Испытания на осевое растяжение

Фото композитной арматуры

Приложение Б (справочное). Метод испытания на осевое растяжение

Б.1 Общие положения
Настоящий метод устанавливает требования к испытанию на осевое растяжение АКП для определения следующих механических свойств:
— предел прочности;
— модуль упругости;
— относительное удлинение.
Метод устанавливает следующие требования к испытанию на осевое растяжение АКП:
— разрушение опытного образца должно происходить в пределах рабочего участка;
— за рабочий участок принята часть образца, которая находится между испытательными муфтами, предназначенными для зажима образцов захватами испытательной машины;
— влияние на процесс разрушения образца касательных и радиальных растягивающих напряжений, возникающих в переходной зоне от испытательной муфты к стержню, не учитывается.

Б.2 Образцы

Б.2.1 Образцы для испытаний отбирают методом случайного отбора от контролируемой партии АКП и обязательно сопровождают актом отбора образцов, в котором указывают:
— наименование предприятия-изготовителя;
— условное обозначение;
— тип волокна и связующего вещества;
— дату изготовления;
— номер партии;
— число и размеры образцов;
— показатели, для контроля которых отобраны образцы;
— подпись лица, ответственного за отбор.
При отборе и подготовке образцов для испытаний следует избегать деформирования и нагревания, воздействия ультрафиолетового света и других воздействий окружающей среды, которые могут привести к изменениям свойств материала.
Число образцов, отобранных для испытаний, должно соответствовать требованиям таблицы 7.

Б.2.2 Длину испытательных муфт следует принимать из условий, чтобы разрыв образца происходил в пределах длины рабочего участка без проскальзывания в испытательных муфтах.

Б.2.3 Длина образца для испытания определяется длиной рабочего участка и длиной двух испытательных муфт.
Рекомендуемая конструкция и размеры испытательной муфты для проведения испытаний в соответствии с рисунком Б.1, таблицей Б.1.

Вид типового опытного образца арматуры

Рисунок Б.1 — Вид типового опытного образца

Таблица Б.1 — Размеры опытных образцов и испытательных муфт, мм

АКП Номинальный диаметр					Испытательная муфта
					Внешний диаметр	Минимальная длина	Толщина стенки
От	4	до	10	35	300	От 3 до 5
«	12	«	16	42	350
«	18	«	22	48	450
«	22	«	30	60	500

Длину рабочего участка следует принимать не менее 40 стержня.

Б.2.4 Допускается использование более коротких образцов при условии, что разрушение происходит в пределах длины рабочего участка без проскальзывания в испытательной муфте.

Б.2.5 Опытные образцы перед испытанием выдерживают в соответствии с требованиями ГОСТ 12423.

Б.3 Аппаратура и материалы

Б.3.1 Испытательная машина по ГОСТ 28840 должна обеспечивать:
— нагрузку, превышающую прочность образца при испытаниях на контролируемый показатель;
— измерение нагрузки и расстояния между траверсами с погрешностью не более 0,5%;
— скорость перемещения активной траверсы в диапазоне от 5 до 100 мм/мин.

Б.3.2 Система регистрации данных должна обеспечивать непрерывную регистрацию нагрузки, деформации и перемещений. Минимальное регистрируемое значение должно быть:

— для нагрузки	100 Н;
— для деформаций	0,01 мм;
— для перемещений	0,001 мм

Б.3.3 В качестве тензометров применяют экстензометры или линейные датчики перемещений, которые должны записывать удлинение образца во время испытаний с точностью не менее 0,002% длины отрезка между датчиками.

Б.4 Проведение испытаний

Б.4.1 Условия испытаний должны соответствовать подразделу 3.15 ГОСТ 15150

Б.4.2 При установке образца на испытательную машину следует контролировать точность совпадения продольной оси образца с линией соединения двух испытательных муфт.

Б.4.3 Экстензометр или линейные датчики перемещений следует устанавливать посредине рабочего участка на расстоянии от испытательных муфт не менее 8 стержня, при этом длина базы для измерения предельной деформации должно быть не менее 8 стержня.

Б.4.4 Предполагаемую максимальную нагрузку, Н, определяют по результатам пробного испытания опытного образца.

Б.4.5 Систему регистрации данных следует включать за несколько секунд до начала нагружения. В ходе испытаний скорость нагружения должна быть постоянной и обеспечивающей разрушение образца за время от 3 до 10 мин.

Б.4.6 Деформации следует регистрировать до уровня нагрузок, составляющих не менее 50% предела прочности при растяжении.
Если разрушение образца произойдет в испытательной муфте или образец выскальзывает из нее, то следует провести дополнительное испытание образца из той же партии.
Диаграмма «нагрузка — деформация» должна быть построена на основании измерений нагрузки и деформаций, регистрируемых экстензометром.

Б.5 Обработка результатов испытаний

Б.5.1 Предел прочности σв, МПа, определяют по формуле

Предел прочности σв, МПа, определяют по формуле

(Б.1)

где Р — разрушающая нагрузка, Н;

A — площадь поперечного сечения стержня A = pd ²²/4, мм².

Б.5.2 Значение начального модуля упругости Еf, МПа, рассчитывают как отношение приращений нагрузок

при растяжении в интервале от 0,2P до 0,5Р и деформаций по формуле

деформаций композитной арматуры по формуле

(Б.2)

где P1— нагрузка, составляющая (50 ± 2) % разрушающей нагрузки, Н;

P2— нагрузка, составляющая (20 ± 2) % разрушающей нагрузки, Н;

ε1— деформация, соответствующая нагрузке P1;

ε2— деформация, соответствующая нагрузке P2.

Б.5.3 Относительное удлинение при разрушающей нагрузке εв, мм/мм, рассчитывают по формуле

Относительное удлинение при разрушающей нагрузке композитной арматуры

(Б.3)

Значения оцениваемой характеристики и величин определяют с точностью до 0,001

Статистическую обработку результатов испытаний проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 8.207.

Б.6 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен включать в себя:

— сведения об образцах, приведенные в акте отбора образцов;

— наименование организации, проводившей испытание;

— дату проведения испытаний;

— сведения об условиях, при которых проведены испытания;

— геометрические характеристики каждого образца;

— значения измеряемых характеристик для каждого образца;

— значения определяемых характеристик каждого образца, полученные при обработке результатов ис-

пытания;

— средние значения определяемых характеристик и результаты статистической обработки полученных ре-

зультатов;

— диаграмму «нагрузка — деформация» каждого образца;

— сведения о специалистах, проводивших испытания, и их подписи.

Источник

К.1 При испытании на осевое растяжение схему захвата для крепления образца к испытательной машине выбирают в зависимости от его формы (образец-призма или образец-цилиндр), конструкции сочленения захвата с испытательной машиной (жесткая, гибкая, шарнирная), способа крепления захвата к образцу (с помощью клея, анкеров, закладываемых в образец при его изготовлении, или за счет трения о его поверхность).

К.2 На рисунке К.1 приведены схемы захватов для крепления образцов квадратного сечения с галтелями. Образцы, как правило, захватывают за две противоположные грани.

1 — образец; 2 — захват; 3 — концевой элемент шарнира Гука; 4 — гибкая тяга; 5 — ось; 6 — жесткая тяга

Рисунок К.1 — Схемы захватов для крепления образца с галтелями

На рисунке К.1а) приведена схема жесткого захвата, в качестве которого допускается использовать опорные части испытательных машин в случае, если их устройство обеспечивает соосность передачи между ними растягивающего усилия.

На рисунках К.1б), К.1в) приведены схемы гибкой конструкции сочленения элементов захвата для образцов квадратного и цилиндрического сечений соответственно, в которых самоцентрирование образца в процессе установки и испытания облегчается за счет гибкой тяги 4. В приведенной на рисунке К.1в) шарнирной конструкции захвата жесткая тяга 6 выполняет ту же функцию, что и гибкая. В случае применения захвата, схема которого приведена на рисунке К.1в), в галтельную часть образца при его изготовлении закладывают трубу для пропуска захвата.

К.3 На рисунках К.2-К.5 приведены схемы захватов, которые используют для крепления образцов без галтелей.

1 — образец; 2 — захват; 3 — концевой элемент шарнира Гука; 4 — клей; 5 — анкер

Рисунок К.2 — Схема приклеиваемых и анкерных захватов

1 — образец; 2 — захват; 3 — концевой элемент шарнира Гука; 4 — ось; 5 — цанга; 6 — стягивающие винты

Рисунок К.3 — Схемы зажимных захватов

1 — образец; 2 — прижимная пластина; 3 — концевой элемент шарнира Гука; 4 — ось; 5 — тяга; 6 — подвижная опора захвата (каток); 7 — неподвижная опора захвата

Рисунок К.4 — Схема саморегулируемого зажима

1 — центральный элемент; 2, 3 — концевые элементы; 4 — ось

Рисунок К.5 — Схема шарнира Гука

К.3.1 Приклеиваемые и анкерные захваты требуют специальной подготовки образца при его изготовлении или перед испытанием (закладки анкеров или приклеивания захвата клеем). Анкеры следует выполнять с заостренными концами и разной длины, при этом разница в длине анкеров должна быть не менее среднего диаметра зерен крупного заполнителя .

При разрушении образца необходимо обращать внимание, как проходит плоскость разрушения. Если плоскость разрушения проходит более чем через 50% концов анкеров, то образец следует браковать по результатам измерения прочностных характеристик.

Приклеивать захваты рекомендуется эпоксидной смолой с наполнителями: цементом или тонкомолотым песком для снижения усадочных напряжений и деформаций. Приклеиваемые и анкерные захваты могут быть использованы для образцов-призм и образцов-цилиндров.

К.3.2 Зажимные и самозажимные захваты не требуют специальной подготовки образца и устанавливаются на нем непосредственно перед испытанием. Образец удерживается в захвате за счет трения деталей захвата (прижимных пластин или цанг) о его поверхность. С целью увеличения силы трения на поверхности деталей, прилегающих к образцу, рекомендуется делать насечку, а в зажимных захватах эти детали должны дополнительно прижиматься к образцу винтами. Усилие затяжки винтов предварительно подбирают в зависимости от размеров образца, вида и прочности бетона. Число винтов рекомендуется принимать равным числу цанг.

Число цанг 5 (см. рисунок К.3) в зажимном захвате для образца-цилиндра должно быть не менее четырех, что позволяет нивелировать возможные отклонения формы и размеров поперечного сечения образца от номинальных. Рекомендуется в этом типе захватов делать винтовое дно для предварительного закрепления образца и удобства освобождения остатков образца после испытания.

В самозажимном захвате для образцов-призм (см рисунок К.4) каток 6 должен свободно перемещаться по прижимной пластине 2, а неподвижная опора захвата 7 должна быть жестко закреплена на ней. При установке захвата на образце для предотвращения его разрушения в захвате подвижная опора захвата (каток) 6 должна располагаться на расстоянии не менее чем 0,1 от торца образца.

К.4 Для обеспечения соосности передачи усилия между захватами их следует соединять с опорными устройствами испытательной машины через шарнир Гука. Концевой элемент 2 шарнира Гука (см. рисунок К.5) входит в состав захвата, а концевой элемент 3 устанавливают в опорном устройстве испытательной машины.

Применение шаровых шарниров вместо шарниров Гука допускается только при гибкой конструкции сочленения захвата с испытательной машиной.

Приложение Л

(обязательное)

Методика экспериментального определения масштабных коэффициентов и переходных коэффициентов от прочности при одном виде напряженного состояния к прочности при другом виде напряженного состояния

Л.1 Экспериментальные масштабные коэффициенты устанавливают отдельно для каждого класса и вида бетона, для каждой испытательной машины и комплекта форм, используемых для изготовления образцов небазовых размера и формы.

Л.2 Для установления значений масштабных коэффициентов испытывают по восемь парных серий образцов базового и небазового размеров, если число образцов в каждой серии равно двум, и по шесть парных серий образцов, если число образцов в каждой серии равно трем или более.

Образцы небазового размера изготавливают в различных формах из находящегося в обращении комплекта, при этом все формы должны быть поверены.

Л.3 Образцы каждой парной серии базового и небазового размеров изготавливают из одной пробы бетонной смеси и выдерживают в одинаковых условиях. После окончания твердения все образцы испытывают в одном возрасте.

Средняя плотность бетона в каждой парной серии образцов базового и небазового размеров в момент испытания не должна отличаться более чем на 2%.

Л.4 Для каждой парной серии определяют значение масштабного коэффициента , по формуле

, (Л.1)

где и — средние значения прочности бетона в сериях базового и небазового размеров, вычисленные по результатам испытаний всех образцов серии.

По всем сериям вычисляют средний масштабный коэффициент , среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации , %, по формулам:

, (Л.2)

, (Л.3)

, (Л.4)

где — число пар серий образцов, равное 8 или 6.

Экспериментально установленный масштабный коэффициент может быть использован, если коэффициент вариации не превышает 15%.

Л.5 Полученные значения экспериментально установленных масштабных коэффициентов сравнивают со значениями, приведенными в таблице 4, и оценивают значимость их отличия от табличных по значению , вычисляемому по формуле

, (Л.5)

где — значения масштабных коэффициентов , , , по таблице 4 для образцов, имеющих форму и размеры, соответствующие испытуемым.

При 1,4 отличие признают существенным и принимают экспериментальное значение масштабного коэффициента.

При 1,4 отличие признают несущественным и принимают значение масштабного коэффициента по таблице 4.

Л.6 Значения экспериментально установленных масштабных коэффициентов устанавливает лаборатория предприятия или строительной организации и утверждает главный инженер этого предприятия или организации.

Л.7 Проверку экспериментально установленных значений масштабных коэффициентов следует проводить не реже одного раза в два года, а также при ремонте и замене испытательных машин и парка форм для изготовления образцов.

Л.8 При производственном контроле прочности по ГОСТ 18105 по настоящей методике определяют также коэффициенты перехода от прочности при одном виде напряженного состояния к другому, например, от прочности на сжатие к прочности на растяжение (осевое, при изгибе или при раскалывании).

Для тяжелых бетонов классов прочности на сжатие от В15 до В40 значения коэффициентов перехода допускается принимать по таблице Л.1.

Таблица Л.1 — Коэффициенты перехода


Вид напряженного состояния	Коэффициент перехода
	Сжатие	Растяжение осевое	Растяжение при изгибе	Растяжение при раскалывании
Сжатие	1,00	0,07	0,12	0,08
Растяжение осевое	14,28	1,00	1,82	1,20
Растяжение при изгибе	8,33	0,55	1,00	0,67
Растяжение при раскалывании	12,50	0,83	1,50	1,00

Электронный текст документа

подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:

официальное издание М.: Стандартинформ, 2013

Источник

Приложение Б
(справочное)

Метод испытания на осевое растяжение

Б.1 Общие положения

Настоящий метод устанавливает требования к испытанию на осевое растяжение АКП для определения следующих механических свойств:

— предел прочности;

— модуль упругости;

— относительное удлинение.

Метод устанавливает следующие требования к испытанию на осевое растяжение АКП:

— разрушение опытного образца должно происходить в пределах рабочего участка;

— за рабочий участок принята часть образца, которая находится между испытательными муфтами, предназначенными для зажима образцов захватами испытательной машины;

— влияние на процесс разрушения образца касательных и радиальных растягивающих напряжений, возникающих в переходной зоне от испытательной муфты к стержню, не учитывается.

Б.2 Образцы

Б.2.1 Образцы для испытаний отбирают методом случайного отбора от контролируемой партии АКП и обязательно сопровождают актом отбора образцов, в котором указывают:

— наименование предприятия-изготовителя;

— условное обозначение;

— тип волокна и связующего вещества;

— дату изготовления;

— номер партии;

— число и размеры образцов;

— показатели, для контроля которых отобраны образцы;

— подпись лица, ответственного за отбор.

При отборе и подготовке образцов для испытаний следует избегать деформирования и нагревания, воздействия ультрафиолетового света и других воздействий окружающей среды, которые могут привести к изменениям свойств материала.

Число образцов, отобранных для испытаний, должно соответствовать требованиям таблицы 7.

Б.2.3 Длина образца для испытания определяется длиной рабочего участка и длиной двух испытательных муфт.

Рекомендуемая конструкция и размеры испытательной муфты для проведения испытаний в соответствии с рисунком Б.1, таблицей Б.1.

Длину рабочего участка следует принимать не менее 40d стержня.

Б.2.5 Опытные образцы перед испытанием выдерживают в соответствии с требованиями ГОСТ 12423.

Таблица Б.1 — Размеры опытных образцов и испытательных муфт, мм

АКП Номинальный диаметр	Испытательная муфта
АКП Номинальный диаметр	Внешний диаметр	Минимальная длина	Толщина стенки
От 4 до 10	35	300	От 3 до 5
» 12 «16	42	350
» 18 » 22	48	450
» 22 » 30	60	500

Б.3 Аппаратура и материалы

Б.3.1 Испытательная машина по ГОСТ 28840 должна обеспечивать:

— нагрузку, превышающую прочность образца при испытаниях на контролируемый показатель;

— измерение нагрузки и расстояния между траверсами с погрешностью не более 0,5%;

— скорость перемещения активной траверсы в диапазоне от 5 до 100 мм/мин.

— для нагрузки 100 Н;

— для деформаций 0,01 мм;

— для перемещений 0,001 мм.

Б.4 Проведение испытаний

Б.4.1 Условия испытаний должны соответствовать подразделу 3.15 ГОСТ 15150.

Б.4.3 Экстензометр или линейные датчики перемещений следует устанавливать посредине рабочего участка на расстоянии от испытательных муфт не менее 8d стержня, при этом длина базы для измерения предельной деформации должно быть не менее 8d стержня.

Б.4.4 Предполагаемую максимальную нагрузку Р, Н, определяют по результатам пробного испытания опытного образца.

Б.4.6 Деформации следует регистрировать до уровня нагрузок, составляющих не менее 50% предела прочности при растяжении.

Если разрушение образца произойдет в испытательной муфте или образец выскальзывает из нее, то следует провести дополнительное испытание образца из той же партии.

Диаграмма «нагрузка — деформация» должна быть построена на основании измерений нагрузки и деформаций, регистрируемых экстензометром.

Б.5 Обработка результатов испытаний

Б.5.1 Предел прочности , МПа, определяют по формуле

, (Б.1)

где Р — разрушающая нагрузка, Н;

А — площадь поперечного сечения стержня , .

Б.5.2 Значение начального модуля упругости , МПа, рассчитывают как отношение приращений нагрузок при растяжении в интервале от 0,2P до 0,5Р и деформаций по формуле

, (Б.2)

где — нагрузка, составляющая ()% разрушающей нагрузки, Н;

— нагрузка, составляющая ()% разрушающей нагрузки, Н;

— деформация, соответствующая нагрузке ;

— деформация, соответствующая нагрузке .

Б.5.3 Относительное удлинение при разрушающей нагрузке , мм/мм, рассчитывают по формуле

. (Б.3)

Значения оцениваемой характеристики и величин определяют с точностью до 0,001.

Статистическую обработку результатов испытаний проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 8.207.

Б.6 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен включать в себя:

— сведения об образцах, приведенные в акте отбора образцов;

— наименование организации, проводившей испытание;

— дату проведения испытаний;

— сведения об условиях, при которых проведены испытания;

— геометрические характеристики каждого образца;

— значения измеряемых характеристик для каждого образца;

— значения определяемых характеристик каждого образца, полученные при обработке результатов испытания;

— средние значения определяемых характеристик и результаты статистической обработки полученных результатов;

— диаграмму «нагрузка — деформация» каждого образца;

— сведения о специалистах, проводивших испытания, и их подписи.

Источник