Образец для определения прочности материалов при испытании на изгиб

(5)5 О 01 Й 3/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСКОМУ СВИ ЬСТВУ юл. М 18й политехнический инскомсомолаЮ.П, Шилкин, С.И, Шуков и В.Н. Кучин ту л8)видетельство СССР6 01 й 3/20, 1989.(54) ОБРАЗЕЦ НОСТИ МАТЕ НА ИЗГИБ (57) Изобретен ной теХнике и м определения и е относится к испыта жет быть использован чности материалов пр ель- для едусматривает опретона на растяжени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) АвторскоеМ 1647348, кл,ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧИАЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИ Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам для определения прочности материалов при испытании на изгиб.При испытании прочности материалов, в частности бетона, одними из контролируемых характеристик являются пределы прочности на осевое растяжение и на растяжение при изгибе.По ГОСТ 10180-78 для определения предела прочности бетона на осевое растяжение Яр используют образцы в виде восьмерок, призм, цилиндров, При испытании напряжения в рабочем .сечении образцов распределяются неравномерно, что приводит к занижению обсолютной величины предела прочности по сравнению с фактической.ГОСТ 10180-78 пр еделение прочности б е пытании на изгиб. Цель изобретения - повышение точности определения прочности бетона на.растяжение. Образец содержит рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты Ь рабочей части образца, а ось отверстия проходит через центр симметрии образца, При этом ширину в рабочей части образца выбирают из соотношения Ь х Ь = КЗ, где К = 350 - 450- коэффициент влиянИя количества зерен заполнителя бетона; 3 - средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя; Ь/Ь = 0,7 - 1,0. Образец испытывают на изгиб, например, по четырехточечной схеме, а прочность на растяжение определяют по результатам испытаний на изгиб. 2 ил., 2 табл. при изгибе Ври путем испытания призм квадратного сечения.У тяжелых бетонов отношение предела прочности на растяжение при изгибе к пределу прочности при осевом растяжении колеблется в пределах Ври/Вр = 1.5".3 Увеличение предела прочности на растяжение при изгибе объясняется пластической растяжимостью бетона перед его разрывом. Таким образом, определение предела прочности на растяжение при изгибе образцов укаэанной в ГОСТ формы приводит к завышенным по сравнению с фактическими ре. зультатам.Известен образец для испытаний на изгиб, выполненный из материала шлифовального круга, содержащий рабочую часть прямоугольного сечения, в центральной части которого выполнено сквозное круглое отверстие, ось которого проходит черезцентр симметрии образца, а диаметр отверстия равен половине высоты образца.Неоднородные зернистые материалы, каким является бетон, характеризуются широким диапазоном размеров зерен заполнителя например, для бетона 5 - 70 мм), однако в конструкции образца-прототипа выбор параметров рабочей части образца не учитывает изменения структуры заполнителя, что снижает точность определения прочности бетона при его испытании.Цель изобретения - повышение точности определения прочности бетона на растяжение.Это достигается тем, что в образце для определения прочности материалов прииспытании на изгиб, содержащем рабочую часть прямоугольного сечения с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты Ь рабочей части образца, а ось проходит через центр симметрии образца, ширину Ь рабочей части образца выбирают из соотношенияЬхЬКЯ, 1) где К - 350 - 450 - коэффициент влияния количества зерен заполнителя бетона;5 - средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона;Ьй = 0,7 - 1,0Значение коэффициента К определено из известных соотношений математической статистики.Среднюю площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона определяютд 1+дг , (2) где д 1 и дг - наименьший и наибольший размеры зерен заполнителя отдельной фракции.Соотношение ЬВ принято 0,7-1,0 исходя из технической воэможности размещения отверстия в центральной части образца.На фиг. 1 представлена схема испытаний предлагаемого образца: на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Изготовлены две серии образцов размерами 15 х 15 х 60 см (те, Ь/Ь = 10) с центральным круглым отверстием диаметром 7,5 см по 10 образцов в.каждой и две серии образцов размерами 18,2 х 26 х 60 см (Ь/й = 0,7) с центральным круглым отверстием диаметром 13 см по 10 образцов в каждой. Крупность щебня в первой из серий 5 - 10 мм, во второй 10-20 мм,Выбор ширины в рабочей части образца проводился следующим образом. Средняя площадь поперечного сечениящебня крупностью 5 - 10 мм Б = 62,5 ммг, Для образца высотой Ь = 150 мм ширину выбираютЬЬуКЗ, В КЯ/ЬКЯ I Ь = (350450) 62,5/150 = 145,8187,5 мм,5 150 т 145,8Принято Ь = 150 мм, при этом Ь/Ь = 1.Средняя площадь поперечного сечениящебня. крупностью 10 - 20 мм Я = 250 ммг.В этом случае10 КЗ/Ь = (350,;,450)250/150 = 583750 мм,150583.И образец шириной Ь = 150 мм при этойкрупности щебня не удовлетворяет поставленному условию.15 Для образца высотой Ь = 260 мм ширинуЬ выбираютЬКЯ/ЬКЫЬ = (350450) 62,5/260 = 84,110 ф,2 мм.Принято Ь = 182 мм, 182108,2, при этом20 Ь/Ь=0,7,Для получения. большей точности коэффициент К из промежутка 350450 целесообразно выбирать ближе к правой границе,т.е. к 450.25 При испытании образцы устанавливалина опоры, расстояние между которыми 45 см.Расстояние между точками приложения изгибающих усилий 20 см. Прочность Вр на растяжение определялиЗО Й =4 Р - 1-) (3)где Р - разрушающая сила;- расстояние между опорами;- расстояние между точками приложения усилий;Ь, Ь - соответственно толщина и высотаобразца,Результаты испытаний приведены втабл. 1.40 Как видно из данных табл, 1, выбор ширины рабочей части образца позволяет повысить точность определения прочности нарастяжение.Для сравнения прочность бетона "пре-.45 деляли при осевом растяжении, при изгибесплошного образца и при изгибе образца сотверстием,При осевом растяжении использоваливосьмерки рабочим сечением средней части15 х 15 х 45 см. Результаты испытаний приведены в табл. 2,Как видно из данных табл. 2, при испытании образцов с отверстием наблюдается наименьший разброс значений прочности (среднеквадратическое отклонение 0,17), т,е, использование образца данной формы повышает точность определения прочности.1733958 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения прочности бетона на растяжение, ширину(в рабочей части образца выбирают из соотношения Ь х ЬКЗ 5 где К = 350 - 450 - коэффициент влиянияколичества зерен заполнителя бетона: 3 -средняя площадь поперечного сечения зерна заполнителя бетона, а Ь/Ь = 0,7 - 1.,0. Таблица 1 Образец Ширина образца,Ь, ммП очность на астяжение, МПа Средняя площадь поперечного сечения зе на заполнителя. мм2,54 1,93 0.17 0,23 182 260 1,72 2,35 0,25 0,17 Т а б л.и ц а 2 формула изобретения Образец для определения прочности материалов при испытании на изгиб, содер жащий рабочую часть прямоугольного сече" ния с центральным круглым отверстием, диаметр которого равен половине высоты Ь рабочей части образца, а ось проходит через центр симметрии образца, о т л и ч а ю 1С е нее значение В, МПа С е нее ква атическое отклонение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 С е нее значение В, МПаС еднее квад атическое отклонение 2,64 2/39 2,54 2,85 2,30 2,67 2,42 2,52 2,73 2,33 2,13 2,33 2,51 2,19 2,46 2,21 2,18 2,66 2,34 2,45 1,83 2,01 1;72 1,98 2,1 1,72 2,18 1,45 2,09 2,21 1,90 2,01 1,51 1,22 .1,98 1,77 1,90 1,51 1,61 1,821733958 Составитель В.Кучинв Редактор Н,Федорова Техред М,Моргентал Корректор Т,Малец Заказ 1664 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 10