NO823509L - Proeveinnretning for bestemmelse av fastheten for betong - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for bestemmel-sen av fastheten for betong, hoyedsakelig for kyalitetsprøying av Betonggjenstander eller betongkonstruksjoner ved forhånds^-fremstilling på stedet. Innretningen har en belastningsenhet som belaster Betongen til ødeleggelse. Belastningsenheten belaster Betongen med strekkbelastning og har en innretning for måling av bruddlasten ved ødeleggelse av betongen. Kraftmåleorganet er anordnet på et støttestativ som på sin side er oppstilt på den betong som skal prøves.

"Ved Betong- og stålBetongBygg er det nødvendig å kunne Bestemme de tekniske parametre, hovedsakelig de mekan^-iske egenskaper for den stivnede Betong, uavhengig a<y>om på forhånd fremstilte konstruksjoner eller bygninger av steds-produsert betong anvendes. Allerede fra opprinnelsestiden for betongbygging er det vanlig å fremstille forskjellige prø-vestykker, f. eks. prøveterninger, sjeldnere spesielt tilfor-mede prøvestykker, belaste disse-t-i-1—brudd ^og derav slutte fastheten for betongen.

Disse prøvninger har imidlertid bare informatoriske resultater, av hvilke man ikke med full sikkerhet kan trekke slutninger til de virkelig mekaniske egenskaper for de inne-byggede konstruksjoner. Den første og viktigste grunn for dette er at bearbeidelsesbetingelsene for prøvestykkene av-viker vesentlig fra de for den virkelige konstruksjon. På

den annen side kan stivningen av prøvestykkene eventuelt også foregå under helt andre betingelser.

Erfaringene viser at prøvestykkene viser et betyde-lig gunstigere bilde" om fasthetsparameteren for betongen enn virkeligheten. Av denne grunn forsøker man allerede i årtier

å gjennomføre slike mekaniske prøyninger yed hyilke prøvene tas ut ay den virkelige betong og at det yurderes de derav oppnådde bruddresultater.

Ved sistnevnte metoder blir det fra bestemte steder i de ferdige konstruksjoner skåret ut prøvestykker, f. eks. prøveterninger, og disse blir belastet til brudd. Denne frem-gangsmåte kan imidlertid ofte ikke benyttes, på den ene side på grunn av. metodens grovhet, på den annen side av den grunn at de ferdige, konstruksjoner ofte ikke kan belastes på denne måte., henholdsvis overhodet ikke. må utsettes for innskjæring. Denne overlegning førte til at det i betongen, enda i rå tilstand, innleires forskjellig utformede dorinnretninger og at det ut fra den for utrivningen nødvendige kraft trekkes slutninger om de mekaniske egenskaper for betongen (US-PS 4103540)" .

De med denne metode oppnådde erfaringer var imidlertid ikke entydig gunstig, da bruddtverrsnittet ved uttrekking av doren bestandig var forskjellig, alt etter tilfellet. Således ble riktignok kraften målt meget omhyggelig, men like-vel oppnådde man ingen pålitelige resultater, da tverrsnittet aldri kunne bli bestemt helt nøyaktig.

Bedre enn fremgangsmåten med "doruttrekking" -holdes de metoder ved hvilke det ut fra poreinnholdet og sement-vann-faktoren trekkes slutninger til de mekaniske egenskaper (DD-PS 1.0204.3). På mer eller mindre lignende overveininger baserer seg de hurtigmetoder til fasthetsbestemmelsen som er kjent fra CA-PS 2607919, US-PS 3974679 og FR-PS 2323149. De har en felles ulempe at usikkerhet i utgangsdataene forårsaker usikkerhet i sluttoverveiningene fra prøvningsresultatene.

Ifølge DE-PS 1917242 og 1917730 samt US-PS 3176053 blir prøvestykket støpt sammen med den betongkonstruksjon som skal prøves. Her blir det fremstilt såkalte prøvekjerner, de blir etter stivningen av betongen hevet ut fra den tilstand hvor de er støpt sammen med den betong som skal prøves og deretter belastet ved hjelp av en prøvemaskin til brudd.

Som mest gunstig viser seg den utførelse av den sistnevnte metode ved hvilken det i betongelementet er innleiret dobbeltyeggede, teleskoplignende uttrekkbare hylser. Enda ved denne utviklede metode består det imidlertid usikkerhet med hensyn til bruddtverrsnittet, hvorved de oppnådde resultater vanskelig kan sammenlignes med hverandre.

Det er videre kjent metoder ved hvilke prøvestykket senere rives ut av den stiynede betong, og hvor det fra brudd-kraften trekkes slutninger til de mekaniske egenskaper (US-PS 3861201 og AT-PS' 320313}.. Fremgangsmåten tjener til bestemm else ay fasthetsparametrene for. betong og andre senere stivnen-de' masser, hvorved det i massen er innleiret prøyelegemer -med forsrkjellig form, og hyor det etter stivningen av massen fore-tas en utrivning av disse..

Denne metode har imidlertid den ulempe at det således- oppnådde resultat ikke direkte gir strekkfastheten, men bare den fiktive bruddfasthét, i hvilken en rekke andre para--metre, f. eks. trykkfastheten, bøyestrekkfastheten og til og med skjærfastheten for betongen spiller en rolle. Følgelig kan de forskjellige betongsorter kyalitatiyt vanskelig sammenlignes med hverandre.

Fra US-PS 3541845 er det videre kjent en prøvemetode som tjener til fasthetsbestemmelse ay støpte og senere stivnede masser. Påliteligheten for fremgangsmåten er mer ugunstig enn de foran nevnte, da herved de utrevne prøvelegemer samtidig belastes med hensyn til skjærkraft og bøyning. Belastningene kan under de forskjelligste stedlige betingelser forekomme med høye vilkårlighetsandeler og eventuelt kan disse spille en dominerende rolle.

US^-PS 3595072 beskriver en uttrykkelig for prøvning a<y>betong^- og stålbetongkonstruksjoner tjenende innretning, h<y>is ulempe består i at det ikke er noen tett og direkte sam-menheng mellom resultatene og den såkalte terningshastighet for betongen.

Med en kjent metode ifølge FR-PS 2313677 kan det utelukkende bestemmes bøyefastheten, hvorved de stedlige feil ved bearbeidelse og andre betingelser her også spiller en stor rolle og sprer måleresultatene i stor grad, slik at igjen sammenlignbarheten for de oppnådde resultater er tvilsomme.

Den oppgave som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse er over den innebygde konstruksjon direkte å gi en fasthetsinformasjon, hyoryed prøyningen er gjennomførbar kostnadsmessig gunstig, hurtig og på enkel måte, hyorved de således gjennomførte prøvninger skal gi en høy prøvningssikker-het. og pålitelighet med minimal spredning.

Grunntanken for foreliggende oppfinnelse er er-kjennelsen av at en direkte informasjon over det innebygde betongelement eller betongkonstruksjonen samtidig med et med terningfastheten for betongen entydig i korrelasjon stående måleresultat oppnås i det tilfelle hvor det med oppbyggingen av prøveinnretningen "påtvinges" at avrivningen ved hjelp av strekkraften bestandig foregår ved det samme sted i et bestemt tverrsnitt. Derved blir nemlig ikke bare den store spredning av de foran nevnte metoder eliminert, men det blir tilveie-bragt en enkel, lett betjenbar innretning for kvalitetskon-troll, som kan betjenes uten spesiell utdannelse.

Ifølge oppfinnelsen blir den stilte oppgave løst ved at det i den betong som skal prøves, fremdeles i dens rå tilstand, innleires et rivebeger, at det på rivebegeret *er festet et uttrekkshode for uttrekking av rivebegeret fra den allerede stivnede betong, at det mellom kraftmåleorganet, f .—eks.""dets tilsiutningssete og irttrekkshodet er innebygd et forbindelsesledd, som med en gjengebolt er festet til kraf tmåleorganet, f. eks-, ved dets tilkoblingssete. Videre-utviklinger av oppfinnelsen er omtalt i underkravene.

De ved hjelp av oppfinnelsen oppnådde fordeler er

i det vesentlige å se deri at, i motsetning til de tidligere kjente løsninger, det kan gjennomføres at det ved hjelp av ut-rivningsbegeret definerte betongstykke i betongen ved hjelp av trekkraft bestandig rives ut med- det samme og nøyaktig definerte tverrsnitt.

En videre fordel er at utbrytingsprøven bestandig

kan tas fra det konstruksjonselement som skal bygges inn eller allerede er innebygget, altså at bearbeidelses- og stivnings-betingelsene for prøven ubetinget er lik de for konstruksjons-elementet. Det utrevede stykke er lite, estetisk ikke for-styrrende, og det kan altså også beholdes uten ytterligere innstøping, men kan imidlertid ved synlig overflate lett fyl-les ut ved hjelp av reparaturmasse.

Utr.iying av stykket kan være forbundet med en hy-draulisk eller mekanisk kraftmåling, som er meget enkel og kan gjennomføres med en meget høy målenøyaktighet. Det kan også måles kraften -ved hjelp av et utyidelsesmålestempel, som ved behovstilfelle kan forbindes med en digetalanyisning. En ekstra fordel betyr dessuten at bruddtyerrsnittet sitter for-holdsvis dypt inne i betongen, hvorved -måleresultatet ikke påvirkes av overflatefeil, henholdsvis forandringer.

Innretningen ifølge oppfinnelsen betyr ikke bare

et teknisk fremskritt, men kan også. benyttes på økonomisk gunstig måte. Sammenligningsdata viser at prøvningskostnadene her omtrent er 1/8 av de ved de inntil nu kjente metoder, som i det vesentlige til i dag var basert på fremstillingen av prøveterninger og ødeleggelse av disse, og - som man ser - ut fra flere synspunkter ikke gir noen tilstrekkelige resultater.

Oppfinnelsen blir nærmere forklart ved hjelp av tegningen, som viser en ren utførelse. Den viser: fig. 1 lengdesnitt av prøveinnretningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 lengdesnitt av en annen-utførelse,

fig. 3 lengdesnitt av en tredje utførelse,

fig. 4 en mulig utførelse for støtteelementet i steden for støttestati<y>et,

fig. 5 rivebegeret i snitt,

fig. 6 detaljen A på fig. 5 i snitt.

På fig. 1 er det vist et lengdesnitt av et rivebeger 6 i det indre av betongen 7, hvis kjeglestumpformede mantel 6a har et, fra den øvre flate 7a på betongen 7 mot det indre avsmalnende tverrsnitt. Mantelen 6a (fordelaktig støpt av ett stykke) )" er tilsluttet til en krave 6b, som ved hjelp av en med en .lengdeakse 6c på rivebegeret 6 fordelaktig parallelt anordnet skrue 8 er stiyt, men løsbart forbundet med et uttrekkshode 5.

Uttrekkshodet 5 består<y>ed denne utførelse ifølge fig. 1 ay en skive 5a og en (fordelaktig med skiven i ett stykke støpt)! skaftdel 5b. Skiven 5a og kraven 6b har inn-byrdes- sammenfallende boringer, i hvilke skruene 8 kan innset-tes. Mellom uttrekkshodet 5 og et i og for seg kjent kraftmåleorgan 1 er det anordnet et forbindelseselement 4 med til- slutni.ngs:ledd 2, som tjener til kraftoverføring mellom kraftmåleorganet 1 og -uttrekkshodet 5.

'Forbindelseselementet 4 kan -være forbundet løsbart med uttrekkshodet 5, f. eks. oyer gjenger eller ba jonettluk--ninger. Tilslutningsleddet 2 blir fordelaktig utformet dreibart i forhold til forbindelseselementet 4, og for opptak av dette blir kraftmåleorganet 1 fordelaktig utstyrt -med et til-slutningssete la.

For avstøtting av kraftmåleorganet 1 og for stabi-lisering av betongkonstruksjonen tjener et støttestativ 3. Ved utførelsen ifølge fig. 1 består støttestativet 3 av en på overflaten 7a til betongen 7 påsittende fotring 3a og en støtteskive 3b samt føttene 3c som skal forbindes, som mulig-gjør påsetting av kraftmåleorganet 1. Et betongstykke (prøve) i det indre av rivebegeret 6 blir betegnet med henvisnings-tallet 7b. — Føttene 3c kan utløses—ved—hjelp av et sammenheng-ende "skjørt" i en kjeglestumpform eller prismestumpform. I hvert tilfelle er det naturlig nødvendig at støtteskiven 3b har en sentral åpning 3d, gjennom hvilken forbindelseselementet 4 kan stikkes.

På fig. 2 er det vist et annet utførelseseksempel for uttrekkingshodet 5, hvis skive 5a har et sete 5d med en konkav kulestumpform. Den nedre del 5c med en konveks kulestumpform på skaftet 5b til uttrekkshodet 5 blir opptatt i setet 5d på kuleleddmåte, hvorved en relativt liten bevegelse, vinkeldreining mellom skiven 5a og skaftet 5b er muliggjort.

På basis av denne utførelse skjer utrivningen av betongstykket 7b bestandig rent med trekkraft. Derved blir rivebegeret 6 ikke innspent på tvers og får aldri eksentriske belastninger som kan forfalske måleresultatet.

På fig. 3 er det vist en ytterligere utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen, hvor trekkraften fra kraftmåleorganet 1 overføres over gjenger til uttrekkshodet 5. Uttrekkshodet 5 har en gjengeboring 5a, og hertil griper en gjengebolt lb på kraftmåleorganet 1.

På flg. 4 Mir støtteelementet ifølge fig. 3 vist i større .målestokk, hvilket element er utformet som en støtte— ring. Støtteringen 3. er utstyrt med en sentral åpning 3d. Støtteringen 3a er her også utstyrt med en kant 3f som tjener til påsetting av kraftmåleorganet 1.

Under prøvningen Mir rivebegeret 6 innsatt i den betongkonstruksjon som skal prøves eller det element som skal prøves ved det utvalgte sted, fremdeles i rå ustivnet tilstand for betongen. Det er derved hensiktsmessig på kraven 6b å påsette en dekkplate 10 (ifølge fig. 5). for at den rå betong ikke skal trenge inn i gjengeboringene til kraven 6b.

Ekstra oppgave for dekkplaten 10 består deri at det med dennes hjelp er meget lettere å innstille det øvre plan for kraven 6b i rivebegeret 6 parallelt med overflaten la til betongen 7. Det er videre fordelaktig hvis den ytre side av mantelen 6a på rivebegeret 6 på i og for seg kjent måte over-trekkes med et f estekraf tf rig jørihgsm~id~deT,~~ f . eks. smørefett eller olje, for at en festing av betongen forhindres. Dette kunne nemlig fordelaktig påvirke måleresultatet.

Etter stivningen av betongen ved et forut fastlagt tidspunkt blir dekkplaten 10 fjernet fra rivebegeret 6 og • uttrekkshodet 5 påsatt. Ved innsetting av skruen 8 og ved tiltrekning blir det tiiveiehragt en kraftfast forbindelse mellom uttrekkshodet 5 og rivebegeret 6. Deretter blir kraftmåleorganet 1 tilsluttet over forbindelseselementet 4 og tilslutningsleddet 2. Ved betjening av kraftmåleorganet 1 blir trekkraften langsomt og trinnvis øket så lenge til betongstykket 7b rives ut av betongen 7.

Ifølge en yar.iant a<y>riyebegeret 6 på fig. 6 kan det ved sin dypeste kant 6d være utstyrt med en indre sylindrisk mantelflate 6e, hyis akse er koaksial med aksen til rivebegeret 6. Derved blir det oppnådd at betongs.tykket 7b. med sikkerhet riyes ay langs kanten- 6d. I enkelte tilfeller kan betingelsene for utriving forbedres ved at det innenfor mantelflaten 6e er anbragt en elastisk ring 9, f. eks. av plast eller stål.

EEfaringsmessig betyr k<y>otienten ay kraft og mo-ment for ufcrivni.ng og riyetyerrsnittet en entydig karakterist-isk fasthetsverdi for betongen. Dette er hovedsakelig.oppnådd ved at det kjeglestumpformede betongstykke 7b bestandig rives ut langs en sirkelsylindermantel med en til trekkraften parallell akse og loddrett på lengdeaksen.

Målenøyaktigheten for prøveinnretningen ifølge oppfinnelsen oppfyller selv de mest krevende fremstillingsbeting-elser. Den er i stand til å erstatte den vanlige terning.<-:>■.'bruddmetode. Den muliggjør at det ved flere punkter i konstruksjonen kan gjennomføres målinger, hvorved sikkerheten for kvalitetskontrollen øker, og ved denne økning av sikkerheten i kvalitetskontrollen, kan det fremstilles sementbesparende konstruksjoner. Rivebegeret 6 kan bli stående i betongen 7

i vilkårlig tid, da den hensiktsmessig fremstilles av rust-fritt stål. Således kan det i konstruksjonen til senere tids-punkter—også gjennomføres målinger-, --hvorved eldingsegenskapene for betongen kan forfølges.

Claims (10)

1. Prøveinnretning for bestemmelse ay fastheten for betong, særlig for gjennomføring ay kvalitetsp.rø <y> ninger av betongkonstruksjoner eller konstruksjonselementer, hvorved innretningen har en Belastningsinnretning som belaster betongen til brudd, som belaster en del av betongen med hensyn til trekkraft og har et.kraftmåleorgan for bestemmelse av den be-lastning som forårsaker bruddet, og hvor videre kraftmåleorganet er montert på et stativ som står på den betong som skal prøyes, karakterisert ved at den har et rivebeger (6) <.> som er innsettbart i den betong (71 som skal prøves enda i betongens råe tilstand, hvilket beger er forbundet kraftoverfø rende med et uttrekkshode (51 for uttrekking av riyebegeret (6). fra den allerde stivnede betong (7)1, hvorved det mellom kraftmåleorganet (1) og uttrekkshodet (5) er innebygget et forbindelseselement (4,~~ ib~l -

2- Prøveinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at rivebegeret (6} har et fra overflaten (7a) på den betong (7) som skal prøves mot det indre avsmalnende tverrsnitt, fortrinnsvis en kjeglestumpformet mantel (6a), som i nærheten av betongoverflaten (7al er utstyrt med en krave (6b) for tilslutning til uttrekkshodet (5).

<3.> Prøveinnretning ifølge krav 2, karakterisert ved at lengdeaksen (6c). til mantelen (6a) for ri- <y> ebegeret (61 er omtrent loddrett til overflaten (7a) for den betong (7)1 som skal prøves.

4. Prøveinnretning ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at kraven (6b) til ringbegeret (6) er • forbundet med uttrekkshodet (5).. yed hjelp a <y> løsbare forbind-elseselementer, fortrinnsvis skruer (8).

5. Prøveinnretning ifølge ett ay krayene 2-4, karakterisert ved at den i betongen (71 dypest inn-ragende kant (6d) på rivebegeret (6). har en sylindrisk -mantel" i flate. (6e)l, hvis akse er parallell med lengdeaksen (6c) til mantelen (6åL og at videre mantelflaten (6el er utstyrt med en elastisk ring (91.

6. Prøyeinnreining ifølge ett ay krayene 1 - 5, karakterisert y e d at uttrekkshodet (5L består av en skive (5a)l som er tilsluttet til kraven (6b). på rivebegeret (61, samt et -med skiven (5a)li forbundet skaft (5bl.

7. Prøveinnretning ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at uttrekkshodet (51 har en til kraven (6b). på rivebegeret (61 tilsluttet skive (5al, samt et til skiven (5aJ relativt dreibart festet skaft (5b).

8. Prøveinnretning ifølge krav 7, karakterisert ved at skaftet (5bl til uttrekkshodet (5) ender i en konveks kulestump (5c) , samt at skiven (5a)' har et konkavt kjeglestumpf ormet sete (5dl. for den konvekse kjeglestump (5cl .

9. Prøveinnretning ifølge ett av kravene 1-8, karakterisert ved at stø ttestativet (3) består av en på overflaten (7a) til den betong (71 som skal prøves påligg-ende fotring (3a), en for påsetting av kraftmåleorganet (11 tjenende^st"øtteskive (3bl/, samt~meTlomstykker mellom fotringen (3a) og stø tteskiven (3bl, f. eks. føtter (3c).

10. Prøveinnretning ifølge ett av kra <y> ene 1 - 8, karakterisert ved at stø ttestativet (3)_ er utformet som en støttering, som er utstyrt med en kant (3f)_ for påsetting av kraf tmåleorganet (1) samt enj.sentral åpning (3d).