AKADEMIA ROLNICZA W KRAKOWIE ROK STUDIÓW III
WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA GRUPA 1b
I GEODEZJI
ZAKŁAD BUDOWNICTWA WIEJSKIEGO
ĆWICZENIE NR 4
Badanie wytrzymałości betonów na ściskanie.
ROK AKADEMICKI 1999/2000 ANDRZEJ WSZOŁEK
Wytrzymałość na ściskanie
Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie wykonuje się na próbkach o kształcie
sześcianu lub walca o wymiarach dobieranych w zależności od wielkości największych ziarn
kruszywa wg tab.1.
Tab.1. Kształt i wymiary próbek betonowych do badania wytrzymałości na ściskanie
Kształt próbki
Typ próbki
Wmiary próbki
[ cm ]
Powierzchnia ściskana
[ m
2
]
Największy wymiar ziarna
[ mm ]
sześcian
A
20
0,0400
80
B
15*
0,0225
40
C
10
0,0100
20
walec
-
= 15; h = 30
0,0177
40
-
= h = 16 **
0,0200
40
* próbka podstawowa
** próbka dopuszczona do stosowania przejściowo
Formy przed wypełnieniem powinny być lekko naoliwione. Do badania wytrzymałości na
ściskanie przygotowuje się co najmniej 3 próbki.
a/ Wykonanie próbek
Układanie i zagęszczanie mieszanki betonowej w formach wykonuje się w taki sam sposób,
jaki stosowany jest przy betonowaniu konstrukcji, tzn. mechanicznie przez wibrowanie
bądź zagęszczanie ręczne lub ubijanie.
Układanie mieszanki w formach przy zastosowaniu wibrowania wykonuje się w ten
sposób, że formy wypełnia się z nadmiarem i zagęszcza na stole wibracyjnym do momentu,
aż cała powierzchnia próbki pokryje się zaczynem cementowym. Układania mieszanki o
konsystencjach od plastycznej do ciekłej przy zagęszczaniu ręcznym przeprowadza się w
jednej warstwie dla próbki typu C i w dwóch warstwach dla próbek A i 3 oraz trzech
warstwach po około 10 cm każda dla próbek walcowych. Każdą warstwę zagęszcza się
prętem stalowym. Przy zagęszczaniu pierwszej warstwy pręt powinien sięgać dna formy. Po
nałożeniu następnej warstwy zagęszcza się mieszanko w ten sposób, aby pręt nie dochodził
do dna, lecz przenikał do dolnej warstwy na głębokość 2-3 cm. Zagęszczenie rozpoczyna się
od brzegów formy wzdłuż spirali ku jej środkowi. Liczba dźwignięć dla każdej warstwy
powinna wynosić:
50 - dla próbki typu A,
25 - dla próbek typu B i walcowych,
12 - dla próbki typu C.
Układanie mieszanki betonowej o konsystencjach wilgotnych i gęstoplastycznych
z ręcznym zagęszczaniem przez ubijanie wykonuje się w wyżej opisany sposób z tym, że
zamiast pręta stosuje się stalowy ubijak o masie 1,5 kg i średnicy podstawy 50 mm.
Niezależnie od sposobu układania i zagęszczania mieszanki betonowej w formie powinien
pozostać nadmiar betonu o wysokości ok. 5 mm. Wypełnienie form powinno być zakończone
przed upływem 30 min.od chwili sporządzenia mieszanki betonowej.
Po wypełnieniu form i upływie 30 min. dla mieszanki o konsystencji wilgotnej i 3 godz.
dla mieszanki ciekłej wykańcza się górną powierzchnię betonu. Przy próbkach sześciennych
usuwa się nadmiar betonu lineałem metalowym prowadzonym po górnej krawędzi formy.
W przypadku próbek walcowych do ich wykończenia sporządza się zaczyn cementowy
o wskaźniku cementowo-wodnym wc =2,5 - 2,8 /stosunek wagowy/, który przechowuje się
w szczelnym naczyniu. Po upływie 3 godzin usuwa się nadmiar betonu i po dalszych 30 do 60
min, dokładnie usuwa się z powierzchni resztki betonu, po czym wylewa się na nią
wymieszany zaczyn cementowy. Następnie powierzchnię próbki przykrywa się stalowym
krążkiem i wyciska nadmiar zaczynu. Krążek usuwa się z powierzchni próbki bezpośrednio
przed rozformowaniem poprzez pobijanie go młotkiem w kierunku prostopadłym do osi
próbki.
b/ Przechowywanie próbek
Dla określenia jakości wytwarzanej mieszanki betonowej i wytrzymałości umownej R
b
u
próbki przechowuje się przez 24 godz. w formach, a następnie po rozformowaniu, aż do czasu
badania w warunkach laboratoryjnych w temperaturze 16 - 20°C i wilgotności względnej
powietrza większej od 90 %.
Dla sprawdzenia wytrzymałości średniej R
śr
próbki przechowuje się w pierwszym
okresie twardnienia /do 7 dni/ w warunkach takich samych w jakich zachodzi twardnienie
w elemencie lub konstrukcji i następnie do czasu badania w warunkach laboratoryjnych.
c/ Badanie
Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie wykonuje się po 28 dniach twardnienia.
Próbki umieszcza się w prasie w ten sposób, aby zapewnić im osiowe przyłożenie
obciążenia. Próbki sześcienne umieszcza się w prasie tak, aby powierzchnia wyrównana
stanowiła płaszczyznę pionową.
Przyrost obciążenia próbki ściskanej powinien wynosić:
0,2 - 0,4 MPa na s, przy spodziewanej wytrzymałości na ściskanie poniżej 20 MPa,
0,4 - 0,5 MPa na s, przy spodziewanej wytrzymałości powyżej 20 MPa,
d/ Obliczenie i interpretacja wyników badania
Za wynik badania próbki - przyjmuje się największe obciążenie przeniesione przez próbkę
w czasie badania.
Obliczenie wytrzymałości na ściskanie R, w MPa wykonuje się wg wzoru:
]
[MPa
R
F
P
i
n
gdzie: P
n
- siła niszcząca próbkę, w [MN],
F - powierzchnia ściskana próbki, w [ m
2
]
Wynik badania wytrzymałości, na ściskanie danej próbki należy odnieść do próbki
podstawowej tzn. sześcianu o krawędzi 15 cm przez pomnożenie uzyskanego R
i
przez
odpowiedni współczynnik w przyjmowany z tabeli.
Średnia arytmetyczna z wyników badania trzech próbek nie powinna być mniejsza od
wytrzymałości umownej R
u
b
przyjętej do projektowania betonu więcej niż o 10 %. Zatem
powinien być spełniony warunek:
u
b
n
R
R
i
9
,
0
w którym: n – ilość próbek.
Sprawdzenie wytrzymałości gwarantowanej R
G
b
można dokonać wykorzystując wyniki
badania R
i
. Przy liczbie próbek n = 3 - 30 szt. najmniejszy wynik z badania Ri.
podzielony przez współczynnik
R
R
β
u
b
nie noże być mniejszy od odpowiedniej
wartości R
i min
. podanych w tabeli.
Wyniki badań
Próbka standardowa 15
15
15
Beton B 15
Konsystencja plastyczna
Cement 35
( 32,5R)
Kruszywo naturalne
Zawartość poszczególnych składników na 1 m
3
:
- cement c = 272 kg
- kruszywo k = 1882 kg
- woda w = 201 kg
Wartość siły dla 5 MPa przy których próbka uległa zniszczeniu wynosi 262,47 kN
Wytrzymałość próbki na ściskani obliczamy ze wzoru:
MPa
R
R
i
F
P
i
n
67
,
11
4
2
3
10
15
10
47
,
262
Wytrzymałość próbki na ścinanie wyniosła R
i
= 11,67MPa
Układanie