Определение прочности бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра ПАТСМ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по курсу: «Метрология, стандартизация, сертификация и аккредитация»

Выполнила: ст.гр. ПСК-351

Колесник Е.В.

Проверил: Гара А.А.

Одесса - 2010г.

Обработка результатов прочности бетона по отскоку

бетон прочность измерение погрешность

При проведении опытов железобетонных балок получены разные по величине измерения отскока склерометра

x1=8,6; x2=8,1; x3=8,4; x4=8,3; x5=8,0; x6=8,1; x7=8,4; x8=8,8; x9=8,1; x10=9,6; x11=8,3; x12=8,0; x13=8,4; x14=8,0; x15=8,2;

Прежде всего нужно определить, является величина x10=9,6 мм ошибочной и надо или нет учитывать ее при вычислениях xср для использования в формуле:

x10 - xср

S

Для этого рассчитываю xср, среднее квадратичное отклонение S, точность е и надежность измерений б.

Обработку полученных измерений записываю в виде таблицы:

Таблица 1

Номер измерения	Величина xi , мм	Отклонение величины xi от среднего (xi - xср), мм	Квадрат отклонения (xi- xср)2, мм2
1	8,6	+0,34	0,1156
2	8,1	-0,16	0,0256
3	8,4	+0,14	0,0196
4	8,3	+0,04	0,0016
5	8,0	-0,26	0,0676
6	8,1	-0,16	0,0256
7	8,4	+0,14	0,0196
8	8,8	+0,54	0,2916
9	8,1	-0,16	0,0256
10	8,3	+0,04	0,0016
11	8,0	-0,26	0,0676
12	8,4	+0,14	0,0196
13	8,0	-0,26	0,0676
14	8,2	-0,06	0,0036

? x_i=115,7;

? (x_i - x_ср)²=0,7524

x_ср = 8,26

Рассчитываю среднее квадратичное отклонение по формуле:

? (x_i - x_ср)² 0,7524

S=±v = ±v =± 0,24

n - 1 13

Беру вероятность в = 0,05 (таблица 2)

¦x₁₀ - x_ср¦ 9,6 - 8,26

= = 5,6 > t_в= 2,236

S 0,24

Отсюда следует что величина x₁₀ при расчетах не учитывается

Таблица 2

Числа измерений	Величина tв при вероятности в
	0,05	0,02	0,01	0,001
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	15,561 4,960 3,558 3,041 2,777 2,616 2,508 2,431 2,372 2,327 2,291 2,261 2,236 2,215	38,973 8,042 5,077 4,105 3,635 3,360 3,180 3,053 2,959 2,887 2,829 2,781 2,743 2,710	77,964 11,460 6,530 5,043 4,355 3,963 3,711 3,536 3,409 3,310 3,233 3,170 3,118 3,075	779,695 36,486 14,468 9,432 7,409 6,370 5,733 5,314 5,014 4,691 4,618 4,481 4,369 4,276

Дальше рассчитываю среднюю квадратичную ошибку по формуле:

? (x_i - x_ср)² 0,7524

S_x = ± v = ± v = ± 0,004

n(n-1) 182

Рассчитываю точность измерений е при надежности б = 0,99 (таблица 3)

е = tб · Sx = 3,012 · 0,004 = ± 0,01

что составляет 0,12% от среднего арифметического значения величины отскока.

Величина tб = 3,012 взята из таблицы 3 при (n - 1) = 13 для б = 0,99

Таблица 3

n - 1	Значения tб при надежности б
	0,95	0,98	0,99	0,999
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	12,706 4,303 3,182 2,776 2,571 2,447 2,365 2,306 2,262 2,228 2,201 2,179 2,160 2,145 2,131	31,821 6,965 4,541 3,747 3,365 3,143 2,998 2,896 2,821 2,764 2,718 2,681 2,650 2,624 2,602	63,657 9,925 5,841 4,604 4,032 3,707 3,499 3,355 3,250 3,169 3,106 3,055 3,012 2,977 2,947	636,619 31,598 12,941 8,610 6,859 5,959 5,405 5,041 4,781 4,687 4,487 4,311 4,221 4,140 4,073

На основании полученных данных можно утверждать, что с вероятностью 0,99 средняя величина отскока заключается в границах:

xср - е = 8,26 - 0,01 = 8,25 мм

xср + е = 8,26 + 0,01 = 8,27 мм

Среднюю величину отскока принимаю ровной xср = 8,26 мм. Учитывая эту величину, пользуясь тарировочным графиком зависимости отскока скелометра от прочности бетона при давлении, определяю:

Rст = 17,90 МПа

Анализируя полученные данные, можно утверждать, что количество испытаний достаточно для получения средней арифметической величины, а результаты находятся в рамках отклонений, что допускается.

Рассмотренным методом статистической обработки можно определить достоверность частичных значений прочности бетона при давлении Rст. Для этого показатели приборов и соответственно ним частичные значения прочности записываем в таблицу 4.

Таблица 4

Номер измерения	Величина Отскока h, мм	R, МПа	R - Rср	(R - Rср)2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	8,6 8,1 8,4 8,3 8,0 8,1 8,4 8,8 8,1 8,3 8,0 8,4 8,0 8,2 hср = 8,26	18,8 17,6 18,4 18,0 17,3 17,6 18,4 19,4 17,6 18,0 17,3 18,4 17,3 17,8 Rср = 18,0	+0,8 -0,4 +0,4 +0,0 -0,7 -0,4 +0,4 +1,4 -0,4 +0,0 -0,7 +0,4 -0,7 -0,2 ?R - Rср	0,64 0,16 0,16 0 0,49 0,16 0,16 1,96 0,16 0 0,49 0,16 0,49 0,04 ?(R - Rср)2 = 5,07

Рассчитываю среднее квадратичное отклонение S по формуле:

?(R_i - R_ср)² 5,07

S = ± v = ± v = 0,62 МПа

n - 1 13

Определяю среднюю квадратичную ошибку:

? (R_i - R_ср)² 5,07

S_x = ± v = ± v = 0,17 МПа

n(n - 1) 182

Точность полученных данных при надежности б = 0,99 равна:

е = tб · sx = 5,07 · 0,17 = 0,86 МПа

что составляет:

е 0,86

· 100 = · 100 = 4,8%

R_ср 18,0

от среднего арифметического значения Rср

Следовательно, величина прочности бетона с вероятностью 0,99 находится в пределах:

Rср - е = 18,0 - 0,86 = 17,14 МПа

Rср + е = 18,0 + 0,86 = 18,86 МПа

Принимаем Rср = 18,0 Мпа

Что такое измерение. Классификация измерений. Виды погрешностей при измерении

Измерение (ДСТУ 2681-94) - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Чтобы иметь представление о физической величине с количественной точки зрения, необходимо выразить её числом, т.е. измерить.

Физическая величина - это свойство, общее в качественном отношении множеству объектов и индивидуальное в количественном отношении у каждого из них.

Единство измерений -это такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах. Это необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время.

Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Определить истинное значение величин, то есть такое значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношении соответствующее свойство объекта, не представляется возможным. На практике определяется действительное значение величины - значение, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Результат измерения - оценка измеряемой величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц полученная путем измерения.

Классификация измерений

По способу получения числового значения искомой величины (иначе, по характеру уравнения измерения) измерения делят на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Такая классификация важна с точки зрения обработки экспериментальных данных и расчета погрешностей.

При прямом измерении искомое значение измеряемой величины находят непосредственно их опытных данных, то есть прямо по шкале прибора (иногда показания прибора умножают на некоторый коэффициент, вводят соответствующие поправки и так далее).

Например, измерение температуры стеклянным термометром, длины - метром, точки - амперметром и так далее.

При этом простота и сложность процесса измерений во внимание не принимаются. Существенным признаком прямых измерений является то, что результат выражается в тех же единицах, что и измеряемая величина.

При косвенных измерениях искомое значение измеряемой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, которые находят в результате прямых, а иногда и косвенных, совместных или совокупных измерений.

Например, нахождение плотности твердого тела как отношения массы тела к его объему, причем, масса и объем измеряются непосредственно нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения: измерение расхода жидкости по перепаду давления в сужающем устройстве.

Таким образом, косвенное измерение всегда связано с расчетом (однако измерение поправки не превращает прямое измерение в косвенное).

Прибегать к косвенным измерениям приходится тогда, когда искомую величину невозможно или сложно измерить непосредственно путем прямого измерения.

При проведении измерений неизбежно возникают погрешности, состоящие из погрешности инструментальной и погрешности метода измерений, которые могут иметь систематические и случайные составляющие. Кроме того, в процессе измерения могут быть допущены промахи или грубые погрешности.

Виды погрешности измерений

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

№ измерения

а - систематическая;

б - случайная

Систематическими называют погрешности, которые в процессе последовательных измерений остаются постоянными или изменяются по определенному закону (а). Систематические погрешности могут быть изучены, а результат уточнен путем введения поправок к показаниям измерительного устройства или применения других способов измерения, исключающих влияние систематических погрешностей. (Например - определение марки цемента - пластинки из нержавеющей стали с рабочей поверхностью 40 х 62,5 мм отшлифованы и закалены до твердости HRC 55-60 с последующим хромированием.)

Случайными называют такие погрешности, которые при повторных измерениях одной и той же величины принимают различные значения. Эти значения взаимно независимы и могут быть положительными или отрицательными по знаку (б).

В отличие от систематических случайные погрешности нельзя исключить из результатов измерений. Равным образом невозможно установить размер случайной погрешности, если произведено только одно измерение. Случайные погрешности изучают по результатам некоторого числа повторных измерений с использованием математической статистики и теории вероятности. Это дает возможность найти значение измеряемой величины, более близкое к истинному, чем результат одного измерения.

Промахи (грубые погрешности) - это такие погрешности, которые значительно превышают объективно допустимые систематические или случайные погрешности. Промахи обычно возникают в результате ошибок наблюдателя, а также вследствие неисправности приборов или резкого изменения условий измерения. (например - если перепутать диапазон нагрузок пресса).

Опишите, как определить прочность тяжелого бетона

Определение прочности бетона состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.

ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ ОБРАЗЦОВ И УСЛОВИЯ ИХ ПРОВЕДЕНИЯ

В помещении для испытания образцов следует поддерживать температуру воздуха в пределах (20±5) °С и относительную влажность воздуха не менее 55 %. В этих условиях образцы должны быть выдержаны до испытания в распалубленном виде в течение не менее 24 ч, если они твердели в воде, и в течение не менее 4 ч, если они твердели в воздушно-влажностных условиях или в условиях тепловой обработки.

Образцы, предназначенные для испытаний для определения передаточной или распалубочной прочности бетона на сжатие в горячем состоянии, а также образцы, предназначенные для определения прочности на растяжение после водного твердения, следует испытывать без предварительной выдержки.

Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру, устанавливая наличие дефектов в виде околов ребер, раковин и инородных включений. Образцы, имеющие трещины, околы ребер глубиной более 10 мм, раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм (кроме бетона крупнопористой структуры), а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси, испытанию не подлежат. Наплывы бетона на ребрах опорных граней образце» должны быть удалены напильником или абразивным камнем. Результаты осмотра записывают в журнал испытаний, форма которого приведена в приложении 4. В случае необходимости фиксируют схему расположения дефектов.

На образцах выбирают и отмечают грани, к которым должны быть приложены усилия в процессе нагружения.

Опорные грани отформованных образцов-кубов, предназначенных для испытания на сжатие, выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы.

Опорные грани образцов-кубов и призм, предназначенных для испытания на растяжение при раскалывании, должны быть выбраны так, чтобы оси колющих прокладок, передающих усилие, были перпендикулярны к слоям укладки бетонной смеси.

Плоскость изгиба образцов-призм при испытании на растяжение при изгибе должна быть параллельна слоям укладки.

Линейные размеры образцов измеряют с погрешностью не более 1 %. Результаты измерений линейных размеров образцов записывают в журнал испытаний.

Примечание. При использовании для изготовления образцов бетона поверенных форм, линейные размеры которых соответствуют требованиям ГОСТ 22685, допускается не измерять линейные размеры образцов, а принимать их равными номинальным по табл. 1 настоящего стандарта.

Отклонения от прямолинейности образующей образцов-цилиндров определяют с помощью поверочных плиты или линейки и щупов путем установления наибольшего зазора между боковой поверхностью образца и поверхностью плиты.

Отклонения от перпендикулярности смежных граней образцов-кубов и призм, а также опорных и боковых поверхностей цилиндров определяют по методике приложения 5.

Отклонения от плоскостности поверхностей образцов определяют по методике приложения 5.

Отклонения от плоскостности, прямолинейности и перпендикулярности по пп. 4.5-4.7 следует проверять на образцах, изготовленных в формах одного комплекта не реже одного раза в 6 мес, а также при каждой замене форм для изготовления образцов.

Если опорные грани образцов-кубов или цилиндров не удовлетворяют требованиям п. 2.1.4, то они должны быть выровнены. Для выравнивания опорных граней применяют шлифование или нанесшие слоя быстро-твердеющего материала толщиной не более 3 мм и прочностью к моменту испытания не менее половины ожидаемой прочности бетона образца.

Если при определении прочности бетона на растяжение при раскалывании не применяют кондукторы по черт. 12 и 13, то на боковые грани образцов-кубов, призм и торцевые поверхности образцов-цилиндров, предназначенных для этих испытаний, наносят осевые линии, с помощью которых образец центрируют при испытании.

Образцы, предназначенные для испытания на осевое растяжение, закрепляют в захватах.

Перед испытанием образцы взвешивают с целью определения их средней плотности по ГОСТ 12730.1. При автоматическом определении массы образцов погрешность принимают по среднему классу точности по ГОСТ 23676.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

Общие требования:

Все образцы одной серии должны быть испытаны в расчетном возрасте в течение не более 1 ч.

Перед установкой образца на пресс или испытательную машину удаляют частицы бетона, оставшиеся от предыдущего испытания на опорных плитах пресса.

Шкалу силоизмерителя испытательной машины, пресса или испытательной установки выбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно быть в интервале 20-80 % максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой.

Нагружение образцов производят непрерывно со скоростью, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до его полного разрушения в пределах (0,6±0,4) МПа/с при испытаниях на сжатие и в пределах (0,05±0,02) МПа/с при испытаниях на растяжение. При этом время нагружения одного образца должно быть не менее 30 с.

Максимальное усилие, достигнутое в процессе испытания, принимают за разрушающую нагрузку и записывают его в журнал испытаний.

Разрушенный образец необходимо подвергнуть визуальному осмотру и отметить в журнале испытаний:

характер разрушения;

наличие крупных (объемом более 1 см3) раковин и каверн внутри образца;

наличие зерен заполнителя размером более 1,5dmax, комков глины, следов расслоения.

Результаты испытаний образцов, имеющих перечисленные дефекты структуры, и характер разрушения, учитывать не следует.

Испытание на сжатие

При испытании на сжатие образцы-кубы и цилиндры устанавливают одной из выданных граней на нижнюю опорную плиту пресса (или испытательной машины) центрально относительно его продольной оси, используя риски, нанесенные на плиту пресса, дополнительные стальные плиты или специальное центрирующее устройство, приведенное в приложении 6.

Между плитами пресса и опорными поверхностями образца допускается прокладывать дополнительные стальные опорные плиты.

Образцы-половинки призм при испытании на сжатие помещают между двумя дополнительными стальными плитами. Дополнительные плиты центрируют относительно оси пресса, используя риски, нанесенные на плиту пресса и дополнительные стальные плиты, или специальное центрирующее устройство.

После установки образца на опорные плиты пресса (дополнительные стальные плиты) совмещают верхнюю плиту пресса с верхней опорной гранью образца (дополнительной стальной плитой) так, чтобы их плоскости полностью прилегали одна к другой. Далее начинают нагружение.

В случае разрушения образца во одной из дефектных схем по приложению 7 при определении средней прочности серии этот результат не учитывают.

Испытание на растяжение при изгибе

Образцы-призмы устанавливают в испытательное устройство по схеме черт. 3 и приложению 8 и нагружают до разрушения.

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ИЗГИБЕ

1 -- образец; 2 ѕ шарнирно неподвижная опора; 3 ѕ шарнирно подвижная опора

Черт. 3

Если образец разрушился не в средней трети пролета или плоскость разрушения образца наклонена к вертикальной плоскости более, чем на 15°, то при определении средней прочности бетона серии образцов этот результат испытания не учитывают.

Испытания на растяжение при раскалывании

Образцы устанавливают на плиты пресса или в испытательное устройство по черт. 4 и приложению 9 и нагружают до разрушения.

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ РАСКАЛЫВАНИИ

а) образцов-цилиндров: из ячеистого б) образцов-кубов

из бетона всех видов бетона из бетона всех видов

(кроме ячеистого бетона)

в) образцов-призм

из тяжелого бетона

Черт. 4

Для равномерной передачи усилия на образец между стальной колющей прокладкой и поверхностью куба или между опорными плитами пресса и поверхностью образца-цилиндра допускается дополнительно устанавливать прокладку из фанеры, картона длиной не менее длины образца.

Образцы-призмы последовательно раскалывают в нескольких сечениях по длине. Расстояние между сечениями раскалывания должно быть не менее половины высоты призмы.

Испытание на осевое растяжение

Образцы закрепляют в разрывной машине по одной из схем приложения 10 и нагружают до разрушения.

Результат испытаний не учитывают, если разрушение образца произошло не в рабочей зове или плоскость разрушения образца наклонена к его горизонтальной оси более чем на 15°.

ЛИТЕРАТУРА

1 Гончаров А.А., Копылов В.Д. Метрология, стандартизация и сертификация / М., Академия, 2005.

2 Горчаков Г.И., Муратов Є.Г. Основи стандартизации и контроля качества продукции / М., Стройиздат, 1977.

3 Основи метрологии и стандартизации. Учебное пособие. (Сост. Белявский Ю.В. и др.), ОГАСА, 1998.

4 Кашкаров К.П. Контроль прочности бетона и раствора в изделиях и сооружениях / М., Стройиздат, 1967.

5 Никифоров А.Д., Бакиев Т.Л. Метрология, стандартизация и сертифи-кация / М., Высшая школа, 2005.

Размещено на Allbest.ru