Область применения

Данный прибор предназначен для проведения испытаний, позволяющих сравнить величину сцепления между различными видами бетона и одинаковыми стержнями арматуры. Он используется в сочетании с универсальными испытательными машинами на 30 тонн, 60 тонн и 100 тонн для определения прочности бетона на сцепление и его способности противостоять скольжению арматуры, соответствует стандартам GB/T50081-2002 «Методы испытаний механических свойств обычного бетона» и SD105-82 «Правила испытаний гидротехнического бетона». В соответствии с новыми стандартами прибор оснащён высокоточными интеллектуальными измерительными приборами; весь процесс производства и проведения экспериментов осуществляется с помощью компьютерного устройства сбора информации, что обеспечивает простоту управления и высокую точность получаемых данных.

Технические параметры

1. Размер образца: 150×150×150 мм

2. Индикатор часового типа: 0–1 ± 0,001 мм

3. Габаритные размеры: 589×250×150 мм

4. Вес: 24 кг

Основные принципы

Данное испытание проводилось методом выдергивания. В процессе выдергивания арматуры распределение сцепляющих напряжений показано на рис. 1. Пусть длина окружности поперечного сечения арматуры равна L, глубина заделки арматуры — a, а нагрузка — p; предполагается, что сцепляющее усилие между бетоном и арматурой на единицу площади поверхности распределено равномерно и рассчитывается по следующей формуле: rn = p/L·a. При использовании рифлёной арматуры длина окружности поперечного сечения вычисляется по наружному диаметру. В ходе испытаний на выдергивание рифлёной арматуры из бетона первоначально возникают продольные трещины в бетоне либо арматура достигает предела текучести, поэтому предельное сцепляющее усилие не удается определить. В данном испытании за сцепляющую прочность принимается среднее значение нескольких значений сцепляющего усилия, соответствующих относительным перемещениям арматуры и бетона на свободных концах, равным 0,01 мм, 0,05 мм и 0,10 мм. Что касается гладкой арматуры, то чаще всего происходит вырывание арматуры из бетона; в таких случаях можно измерить предельное сцепляющее усилие.

Инструкция по использованию

1. Формуйте арматуру вместе с бетоном и проводите его уход. 2. Установите индикатор часового типа на тот конец арматуры, который выступает над бетоном меньше; закрепите его надёжно. 3. Разместите образец на данном устройстве так, чтобы длинный конец арматуры, выступающий над поверхностью бетона, проходил через центральное отверстие в нижней части устройства. 4. Установите это устройство на универсальную испытательную машину.

Шаги испытания

⑴ Арматурная сталь с резьбой, используемая в испытаниях, должна соответствовать требованиям к сцеплению с бетоном, установленным в стандарте «Термически прокатанная арматурная сталь для железобетонных конструкций» (GB1499-91), при этом расчетный диаметр составляет 20 мм (внутренний диаметр 18 мм, наружный диаметр 22 мм). Для обеспечения достаточной длины, необходимой для зажима в универсальном испытательном устройстве и установки измерительных приборов, обычно принимают длину 500 мм. Размеры, форма и резьба арматуры должны быть одинаковыми; перед формовкой арматуру необходимо тщательно очистить стальной щёткой и протереть ацетоном, при этом на ней не должно оставаться стружки или масляных загрязнений. Верхняя поверхность свободного конца арматуры должна быть гладкой и ровной, с хорошим сцеплением с бетоном, а также точно соответствовать предусмотренным углублениям в форме для образцов. В случае крайней необходимости допускается также использовать гладкую круглую арматуру диаметром 20 мм. Примечание: расчётный диаметр арматуры с резьбой эквивалентен диаметру гладкой круглой арматуры, имеющей такую же площадь поперечного сечения.

⑵ Приготовление бетона должно осуществляться в соответствии с требованиями испытания на сцепление по кубу. На каждый возраст испытания следует изготовить 6 образцов. При установке арматуры свободные концы должны быть вмонтированы в стенки формы; отверстия в стенках формы, через которые пропускается арматура, необходимо заделать резиновыми и фиксирующими кольцами для надёжной фиксации арматуры и обеспечения герметичности без утечек воды, как показано на рисунке.

⑶ При формовке и养护 бетона, помимо соблюдения требований, изложенных в данной книге, необходимо также соответствовать следующим требованиям:

а. Максимальный размер зерен бетонного заполнителя не должен превышать 40 мм;

b. Для сухого и густого бетона следует использовать вибростол для уплотнения; образцы для испытания на сцепление бетона по‑прежнему следует загружать в две слои.

c. После формования образцов и до достижения испытательного возраста арматуру нельзя трогать. Время демонтажа опалубки желательно продлить до двух суток, чтобы обеспечить достаточное сцепление бетона; при демонтаже опалубки сначала снимите резиновые кольца и фиксирующие кольца, а затем аккуратно снимите стенки формы, надетые на арматуру.

d. После извлечения образцов из места хранения их следует немедленно испытать, чтобы избежать значительных изменений температуры и влажности образцов.

e. При проведении испытаний сначала тщательно протрите образец, проверьте его внешний вид; на образце не должно быть заметных повреждений, арматура не должна быть ослаблена или перекошена.

f. Наденьте образец на подкладку с отверстием в центре, затем установите его в испытательный зажим, уже установленный на универсальном испытательном устройстве, так чтобы нижний зажим устройства для измерения сцепления бетона с арматурой надёжно захватил стержни арматуры образца.

г. Установите на образце крепёжную стойку для измерительной линейки и прикрепите к ней индикатор часового типа так, чтобы кончик штока индикатора был направлен вертикально вниз и касался верхней поверхности арматуры, слегка выступающей за пределы поверхности бетонного образца.

h. Перед приложением нагрузки следует проверить, хорошо ли контакт между измерительным стержнем индикатора часового типа и верхней поверхностью арматуры, а также насколько свободно работает индикатор часового типа, и произвести соответствующую регулировку.

i. После записи начального показания индикатора часового типа немедленно включите универсальный испытательный аппарат и проводите растяжение арматуры со скоростью приложения нагрузки не более 400 Н/с. После каждого увеличения нагрузки на определённую величину (1000–5000 Н) записывайте соответствующее показание индикатора часового типа.

j. При наступлении любого из следующих случаев следует прекратить приложение нагрузки: ① при достижении арматурой предела текучести; ② при образовании трещин в бетоне; ③ при вырывании арматуры из бетона.

Прибор для определения сцепления арматуры с бетоном Результат вычислений

⑴ Вычитая начальное показание индикатора часового типа при каждой ступени нагрузки из его показаний под данной нагрузкой, получают величину скользящей деформации для соответствующей ступени нагрузки. ⑵ При использовании арматурной стали с резьбой строят график зависимости между нагрузкой и скользящей деформацией, используя нагрузку в качестве ординаты, а скользящую деформацию — в качестве абсциссы. Задавая значения скользящей деформации 0,01, 0,05 и 0,10 мм, находят на кривой соответствующие им значения нагрузки; затем арифметическое среднее этих трех значений нагрузки делится на площадь поверхности арматуры, погруженной в бетон (π × наружный диаметр × длина), что и дает прочность сцепления (МПа). ⑶ При использовании арматурной стали с резьбой можно взять арифметическое среднее наибольших значений нагрузок, зафиксированных при испытаниях на вырыв шести образцов, и разделить его на площадь поверхности арматуры, погруженной в бетон, что и даст прочность сцепления (МПа). Примечание: для анализа также можно построить график зависимости между нагрузкой и прочностью сцепления бетона с арматурой, а также график зависимости между нагрузкой и скользящей деформацией.