AKADEMIA ROLNICZA W KRAKOWIE ROK STUDIÓW III

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA GRUPA 1b

I GEODEZJI

ZAKŁAD BUDOWNICTWA WIEJSKIEGO

ĆWICZENIE NR 2

Badanie wytrzymałości belek cementowych.

ROK AKADEMICKI 1999/2000 ANDRZEJ WSZOŁEK

Badanie cech wytrzymałościowych.

Wytrzymałość cementów określa się po 28 dniach twardnienia beleczek o wymiarach 40x40x160 mm wykonanych z zaprawy normowej .Wytrzymałość na zginanie bada się na całych beleczkach, natomiast wytrzymałość na ściskanie na pozostałych po zginaniu połówkach beleczek.

Wykonanie i przechowywanie beleczek.

Zaprawa normowa, z której wykonuje się beleczki składa się z l części cementu, 3 części piasku normowego i 0,5 części wody. Temperatura składników powinna wynosić 17 - 20 C. Piasek normowy do badań wytrzymałościowych cementów posiada ściśle określony skład ziarnowy, co najmniej 98 % krzemionki, a straty po wyżarzeniu nie większe od 0,5 % masowo.

Do wypełnienia formy służąca do wykonania 3 beleczek bierze się:

- 450 g cementu,

- 350 g piasku normowego,

- 225 ml wody.

Po złożeniu naoliwionej formy i dociśnięciu płyt czołowych śrubą wypełnia się ją mieszaniną przygotowaną następująco:

Ręcznie miesza się najpierw cement z piaskiem przez l min dodaje wodę i miesza przez następną minutę, świeżo zarobioną zaprawę układa się równomierną warstwą w misce mieszarki do zapraw normowych. Mieszarkę uruchamia się na 20 obrotów, po czym zaprawę wyjmuje się i miesza ręcznie przez l minutę.

Najpierw napełnia się formę do połowy wysokości, a następnie do pełna z niewielkim nadmiarem, ubijając każde warstwę 20 uderzeniami stalowego ubijaka.

Formę z zaprawą wstawia cię do skrzyni nasyconej wilgocią. Po 2 godz. formę wyjmuje się, zdejmuje nadmiar zaprawy wyrównując powierzchnię beleczek wilgotnym nożem i ponownie umieszcza w skrzynce na 20 godz. Po upływie tego czasu wyjmuje się beleczki z formy i umieszcza je na płytkach szklanych nad zwierciadłem wody. Po 4 godz. beleczki układa się w wodzie na ruszcie, gdzie przebywają do chwili badań wytrzymałościowych, wodę, w której zanurzone są beleczki zmienia się co 14 dni.

Wytrzymałość na zginanie

Badanie wytrzymałości na zginanie przeprowadza się w aparacie Michaelisa, pokazanym na rys.1. Przed badaniem sprawdza się ustawienie dźwigni na podporach oraz wyważa aparat przez odpowiednie ustawienie przeciwwagi. Do zbiornika z zamkniętym wysypem wsypuje się śrut ołowiany o średnicy 3 mm.

Rys. 1. Aparat Michaelisa: 1,2 - dźwignie, 3 - beleczka, 4 - ciężarek, 5 - pokrętło ustawcze

6 - naczynie na śrut, 7 - zbiornik na śrut, 8 - wysyp śrutu

9 - urządzenie zapadkowe

Beleczki wyjęte z kąpieli wyciera się do sucha i wkłada pomiędzy pręty podpór w ten sposób, aby powierzchnia beleczki wygładzona nożem była prostopadła do podstawy a pręt podpory górnej stykał się z beleczką w połowie jej długości. Przy wkładaniu beleczki do aparatu posługujemy się pokrętłem do regulacji rozstawu pionowego prętów podpór.

Następnie na dźwigni większej wiesza się naczynie i podnosi klapkę zamykającą wysyp śrutu ze zbiornika. Śrut powinien wysypywać się równomiernie po 0,1 kg/s. W momencie złamania beleczki naczynie spada na urządzenie zapadkowe, które zamyka dalszy dopływ śrutu.

Naczynie o znanej masie wraz ze śrutem waży się z dokładnością do 10 g i oblicza

wytrzymałość, na zginanie cementu R_z, w MPa, ze wzoru:

gdzie: a - masa naczynia ze śrutem, w kg,

1,17 - stała aparatu Michaelisa

Z badania 3 beleczek oblicza się średnią arytmetyczną wytrzymałość na zginanie, które porównujemy z wytrzymałością poszczególnych beleczek. Jeżeli jeden z wyników różni się od średniej więcej niż o 10% odrzuca się go i oblicza ponownie średnią z dwóch pozostałych beleczek. W przypadku gdy dwa wyniki różnią się więcej niż o 10 % od średniej, dla uzyskania miarodajnego wyniku badanie powtarza się z trzema następnymi beleczkami.

Wytrzymałość na ściskanie.

Badanie wytrzymałości na ściskanie wykonuje się przez zgniatanie w prasach połówek beleczek, które otrzymano po badaniu wytrzymałości na zginanie.

Połówkę beleczki układa się między dwoma płytkami stalowymi długości 62,5 mm i szerokości 40 mm urządzenia do ściskania, pokazanego na rys.2.

Powierzchnia ściskana, wynosząca 0,0025 m², powinna być prostopadła do powierzchni

wygładzonej po sformowaniu beleczek.

Rys.2. Urządzenie do ściskania beleczek:

1 - płyta główna, 2 - płyta dolna, 3 - sprężyna, 4 - powierzchnie dociskowe

Urządzenie do ściskania z połówką beleczki po umieszczeniu między płytami prasy poddaje się obciążeniu, którego przyrost powinien wynosić 0,2 - 0,3 MPa na sekundę.

W chwili zgniecenia próbki odczytuje się z manometru wielkość siły niszczącej.

Wytrzymałość na ściskanie cementu R_c w MPa, oblicza się za wzoru :

gdzie: P_n - wielkość siły niszczącej [ MPa ]

0,0025 - powierzchnia ściskana próbki [ m² ]

Z wyników badania 6 połówek beleczek oblicza się średnią arytmetyczną. Odrzuca się wyniki badania różniące się więcej niż o 5 % od średniej i oblicza nowa średnią z pozostałych, których nie noże być mniej niż, cztery.

Wyniki badań.

1. Badanie wytrzymałości belek betonowych na rozciąganie.

Wykonano dwie próby.

Masa wiaderka ze śrutem: m₁ = 3,520 kg

m₂ = 3,490 kg

m._śr = 3,505 kg

2. Badanie wytrzymałości belek betonowych na ściskanie.

Wykonano dwie próby.

Odczyt z manometru 1: 1,65 MPa - 88,74 kN

2: 1,50 MPa - 81,0 kN

Wyniki otrzymano z interpolacji:

1 MPa = 51,3 kN

2 MPa = 108,9 kN

---