ВСН 185-75, страница 6

Требуемую массу образца определяют по формуле:

(2)

где V — объем образца, см³;

g_ск — объемная масса скелета смеси, г/см³;

W₀ — оптимальная влажность смеси, %.

Время выдерживания формы со смесью под нагрузкой составляет 3 мин. Затем нагрузку снимают и образец выдавливают из формы под прессом или вручную. При выдавливании образца для удобства используют специальную подставку.

Образцы разрешается изготавливать также трамбованием на приборе стандартного уплотнения при строгом соблюдении оптимальной влажности и максимальной плотности для смеси выбранного состава. Число ударов гири при уплотнении смеси дают такое же, как при уплотнении грунтов.

В стационарных условиях образцы трамбуют на лабораторном копре с механическим приводом. Для этого смесь грунта с вяжущим помещают в разъемный цилиндр прибора стандартного уплотнения, и в собранном виде (за исключением гири и направляющего стержня) закрепляют на столике копра. Смесь уплотняют ударами гири, падающей с высоты 30 см.

5.11. Образцы-балочки изготовляют прессованием в стальных формах с двусторонними вкладышами (см. приложение 1 п. 6 ВСН 164-69).

При уплотнении смеси должно быть обеспечено двустороннее приложение нагрузки за счет свободного перемещения вкладышей навстречу друг другу. Размеры образцов-балочек для разных грунтов указаны в табл. 9.

Таблица 9

Максимальная крупность частиц при изготовлении образцов-балочек из обломочных грунтов должна быть не более 25 мм. Допускается замена более крупных фракций (25—50 мм) равным количеством фракций от 10 до 25 мм.

Стенки формы и вкладыши перед укладыванием смеси смазывают керосином или машинным маслом. Вкладыш должен выступать из формы на 1—1,5 см для обеспечения двустороннего уплотнения. Смесь разравнивают, частично уплотняют шпателем, после чего укладывают верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на нижнюю плиту пресса, подводят верхнюю плиту пресса до соприкосновения с вкладышем и включают электромотор масляного насоса пресса. При этом ориентировочная нагрузка также составляет 100—150 кгс/см², а время выдерживания под нагрузкой — 3 мин.

Требуемую массу образца вычисляют по формуле (2).

После уплотнения форму с образцом устанавливают на специальную подставку и образец под прессом выдавливают из формы.

5.12. Хранение образцов. Образцы, изготовленные из различных смесей, хранят во влажных условиях. Образцы помещают в ванну с водяным затвором либо в эксикаторы над водой, или во влажный песок. Рекомендуется предварительно образцы завернуть в кальку и смазать тонким слоем парафина.

Образцы из грунтов, укрепленных золой уноса или золошлаковой смесью (применяемыми без или в сочетании с цементом или известью), предназначенные для определения пределов прочности при сжатии, на растяжение при изгибе, при расколе, коэффициента морозостойкости, хранят 90 суток.

Для получения ориентировочных значений показателя прочности при сжатии образцы хранят 28 суток (показатели прочности при сжатии после 28 суток твердения должны составлять не менее 50 % от значений, указанных в табл. 1).

Водонасыщение образцов для определения прочности

5.13. Полное водонасыщение. Образцы высотой и диаметром, равным 5 см, насыщают в спокойной воде в течение двух суток, а образцы больших размеров — в течение трех суток, причем в обоих случаях в первые сутки образцы погружают в воду на ¹/₃ высоты, а в последующие — полностью заливают водой. Для предотвращения высыхания образцов, погруженных в воду на ¹/₃ высоты, насыщение производят в ванне с водяным затвором.

Рис. 1. Приспособление для капиллярного водонасыщения образцов:

1 — сосуд; 2 — образцы; 3— капиллярно увлажненный песок;

4 — водонасыщенный песок; 5 — фильтровальная

бумага; 6 — металлическая сетка; 7— подставка

5.14. Капиллярное водонасыщение образцов производят через слой влажного песка. В металлический или стеклянный сосуд с уровнемером наливают слой воды до уровня, указанного на рис. 1. С помощью уровнемера поддерживают постоянный уровень воды в сосуде.

В сосуд на металлической подставке укладывают металлическую сетку или емкость с сетчатым дном, которое закрывают фильтровальной бумагой. На фильтровальную бумагу насыпают слой мелкого одноразмерного песка толщиной 15 см и через сутки после его насыщения ставят образцы. Образцы капиллярно насыщают в течение трех суток. Для предотвращения высыхания сосуд с образцами помещают в ванну с гидравлическим затвором.

Определение предела прочности при сжатии

5.15. Предел прочности при сжатии в зависимости от размера образца и его прочности определяют на прессах гидравлических (или другого типа) мощностью 0,5—5—10—20 т. Точность показаний силоизмерительного устройства пресса должна составлять ±2 %. Рабочая скорость свободного хода поршня должна быть равна 3 мм/мин. Скорость проверяют перед испытаниями и в процессе длительных испытаний (более 1 ч) с помощью индикатора часового типа. Указанная выше скорость соответствует 300 делениям индикатора с ценой деления 0,01 мм за 1 мин.

5.16. Предел прочности при сжатии определяют на цилиндрических образцах. Образцы перед испытанием подвергают полному или капиллярному водонасыщению (пп. 5.13—5.14).

Образец устанавливают в центре нижней плиты пресса, затем поднимают нижнюю плиту или опускают верхнюю плиту так, чтобы зазор между образцом и верхней плитой составлял 2—3 мм. Устанавливают скорость подъема нижней плиты пресса 3 мм/мин. После этого включают основной электромотор пресса и нагружают образец.

Для повышения точности испытания рекомендуется использовать шарнирное устройство (рис. 2), которое устанавливают на образец для равномерного распределения напряжений при небольших перекосах, возникающих из-за непараллельности оснований образца.

Рис. 2. Шарнирное устройство:

1 — шарик стальной d = 6—8 мм; 2— металлические пластинки;

3 — образец укрепленного грунта; 4— прокладка

из плотной бумаги

5.17. Предел прочности при сжатии вычисляют по формуле:

(3)

где Р — разрушающая нагрузка, кгс;

F — первоначальная площадь основания образца, см².

Предел прочности при сжатии вычисляют с точностью до 0,5 кгс/см², как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов. Расхождение между результатами испытаний отдельных образцов не должно превышать 15 %.

5.18. Предел прочности при сжатии допускается определять на половинках балочек, остающихся после определения прочности на растяжение при изгибе. Половинку каждой балочки помещают между двумя стальными пластинками размером 40´62,5 мм. Пластинки укладывают на боковые грани, прилегавшие во время изготовления образца к продольным стенкам формы. Образец вместе с пластинками ставят на нижнюю плиту пресса и подвергают испытанию (пп. 5.15—5.17).

Определение предела прочности на растяжение при изгибе

5.19. Предел прочности на растяжение при изгибе определяют на образцах-балочках. В зависимости от прочности и размера образцов испытания проводят на прессах гидравлических (или другого типа) мощностью 0,5—5—10 т. Точность показаний силоизмерительного устройства пресса должна составлять ±2 %. Прессы для испытания образцов-балочек на изгиб должны быть оборудованы дополнительными приспособлениями: специальными столами, мостами или траверсами, несущими на себе цилиндрические опоры для балочек, при этом одна из опор должна быть подвижной. Радиус закругления опорных поверхностей должен быть в пределах 10—15 мм.

Перед испытанием образцы полностью насыщают водой (п. 5.13). После извлечения из воды образцы вытирают мягкой тканью.

Испытуемый образец помещают на две опоры, расстояние между которыми равно 140 мм — для балочек размером 40´40´160 мм и 300 мм — для балочек размером 100´100´400 мм. Образец на опоры кладут той гранью, которая при уплотнении была вертикальной. Поверхность балочки должна плотно прилегать к опорам по всей ширине. Образец нагружают по середине пролета по всей ширине через подкладку под верхнюю плиту пресса.

После установки образца опускают верхнюю плиту пресса так, чтобы зазор между образцом и подкладкой под верхнюю плиту пресса составлял 4—6 мм. После этого рычаг переключения скоростей пресса устанавливают на скорость подъема нижней плиты 3 мм/мин. Перед испытаниями и после длительных испытаний (более 1 ч) проверяют скорости с помощью индикатора часового типа. Включают основной электромотор пресса и нагружают образец.

5.20. Величину предела прочности на растяжение при изгибе вычисляют по формуле:

(4)

где Р — разрушающая нагрузка, кгс;

l — расстояние между опорами, см;

b — ширина балочки, см;

h — высота балочки, см.

Предел прочности на растяжение при изгибе вычисляют с точностью до 0,5 кгс/см², как. среднее арифметическое результатов испытания трех образцов. Расхождение между результатами отдельных испытаний не должно превышать 15 % .

Определение предела прочности на растяжение при расколе

5.21. Ориентировочные значения предела прочности на растяжение при изгибе можно получить по результатам испытания цилиндрических образцов на осевое растяжение (раскол).

Предел прочности на растяжение при расколе определяется на образцах-цилиндрах диаметром и высотой 5 см — при содержании частиц размером не более 5 мм; диаметром и высотой 10 см — при содержании частиц размером не более 25 мм.

5.22. Предел прочности на растяжение при расколе определяют на образцах в водонасыщенном состоянии после твердения их в течение 28 суток во влажных условиях (п. 5.13).

Образцы испытывают на гидравлических и других прессах. Точность показаний силоизмерительного устройства пресса и рабочая скорость при испытаниях должна соответствовать п. 5.15. Верхняя плита пресса должна быть установлена на сферическом шарнире, расположенном в центре плиты, и должна иметь возможность свободно поворачиваться в любом направлении. Размеры плит должны быть не менее размера образца.

5.23. Образец устанавливают на прессе так, чтобы плиты пресса прилегали к двум взаимно противоположным образующим (см. приложение 1, п. 7 ВСН 164-69). Направление сжимающей силы должно совпадать с диаметральной плоскостью образца, а ось образца должна проходить через центр шарнира плиты пресса. Для удобства и большей точности испытания рекомендуется изготовить специальное приспособление (шаблон).

Для равномерного распределения нагрузки между плитами пресса и испытуемым образцом помещают прокладки из обычной трехслойной фанеры или пластика. Длина прокладок должна быть не менее длины образца, а ширина прокладок должна составлять 0,2 диаметра образца.

Образец устанавливают на шаблоне и помещают на нижнюю плиту пресса.

Подводят верхнюю плиту пресса так, чтобы зазор между верхней плитой шаблона и верхней плитой пресса составлял 4—6 мм.

Устанавливают рычаг переключения скоростей пресса на скорость подъема нижней плиты пресса 3 мм/мин и включают основной электромотор испытательной машины.

5.24. Предел прочности на растяжение при расколе вычисляют по формуле

(5)