Результаты испытаний приведены в табл.1.

Как видно из данных табл. 1, выбор ширины рабочей части образца позволяет повысить точность определения прочности на растяжение.

Для сравнения прочность бетона пре- деляли при осевом растяжении, при изгибе сплошного образца и при изгибе образца с отверстием.

При осевом растяжении использовали восьмерки рабочим сечением средней части 15 х 15 х 45 см. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, при испытании образцов с отверстием наблюдается наименьший разброс значений прочности (среднеквадратическое отклонение 0,17), т.е. использование образца данной формы повышает точность определения прочности.

Формула изобретения Образец для определения прочности материалов при испытании на изгиб, содержащий рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось проходит через центр симметрии образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения прочности бетона на растяжение, ширину (в рабочей части образца выбирают из соотношения b x пЖЗ где К 350 - 450 - коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона; S - средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона, a b/h 0,7 - 1,0.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения прочности материалов при испытании на изгиб. Цель изобретения - повышение точности определения прочности бетона на.растяжение. Образец содержит рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты h рабочей части образца, а ось отверстия проходит через центр симметрии образца. При этом ширину в рабочей части образца выбирают из соотношения b x h KS, где К 350 - 450 - коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона; S - средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя; b/h 0,7-1,0. Образец испытывают на изгиб, например, по четырехточечной схеме, а прочность на растяжение определяют по результатам испытаний на изгиб. 2 ил., 2 табл. w Ё

Таблица2

5Л

Фиг1

А-А

х

,

г1

Фиг.2