Прибор Шмидта

Метод упругого отскока

Прибор НИИЖБ

Принцип действия прибора основан на создании отпечатка на бетонной поверхности путем вдавливания штампов со сферическими поверхностями радиусами 10, 14, 24 мм. Нагрузку создают с помощью гидравлического домкрата и насосной станции. Прочность бетона определяют по графику в зависимости от диаметра отпечатка. Ввиду большой трудоемкости при про­ведении испытаний этот прибор не нашел широкого применения.

Метод упругого отскока основан на использовании зависимости вели­чины (высоты) отскока условно упругого тела при ударе его о поверхность бетона от прочности этого бетона, то есть

R_с = f (h). (5.25)

В результате удара движущейся массы о поверхность бетона происхо­дит перераспределение начальной кинетической энергии таким образом, что одна ее часть поглощается бетоном при проявлении пластических де­формаций, а другая часть передается ударной массе в виде реактивной си­лы, преобразующейся в кинетическую энергию отскока. Чтобы начальная энергия удара распределялась таким образом, масса бетона должна быть бесконечно большой по сравнению с массой ударника, что должно исклю­чить затраты энергии на перемещение бетонной массы.

Для определения прочности бетона с использованием метода отскока наибольшее распространение получил прибор Шмидта.

Прибор разработан германской фирмой Шмидта и выпускается швей­царской фирмой «Просек».

В настоящее время изготавливаются приборы трех модификаций: типа L с энергией удара 0,75 Дж для испытания тонкостенных (менее 10 см) бе­тонных элементов, типа N с энергией удара 2,25 Дж для испытаний бетон­ных конструкций и типа М с энергией удара 3 Дж для испытания массив­ных элементов.

Продольный разрез прибора типа N приведен на рис. 5.15.

Прибор состоит из корпуса 3, в котором по направляющему стержню 7 под действием пружины 10 перемещается масса 13. Прибор включается нажимом стержня бойка на бетонную поверхность, нажим продолжается до тех пор, пока подвиж­ная система достигнет конца хода. Ось прибора во время испытаний долж­на быть перпендикулярна бетонной поверхности. При достижении подвиж­ной системы свободного хода крючок 12 надавит на головку болта 15 и ос­вободит подвижную массу 13, которая под действием пружины перемеща­ется по направляющему стержню 7 и ударяет по бойку 1. Боек передает удар на бетонную поверхность 2 и деформирует ее, расходуя одну часть энергии на пластическую (остаточную) деформацию, а другую часть – на упругую деформацию бетона, которая в виде реактивной силы передает­ся бойку, и под ее действием подвижная масса отскочит, увлекая за собой ползунок 4. Величина отскока измеряется по шкале 5 в зависимости от по­ложения ползунка 4.

Рис. 5.15. Прибор Шмидта типа N: 1 – боек; 2 – исследуемая
бетонная конструкция; 3 – корпус; 4 – ползунок; 5 – изме­рительная шкала; 6 – стопор; 7 – направляющий стержень; 8 – диск;
9 – крышка; 10, 11 – пружины; 12 – крючок; 13 – подвижная
масса; 14 – втулка; 15 – упорный болт

На высоту отскока бойка кроме величины реактивной силы влияет гравитационная сила подвижной массы, т.е. показание зависит от положе­ния в пространстве (вертикально вниз, под углом, горизонтально или верти­кально вверх), что учитывается путем использования коэффициентов или отдельных тарировочных графиков (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Графики зависимости величины отстока бойка прибора Шмидта от прочности бетона при различном положении прибора:
1 – вертикально вниз; 2 – горизонтально; 3 – вертикально вверх

Разработан прибор, у которого измеряют не величину отскока, а уско­рение движения бойка перед ударом и в начале отскока. Прочность опреде­ляют по отношению этих ускорений. Современные приборы Шмидта ком­плектуются электронно-вычислительным блоком, который запоминает и статистически обрабатывает результаты испытаний.

В России был разработан прибор КМ, действие которого основано на принципе упругого отскока. Но ввиду сложности изготовления он не нашел широкого распространения.

Точность измерения прочности бетона с применением метода упругого отскока значительно выше, чем у метода пластических деформаций, по­скольку в данном случае учитываются упругие свойства бетона, которые имеют более тесную связь с прочностью, чем пластические свойства. Одна­ко в приборах используется сравнительно сложная механическая система, требующая высокой точности при изготовлении, бережного обращения и частого технического обслуживания при эксплуатации. Трущиеся поверхно­сти покрываются пылью, что приводит к увеличению сопротивления сколь­жения и изменению показания. В настоящее время разрабатывается прибор, у которого подвижная масса перемещается в вакуумной камере.

Дата добавления: 2014-11-25