Методы контроля качества материалов по контрольным образцам.

Контроль физико-механических характеристик материалов изготовленных и эксплуатируемых конструкций производится стандартизованными лабораторными методами, основанными на испытаниях до разрушения заранее изготовленных специальных образцов или образцов, извлеченных из конструкции.

При изготовлении бетонных образцов сторона ребра куба или размер цилиндра назначаются в зависимости от крупности заполнителя. Извлечение образцов из железобетонных конструкций производится выпиливанием, выкалыванием или высверливанием.

Предел прочности бетона при сжатии определяется по формуле

 

где - масштабный коэффициент к прочности на сжатие эталонного образца, определяемый по табл. 4.1; - коэффициент, учитывающий влажность ячеистого бетона; для других видов бетона ; Р – разрушающая нагрузка; A – средняя рабочая площадь.

Масштабный коэффициент определяется в зависимости от размеров образцов с учетом крупности заполнителя.

При испытании выбуренных цилиндров в формулу вместо вводится коэффициент , определяемый в зависимости от отношения h/d:

 

h/d 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1

1,2 1,19 1,18 1,16 1,14 1,13 1,12 1,1 1,09 1,08 1,07

 

Табл. 4.1. Значения масштабного коэфициента

Размеры образцов, мм	Наибольшая крупность заполнителя, мм	Масштабный коэффициент α
куб, h×h×h	цилиндр, d×h
для кубов	для цилиндров
70×70×70 100×100×100 150×150×150 200×200×200 300×300×300	70×140 100×200 150×300 200×400 –		0,85 0,91 1,05 1,1	1,16 1,16 1,2 1,24 –

 

При определении призменной прочности бетона, предела прочности бетона при осевом растяжении, растяжении при изгибе и растяжении при раскалывании используют различные образцы: призмы, цилиндры, кубы и восьмерки.

Обработку результатов испытаний производят по формулам:

 

;

;

,

 

где - масштабные коэффициенты; - соответственно ширина, высота и длина образца.

Физико-механические характеристики металлов и сплавов определяются испытаниями на растяжение по ГОСТ 1497. Для этого используются цилиндрические и плоские образцы диаметром не менее 3 мм и толщиной 0,5 мм и более с расчетной длиной или , где - начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца.

Испытаниями на растяжение определяют следующие физико-механические характеристики: предел пропорциональности , условный предел упругости , физический и условный пределы текучести, временное сопротивление , истинное сопротивление разрыву , относительные удлинение и сужение после разрыва.

Указанные характеристики вычисляют по следующим формулам:

 

;

;

;

;

;

,

 

где и - наименьшие нагрузки, соответствующие пределам пропорциональности и текучести; и - нагрузки, соответствующие остаточным деформациям 0,05 и 0,2 %; и - наибольшая нагрузка перед разрушением и нагрузка в момент разрыва образца; и - соответственно начальная (до испытания) и конечная (после разрыва) площади поперечного сечения образца.

Относительное удлинение (в процентах)

 

,

 

где - длина образца после разрыва; - начальная длина образца.

Относительное сужение (в процентах)

 

100,

 

где - площадь поперечного сечения образца в месте разрыва.

В необходимых случаях производят испытания металлических образцов на сжатие, изгиб, перегиб и на ударную вязкость.

Стандартные методы определения прочностных характеристик материалов имеют существенные недостатки. Отбор любого образца из конструкции – трудоемкий процесс, связанный к тому же с ее ослаблением. Поэтому количество образцов всегда ограничено. Достоверность результатов, полученных по минимальной выборке, невысока. В полученных образцах не всегда удается сохранить ненарушенную структуру и влажность. Условия укладки, уплотнения и твердения бетона в образцах и конструкции существенно отличаются из-за различной площади поверхности, степени увлажнения и высыхания, прогрева и карбонизации.

Стандартными методами затруднительно достоверно установить прочность материала в ранее смонтированных конструкциях, влияние агрессивной среды, замораживания и оттаивания и действия других факторов, оказывающих существенное влияние на свойства материала.

Индустриальный характер изготовления строительных конструкций все чаще вступает в противоречие с устаревшими приемами выборочной проверки свойств материалов и конструкций разрушающими методами.