Kamil Nowosad gr. B8X6S1 5.08.2009

Wytrzymałość materiałów

Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego nr 5

Temat: Wyznaczenie stałych materiałowych betonu przy ściskaniu za pomocą tensometrów elektrooporowych.

Cel ćwiczenia:

• Zapoznanie się z tensometrią elektrooporową i różnymi rodzajami tensometrów.

• Zapoznanie z obsługą mostka tensometrycznego KWS 106D.

• Wyznaczenie współczynnika sprężystości podłużnej (wzdłużnej) – modułu Younga.

1.Wstęp teoretyczny

Tensometr elektrooporowy wykonany jest z drutu (odpowiednio ukształtowanego) aby uzyskać jak najdokładniejszy odczyt zmian oporu. Drucik oklejony jest obustronnie papierowymi lub foliowymi okładkami izolującymi. Tensometry przyklejamy w taki sposób, aby odkształcenia przewodnik tensometru oraz włókien badanej próbki były zgodne. Ze względu na bardzo mały przekrój poprzeczny, druciki tensometru podle­gają tym samym odkształceniom co podłoże, na które tensometr został naklejony.

Zasada działania tensometrów elektrooporowych polega na wykorzystaniu własności przewodnika, które ulegają zmianie pod wpływem odkształceń. Względna zmiana rezystancji jest wprost proporcjonalna do odkształcenia zgodnie ze wzorem:

Moduł Younga wyznaczymy z zależności:

Gdzie:

Δε_2,4 – zmiana odkształceń podłużnych; ΔF – zmiana działającej siły; S₀ – pole przekroju poprzecznego próbki

Współczynnik Poissona:

Gdzie:

Δε_1,3 – zmiana odkształceń poprzecznych;

W ćwiczeniu badać będziemy naprężenia jakim poddawany jest ściskany beton. Zastosujemy układ ćwierć-mostkowy wraz z tensometrami kompensacyjnymi. Układ badawczy składa się z:

1. uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej z mechanicznym urządzeniem obciążającym sterowanym silnikiem elektrycznym i ręcznie,

2. tensometrów elektrooporowych o długości 50 mm

3. mostka tensometrycznego KWS 106 D.

2.Przebieg ćwiczenia

1. Pomiar próbki i przyklejenie tensometrów

2. Zamocowanie próbki w szczękach maszyny

3. Przylutowanie przewodów tensometrów czynnych i kompensacyjnych do odpowiednich gniazd połączeniowych

4. Obciążenie wstępne i odciążenie w celu kontroli poprawności działania tensometru

5. Równoważenie i wzorcowanie torów

6. Obciążenie próbki kolejno siłami 62kN i 184kN (3 krotne powtórzenie obciążenia)

7. Rejestracja i opracowanie wyników

3. Wyniki pomiarów

Próbka w kształcie walca o wysokości h=300mm, średnicy R=150mm S₀ = 0,0177m²

Obciążenie [kN]	Odczyty na wyświetlaczu mostka tensometrycznego [µm/m]
	poprzeczne
	1
62	77
	64
	68
Wartości średnie:	69,67
184	142
	132
	136
Wartości średnie:	136,67
ΔF=122kN	Δε1 =67
	Δε1,3 = 79,17

4. Wnioski

Otrzymane wartości współczynnika Poissona ν=0,24 i modułu Younga E=21,01GPa są zbliżone do wartości tablicowych dla betonów (ν→0,12-0,18; E→12-38GPa). Badany beton był najprawdopodobniej betonem klasy C20/25. Ewentualne błędy mogły wyniknąć z przeprowadzenia małej liczby pomiarów, zmiennych warunków cieplno-wilgotnościowych, niedokładności przyklejenia tensometrów do badanej próbki, mało precyzyjnej aparatury laboratoryjnej itp. Beton jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych materiałów stosowanych we współczesnym budownictwie – charakteryzuje się dużą wytrzymałością na ściskanie i niskim kosztem użycia.