Laboratorium
Literatura i normy
1. K.
Nagrodzka
–
Godycka
„Badanie
właściwości
betonu
i
Ŝelbetu
w
warunkach laboratoryjnych”. Arkady 1999,
2. Instrukcja ITB nr 194: „Badania cech mechanicznych betonu na próbkach
wykonanych w formach” ,
3. Instrukcja ITB nr 209: „Instrukcja stosowania metody ultradźwiękowej do
nieniszczącej kontroli jakości betonu w konstrukcji” ,
4. Instrukcja ITB nr 210: „Instrukcja stosowania młotków Schmidta do
nieniszczącej kontroli jakości betonu w konstrukcji” ,
5.
Łukasz
Drobiec,
Radosław
Jasiński,
Adam
Piekarczyk:
„Diagnostyka
konstrukcji Ŝelbetowych” tom 1, PWN, 2010 ,
konstrukcji Ŝelbetowych” tom 1, PWN, 2010 ,
6. Henryk
Dondolewski,
Mariusz
Januszewski:
Betony
cementowe,
zagadnienia wybrane” WNT , 2008 ,
7. PN-EN 1992 – 1 – 1 : 2008 „Konstrukcje betonowe Ŝelbetowe i spręŜone.
Obliczenia statyczne i projektowanie”,
8. PN-EN 12390 – 3, 4, 5, 6 :2001 „Badania betonu. Części 3, 4, 5, 6” ,
9. PN-EN 12504 – 1, 2 :2001 „Badania betonu w konstrukcjach”,
10. PN-EN 206 – 1:2003 „Beton. Część 1 Wymagania, właściwości, produkcja i
zgodność” ,
11. Budownictwo betonowe, tom VIII .
2
Badania laboratoryjne – wstęp
Cel badań laboratoryjnych
•Określenie
podstawowych
własności
wytrzymałościowych
materiałów
konstrukcyjnych
(bieŜąca
kontrola
jakości
materiałów
stosowanych
w
budownictwie, analiza właściwości po wystąpieniu sytuacji wyjątkowej:
poŜar,
wybuch,
awaria,
analiza
właściwości
przy
braku
informacji
o
konstrukcji w przypadku planowanej zmiany funkcji uŜytkowej, przebudowy,
itp.)
•Określenie sił oraz napręŜeń w elementach konstrukcji
•Znalezienie rozkładu odkształceń i napręŜeń w wybranych przekrojach
elementów konstrukcji
•Ocena granicznych odkształceń materiałów konstrukcyjnych i nośności
granicznej konstrukcji.
Badania prowadzone są w celach poznawczych, celem ich jest natomiast
określenie parametrów wyjściowych dalszej analizy np. naukowej, nośności
konstrukcji czy cech materiałowych.
3
Skala badań laboratoryjnych:
•
w odniesieniu do elementów konstrukcyjnych (np. stropy budynków, belki),
• w odniesieniu do całych obiektów (np. mosty)
• w odniesieniu do próbek,
• badania na modelach (modelowe)
Stosowane metody badawcze odkształceń i napręŜeń
Badania bezpośrednie:
Punktowe
•
tensometria,
•
metoda ultradźwiękowa,
•
metoda sklerometryczna
•
Metoda pull out
Powierzchniowe
Powierzchniowe
•
kruche pęknięcia,
•
rentgenografia,
•
tensometria,
•
metody optyczne- elastooptyka, holografia, metoda Moire’a
•
holografia
Badania pośrednie:
Modelowanie
•
bezpośrednie,
•
pośrednie
Analogie
•
elektryczna,
•
magnetyczna
•
błonowa
4
Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ:
•metody sklerometryczne,
• metoda czasu przejścia fali ultradźwiękowej,
• penetracja sondą,
• metoda „break-off”
• metoda „pull-out”,
•metoda „pull-off
”
5
Wstrzelenie sondy z twardego metalu np. stali w beton i pomiarze długo
ś
ci wystaj
ą
cej cz
ęś
ci sondy, a
nast
ę
pnie oszacowaniu zale
ż
no
ś
ci pomi
ę
dzy sił
ą
potrzebn
ą
do wstrzelenia sondy a długo
ś
ci
ą
wystaj
ą
cego stalowego rdzenia przy znanej jego długo
ś
ci całkowitej. Na tej podstawie szacuje si
ę
wytrzymało
ść
na
ś
ciskanie
W przypadku konstrukcji
ż
elbetowych stosowanie tej metody jest ograniczone ze wzgl
ę
du na obecno
ść
otuliny zbrojenia, która z reguły jest słabsza ni
ż
pozostała cz
ęść
struktury betonu.
Metoda pull – out ocena wytrzymałości na ściskanie
6
Na podstawie warto
ś
ci siły potrzebnej do wyrwania kotwy P okre
ś
la si
ę
skorelowan
ą
z ni
ą
wytrzymało
ść
betonu na
ś
ciskanie fc (kostka 150mm):
fc,cub = 1,41P - 2,82 - beton ≤ 50 MPa
fc,cub = 1,59P - 9,52 - beton > 50 MPa
•Obiekt istniej
ą
cy - kotwy osadza si
ę
w otworach nawiercanych w konstrukcji
•Konstrukcje nowopowstaj
ą
ce - kotwy osadzane s
ą
w betonie póki jest on jeszcze g
ę
stoplastyczny, nie
zaburzaj
ą
c jego struktury.
Metoda ta jest niezaleŜna od parametrów materiałowych
7
Młotek Schmidta wersja elektroniczna 10-120 N/mm2.
•betonoskop, urządzenie do mierzenia prędkości rozchodzenia się fal
ultradźwiękowych w betonie (prędkość zaleŜy od gęstości betonu), w celu
określenia jego jakości (wytrzymałości).
•Istnieje związek pomiędzy prędkością fali ultradźwiękowej w betonie a
właściwościami spręŜystymi tego betonu,
•do badań betonu wykorzystywane są fale w przedziale od 30kHz do 500kHz,
rzadziej do 1MHz,
8
PrąŜki moiré (prąŜki mory)
to pewien rodzaj układu prąŜków powstałego na skutek interferencji (nakładania
się) dwóch siatek linii obróconych o pewien kąt lub poddanych deformacji
(zniekształconych względem siebie).
JeŜeli jedną siatkę umieścimy na płaskiej powierzchni, a drugą przymocujemy do
odkształcanego obiektu, to pojawią się prąŜki moiré. Ich wzorzec moŜe być bardzo
złoŜony. Ich układ będzie zaleŜał od deformacji badanego obiektu. Obraz prąŜków
po zarejestrowaniu oraz przetworzeniu przez odpowiednie oprogramowanie moŜe
pozwolić na niezwykle precyzyjne określenie kształtu badanego przedmiotu, do
którego przyłoŜono siatkę referencyjną.
Dwie nakrywające się folie z paskami. Na jednej z nich wzorek
ma okres 10, na drugim 11.
Dwie nakrywające się folie z paskami o natęŜeniu sinusoidalnym.
Na jednej z nich wzorek ma okres 10, na drugim 11.
Gdzie moŜna zaobserwować morę
PrąŜki moiré powstają, gdy nachodzą na siebie okresowe struktury.
Nachodzące firanki zrobione z gęstej tkaniny.
Przykrywające się siatki, płoty.
PrąŜki moiré powstają równieŜ, gdy rozmiar piksela jest porównywalnego rzędu
wielkości, jak okres wyświetlanej struktury.
Źle przeskalowane pliki graficzne.
Zdjęcia ekranu komputera.
Zdjęcia płotu.
9
W przypadku badań na modelach naleŜy zwrócić uwagę na interpretację wyników
(modele róŜnią się cechami mechanicznymi od rzeczywistych obiektów, istotna
staje się interpretacja wyników).
W modelach zazwyczaj nie udaje się zachować zgodności modułu spręŜystości oraz
współczynnika Poissona w stosunku do obiektów rzeczywistych.
Modele pośrednie – rezygnuje się z podobieństwa niektórych cech mechanicznych
materiału pozostawiając cechy wymiarowe (np. zastąpienie w modelu betonu
gipsem)
Tensometria
Bezpośrednia metoda badania elementów lub próbek polegająca na pomiarze
odkształceń materiału poddanego działaniu obciąŜeń zewnętrznych (statycznych
lub dynamicznych).
JeŜeli
odkształcenia
pozostają
w
granicach
prawa
Hooke’a
moŜna
dla
pomierzonych odkształceń obliczyć odpowiadające im wartości napręŜeń. Pomiar
odkształcenia dokonywany jest na pewnym załoŜonym z góry odcinku zwanym bazą
pomiarową .
Odczytana wartość odkształcenia jest wartością średnią odpowiadającą długością
bazy.
Urządzenia słuŜące do pomiaru odkształceń elementu nazywamy tensometrami.
10
Podział tensometrów w zaleŜności od ich cech i techniki wykonywania
pomiarów
•
tensometry mechaniczne
•
tensometry elektrooporowe,
•
tensometry strunowe
•
tensometry indukcyjne
•
tensometry optyczno – mechaniczne
Podstawowe elementy tensometrii
Baza pomiarowa
– odcinek pomiarowy wyznaczony przez czujnik tensometru, którego wielkość
zmienia się wraz z odkształceniem materiału.
zmienia się wraz z odkształceniem materiału.
Czujnik pomiarowy
–
urządzenie
pozwalające
odczytać
zmianę
wielkości
mechanicznej
(odkształcenie badanego elementu)
Przekładnia
– część umoŜliwiająca przekazanie mierzonej wielkości fizycznej wywołanej
odkształceniem elementu.
PrzełoŜenie
– skala zwielokrotnienia mierzonej przy odczycie wartości – stosunek długości
drogi przebytej przez wskaźnik urządzenia rejestrującego do odpowiedniej tej
drodze zmianie długości bazy.
11
Kryteria wyboru czujników
1. Miejsce wykonywania pomiarów (powierzchnia, wnętrze betonu,
zbrojenie),
2. Okres wykonywania pomiarów
•
doraźne,
•
długotrwałe,
3. Charakter przebiegu zmian odkształceń
•
obciąŜenia statyczne,
•
obciąŜenia dynamiczne,
4.
Wymagana dokładność pomiaru,
12
4.
Wymagana dokładność pomiaru,
5. Warunki instalacji i dokonywania pomiaru
•
laboratoryjne,
•
poligonowe,
6. Ilość miejsc równoczesnych pomiaru,
7. Wymiary i geometria badanych elementów
Niewłaściwy dobór czujników moŜe prowadzić do fałszowania wyników,
wydłuŜenia czasu lub wręcz niemoŜności dokonania niezbędnych odczytów.
Dobór czujników tensometrycznych
- powinien być taki, aby pomiar był optymalny.
Dobór bazy pomiarowej
13
- odcinek na którym mierzymy wielkość przemieszczenia
powinien być taki, aby pomiar był obciąŜony jak najmniejszym
błędem.
Zasady doboru bazy pomiarowej.
Długość bazy ma znaczący wpływ na pomiary odkształceń betonu – im jest ona
dłuŜsza tym dokładność pomiaru jest większa.
Kryterium dokładności pomiaru
m
c
l
l
⋅
=
∆
=
ε
ε
min
gdzie:
ε- odkształcenie materiału,
c – działka tensometru,
m – przełoŜenie tensometru
Kryterium strukturalne
l
m
c
l
l
∆
⋅
=
→
⋅
=
∆
ε
–
wymaga się uwzględnienia niejednorodnej struktury betonu.
Baza
powinna
być
odpowiednio
długa
ze
względu
na
róŜne
współczynniki
spręŜystości matrycy i kruszywa i zaleŜy od maksymalnej wielkości ziaren
kruszywa.
Na podstawie wyników doświadczeń przyjmuje się, Ŝe baza powinna być:
> 4 -
5 d
g
(błąd pomiaru 5
%)
> 8 - 10 d
g
(błąd pomiaru 2,5%)
Kryterium napręŜeniowe
– baza pomiarowa nie moŜe być zbyt duŜa, aby umoŜliwić pomiar odkształcenia
występującego w przybliŜeniu na niewielkim obszarze elementu, a nie średniego
pomiaru odkształceń całego elementu.
14
Błędy w dokonywanych pomiarach
Błędy grube
– powstają na skutek zmian warunków pomiaru lub spowodowane są przez
dokonującego pomiar, są łatwe do rozpoznania, a odczyt trzeba odrzucić.
Powstają np. w wyniku odczytania niewłaściwej podziałki, przestawienia cyfr,
zapisania innej liczby, zastosowania uszkodzonego czujnika itp.
Błędy systematyczne
– powstają na skutek róŜnorodnych okoliczności, mają w przybliŜeniu przy stałych
– powstają na skutek róŜnorodnych okoliczności, mają w przybliŜeniu przy stałych
warunkach stałą wartość, a skutek ich działania moŜe być określony.
Są to najczęściej błędy samej techniki laboratoryjnej.
Część z nich moŜna eliminować, a część skorygować przez wprowadzenie
poprawek w wynikach pomiaru.
Błędy przypadkowe
– są efektem działania wielu drobnych i zmiennych czynników o charakterze
losowym.
Nie moŜna ich ujawnić ani wyeliminować z wielkości pomiaru.
15
Opracowanie statystyczne wyników pomiaru.
Polega
na
dokładniejszym
oszacowaniu
mierzonej
wielkości.
Na
podstawie
pomiarów wielkości mierzonej odczytujemy n wyników: X
1
, X
2
, ....., X
n
.
Przyjmuje się, Ŝe prawdopodobieństwo wystąpienia błędów ujemnych o tej samej
wartości bezwzględnej jest takie same, jak prawdopodobieństwo wystąpienia
wartości dodatnich, a funkcja rozkładu bezwzględnych wartości jest malejąca.
Przy tych załoŜeniach moŜna przyjąć, Ŝe błędy przypadkowe podlegają rozkładowi
normalnemu Gaussa.
Przyjmuje się, Ŝe dla otrzymanych wyników najbardziej prawdopodobną wielkością
będzie średnia arytmetyczna określona wzorem:
∑
−
⋅
=
n
i
x
X
1
∑
=
⋅
=
i
i
x
n
X
1
Parametrem charakteryzującym rozrzut wyników jest odchylenie standardowe
poszczególnego pomiaru:
∑
−
−
⋅
=
2
)
(
1
X
i
X
n
s
Przy ograniczonej liczbie prób (tak jak jest zazwyczaj w praktyce):
∑
−
−
⋅
−
=
2
)
(
1
1
X
i
X
n
s
Ponadto określa się rozrzut średniej arytmetycznej serii pomiarów:
n
s
X
s
=
−
16
Techniki pomiarowe – tensometryczne pomiary odkształceń
Klasyfikacja czujników tensometrycznych
1. Czujniki do pomiaru przemieszczeń (wbudowane w układ tensometru),
2. Czujniki do pomiaru odkształceń
Podział czujników ze względu na budowę
1. Tensometry mechaniczne
•
Czujniki zegarowe,
•
Czujniki zegarowe Huggenbergera,
17
•
Czujniki zegarowe Huggenbergera,
•
Tensometr dźwigniowy Huggenbergera
2. Tensometry „elektryczne”
•
Elektrooporowe,
•
Indukcyjne,
•
Pojemnościowe
3. Tensometry strunowe
Tensometria mechaniczna
Tensometry mechaniczne są urządzeniami o przekładni mechanicznej w postaci
układów dŜwigniowych.
Bazę tensometru mechanicznego wyznaczają dwa ostrza: stałe i ruchome.
Odkształcenie bazy badanego elementu powoduje przyrost bazy o ∆l, co
jednocześnie powoduje przemieszczenie się ruchomego ostrza.
Podstawowe typy czujników.
•
Czujniki zegarowe
– typowe czujniki mają działkę 0,01 mm oraz zakres pomiarowy 10mm.
Stosowane są do pomiaru ugięć oraz przemieszczeń poziomych oraz jako główny
element róŜnego typu tensometrów o przekładniach dźwigniowych.
Zasada pracy
– trzpień mierniczy jest połączony z układem kółek zębatych, przekazujących jego
ruchy na koło powodujące obrót wskazówki zegara.
RóŜnica wskazań zegara przy zadanym przyroście obciąŜenia pokazuje przyrost
przemieszczenia konstrukcji.
Schemat konstrukcji czujnika zegarowego
1.trzpień mierniczy,
2.koło zębate,
3.koło zębate,
4.wskazówka,
5.spręŜyna powrotna,
spręŜyna likwidująca luzy
18
Tensometry nasadowe (przykładane, ekstensometry)
19
Tensometr typu Huggenbergera
•długość bazy pomiarowej: 200-500 mm,
•zakres pomiarowy: ∆l
max
= 4 mm,
•dokładność pomiaru: 1 działka = 0,001 mm
Tensometr Demee
•długość bazy pomiarowej: 100, 200, 400,
500 mm
•zakres pomiarowy: ∆l
max
= 5 mm,
•dokładność pomiaru: 1 działka = 0,001 mm
1.
beleczka,
2.
ostrze stałe,
3.
ostrze ruchome,
4.
badany element,
5.
zacisk
Tensometr mechaniczno- optyczny Martensa
(o przekładni mieszanej mechaniczno – optycznej)
•skomplikowana budowa,
•duŜa wraŜliwość na wstrząsy
•dokładność pomiaru: 1 działka = 2x10
-6
m
5.
zacisk
6.
zwierciadło,
7.
listwa z podziałką,
8.
lunetka obserwacyjna
.
20
Przykłady tensometrów mechanicznych
Tensometr dźwigniowy Huggenbergera
•
długość bazy pomiarowej: 20-1100 mm
•
zakres pomiarowy: ∆l
max
= 0,1 – 0,125
mm
•
wszechstronność stosowania, duŜa
dokładność pomiaru,
•
bogaty osprzęt – przedłuŜacze bazy
pomiarowej, osprzęt mocujący do
elementu, podkładki oparcia ostrza na
powierzchni elementu
.
Budowa tensometru dźwigniowego Huggenbergera
1.ostrze nieruchome,
1.ostrze nieruchome,
2.kadłub,
3.ostrze ruchome,
4.dźwignia,
5.beleczka pozioma,
6.dźwignia,
7.wskazówka,
8.oś obrotu,
9.spręŜyna napinająca,
10.skala
21
Zalety tensometrii mechanicznej
•duŜa dokładność pomiaru,
•stabilność zera pomiarowego (moŜliwe pomiary długotrwałe),
•moŜliwość wykonania pomiarów jednym czujnikiem w wielu miejscach,
•niewraŜliwość na wpływy zmian wilgotności.
Wady tensometrii mechanicznej
•brak moŜliwości pomiaru odkształceń pod obciąŜeniami dynamicznymi i
wielokrotnie zmiennymi,
wielokrotnie zmiennymi,
•wraŜliwość na zmiany temperatury (eliminuje się je poprzez wykonanie
metalowych części z inwaru i kontrolowanie zmienności bazy pomiarowej),
•kłopotliwy sposób mocowania do badanych elementów,
•niemoŜliwość pomiaru w momencie zniszczenia elementu,
•brak moŜliwości pomiaru odkształceń na powierzchniach zakrzywionych,
•brak moŜliwości pomiaru odkształceń stali zbrojeniowej.
22
Tensometria elektryczna
Tensometria elektryczna wykorzystuje do pomiaru odkształceń elementów
zjawiska związane z przepływem prądu elektrycznego w warunkach zmiany
długości czujnika.
Zasadnicze części tensometrii elektrycznej:
•czujnik
– przejmuje odkształcenia badanego elementu i przetwarza je na
wielkość elektryczną,
•mostek pomiarowy
– układ elektryczny z elementem zasilającym w którym
czujnik pracuje,
•wzmacniacz
– urządzenie wzmacniające wielkość sygnału przekazywanego od
czujnika lub mostka pomiarowego
czujnika lub mostka pomiarowego
•urządzenie rejestrujące zmiany mierzonych wielkości
Podział tensometrii elektrycznej w zaleŜności od czujników:
•tensometria elektrooporowa
•tensometria indukcyjna,
•tensometria piezoelektryczna.
•tensometria pojemnościowa.
23
Tensometria elektrooporowa
Wykorzystuje zjawisko zmiany oporności przewodnika prądu na skutek zmiany jego
długości
.
R
R
k
k
R
R
∆
⋅
=
→
⋅
=
∆
1
ε
ε
k – stała tensometryczna wyznaczana doświadczalnie.
Po raz pierwszy zjawisko to zostało wykorzystane do pomiaru odkształceń w 1937 r
przez Simmonsa i Ruge.
Czujnik oporowy
– składa się z odpowiednio ukształtowanego drucika oporowego oraz 2 warstw
bardzo cienkiej bibułki, folii lub plastiku.
Druciki wykonane są ze stopów metali półszlachetnych, w Polsce najczęściej
Druciki wykonane są ze stopów metali półszlachetnych, w Polsce najczęściej
stosowany jest konstantan (stop miedzi i niklu: 60%Cu, 40% Ni), od rodzaju drutu
zaleŜy stała czujnika
k=1,2-3,5.
Czujnik węŜykowy
1.
siatka rezystancyjna w kształcie węŜyka,
2. podkładka nośna lub ochronna (papier lub folia),
3. przewody doprowadzające
24
1
. drut rezystancyjny,
2. podkładka nośna lub ochronna (papier lub folia),
3. przewody doprowadzające,
4. poprzeczki miedziane
.
Czujnik kratowy (Gustafssona)
1
. siatka rezystancyjna,
2. podkładka nośna,
3. nakładka ochronna,
4. przewody doprowadzające,
5. klej
Czujnik foliowy
Układy rozet tensometrycznych
•
prostokątny
•
typu delta
Aparatura pomiarowa
– słuŜy do pomiaru zmiany oporności układy wskutek odkształcenia.
Najczęściej stosowane układy: mostek Wheatstone’a dla metody wychyłowej i
metody zerowej.
Rozety tensometryczne
25
Metoda wychyłowa:
•Mostek zeruje się za pomocą
potencjometru przed kaŜdym pomiarem
•Odkształcenie elementu powoduje
zmianę oporu i rozstrojenie mostka oraz
wychylenie wskazówki galwanometru.
•Na podstawie odczytu tego wychylenia
moŜna obliczyć ε (lub od razu ze skali
odczytuje się ε)
P – potencjometr,
T
c
, T
k
– tensometry: czynny i kompensacyjny,
R
3
, R
4
– oporniki mostka
Układ pomiarowy mostka Wheatstone’a
T
c
, T
k
– tensometry: czynny i kompensacyjny,
R
3
, R
4
– oporniki mostka
R
regul
– opornik regulowany
Metoda zerowa
•Pomiaru dokonuje się przez
zrównowaŜenie mostka przed i po
obciąŜeniu.
•Uzyskanie równowagi dokonuje się za
pomocą regulowanego opornika.
•RóŜnica odczytu przed i po obciąŜeniu
pozwala na wyznaczenie ∆R lub ε
Powszechnie stosuje się mostki z wbudowanymi wzmacniaczami zastępując
wraŜliwy na wstrząsy galwanometr miliamperomierzami.
26
Zalety tensometrii elektrooporowej
•duŜa czułość czujników skutkująca duŜą dokładnością pomiaru, do 0,001‰
•moŜliwość dokonywania pomiaru w duŜej liczbie punktów pomiarowych, takŜe
oddalonych od siebie lub trudno dostępnych,
•pomiary moŜna prowadzić aŜ do zniszczenia próbki (elementu),
•moŜliwość elektronicznego przetwarzania pomiarów,
•niewraŜliwość na wstrząsy umoŜliwiająca pomiar odkształceń przy obciąŜeniu
zarówno statycznym jak i dynamicznym,
zarówno statycznym jak i dynamicznym,
•małe wymiary i łatwość mocowania,
•moŜliwość pomiaru na powierzchniach zakrzywionych,
•moŜliwość pomiarów odkształceń stali zbrojeniowej.
Wady tensometrii elektrooporowej
•zjawisko pełzania eliminuje moŜliwość pomiarów długotrwałych
•wraŜliwość na wpływy zmiany temperatury i wilgotności,
moŜliwość jednorazowego uŜytku
27
Tensometria indukcyjna
Opiera się na zjawisku zmiany prądów indukcyjnych wywołanych zmianami
wielkości mechanicznych czujnika (odkształceniami).
Czujniki indukcyjne
– stosowane są gdy obciąŜenia są statyczne lub cykliczne.
Czujniki indukcyjne pracują razem z urządzeniem z falą nośną i woltomierzem
cyfrowym.
Bezpośrednio wartość przemieszczenia moŜemy obserwować na wyświetlaczu
woltomierza cyfrowego.
Działanie ich jest oparte na zasadzie zmiany indukcyjności zespołu cewka
indukcyjna
–
rdzeń
magnetyczny
pod
wpływem
przemieszczenia
elementu
konstrukcji.
Schemat budowy czujnika indukcyjnego
28
Zalety tensometrii indukcyjnej
•
DuŜa dokładność pomiaru do 0,001‰,
•
MoŜliwość stosowania do pomiarów przy obciąŜeniach długotrwałych,
•
MoŜliwość elektronicznego przetwarzania wyników,
•
NiewraŜliwość na wilgoć.
Wady tensometrii indukcyjnej
29
Wady tensometrii indukcyjnej
•
WraŜliwość na zmiany temperatury,
•
Brak moŜliwości stosowania przy obciąŜeniach dynamicznych,
•
Kłopotliwy sposób mocowania do elementu,
•
Brak moŜliwości pomiaru powierzchni zakrzywionych
Tensometria strunowa
Opiera się na pomiarze zmian częstotliwości drgań własnych napiętej struny
wywołanych zmianą wielkości mechanicznej czujnika (odkształceniem).
Schemat budowy tensometru strunowego Schäfera
1.
struna,
2.
ostrze nieruchome,
2.
ostrze nieruchome,
3.
ostrze ruchome,
4.
śruba regulacyjna,
5.
badany przedmiot,
6.
wzbudnik drgań,
7.
stabilizator napięcia,
8.
struna wzorcowa
9.
kadłub,
10. oscylograf
30
Zalety tensometrii strunowej
•
Bardzo duŜa dokładność pomiaru,
•
NiewraŜliwość na wilgoć (pod wodą takŜe),
•
MoŜliwość elektronicznej rejestracji pomiarów,
•
MoŜliwość wielokrotnego uŜytkowania czujników,
•
MoŜliwość pomiarów przy obciąŜeniach długotrwałych.
31
Wady tensometrii strunowej
•
WraŜliwość na temperaturę,
•
Kłopotliwy sposób mocowania,
•
Brak moŜliwości pomiaru na powierzchniach zakrzywionych.
Oznaczenie wytrzymałości betonu na ściskanie – metody niszczące
Przeprowadzenie badań wytrzymałościowych betonu
Próbki do badań betonu wg PN – EN 12390 – 1 mogą mieć kształt sześcienny,
walcowy lub prostokątny o róŜnych wymiarach nominalnych.
Norma rozróŜnia formy zwykłe i precyzyjne oraz określa dla nich wymagania w
zakresie płaskości, prostopadłości i równości powierzchni.
Próbki do badań wg PN – EN 12390 – 2 powinny być :
•
wykonane w formach napełnianych
•
zagęszczanych w co najmniej w dwóch warstwach .
•
grubość kaŜdej warstwy nie powinna być większa niŜ 100 mm.
•
zagęszczenie – wibratorem wgłębnym , na stole wibracyjnym; lub ręcznie –
prętem.
•
próbki w formach 16 godz. ale nie dłuŜej niŜ 3 dni.
•
temperatura 20 ± 2°C
•
wilgotność względna ≥95%
32
4. Kształt, wymiary i tolerancje próbek do badania wg 13590 -1
4.1 Postanowienia ogólne
Dla kaŜdego kształtu próbki zaleca się, aby podstawowy wymiar d wynosił co
najmniej 3 i pół krotności wymiaru nominalnego ziaren kruszywa w betonie
33
34
Badanie wytrzymałości na ściskanie wg PN – EN 12390 – 3
Przeprowadza się na próbkach sześciennych, walcowych wykonanych w
formach lub odwiertach.
Jeśli wymiary próbek są przekroczone to naleŜy je odrzucić lub dostosować
Dostosowanie – wyrównanie powierzchni przez szlifowanie lub nałoŜenie
warstwy wyrównującej (zaprawa z cem. glinowego, nakładki mieszanki
siarkowej , nakładki piaskowej.
ObciąŜenie powinno narastać ze stałą prędkością: 0,2 – 1,0 Mpa/s
Wytrzymałość betonu na ściskanie zaokrąglamy do 0,5 MPa
Wytrzymałość betonu na ściskanie zaokrąglamy do 0,5 MPa
Prawidłowy kształt zniszczonych próbek
Główną właściwością określającą beton jest wytrzymałość charakterystyczna
na ściskanie.
Wytrzymałość charakterystyczna
–
wartość wytrzymałości , poniŜej której moŜe się znaleźć 5% populacji
wszystkich moŜliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości betonu
35
Wytrzymałość charakterystyczną betonu na ściskanie oblicza się:
Przy produkcji ciągłej liczba próbek w serii ≥ 15
Przy produkcji początkowej wymagana liczba próbek w serii wynosi n=3
f
cm
≥ f
ck
+ 1,48σ
; fci ≥ fck - 4
f
cm
≥ f
ck
+ 4 ; fci ≥ fck - 4
36
Wstępne odchylenie standardowe s, oblicza się na podstawie co najmniej 35
kolejnych wyników badań , wykonanych w okresie do 3 miesięcy bezpośrednio
poprzedzającym okres produkcji, podczas którego ma być sprawdzona zgodność.
Wartość ta powinna być przyjęta jako oszacowanie odchylenia standardowego
populacji, σ.
Przyjęta wartość powinna być potwierdzona, w toku późniejszej produkcji betonu
według wybranej metody 1 lub 2.
7 Obliczanie wyników
Wytrzymałość na ściskanie oblicza się ze wzoru
fc = F / Ac
37
Rys. 1 Prawidłowe zniszczenie próbek sześciennych
38
Rys.2 Wybrane przykłady nieprawidłowego zniszczenia próbek sześciennych
39