ГОСТ 24545-81 от 01.01.82. Бетоны. Методы испытаний на выносливость.

ГОСТ24545-81

ГруппаЖ19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР


БЕТОНЫ

Методыиспытаний на выносливость

Concretes. Methodsof endurance test


 Датавведения 1982-01-01

    

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПостановлениемГосударственного комитета СССР по деламстроительства от 30 декабря 1980 г. № 214.

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 1989 г.

Настоящий стандарт распространяется на все видыбетонов, применяемых в промышленном,энергетическом, транспортном,водохозяйственном, жилищно-гражданскоми сельскохозяйственном строительстве,в том числе на бетоны, подвергающиесяв процессе эксплуатации нагреву,насыщению водой или нефтепродуктами.

Стандарт устанавливает методы испытаний навыносливость путем нагружения образцовстандартных размеров многократноповторяющейся осевой сжимающей нагрузкой,составляющей различные доли отразрушающей. Результатом испытанийявляется либо число циклов до разрушенияобразца, либо достижение бетономзаданного числа циклов многократногоприложения нагрузки (база испытаний)на определенном уровне нагружения. Приизучении бетонов результаты испытанийиспользуют для построения линии регрессиивыносливости, по которой оцениваютбетон.

Предусмотренные настоящим стандартом испытания проводяттолько на образцах, специальноизготовленных из бетонной смеси. Образцы,выпиленные или выбуренные из элементовконструкций, при испытании бетона навыносливость не применяют.

В стандарте учтены рекомендации СЭВ постандартизации PC 279-65 в части методовиспытаний на выносливость.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, иих пояснения приведены в справочномприложении 4.

1. МЕТОДЫИЗГОТОВЛЕНИЯ И ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Испытание бетона на выносливость следуетпроводить на образцах-призмах размерами70х70х280, 100х100х400, 150х150х600, 200х200х800 мм. Вкачестве базового образца принимаютпризму с размерами 150х150х600 мм.   


    1.2.Размеры образцов для испытаний выбираютв зависимости от наибольшей крупностизаполнителей в пробе бетонной смеси всоответствии с требованиями ГОСТ10180-78.

1.3. Отбор проб бетонной смеси, изготовлениеи хранение образцов следует производитьв соответствии с требованиями ГОСТ10180-78.

1.4. Образцы изготовляют сериями. Дляпроведения испытаний на выносливостьпри заданных параметрах нагружения(уровня и частоты нагружения, а такжекоэффициента асимметрии) серия должнасостоять из 6 образцов, из которых 3образца подвергают многократно повторномунагружению, а на 3 образцах определяютпризменную прочность.

Для проведения испытаний с целью построениялинии регрессии выносливости сериядолжна состоять из 15 образцов, из которых12 образцов подвергают многократноповторному нагружению, а на 3 образцахопределяют призменную прочность.

2. ОБОРУДОВАНИЕИ ПРИБОРЫ

2.1. Для проведения испытаний следуетприменять испытательные машины иустановки, работающие в режиме многократноповторного нагружения, отвечающиетребованиям настоящего стандарта иаттестованные в установленном порядкев соответствии с требованиями ГОСТ8.001-80 и МУ 8.7-77.

2.2. Испытания следует проводить наиспытательных машинах и установках,имеющих счетчик числа циклов нагружения,а также динамическую тарировку вэксплуатационном режиме.

2.3. Машины и установки должны обеспечиватьвозможность изменения и регулированияуровней нагружения.

2.4. Опорные плиты испытательной машиныдолжны обеспечивать неподвижностьобразцов в процессе испытаний ивозможность их центрирования по отношениюк центральной оси машины и отвечатьтребованиям ГОСТ 8905-82.

2.5. Для насыщения образцов водой илинефтепродуктами, а также для испытанияобразцов при нагреве следует применятьоборудование и приборы, в соответствиис требованиями ГОСТ 24452-80.

3. ПОДГОТОВКАК ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Образцы должны быть перенесены впомещение для испытаний не менее чемза 3 сут.

3.2. Подготовку образцов к испытаниям следуетначинать с их осмотра и определениялинейных размеров, при этом допускаемыеотклонения от номинальных размеровдолжны удовлетворять требованиям ГОСТ10180-78.

3.3. Призменную прочность бетона определяютпо ГОСТ 24452-80 до испытаний на выносливость.

3.4. Насыщение образцов водой илинефтепродуктами, а также подготовкуобразцов, подвергаемых испытаниям принагреве, проводят по ГОСТ 24452-80.

3.5. В помещении, где проводят испытания,температура воздуха должна быть не нижеплюс 10°С.


4. ПРОВЕДЕНИЕИСПЫТАНИЙ     


4.1. Испытание следует проводить припостоянных значениях уровня нагружениячастотыциклов многократного повторногонагружения f, коэффициента асимметриицикла напряжений  ,а также заданного числа цикловмногократного повторного нагружения(базы испытаний), назначаемых в соответствиис программами испытаний, исследованийили с указаниями стандартов и техническихусловий на бетонные и железобетонныеконструкции.

При отсутствии таких указаний испытанияпроводят при базовых условиях споследующим построением линии регрессиивыносливости.

Для этого последовательно проводят испытанияобразцов на четырех уровнях нагружения,которые принимают равным 0,9; 0,8; 0,7 и 0,6от разрушающей нагрузки, принимаязначения коэффициента асимметрии цикланапряжения равным0,1, частоту многократно повторногонагружения равной 5-10 Гц. Возраст бетонак началу испытаний должен быть не менее28 сут.

  

   

4.2. Образцы до соответствующего уровнянагружают непрерывно с постояннойскоростью нарастания напряжений(0,05±0,02) МПа/с [кгс/()],после чего создают многократноповторяющуюся нагрузку соответствующейинтенсивности. Значение минимальныхнапряжений цикла многократно повторногонагружения  вычисляют по формуле


где   - максимальное  напряжение цикла;

     

      - коэффициент асимметрии цикла напряжений.

     

4.3. Испытания образцов следует начинать суровня нагружения, равного 0,9, с последующимснижением уровня в порядке, указанномв п. 4.1.

4.4. На каждом уровне нагружения следуетиспытывать 3 образца. Схема испытательноймашины для одновременного испытания 3образцов приведена на чертеже. Приразрушении образца испытательную машинуостанавливают, на его место устанавливаютметаллический вкладыш, способныйвоспринимать прилагаемую нагрузку, ипродолжают испытания.

4.5. Испытания проводят на испытательноймашине одного типа и считают законченнымив случае разрушения образцов илидостижения ими заданного числа циклов(базы испытаний).

4.6. Дополнительные требования к методикеиспытаний бетона на выносливость принагреве приведены в обязательномприложении 1.

4.7. Исходные данные и результаты каждогоиспытания фиксируют в журнале испытаний,форма которого дана в рекомендуемомприложении 2.                   

4.8. При проведении испытаний должны,соблюдаться требования нормативныхдокументов по безопасности труда итребования, указанные в ГОСТ 10180-78.


5. ОБРАБОТКАРЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. В обработку результатов испытанийвключают образцы разрушившиеся винтервале от 100 до заданного числа цикловмногократно повторного нагружения.

       

Схемаиспытательной машины на три образца


1 - рамамашины; 2 - верхняя винтовая опора соголовником; 3 - образец;

 4 - гидродомкрат;5 - маслопровод.

5.2. По результатам испытаний отдельныхобразцов при заданных параметрахнагружения в соответствии с пп. 1.4, 4.1вычисляют среднее значение числа цикловмногократно повторного нагружения  nпо формуле     



где -значение числа циклов отдельногообразца;

    - числообразцов в серии.

Если среднее значение числа циклов, вычисленноепо формуле (2), меньше числа цикловзаданного нормативным документом, тоделают заключение о несоответствиипрочности бетона требованиям к еговыносливости и следует провести испытанияна другом составе бетона

.

5.3. По результатам испытаний образцов дляпостроения линии регрессии выносливостив соответствии с пп. 1.4, 4.1 следуетустановить линейную зависимость,определяемую уравнением регрессии



где A иB - коэффициенты, определяемые порезультатам испытаний;

        - число циклов,соответствующих разрушению образца.

Теснотакорреляционной связи, определяемаякоэффициентом корреляции, должнанаходиться в пределах -0,7 > r > -1,0.

5.4. Линия регрессии выносливости должнастроиться в виде диаграммы, на осиабсцисс которой откладывают влогарифмическом масштабе число цикловнагружений до разрушения отдельныхобразцов, а по оси ординат  -    отношение либо максимальные напряжения

.

5.5. По построенной линии регрессиивыносливости следует провести оценкусопротивляемости бетона многократноповторному нагружению.


5.6. Примеры обработки результатов испытанийпо пп. 5.2-5.4 и оценки на их основе испытанногобетона приведены в справочном приложении3.


ПРИЛОЖЕНИЕ1

Обязательное

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДИКЕ ИСПЫТАНИЙ

БЕТОНА НАВЫНОСЛИВОСТЬ ПРИ НАГРЕВЕ



1. Для каждой требуемой температуры нагревабетона следует отбирать образцы по п.1.3 настоящего стандарта.

2. Для проведения испытаний нагревательноеустройство и средства измерениятемператур применяют по ГОСТ 24452-80.

3. Нагревательное устройство (камернаяэлектрическая печь) должно обеспечиватьравномерный нагрев образца по заданномурежиму до требуемой температуры иустанавливаться таким образом, чтобыоно не подвергалось воздействиюмногократно-повторного нагружения.

Перепад температуры по высоте рабочегопространства нагревательного устройстване должен превышать 10 °С при нагреве до200 °С.

4. Температуру в рабочем пространственагревательного устройства контролируюттермопарами, установленными у верхнегои нижнего торца образца.

5.  Призменную прочность бетона длятребуемой температуры нагрева определяютв соответствии с требованиями ГОСТ24452-80.

6. Параметры нагружения образцов принимаютпо п. 4.1 настоящего стандарта.

7. Образец нагревают со скоростью 30 °С/чдо требуемой температуры, после чегоподвергают многократно повторномунагружению. Во время испытаний температурав рабочем пространстве нагревательногоустройства не должна изменяться.                          

           

8. Для каждой температуры нагрева линиюрегрессии строят по п. 5.3 настоящегостандарта. При этом на графике (приложение3) по оси ординат откладывают отношениемаксимального напряжения сжатия  к призменной прочности бетона длятребуемой температуры  

   

  

9. В протоколе испытаний (приложение 2)указывают температуру нагрева бетона.


Приложение2

Рекомендуемое


ЖУРНАЛ

испытаний дляопределения выносливости бетона придействии

одноосноймногократно повторяющейся нагрузки


1. __________________ 4. ________________________7._________________________

   Маркировкаобразца    Тип испытательноймашины    Призменная прочность

                                                               (

                                                                                                                                             

                                                       ______________________

2. __________________  5.__________________________  8._____________________

  Дата изготовления,     Влажность образца по массе      Частота нагружения

  возраст

  в момент испытания,

  условия твердения                                                 

3. __________________ 6. __________________________ 9. _________________________

  Дата испытания        Кубиковая прочность (R, МПа)   Температура нагрева бетона















п.п.

Вы- сота образ- ца, м


Раз- меры попе- реч- ного сече- ния образ- ца, м


Пло- щадь

попе- реч- ного сече- ния образ- ца,

F, кв.м


Мас- са образ- ца,


кг


Сред- няя плот- ность бетона, г/куб.см


Макси- маль-

ная

нагрузка




Мини- маль-

ная

нагрузка



Коэффи-

циент асиммет-

рии

цикла




Макси-

мальное напряже-

ние



Мини-

мальное напряже-

ние



Чис- ло цик- лов нагру- жений до разру- шения образ- ца



1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


11


12



       

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

                                          


Руководитель лаборатории _____________________________________

     

Ответственный за испытание образцов ___________________________     

     

ПРИЛОЖЕНИЕ3

Справочное

ПРИМЕРЫОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ


1. Пример построения линии регрессиивыносливости бетона и оценки результатовиспытаний

Требуется построить линию регрессии выносливостибетона и определить выносливость прибазе испытаний циклов,а также оценить выносливость бетонапри надежности  

В таблице представлены результатыиспытаний бетона на уровнях напряжений0,9;  0.8;  0,7;  0,6 (при f = 6 Гц, ).





Номер испытания








 

  

  

  

  

1


0,9


1000


3,000


2


0,9


1500


3,176


3


0,9


1800


3,255


4


0,8


5000


3,699


5


0,8


2000


3,301


6


0,8


7079


3,850


7


0,7


31620


4,500


8


0,7


20000


4,300


9


0.7


100000


5,000


10


0.6


450000


5,653


11


0,6


580000


5,763


12


0,6


860000


5,934


Вид линии регрессии

    

 

Значения коэффициентов A и  B в уравнении (1)вычисляют по результатам испытаний,принимая их в форме:

где  - средние арифметические значенияизмеренных величин;

-корреляционный момент, вычисляемый поформуле     


-дисперсии измеренных величин, вычисляемыепо формулам:

        n - число разрушившихся образцов.

По результатам вычислений получим:

    

 

Коэффициент корреляции

После подстановки в формулу (2) вычисленныхзначений получим численные значениякоэффициентов линии регрессии:

B =-0,104;  A = 0,75 - (-0,104)·4,286  = 1,197.

Уравнение линии регрессии по средним точкам имеетвид


Доверительную оценку коэффициента В линии регрессии(1) производят при надежности оценки  равной  0,95,  по формуле


где t - коэффициент Стьюдента при числестепеней свободы К= n - 2 и надежности  

Вычисляя значения доверительных границ по формуле(5), получим уравнение линии регрессииверхней границы доверительного интервалав виде

иуравнение линии регрессии нижней границыдоверительного интервала

     


при которой производят оценку соответствияпрочности бетона требованиям к еговыносливости.

На чертеже показаны в полулогарифмическихкоординатах линия регрессии по среднимточкам, линии верхней и нижней границдоверительного интервала.

Выносливость испытанного бетона по средним значениямна базе испытаний циклов,вычисленная в долях от призменнойпрочности, равна 0,542, а при надежностиоценки натой же базе испытаний она составляет0,413.

           

2. Пример проверки соответствия прочностибетона требованиям к его выносливости

Техническими условиями на изготовление железобетоннойбалки задано проверить соответствиепрочности бетона требованиям к еговыносливости при следующих параметрах:

уровень максимальных напряжений  равен  

частота циклического загружения  f=6 Гц;

           

Линиярегрессии по результатам испытаний навыносливость



 -результаты испытаний; 1 - линия регрессиипо уравнению (3); 2 - линия регрессииверхней границы

доверительногоинтервала по уравнению (5); 3 - линиярегрессии нижней границы

доверительногоинтервала по уравнению (6).

           коэффициентасимметрии цикла

база испытаний циклов.Призменная прочность  бетона намомент испытаний  равна 42,5 МПа.Значения максимальных и минимальныхнапряжений цикла равны:


Испытания проводят на образцах-призмах размерами10х10х40 см.

В результате испытаний 3 образцов доразрушения при заданных параметрахполучены значения числа цикловмногократного повторения  нагрузки,соответственно равные циклов.

Среднее арифметическое значение равно



Опытное значение среднеквадратическогоотклонения равно

В соответствии с нормативно-техническойдокументацией выявление анормальногорезультата при испытании 3 образцовпроизводят по формуле


       Подставляязначения величин минимального имаксимального результатов, имеем:


Проверка условия показывает, что все результатыиспытаний являются статистическизначимыми и должны быть включены дляоценки выносливости бетона. Так каксреднее значение числа циклов приведшихк разрушению   образцов, равноциклов,а заданная база испытаний  равнациклов,то делают заключение о том, что выносливостьиспытанного бетона на уровне 0,5и базе испытаний цикловобеспечена и бетон может  бытьрекомендован к применению.

ТЕРМИНЫ,ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПОЯСНЕНИЯ






Термин



Обозначение



Пояснение


Выносливость


-

Свойство материала противостоять


  

  

многократно повторному нагружению



База испытаний


N


Предварительно задаваемая наибольшая


  

  

продолжительность испытаний


  

  

на выносливость в циклах



Частота циклов


f


Отношение числа циклов напряжений


  

  

к интервалу времени их действия



Максимальное напря-


Наибольшее по алгебраическому


жение цикла


  

значению напряжение в образце



Минимальное напря-


Наименьшее по алгебраическому


жение цикла


  

значению напряжение в образце

 

Коэффициент асим-


Отношение минимального


метрии цикла напряже-

  

напряжения к максимальному


ний



  

  

   

 

Текстдокумента сверен по:

официальноеиздание

М.:Издательство стандартов,

1990      

Предоставлено компанией .






Stroy.Expert
60,86 75,40