---

ДСТУ Б В.2.7-227:2009

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Будівельні матеріали

Бетони

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ

(В'ЯЗКОСТІ РУЙНУВАННЯ)

ПРИ СТАТИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

ДСТУ Б В.2.7-227:2009

Введено: «ИМЦ» (г. Киев, просп. Краснозвездный, 51; т/ф. 391-42-10)

Київ

Мінрегіонбуд України

2010

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО:

Державне підприємство "Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій" (ДП НДІБК)

РОЗРОБНИКИ: А. Бамбура, д-р техн. наук (науковий керівник); М. Безбожна; О. Гурківський, канд. техн. наук; П. Кривошеєв, канд. техн. наук, професор; Й. Лучко, д-р техн. наук, професор; Т. Мірошник; Ю. Немчинов, д-р техн. наук, професор; О. Перлова, канд. техн. наук; Ю. Слюсаренко, канд. техн. наук; В. Тарасюк, канд. техн. наук; Г. Шарапов, канд. техн. наук.

2 ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ:

наказом Мінрегіонбуду України від 22 грудня 2009 р. № 648

3 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ (зі скасуванням в Україні ГОСТ 29167-91)

ЗМІСТ

с.

Вступ IV

1 Сфера застосування 1

2 Нормативні посилання 1

3 Терміни та визначення понять 3

4 Сутність методу 5

5 Виготовлення зразків 6

6 Випробувальне обладнання 9

7 Проведення випробувань 9

8 Обробка результатів випробувань 10

9 Вимоги безпеки 12

Додаток А

Познаки величин 14

Додаток Б

Визначення характеристик тріщиностійкості при зрівноважених випробуваннях зразків із фіксацією розмірів магістральної тріщини, що розвивається, і відповідних значень прикладеного навантаження 16

Додаток В

Визначення межі міцності на розтяг і початкового модуля пружності 19

Додаток Г

Випробувальне устаткування для визначення характеристик тріщиностійкості при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 20

Додаток Д

Поправка на масу зразка і додаткового устаткування 22

ВСТУП

У стандарті використані основні положення ГОСТ 29167-91, який був розроблений Науково-дослідним і технологічним інститутом бетону і залізобетону (НИИЖБ) Держбуду СРСР, Міністерством енергетики та електрифікації СРСР, Міністерством вищої та середньої спеціальної освіти СРСР.

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Будівельні матеріали Бетони

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ (В'ЯЗКОСТІ РУЙНУВАННЯ) ПРИ СТАТИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Строительные материалы Бетоны

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ (ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ) ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Building materials Concretes

METHODS FOR DETERMINATION OF FRACTURE TOUGHNESS CHARACTERISTICS

Чинний з 2010-09-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

1.1 Цей стандарт поширюється на бетони всіх видів, крім зазначених у 1.2, і встановлює методи випробувань для визначення силових і енергетичних характеристик тріщиностійкості при статичному короткочасному навантаженні.

1.2 Цей стандарт не поширюється на ніздрюватий бетон.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні акти та нормативні документи:

ДБН А.3.2.2-2009 Система стандартів безпеки праці. Промислова безпека у будівництві. Основні положення

ДСТУ Б А.3.2-12:2009 Система стандартів безпеки праці. Системи вентиляційні. Загальні вимоги

ДСТУ Б В.2.7-214:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення міцності за контрольними зразками

ДСТУ Б В.2.7-223:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення міцності за зразками, відібраними з конструкцій

ДСТУ Б В.2.7-224:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Правила контролю міцності

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности (Система стандартів безпеки праці. Шум. Загальні вимоги безпеки)

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования (Система стандартів безпеки праці. Пожежна безпека. Загальні вимоги)

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (Система стандартів безпеки праці. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони)

ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация (Система стандартів безпеки праці. Засоби захисту працюючих. Загальні вимоги та класифікація)

ГОСТ 8074-82 Микроскопы инструментальные. Типы, основные параметры и размеры. Технические требования (Мікроскопи інструментальні. Типи, основні параметри і розміри. Технічні вимоги)

ГОСТ 27574-87 Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия (Костюми жіночі для захисту від загальних виробничих забруднень та механічних впливів. Технічні умови)

ГОСТ 27575-87 Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия (Костюми чоловічі для захисту від загальних виробничих забруднень та механічних впливів. Технічні умови)

ДСН 3.3.6.037-99 Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку

ДСН 3.3.6.039-99 Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації

ДСН 3.3.6.042-99 Державні санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень

3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

3.1 тріщиностійкість (в'язкість руйнування) бетону

Здатність бетону чинити опір початку руху і розвитку тріщин при механічних та інших впливах

3.2 тріщина

Порожнина, утворена без видалення матеріалу двома з'єднаними всередині тіла поверхнями, які за відсутності в них напружень віддалені одна від одної на відстані, у багато разів менші за довжину самої порожнини

3.3 магістральна тріщина

Тріщина, довжина якої перевищує розміри структурних складових матеріалів і областей само-зрівноважених напружень і по поверхнях якої відбудеться розподіл зразка на частини

3.4 коефіцієнт інтенсивності напружень К

Величина, що визначає напруженно-деформований стан і зсуви поблизу вершини тріщини, незалежно від схеми навантажування, форми і розмірів тіла та тріщини

3.5 умовний коефіцієнт інтенсивності напруження К*

Значення К, обчислене через діюче на зразок навантаження і вихідну довжину тріщини α₀ за формулами для пружного тіла

3.6 питомі енерговитрати G

Величина, що характеризує питомі (щодо ефективної робочої площі поперечного перерізу зразка) енерговитрати на різних етапах деформування і руйнування

3.7 J-інтеграл

Величина, що характеризує роботу пластичної деформації і руйнування, а також поле напружень і деформацій при пружно-пластичному деформуванні поблизу вершини тріщини

3.8 умовний критичний коефіцієнт інтенсивності напружень К*_с

Значення К*, що визначається при незрівноважених випробуваннях зразків типів 1-4 за навантаженням (тут і далі типи зразків за 5.1 та 5.2), що дорівнює F*_c, початкового надрізу зразка α₀, що умовно характеризує критичний стан матеріалу при динамічному початку руху магістральної тріщини

3.9 статичний критичний коефіцієнт інтенсивності напружень К_i

Значення К, що визначається при зрівноважених випробуваннях зразків типів 1, 5, 6 за G_i і Е_с, що характеризує критичний стан матеріалу при статичному початку руху магістральної тріщини

3.10 критичний коефіцієнт інтенсивності напружень К_с

Значення К, що визначається при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 за G_ce і Е_с, що інваріантно характеризує стан матеріалу при динамічному початку руху магістральної тріщини

3.11 питомі енерговитрати на початок статичного руйнування G_i

Значення G, що визначається при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 за діаграмою F-V, що характеризує питомі енерговитрати на початок статичного руйнування

3.12 питомі ефективні енерговитрати на статичне руйнування G_F

Значення G, що визначається при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 за діаграмою F-V, що характеризує питомі енерговитрати на статичне руйнування

3.13 повні питомі пружні енерговитрати на статичне деформування до розподілу на частини G_ce

Значення G, що визначається при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 за діаграмою F-V, що характеризує питомі енерговитрати на руйнування

3.13 статичний джей-інтеграл

Значення J, що визначається при зрівноважених випробуваннях зразків типу 1 за діаграмою F-V, що характеризує поле напружень і деформацій поблизу вершини магістральної тріщини при початку її руху

3.14 критерій крихкості χ^c_F

Характеристика крихкості матеріалу.

4 СУТНІСТЬ МЕТОДУ

4.1 Тлумачення позначень усіх нижченаведених величин наведено у додатку А.

4.2 Характеристики тріщиностійкості визначають при зрівноважених і незрівноважених механічних випробуваннях.

Зрівноважені випробування на стадії локального деформування зразка характеризуються забезпеченням адекватності зміни зовнішніх сил внутрішнім зусиллям опору матеріалу з відповідним статичним розвитком магістральної тріщини.

Незрівноважені випробування характеризуються втратою стійкості процесу деформування зразка в момент локалізації деформації з досягненням максимального навантаження, з відповідним динамічним розвитком магістральної тріщини.

4.3 Для визначення характеристик тріщиностійкості випробовують зразки з початковим надрізом. При зрівноважених випробуваннях записують діаграму F-V; при незрівноважених випробуваннях фіксують значення F*_c.

Допускається проведення зрівноважених випробувань з фіксацією поточних розмірів магістральної тріщини, що розвивається α_ij, і відповідних значень прикладеного навантаження F_ij відповідно до додатка Б.

4.4 За результатами випробувань визначають наступні основні силові - у термінах коефіцієнтів інтенсивності напружень К, енергетичні - у термінах питомих енерговитрат G і джей-інтеграла J, характеристики тріщиностійкості: К_с, К*_с, K_f, G_F, G_j, G_ce , Ji, χ^c_F .

Значення f_ctm, f_ctfm, E_c визначають за додатком В.

4.5 Характеристики тріщиностійкості, що визначаються у цьому стандарті (поряд з іншими характеристиками механічних властивостей), використовують для:

• порівняння різних варіантів складу, технологічних процесів виготовлення і контролю якості бетонів;

• порівняння бетонів при обґрунтуванні їх вибору для конструкцій;

• розрахунків конструкцій з урахуванням їх дефектності та умов експлуатації;

• аналізу причин руйнувань конструкцій.

5 ВИГОТОВЛЕННЯ ЗРАЗКІВ

5.1 Для визначення характеристик тріщиностійкості при зрівноважених випробуваннях застосовують зразки типу 1 -для випробувань на згин (рисунок 1).

5.2 Для визначення характеристик тріщиностійкості при незрівноважених випробуваннях застосовують зразки типів 1 - для випробувань на згин (рисунок 1), 2 - для випробувань на осьовий розтяг (рисунок 2), 3 -для випробувань на позацентровий стиск (рисунок 3), 4 - для випробувань на розтяг при розколюванні (рисунок 4).

5.3 Співвідношення розмірів і схеми навантаження зразків наведені на рисунках 1-4.

Мінімальні розміри зразків і розміри початкових надрізів приймають за таблицею 1 залежно від розміру зерна заповнювача d_am.

5.4 Початкові надрізи наносять за допомогою різального інструменту або під час формування зразків шляхом закладання фольги чи латунної (або сталевої) пластини.

Ширина початкового надрізу не повинна перевищувати 0,5 d_am і бути не більше 2 мм.

Рисунок 1 - Зразок-призма квадратного поперечного перерізу для випробувань на згин силою F в середині прольоту

Рисунок 2 - Зразок-призма квадратного поперечного перерізу для випробування на осьовий розтяг силою F

Рисунок 3 - Зразок-куб для випробувань на позацентровий стиск силою F

Рисунок 4 - Зразок-циліндр для випробувань на розтяг при розколюванні

Примітка до рисунків 1-4.

Позначення наведені в додатку А, розміри зразків - у таблиці 1.

Таблиця 1