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	-	ϕ = 15; h = 30	0,0177	40
		-	ϕ = 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
=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:

gdzie: P_n - siła niszcząca próbkę, w [MN],

F - powierzchnia ściskana próbki, w [ m² ]

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:

w którym: n - ilość próbek.

Sprawdzenie wytrzymałości gwarantowanej R
można dokonać wykorzystując wyniki badania R_i. Przy liczbie próbek n = 3 - 30 szt. najmniejszy wynik z badania Ri. podzielony przez współczynnik
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 m³_:

• 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:

Wytrzymałość próbki na ścinanie wyniosła R_i = 11,67MPa

Układanie

---