Определение предела прочности сцепления с бетоном

Приложение Д

(справочное)

Определение предела прочности сцепления с бетоном

Д.1 Общие положения

Настоящий метод устанавливает требования к испытаниям по определению прочности сцепления АКП с бетоном осевым выдергиванием из куба или испытанием балки на изгиб.

Метод основан на определении значений сдвиговых напряжений по границе сцепления АКП с бетоном, реализующихся при максимальной нагрузке, полученной при растяжении образца до разрушения, независимо от того,

где образец разрушился (по стержню или по границе сцепления стержня с бетоном).

Д.2 Образцы

Д.2.1 Образцы для испытаний отбирают методом случайного отбора от контролируемой партии АКП и обязательно сопровождают актом отбора образцов, в котором указывают:

- наименование предприятия-изготовителя;

- условное обозначение;

- тип волокна и связующего вещества;

- дату изготовления;

- номер партии;

- число и размеры образцов;

- показатели, для контроля которых отобраны образцы;

- подпись лица, ответственного за отбор.

При отборе и подготовке образцов для испытаний следует избегать деформирования и нагревания, воздействия ультрафиолетового света и других воздействий окружающей среды, которые могут привести к изменениям свойств материала.

Число образцов, отобранных для испытаний, должно соответствовать требованиям таблицы 7.

Д.2.2 Образцы для испытаний осевым выдергиванием из куба состоят из бетонных кубов, по центру которых вертикально устанавливают стержень АКП с испытательной муфтой перпендикулярно или параллельно направлению укладки бетона (см. рисунок Д.1). Размеры бетонных кубов в зависимости от диаметра АКП указаны в таблице Д.1.

Общая длина образца для испытания определяется:

- условиями заделки в бетон;

- условиями установки образца в испытательную машину;

- конструкцией испытательной муфты.

Таблица Д.1 — Размеры образцов для испытаний, мм

Общая длина образца для испытания определяется:
- условиями заделки в бетон;
- условиями установки образца в испытательную машину;
- конструкцией испытательной муфты.

Д.2.3 Вне зоны сцепления заделанный в бетон стержень должен быть защищен поливинилхлоридным вкладышем или трубкой.

Д.2.4 Поверхность образца с вертикально заделанным стержнем следует закрыть стальной квадратной плитой с длиной стороны не менее 200 мм и толщиной 20 мм, которая используется как несущая поверхность при испытаниях и исключает силовое воздействие на бетонный куб. В центре плиты должно быть отверстие для стержня необходимого диаметра.

Д.2.5 Образцы для испытаний балки на изгиб (см. рисунок Д.2) состоят из двух половинок, соединенных между собой в растянутой зоне испытуемым стержнем АКП, а в сжатой зоне шарниром в виде двух закладных деталей и стальным цилиндром между ними. АКП на середине каждой из половинок имеет зону сцепления с бетоном, равную 10, а вне зоны сцепления - расположенную в поливинилхлоридной трубке.

Рисунок Д.1 — Схема установки АКП в бетон куба

1 - стержень; 2 - поливинилхлоридный вкладыш или трубка; 3 - стальной цилиндр

Рисунок Д.2 - Схема установки АКП в бетон при испытаниях балки на изгиб

Д.2.6 Рекомендуется следующий метод укладки бетона в форму:

- бетонную смесь укладывают четырьмя слоями примерно одинаковой толщины и штыкуют каждый слой 25 раз металлическим стержнем диаметром 16 мм;

- после уплотнения верхнего слоя заглаживают поверхность и защищают от испарения влаги, в т. ч. и в зоне примыкания вертикально установленного стержня с бетоном.

Д.2.7 К бетону предъявляют следующие требования:

- размер заполнителя 20—25 мм;

- марка подвижности бетонной смеси П3;

- класс бетона по прочности на сжатие В25.

Д.2.8 Прочность бетона на сжатие определяют по кубам с размером ребра 100 мм числом не менее 3 шт.

Распалубку образцов проводят не ранее 24 ч после изготовления. Образцы хранят в нормальных условиях. Возраст образцов при испытаниях — 28 сут.

Д.2.9 Опытные образцы перед испытанием выдерживают в соответствии с требованиями ГОСТ 12423.

Д.3 Аппаратура и материалы

Д.3.1 Испытательная машина по ГОСТ 28840 должна обеспечивать:

- нагрузку, превышающую прочность образца при испытаниях на контролируемый показатель;

- измерение нагрузки и расстояния между траверсами с погрешностью не более 0,5 %;

- скорость перемещения активной траверсы в диапазоне от 5 до 100 мм/мин.

Д.3.2 Для измерения проскальзывания АКП в бетоне используют тензометры, линейные датчики перемещений, аналоговые или цифровые индикаторы с точностью показаний до 0,01 мм (измерители проскальзывания).

Д.3.3 Для изготовления образцов для испытаний требуются:

- металлические формы для изготовления бетонных кубов и балок с отверстиями для установки стержня АКП

необходимого диаметра, которые должны быть водонепроницаемыми и легко демонтироваться без повреждений стержней;

- испытательные муфты в соответствии с таблицей Б.1 приложения Б.

Д.4 Проведение испытаний

Д.4.1 Условия испытаний должны соответствовать подразделу 3.15 ГОСТ 15150.

Д.4.2 Образец для испытаний осевым выдергиванием из куба устанавливают так, чтобы опорная плита бетонного куба, из которой выступает свободный конец стержня, соприкасалась через мягкую прокладку с подвижной траверсой испытательной машины (см. рисунок Д.3).

1 — измеритель проскальзывания на свободном конце стержня; 2 — образец; 3 — опорная плита; 4 — мягкая прокладка; 5 — подвижная траверса испытательной машины; 6 — неподвижная траверса испытательной машины; 7 — испытательная муфта

Рисунок Д.3 — Схема испытания образца при осевом выдергивании из куба

Д.4.3 Несущий блок должен находиться на опоре, которая передает реакцию на силоизмерительное устройство испытательной машины.

Д.4.4 Выступающий стержень должен проходить через узел несущего блока и опорную пластину, а испытательная муфта должна быть установлена через неподвижную траверсу или в зажимах испытательной машины.

Д.4.5 На свободном конце стержня устанавливают измеритель проскальзывания.

Д.4.6 Расстояние между верхней поверхностью неподвижной траверсы или зажимов испытательной машины до поверхности, где установлен измеритель проскальзывания, измеряют с точностью до ± 0,01 мм.

Д.4.7 Если стержень разрушился или проскользнул в испытательной муфте раньше, чем произошло его проскальзывание в бетоне, или вследствие растрескивания бетона значительно снизилась прилагаемая нагрузка, то данные измерений не принимают, а испытания повторяют на дополнительном образце из той же партии.

Д.4.8 Если в результате испытаний произошло раскалывание бетона, то требуется увеличить размер ребра бетонных кубов или использовать для испытаний балки.

Д.4.9 Испытания балки на изгиб проводят по схеме испытания, приведенной на рисунке Д.4. На торцах балки, на конце стержня устанавливают измеритель проскальзывания.

Рисунок Д.4 — Схема испытания образца изгибом балки

Д.4.10 Регистрацию прилагаемой нагрузки, показания измерителя проскальзывания проводят с равным шагом, который составляет 10 % предполагаемой нагрузки проскальзывания стержня на значение 0,25 мм. На каждом шаге нагрузки образцы для испытаний выдерживают 15 с и в это время снимают показания измерителей проскальзывания. Затем образец нагружают до разрыва стержня или разрушения бетона, или проскальзывания стержня на 2,5 мм, регистрируют нагрузку и значение проскальзывания с точностью ± 0,01 мм.

Д.4.11 Нагружение образца проводят со скоростью не более 20 кН/мин.

Д.5 Обработка результатов испытаний

Д.5.1 Строятся диаграммы «напряжение сцепления — проскальзывание» для каждого образца.

Д.5.2 Определяют средние напряжения сцепления, вызывающие проскальзывание свободного конца стержня 0,05; 0,10 и 0,25 мм и максимальное напряжения сцепления.

Д.5.3 Напряжение сцепления с бетоном t_r, МПа, для испытаний осевым выдергиванием из куба вычисляютпо формуле

(Д.1)

где P — прилагаемая нагрузка, Н;

c — номинальная длина окружности стержня, c = p d, мм;

L_fb— длина заделки стержня в бетон, мм.

Д.5.4 На каждом шаге прилагаемой нагрузки значение проскальзывания на свободном конце стержня вычис-

ляют как разность показания измерителя проскальзывания и упругого удлинения стержня.

Д.5.5 Упругое удлинение S, мм, определяют по формуле

(Д.2)

где P — нагрузка, Н;

L — длина от верхней поверхности неподвижной траверсы или зажимов испытательной машины до места уста-

новки измерителя проскальзывания на свободном конце стержня, мм;

E_f- модуль упругости, МПа;

A — площадь поперечного сечения, A = pd 2/4, мм2.

Д.5.6 Напряжение сцепления с бетоном t_r, МПа, для испытаний балки на изгиб вычисляют по формуле

Д.5.7 Осевое усилие в стержне N_x, Н, в середине балки вычисляют по формуле

(Д.3)

где M — общий момент в сечении, который разделяет балку на половинки, Н × мм;

z — плечо внутренней пары в сечении, разделяющее балку на две половины, равное расстоянию от оси стержня до оси стального цилиндра в сжатой зоне, мм.

Д.6 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен включать в себя:

- сведения об образцах, приведенные в акте отбора образцов;

- наименование организации, проводившей испытание;

- дату проведения испытаний;

- сведения об условиях, при которых проведены испытания;

- геометрические характеристики каждого образца;

- сведения о бетоне: состав и подвижность бетонной смеси, прочность на сжатие образцов бетона в возрасте 28 сут;

- сведения о стержнях, приведенные в акте отбора образцов на испытания: предел прочности при растяжении и модуль упругости, размеры опытных образцов, длину стержня, связанного с бетоном;

- значения измеряемых характеристик для каждого опытного образца;

- значения характеристик каждого образца, полученные при обработке результатов испытания;

- средние значения характеристик и результаты статистической обработки полученных данных;

- вид разрушения, диаграмма «напряжение сцепления — проскальзывание» для каждого образца;

- сведения о специалистах, проводивших испытания, и их подписи.