Определение ползучести бетона для различных видов материалов

Схема пружинно-гидравлического устройства для определения деформаций ползучести

1 - образцовый манометр; 2 - гидравлический домкрат плунжерного типа с гибкой диафрагмой; 3 - поршень домкрата; 4 - стойки; 5 - опорная плита; 6 - регулирующие винты; 7 - тарельчатые пружины; 8 - образец.

Подготовка к испытаниям:

.1. Подготовку образцов к испытаниям  следует начинать с их внешнего  осмотра и определения линейных  размеров, допускаемые отклонения  которых от номинальных размеров  должны удовлетворять требованиям  ГОСТ 10180-78.

.2. Торцевые поверхности всех  образцов, предназначенных для определения  ползучести и усадки, должны быть  закрыты металлическими пластинами  толщиной 4-5 мм, наклеиваемыми с помощью  быстрополимеризующихся клеев.

Реперы изготавливают из инвара. Диаметр основания репера 7 должен быть не более 20 мм, а высота не более 15 мм.

Приклеиваемая поверхность репера обезжиривается органическим растворителем. Репер нагревают до температуры 50-60°С и прижимают к образцу  в центре торцевой грани, на которую  предварительно наносят 2-3 капли клея.

Рекомендуется применять быстрополимеризующийся клей следующего состава (по массе):

эпоксидная смола по ГОСТ 10587-84                             80 частей

полиэтиленполиамин                                                        3 части

дибутилфталат по ГОСТ 8728-77                                    1 часть

3. На боковых поверхностях образцов  размечают базу измерения продольных  деформаций, устанавливают крепежные  приспособления и измерительные  приборы в соответствии с требованиями  ГОСТ 24452-80.

4. Насыщение (пропитка) образцов  водой или нефтепродуктами следует  производить по ГОСТ 24452-80.

5. Для предотвращения испарения  влаги или летучих фракций  нефтепродуктов из образцов, пропитанных  водой или нефтепродуктами согласно  п. 3.4, их боковую поверхность следует  гидроизолировать внахлест двумя слоями полиэтиленовой пленки с липким слоем с последующим нанесением на нее расплавленного парафина слоем 2-3 мм. Гидроизоляцию торцевых поверхностей образцов производят согласно п. 3.2.

6. Подготовку образцов для определения  деформаций температурной усадки и деформаций ползучести при нагреве следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.

7. Не более чем за сутки  до испытания образцов на ползучесть  следует определить плотность  бетона этих образцов по ГОСТ 12730.1-78, а также влажность бетона  по ГОСТ 12730.2-78 на образцах, предварительно  испытанных при определении призменной  прочности.

8. Результаты измерений по пп. 1 и 7 заносят в титульный лист журнала испытаний при определении деформаций усадки и ползучести по форме

     Проведение испытания:

1. Испытания для определения  деформаций усадки и ползучести  следует проводить в помещении  или в климатической камере, в  которых постоянно поддерживается  температура (20±2) °С и относительная  влажность воздуха (60±5) %. Попадание  прямых солнечных лучей на  образцы не допускается.

2. Загружение образцов и измерение деформаций ползучести следует осуществлять, как правило, при достижении бетоном проектной марки по прочности на сжатие.

Напряжение в образце от внешней  нагрузки должно составлять 0,3±0,005 от призменной прочности бетона, установленной  перед началом испытаний. (см. п. 1.3).

Проверку работы приборов и загружение образца до указанного уровня напряжения следует проводить в соответствии с требованиями ГОСТ 24452-80.

3. Отсчет показаний приборов на нагруженных образцах для определения деформаций ползучести следует производить непосредственно после загружения (начальный отсчет) и затем через 1 ч. Последующее снятие отсчетов рекомендуется производить через сутки, на 3, 7, 14 сут, последующие 6 недель - еженедельно, затем 10 недель - один раз в 2 недели и далее до конца испытаний один раз в 4 недели.

Одновременно с определением деформаций ползучести следует проводить определение  деформаций усадки на незагруженных  образцах с той же периодичностью и продолжительностью. При этом начальный  отсчет деформаций усадки следует производить  непосредственно после загружения образцов на ползучесть.

Продолжительность испытания при  определении деформаций ползучести должна быть не менее 180 сут, а деформаций ползучести при нагреве и температурной усадки - не менее 60 сут.

4. Результаты измерений должны  быть занесены в журнал, титульный  лист 

Обработка результатов

1. По результатам испытаний вычисляют  средние значения абсолютных  деформаций   в мм для каждого загруженного и незагруженного образца как среднее арифметическое приращений (по отношению к начальному отсчету) показаний приборов по четырем граням соответствующего образца.

По средним абсолютным значениям  деформаций вычисляют относительные  величины деформаций  по формуле

                                                                   (1)

где l₁ - база измерения деформаций, мм.

          2. Относительные деформации незагруженных образцов принимают в     качестве деформаций усадки .

3. Относительные деформации ползучести  каждого образца  вычисляют по формуле

                                        (2)

      где  и  - средние значения полных и упругих деформаций, определяемых при ступенчатом загружении согласно ГОСТ 24452-80;

       - среднее значение относительной деформации заггруженного образца вычисляют по п. 5.1;

       - среднее значение относительной деформации усадки по п. 5.2.

4. По результатам определения  относительных величин деформаций усадки и ползучести отдельных образцов определяют средние значения относительных деформаций усадки или ползучести для серии образцов по формуле

                                                                       (3)

где  - среднее значение относительных деформаций усадки или ползучести для каждого образца данной серии;

n - число образцов в серии.

5. По средним значениям относительных  деформаций усадки и ползучести, вычисленным по формуле 3, следует  построить диаграммы в координатах  «относительные деформации усадки (или ползучести) - продолжительность  (время) испытаний, сут» и приложить их к журналу испытаний, а также определить предельные (условно предельные) значения этих деформаций.

6. Предельное значение деформаций  усадки  или ползучести определяют построением диаграммы. Для этого вычисляют значения приращений по формулам:

;                                                                                           (4)

,                                                                                           (5)

где                - продолжительность проведения испытаний с момента его начала (снятия начального отсчета), сут;

- соответствующие этой продолжительности  относительные значения деформаций усадки или ползучести по пп. 5.2 и 5.3.

На диаграмме по оси ординат  откладывают значения, вычисленные  по формулам 4 и 5, а по оси абсцисс  значения , начиная с момента времени , равного 30 сут для усадки и 50 сут для ползучести. По полученным точкам графически или аналитически строят прямую регрессии, котангенс угла которой принимают за предельное значение деформаций усадки или ползучести , а отрезок, отсекаемый этой прямой на продолжении оси абсцисс, за параметр скорости нарастания деформаций  или .

    7. Полученные согласно п. 6 числовые параметры деформаций используют при необходимости для вычисления относительных деформаций усадки и ползучести для сроков времени, превышающих общую продолжительность испытаний. Для этого используют формулы:

;                                                      (6)

                                                         (7)

8. При проведении испытаний на  образцах, отличных от базовых  (п. 1.1) предельные значения деформаций усадки и ползучести по п. 5.6 следует умножать на коэффициенты К₁ и К₂, приведенные в таблице  2

                                                                                               Таблица 2

Размер ребра поперечного	Переходные коэффициенты при определении
сечения образца, см	усадки К1	ползучести К2
7	0,90	0,83
10	0,95	0,90
15	1,0	1,0
20	1,05	1,10

Коэффициенты, указанные в таблице, применимы для тяжелых и мелкозернистых бетонов, а также бетонов на пористых заполнителях, приготовленных на цементных  вяжущих.

Значения переходных коэффициентов  для ячеистых и силикатных бетонов  должны быть установлены экспериментально.[4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Методы определения ползучести  по результатам патентного поиска 

Патент на определение ползучести указан в  приложении 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Погрешности  измерения при определении ползучести  и возможности их устранения

5.1 Классификация  погрешностей

Погрешность результата измерения (погрешность измерения) – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Классификация погрешностей измерений  может осуществляться по разным классификационным  признакам (основаниям), например:

· по источникам возникновения (например, инструментальные погрешности, субъективные погрешности),

· по степени интегративности (интегральная погрешность и составляющие погрешности, например инструментальную погрешность можно рассматривать как составляющую интегральной погрешности измерения);

· по характеру проявления или изменения  от измерения к измерению (случайные, систематические и грубые),

· по значимости (значимые, пренебрежимо малые),

· по причинам, связанным с режимом  измерения (статические и динамические),

· по уровню имеющейся информации (определенные и неопределенные),

· по формам выражения (абсолютные и  относительные погрешности),

· по формам используемых оценок (среднее  квадратическое значение, доверительные границы погрешности и др.).

Рассмотрим более подробно некоторые  из классификаций.

Поскольку деление погрешностей по источникам их возникновения не является самоцелью, а используется для выявления  составляющих, наиболее часто используется и представляется достаточно логичной следующая классификация:

· погрешности средств измерений(они  же «аппаратурные погрешности» или  «инструментальные погрешности»);

· методические погрешности или  «погрешности метода измерения»;

· погрешности из-за отличия условий  измерения от нормальных («погрешности условий»);

· субъективные погрешности измерения («погрешности оператора», или же «личные» либо «личностные» погрешности).

Ряд терминов приведен с синонимами, к чему нас вынуждает широкое  их использование в научно-технической  литературе и нормативных документах. Курсивом выделены термины и определения, взятые из РМГ 29 – 99. Инструментальная погрешность измерения (инструментальная погрешность) – составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений.

Фактически к инструментальным погрешностям относятся погрешности  всех применяемых в данных измерениях технических средств и вспомогательных устройств, влияющих на результат измерений, включая погрешности прибора, мер для его настройки, дополнительных сопротивлений, шунтов, установочных узлов или соединительных проводов и т.д. Например, при измерении массы на весах методом сравнения с мерой к погрешности весов добавляются погрешности гирь. Для измерения длины достаточно часто используют высокоточные узкодиапазонные приборы, которые настраивают по концевым мерам длины, погрешности которых тоже являются инструментальными.[6]

5.2 Погрешности при определении  ползучести бетона

Погрешность измерительного оборудования, на котором происходит определение  ползучести, должна составлять не более 0,01%. Так же имеет место быть субъективная погрешность, связанные либо с недостаточным вниманием, либо с невысокой квалификацией персонала, обслуживающего прибор.