Badanie betonów na obciążenia często zmienne

Wytrzymałość na zginanie zaprawy cementowej

Wytrzymałość na zginanie zaprawy cementowej należy wyznaczyć na próbkach, których wymiary to 4x4x16 cm. Badanie tego typu należy przeprowadzić w aparacie Michaelisa (nauka do uprawnień architektonicznych).

Aby udało się określić wytrzymałość na zginanie betonu nawierzchni drogowych, należy pobrać dla każdej warstwy 3 beleczki próbne. Ich wymiary powinny wynosić 15x15x70 cm. Beleczki te należy poddać zginaniu w maszynie wytrzymałościowej.

Badanie betonów

Do badania betonów na obciążenia często zmienne ściskające i zginające stosuje się pulsatory lub inne urządzenia mechaniczne.

Najpopularniejszym pulsatorem jest pulsator typu Louis Schopper. Jego zakresy sił mieszczą się w podanej skali: 0-20 T, 0-50 T oraz 0-100 T. Oprócz tego zakres częstości jest na poziomie 250 oraz 500 drgań w ciągu 1 minuty.

Badanie przeprowadzono w dwóch seriach po 2 minuty drgań. W pierwszej serii próbki poddano sprężeniu od = 150 kg/cm2 oraz drganiom pulsacyjnym. W efekcie doszło do zniszczenia przy og=380 kg/cm2. Z kolei w przypadku drugiej serii próbki poddano sprężeniu od = 250 kg/cm2 (programy do uprawnień architektonicznych). Wówczas stwierdzono zniszczenie przy og=425 kg/cm2. Beton, który wykorzystano do próbek charakteryzował się wytrzymałością na ściskanie statyczne Rc=570 kg/cm2.

Badanie betonów na obciążenia wielokrotne

Podczas badania betonów na wielokrotne obciążenia konieczne jest, aby określić liczbę obciążeń i częstość drgań. Proponuje się, żeby założyć np. 2 minuty pulsacji. Podczas badania wytrzymałości betonu na obciążenia wielokrotne, mogą wystąpić duże różnice w wynikach. Z tego powodu konieczne jest przebadania 6-8 próbek.

Badaniu na obciążenie statyczne, które wzrasta od zera do zniszczenia poddaje się próbkę 1 i 6 albo 1 i 8. Z kolei pozostałe próbki bada się na obciążenia często zmienne. Jednocześnie od oznacza dolną granicę, a og – górną granicę obciążeń. Wysokość obciążeń dobiera się w ten sposób, żeby próbka nie uległa zniszczeniu na granicy umownie przyjętej liczby obciążeń. W sytuacji, kiedy próbka zniszczy się podczas badania przy mniejszej liczbie obciążeń, oznacza to, żeby obniżyć zakres obciążeń, czyli obniżyć og. W przypadku przekroczenia przyjętej liczby obciążeń, należy podnieść granicę og.

Są to badania, które wykonuje się metodą prób (jak wygląda egzamin na uprawnienia architektoniczne). Charakteryzują się one tym, że długo trwają i wymagają dużo pracy.

Wytrzymałość betonu na obciążenia wielokrotnie powtarzalne w Polsce bada się na walcach, których średnica wynosi 8 i 16 cm. W innych krajach wykorzystuje się do tego kostki sześcienne. Należy zadbać o to, żeby powierzchnie ściskane starannie przygotować. Spowodowane to jest tym, że duży rozrzut wyników może wystąpić w przypadku niewielkich różnic pomiędzy powierzchniami ściskanymi.

Różnice wytrzymałości betonu na obciążenia wielokrotne

Na skutek wielu doświadczeń udało się stwierdzić różnice wytrzymałości betonu na obciążenia wielokrotne przy badaniu za pomocą dwóch różnych maszyn. W przypadku 60 obciążeniach na minutę według krzywej I, to wytrzymałość jest o 5% mniejsza niż według krzywej II. Z kolei w sytuacji, jeżeli liczba obciążeń na minutę według krzywej II wzrasta i wynosi 10, 50, 250, 500, to wytrzymałość na ściskanie wynosi kolejno 1,0, 1,03, 1,05, 1,08.

Widoczny jest przyrost wytrzymałości na ściskanie wraz ze wzrostem częstości obciążeń. Wytrzymałość belek na zginanie przy obciążeniach wielokrotnie powtarzalnych zależy w dużym stopniu od skurczu betonu. Zużyciu mechanicznemu przez ścieranie ulegają niektóre elementy betonowe (szczegółowy program egzaminu na uprawnienia architektoniczne). Dotyczy to m.in.:

– schodów,

– nawierzchni drogowych,

– kanałów.

Ścieranie w kanałach betonowych spowodowane jest piaskiem, który unosi się w wodzie.

Rozluźnienie struktury oraz niszczenie betonu nawierzchni drogowej ma miejsce na skutek działania sił:

– tarcia,

– ścierania,

– ścinania,

– uderzania,

– rozciągania.

Laboratoryjna ocena tych oddziaływań wiązałaby się z prowadzeniem długotrwałych badań, które obejmowałyby również określenie zjawisk jak np. wpływ zmian temperatur i wilgotności na naprężenia wewnętrzne.