Влияние условий испытаний образцов

При испытании на сжатие торцевые поверхности цилиндра соприкасаются с плитами испытательной машины. Поскольку эти поверхности (за исключением метода Таулова) не формуются, а обрабатываются мастерком, то они обычно довольно грубы и недостаточно ровны. При этом создаются концентрации напряжений и фактическая прочность бетона существенно снижается. Отклонение от ровной горизонтальной поверхности на 0,025 см может снизить прочность на Уз- Выпуклые торцевые поверхности приводят к большему снижению прочности, чем вогнутые, так как они обычно создают большие концентрации напряжений. Потери прочности особенно велики в высокопрочном бетоне. Чтобы избежать потери прочности, следует создавать ровные торцевые поверхности: по стандарту ASTM С 192—57 необходимо, чтобы торцевые поверхности цилиндра отклонялись от плоскости не более чем на 0,005 см (проверяют линейкой и щупом). Для получения такой поверхности обычно необходим выравнивающий слой (подливка). Такие же требования предъявляются обычно и к плитам испытательной машины (BS 1881: 1952). На контактных поверхностях не должно быть также зерен песка или других инородных тел, оставшихся от предыдущих испытаний, которые могут вызвать преждевременное разрушение образца и даже в отдельных случаях его раскалывание. Существуют два способа преодоления вредного воздействия неровных торцевых поверхностей образца: подливка и прокладки. Прокладки в настоящее время применяют редко, так как они приводят к значительному снижению средней прочности бетона по сравнению с подливкой или даже с образцами, заглаженными мастерком. В то же время разброс прочности сильно уменьшается, так как ликвидируется влияние дефектов поверхности, обычно вызывающих большие изменения прочности. Снижение прочности, вызванное применением прокладок, для которых обычно применяют картон или свинец, является результатом поперечных деформаций, возникающих в цилиндре под влиянием действия коэффициента Пуассона в материале прокладки. Коэффициент Пуассона в материале прокладки обычно выше, чем в бетоне, что ведет к раскалыванию. Влияние прокладок аналогично, но обычно больше влияния смазки торцов цилиндра для устранения сцепления между образцом и плитами, препятствующего поперечному расширению бетона. Было установлено, что такая смазка снижает прочность образца. Подливка соответствующим материалом не влияет на прочность и уменьшает ее разброс по сравнению с неподлитым образцом. Идеальный подливочный материал должен иметь прочность и упругость такие же, как бетон, тогда не возникает раскалывания и создается достаточно однородное распределение деформаций по поперечному сечению образца. Подливка может осуществляться как перед самыми испытаниями, так и вскоре после изготовления образца. В каждом из этих случаев применяют различные материалы, но независимо от этого необходимо, чтобы этот слой был тонким, желательно не толще 0,16— 0,32 см. Материал для подливки должен иметь прочность не меньшую, чем бетон в образце слишком большая разница в прочности нежелательна, так как очень прочная подливка может создать большое поперечное упрочнение и таким образом привести к увеличению прочности. Влияние материала подливки на прочность сказывается сильнее в бетонах высокой или средней прочности, чем в бетоне низкой прочности; в последнем случае подливка редко вызывает снижение прочности больше, чем на 5—10% (рис. 8.3). Если подливку необходимо произвести вскоре после изготовления, то применяют чистый цемент. Желательно подождать 2—4 ч после изготовления, чтобы успели произойти пластическая усадка бетона и оседание верхней поверхности в форме. Удобно обрабатывать первоначально полученный бетон на расстоянии 0,16—0,32 см от верхнего края формы. При подливке это пространство заполняется цементным тестом, которое дает усадку, а затем обрабатывается стеклянной или гладкой стальной пластиной до получения гладкой поверхности. Успешное выполнение этой операции и получение хорошего контакта между цементным тестом и плитой требует навыка. Улучшению контакта помогает смазка плиты смесью свиного сала и парафина или нанесение на нее тонкого слоя графитной смазки. Другой метод заключается в устройстве подливки незадолго до начала испытаний; точное время этой операции зависит от способности материала подливки к затвердеванию. Подходящими для подливки материалами являются глиноземистый цемент, смесь портландцемента и глиноземистого цемента, высокопрочный медицинский гипс, расплавленная серная смесь и другие материалы. Глиноземистый цемент затвердевает в течение 8—18 ч, и его следует применять на влажных образцах, так как сухой бетон впитывает часть воды, что приводит к высушиванию и растрескиванию подливки, которую необходимо увлажнять. Лермит применял смеси трех частей портландцемента с двумя частями глиноземистого цемента, с водоцементным отношением 0,3 и получал через 7 ч достаточную прочность. Медицинский гипс затвердевает в течение 1 ч, и, поскольку он к моменту применения имеет консистенцию вязкой жидкости, удается получить гладкую плоскую поверхность яри затвердевании материала подливки на стеклянной плите, покрытой абсорбирующей бумагой (например, газетной), для предупреждения сцепления. Алебастр для этой цели не годится, так как он имеет довольно низкую прочность и должен быть высушен; при этом образец приходится выносить из камеры влажного твердения. В то время как алебастр твердеет, бетон теряет влагу. Серная смесь состоит из серы и наполнителя, например измельченного шамота. Смесь наносится в расплавленном состоянии и затвердевает вместе с образцом в форме. При этом получается плоская квадратная торцевая поверхность. Серную смесь можно применять повторно. Другим методом является шлифовка опорных поверхностей образца. Этот метод дает очень хорошие результаты, но довольно дорог.