Ćwiczenia laboratoryjne

Ćwiczenie nr 1

Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie przy pomocy prasy

wytrzymałościowej.

Jest to metoda badania betonu, należąca do niszczących. Wytrzymałość betonu na ściskanie
określa się na próbkach sześciennych (f

ck,cube

) o boku 150mm lub walcowych (f

ck,cyl

) o

średnicy 150mm i wysokości 300mm wg PN-EN 206-1:2003, „Beton – Część 1: Wymagania,
właściwości, produkcja i zgodność”.

Próbki na leży pobierać zgodnie z PN-EN 12350-1:2001 „Badania mieszanki betonowej
Część 1: Pobieranie próbek”. Próbki pobiera się z danej partii betonu, przy czym pobiera się
je losowo przy stanowisku betonowania. Częstotliwość pobierania próbek nie powinna być
mniejsza niż 1 próbka na 100 zarobów, 1 próbka na 50 m

3

betonu, 1 próbka na zmianę

roboczą i minimum 3 próbki z danej partii betonu. Ocenie podlegają wszystkie wyniki
uzyskane z badania próbek pobranych z danej partii zarobu. Partia betonu nie powinna być
większa niż 400 m

3

i nie większa niż ilość potrzebna na tygodniowe betonowanie. Zalecana

ilość próbek do badania to 12 – 15 sztuk, a minimalna 6 sztuk.

Sposób zagęszczania próbek w formach i warunki ich przechowywania powinny być takie
same jak w wykonywanym elemencie żelbetowym. Warunki przygotowania próbek do
badania i ich pielęgnację określa PN-EN 12390-2:2001, „Badania betonu. Część 2:
Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych”. Przy braku innych
wskazań , wytrzymałość na ściskanie próbek określa się po 28 dniach. W szczególnych
przypadkach można określać wytrzymałość na ściskanie w wieku próbki wcześniejszym lub
późniejszym niż 28 dni (np dla masywnych elementów konstrukcyjnych) lub po
przechowywaniu w warunkach specjalnych (np obróbka termiczna).

Do prób ściskania stosuje się prasy wytrzymałościowe z ważnym świadectwem legalizacji.
Istotny jest zakres pomiaru siły. Maksymalna siła potrzebna do zniszczenia próbki powinna
stanowić minimum 20%, lecz nie przekraczać 90% pełnego zakresu obciążeń prasy. Płyty
oporowe powinny zapewnić możliwość osiowego ustawienia próbki. Jedna z głowic prasy
powinna byś osadzona na przegubie kulistym. Próbki sześcienne umieszcza się na prasie
prostopadle do kierunku ich betonowania, zaś próbki walcowe bada się zgodnie z kierunkiem
betonowania. Jeżeli powierzchnie próbek stykające się z płytami oporowymi prasy nie mają
pożądanej gładkości, powinno się nanieść warstwę wyrównawczą maksymalnej grubości 5
mm. Wytrzymałość użytego do tego celu materiału nie może być mniejsza niż badanego
betonu. Dopuszczalne jest także szlifowanie płaszczyzn styku z głowicą dociskową.
Przed badaniem należy określić wymiary próbek z dokładnością do 0,1 mm. Prędkość
przyrostu naprężeń ściskających w próbce powinna być stała i wynosić 0,6 ± 0,4 MPa/s.
Do obliczeń wytrzymałości na ściskanie f

ci

i-tej próbki o powierzchni docisku A miarodajna

jest siła niszcząca tę próbkę

A

F

f

ni

ci



Zależność wytrzymałościową pomiędzy próbką cylindryczną a sześcienną określa wzór:

Ćwiczenia laboratoryjne

cube

c

cyl

c

f

f

,

,

8

,

0



Średnią wytrzymałość na ściskanie oblicza się wg wzoru:

n

f

f

n

i

ci

cm







1

Wg PN-EN 206-1:2003, „Beton – Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność”
klasę betonu określa się na podstawie wytrzymałości charakterystycznej betonu na ściskanie
zdefiniowanej jako wartość, poniżej której może znaleźć się nie więcej niż 5% wyników
wszystkich pomiarów wytrzymałości. Ocenę betonu z uwagi na jego wytrzymałość na
ściskanie przeprowadza się na podstawie kryteriów zgodności. W przytoczonej normie
podano dwa takie kryteria.

Średnia wytrzymałość f

cm

z n wyników powinna spełniać warunek określony jako kryterium

1. Każdy zaś poszczególny wynik f

ci

powinien spełniać warunek zwany kryterium 2.

Kryteria zgodności do oceny wytrzymałości na ściskanie

Produkcja

Liczba n wyników

prób

Kryterium 1

Kryterium 2

Średnia z n wyników

f

cm

[N/mm

2

]

Każdy poszczególny

wynik

f

ci

[N/mm

2

]

Początkowa

3

≥ f

ck

+ 4

≥ f

ck

- 4

Ciągła

nie mniej niż 15

≥ f

ck

+1,48δ

≥ f

ck

- 4

Odchylanie standardowe δ powinno być obliczone przynajmniej na podstawie 35 kolejnych
wyników prób pobranych w okresie ponad 3-miesięcznym poprzedzającym produkcję,
podczas której ta zgodność ma być sprawdzana.

Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia było określenie wytrzymałości betonu na ściskanie próbek betonowych przy
pomocy prasy wytrzymałościowej.

Do badania użyto 3 próbki kostkowe o wymiarach boku 150 mm i 3 próbki walcowe o
średnicy 150 mm i wysokości 300 mm.

Przed badaniem, wszystkie próbki zmierzono i zważono a uzyskane wartości wprowadzono
do komputera prasy wytrzymałościowej. Opracowanie wyników badania odbyło się
automatycznie przy pomocy komputera i zostały podane w postaci gotowego wydruku.



badanie próbek kostkowych

Ćwiczenia laboratoryjne

Użyte próbki kostkowe do badania były wykonane z różnych klas betonu, dlatego nie można
jednoznacznie określić wytrzymałości betonu na ściskanie. Potrzebne jest minimum 6 próbek
z danego betonu, aby można było określić jego klasę.
Głównym celem badania było pokazanie sposobu jego przeprowadzania.

Dla poszczególnych próbek uzyskano następujące wyniki wytrzymałości na ściskanie:

Próbka 1 – 66 MPa
Próbka 2 – 24 MPa
Próbka 3 – 52 MPa

Szczegółowe wyniki badania zawarto w załączniku nr 1a.

Analizując sposób i charakter zniszczenia próbek w stosunku do wytrzymałości betonu na
ściskanie, z którego były wykonane można było zaobserwować następujące wnioski.

Próbka 1 wykonana z betonu o wysokiej wytrzymałości (> 50 MPa) uległa zniszczeniu w
sposób nagły, rozpadając się (rozsypując) na wiele fragmentów.

Próbka 2 wykonana z betonu zwykłego miała mniej gwałtowny przebieg zniszczenia. W
momencie zniszczenia uległa licznym pęknięciom.

Próbka 3 wykonana z betonu wzmocnionego mikrowłóknami uległa zniszczeniu w sposób
niezauważalny. Można było tylko zaobserwować pojawienie się rys na powierzchni próbki.



badanie próbek walcowych

Próbki w celu uzyskania w nich płaskich i poziomych powierzchni styku z prasą
przygotowano poprzez zamontowanie na nich metalowych kapsli. Kapsle zostały wypełnione
piaskiem i uszczelnione woskiem.

Po wykonaniu badania nie można określić klasy betonu z tych samych przyczyn jak dla
próbek kostkowych.
Głównym celem ćwiczenia było pokazanie sposobu przeprowadzania badania.

Dla poszczególnych próbek uzyskano następujące wyniki wytrzymałości na ściskanie:

Próbka 1 – 38 MPa
Próbka 2 – 49 MPa
Próbka 3 – 24 MPa

Szczegółowe wyniki badania zawarto w załączniku nr 1b.