INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4

Transkrypt

1 INTUKCJA DO CWICZENIA N 4 A. Badanie wytrzymałości elementu betonowego metodą sklerometryczną Przyrządy pomiarowe 1. Młotek udarowy Do badań betonu użyty zostanie oryginalny klerometr CHMIDTA typu N produkcji szwajcarskiej irmy POCEQ, posiadający międzynarodowy certyikat jakości IO 9001 posiadający energię uderzenia 0,5 kgm. Jest to sprężynowy bijak stalowy, który po zwolnieniu sprężyny uderza w stalowy, ruchomy trzpień przyłożony do powierzchni betonu. Odległość odbicia stalowego bijaka od stalowego trzpienia jest mierzona za pomocą liniowej skali przymocowanej do obudowy urządzenia. Młotek jest przeznaczony do badania betonu zwykłego w przedziale wytrzymałości od 5 do 60 Miarą wielkości sprężystego odskoku odczytywaną na skali sklerometru jest wartość liczby odbicia oznaczona jako. kala na urządzeniu posiada zakres iczba odbicia jest bezwymiarowa. Wytrzymałość betonu na ściskanie jest aproksymowana wielomianem w postaci c = a + b + c, w którym wartości współczynników określone są z badań skalujących.. Kamień ścierny Kamień karburowany o ednio uziarnionej strukturze lub inny podobny materiał. Miejsce pomiarowe Elementy betonowe, przeznaczone do badania, powinny mieć grubość co najmniej 100 mm i być integralną częścią konstrukcji. Mniejsze próbki mogą być badane pod warunkiem, że będą sztywno zamocowane. Zaleca się pomijanie obszarów wykazujących niewłaściwe zagęszczenie struktury betonu, łuszczenie, chropowatość lub wysoką porowatość. Miejsce pomiarowe powinno mieć wymiary około 300 mm x 300 mm. Powierzchnie bardzo chropowate lub miękkie oraz powierzchnie z ubytkami zaprawy szliować kamieniem ściernym, aż staną się gładkie. Powierzchnie gładko-ormowane lub zagładzone mogą być badane bez szliowania. Przy badaniach polowych należy usunąć wodę występującą na powierzchni betonu. Uwaga: W przypadku badania próbki sześciennej w laboratorium za miejsce pomiarowe przyjąć bok sześcianu. Procedura badania Trzymać silnie młotek w prostopadłej pozycji trzpienia w stosunku do badanej powierzchni. topniowo zwiększać nacisk na trzpień, aż do momentu uderzenia młotka. Po uderzeniu zanotować liczbę odbicia. W celu uzyskania wiarygodnego oszacowania liczby odbicia w danym miejscu pomiarowym, wykonać minimum dziewięć odczytów. Dla każdej grupy odczytów zanotować położenie

2 oraz ustawienie młotka. Zwrócić uwagę, aby sąsiednie punkty nie były oddalone od siebie o mniej niż 5 mm oraz aby żaden z nich nie znajdował się w odległości mniejszej niż 5 mm od krawędzi. UWAGA: wskazane jest naniesienie regularnej siatki o rozstawie linii od 5 mm do 50 mm i wykorzystanie punktów przecięcia się linii jako punktów pomiarowych. Kontrolować każdy odcisk powstały na powierzchni w wyniku pomiaru i jeśli uderzenie skruszyło lub uszkodziło warstwę przypowierzchniową, wynik pominąć. Wyniki badania Za wynik należy uznać wartość ednią ze wszystkich odczytów, przyjmując zgodnie z instrukcją producenta (jeśli zachodzi taka potrzeba) poprawkę uwzględniającą wpływ ustawienia młotka (tabela 1) i wyrazić tak uściślony wynik w postaci jednej liczby. Jeśli więcej niż 0% spoód wszystkich odczytów różni się od wartości edniej o więcej niż 6 jednostek, cały zestaw odczytów należy odrzucić. Wyniki pomiaru umieścić w sprawozdaniu a obliczenia wykonać zgodnie z zawartymi tam wytycznymi. Tabela 1. Poprawka uwzględniającą wpływ ustawienia młotka iczba Odbicia Poprawki odczytu Δ, przy pozycji młotka nachylonej do poziomu pod kątem α uderzenie w górę uderzenie w dół ,4-4,7-3,9-3,1 -,3-3,5-3,1 -,6 -,1-1,6 +,5 +,3 +,0 + 1,6 + 1,3 + 3,4 + 3,1 +,7 +, + 1,7 Tabela. Ocena jednorodności betonu na podstawie współczynnika jednorodności betonu i współczynnika zmienności wytrzymałości betonu dla pomiaru sklerometrycznego Współczynnik jednorodności K powyżej 0,84 0,75 0,84 0,67 0,74 poniżej 0,67 Współczynnik zmienności wytrzymałości ν [%] poniżej powyżej 0 Jednorodność betonu (stopnie oceny) Bardzo dobra Dobra Mierna Zła Współczynniki skalowania dla pomiaru sklerometrycznego wg ITB (x wg badań lab. Dr inż. J. Witosiński ( 15x15x15) a = 0,3634 [kg/ ] a = 0,041 [] b = -8,107 [kg/ ] b = - 0,91 [] c = 65,55 [kg/ ] c = 7,3 []

3 B. Badanie wytrzymałości elementu betonowego metodą ultradźwiękową Przyrządy pomiarowe Do badań betonu użyty zostanie betonoskop Materiale Tester type 543 irmy UNIPAN. Przyrząd składa się z elektrycznego generatora impulsów, pary głowic, wzmacniacza oraz elektronicznego miernika czasu, jaki upływa pomiędzy chwilą zarejestrowania czoła ali, generowanej przez głowicę nadawczą, a chwilą gdy czoło ali jest rejestrowane po dojściu do głowicy odbiorczej. Miejsce pomiarowe i procedura badania W przypadku badania próbki sześciennej w laboratorium, próbkę podzielić na dwa poziomy: poziom I (górny) i poziom II (dolny). Na każdym poziomie dokonać 6 pomiarów. W celu wykonania pomiaru bezpoedniego głowice pomiarowe należy umieścić naprzeciw siebie (patrz rysunek 1) Objaśnienia: głowica odbiorcza T głowica nadawcza Wyniki badania ysunek 1. okalizacja głowic pomiarowych W przypadku pomiaru bezpoedniego przy użyciu urządzenia elektronicznego, czas przejścia ali uzyskujemy bezpoednio na wyświetlaczu. Wyniki pomiaru umieścić w sprawozdaniu a obliczenia wykonać zgodnie z zawartymi tam wytycznymi. Tabela 3. Ocena jednorodności betonu na podstawie współczynnika zmienności wytrzymałości betonu dla pomiaru ultradźwiękowego. współczynnik zmienności wytrzymałości ν [%] Jednorodność betonu 5 30 (stopnie oceny) < > 0 < > 15 Bardzo dobra Dobra Średnia Dostateczna Niedostateczna 3

4 Współczynniki skalowania dla pomiaru ultradźwiękowego W celu wyznaczenia parametrów wytrzymałości edniej przyjęto związek w postaci: c =k 1 (ac 1 +bc i +c), w którym uwzględniając rozrzuty parametrów prędkości dla poszczególnych poziomów pomiarowych na próbce obliczamy kolejne wartości. gdzie: - k 1 -współczynnik poprawkowy z badań próbek tj., k 1 =0,8-1,4; - a, b, c - współczynniki równania ze skalowania po skalowaniu dla k 1 =1,0 -a =,38 (wg ITB) -b = -7,06 (wg ITB) -c = 4, (wg ITB) 4

5 Ć W I C Z E N I E nr 4 Badanie wytrzymałości elementu betonowego metodami nieniszczącymi : A Metodą sklerometryczną B Metodą ultradźwiękową Grupa - zespół Data kład zespołu Badany element (opis): odzaj materiału:... Numer ewidencyjny (inne oznaczenie próbki):... Opis próbki: a) kształt:... b) wymiary: - wysokość: h =... - dł. boku podstawy (ednica): b (Ø) =... - dł. drugiego boku podstawy: a =... c) smukłość próbki: h/b =... posób wykonania (pobrania) próbki:

6 A. Badanie parametrów wytrzymałościowych metodą sklerometryczną (młotkiem chmidta) POMIAY: Pomiarów należy dokonywać zgodnie z instrukcją zamieszczoną na miejscu badawczym. Wyniki przedstawić w tabeli 1. Tabela 1. m-ce Wartości liczba odbicia pom i położ. młotka korekta kor = OBICZENIA: 1. Średnia wartość liczby odbicia " ".... Odchylenie standardowe liczby odbicia Współczynnik zmienności liczby odbicia " " = /... x100 = Wytrzymałość ednia z uwzględnieniem rozproszenia liczby odbicia: * a* * 1 b c/ gdzie: a =... ; b =... ; c =... []... 6

7 5. Odchylenie standardowe wytrzymałości: * * * a * * 4* a* b* b Wytrzymałość minimalna min min t gdzie: t =1,64 dla P=95% min Współczynnik zmienności wytrzymałości: /... x 100 =...% 8. wytrzymałość charakterystyczna: ck 0,8 min ck wytrzymałość obliczeniowa: " cd" cd ck / c cd... Klasa betonu wg PN-EN-06-1: Jednorodność betonu... 7

8 B. Badanie parametrów wytrzymałościowych betonu metodą ultradźwiękową POMIAY: Pomiarów należy dokonywać zgodnie z instrukcją zamieszczoną na miejscu badawczym. Wyniki przedstawić w tabeli. Tabela. Poziom nr pktu pomiar Poz. I Poz. II Droga [mm] Pomiar Czas t [10-6 s] Prędkość C i [10 3 m/s] Wartości ednie dla pomiarów Prędkość Odchyl. Wsp. zm. ednia stand. prędkości C c ν [10 3 m/s] [10 3 m/s] [%] OBICZENIA: 1. Średnia prędkość 1 C n n c 1 u Poz. I : C =... km/s Poz. II: C =...km/s Cała próbka :C =...km/s. Odchylenie standardowe prędkości ci 1 n n 1 1 c c i Poz. I - c =... km/s Poz. II - c =...km/s Cała próbka : c =...km/s 8

9 3. Współczynnik zmienności prędkości c ci C x % Przyjęto związek w postaci: - c = k 1 (ac i +bc i +c), w którym uwzględniając rozrzuty parametrów prędkości dla poszczególnych poziomów pomiarowych na próbce obliczamy kolejne wartości wpisując je do tabeli tj.: 4. Wytrzymałość ednia: c c C ac v c 1 b k C 1 5. Odchylenie standardowe wytrzymałości: C v a C v 4abC b c c gdzie: - k 1 -współczynnik poprawkowy z badań próbek tj., k 1 =0,8-1,4; k 1 =... -a, b, c-współczynniki równania ze skalowania a =... b =... c = Wytrzymałość minimalna: min t gdzie: t =1,64 dla P=95% Obliczamy: Poz. I: =... ; =... ; Poz. II: =... ; =... ; Poz. I+II: =... ; =... ; min =... min =... min = Współczynnik zmienności wytrzymałości: v c 100% 8. Wytrzymałość charakterystyczna betonu próbki: ck ck = 0,8 min ck = * 9. Wytrzymałość obliczeniowa betonu próbki: cd * cd = ck /γ c * cd = 9

10 Tabela 3. yntetyczne wyniki badań betonu metodą ultradźwiękową. Wartość dla poziomów pomiarów w próbce Wartość dla całej próbki Poziom pomiar.. C 10 3 m/s Prędkość Wytrzymałość Prędkość Wytrzymałość Wsp. zm. prędkości ν c % ed. min. min Anizotropowość betonu. I/ II min. min I/ min II ed. C 10 3 m/s Wsp. zmien. pręd. ν c ed. min. min min. ck klasa betonu Wsp. zmienność ν Jednorodność betonu Poz. I Poz. II 10

11 Przy dwóch parametrach określających tj. C 1 i, za wartość minimalną przyjmuje się dolną wartość wspólnej części przedziałów wartości c określonych dla poszczególnych parametrów. max = + t min = - t gdzie: - ednia wartość wytrzymałości betonu na ściskanie t α - parametr z rozkładu (t α = 1,64) - odchylenie standardowe wytrzymałości - dla metody sklerometrycznej: min = ; max =. - dla metody ultradźwiękowej: min = ; max =. - wartość wspólnego przedziału: min = ; max =. Dolna wartość wspólnego przedziału: min =. - wytrzymałość charakterystyczna ck : -wytrzymałość obliczeniowa cd * : ck = 0,8 min ck =. * cd = ck / γ c gdzie : c częściowy współczynnik bezpieczeństwa (w konstrukcjach betonowych w trwałych i przejściowych sytuacjach obliczeniowych należy przyjmować c =1,8) * cd = Wnioski i uwagi