DK141565B - Fremgangsmåde og apparat til bestemmelse af betons styrke in situ. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGSEUESSKRIFT 141565 DANMARK <81) lnt cl·3 ® * 33/38 • (21) Antegning nr. 2277/76 (22) Indkavtrot dan 24. maj 1976 (23) Letwdag 24. maj I976 (44) Antegningen fremtogt og ,oQn fienitoggalMiekrlftet uffunUggJort den 21. apr. 1

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (»> Prtorite» begeeei tre dw

5. jun. 1975, 751978, NO

(71) A/S TRONDHJEMS NAGLE- & SPIGERFABRIK, N. Il a 59, 7000 Trondheim, NO.

(72) Opfinder: Randulf Inge Johansen, Pinebergsvingen j5, 7000 Trondheim, NO.

(74) Fuldmægtig under sagen· behandling:

Larsen & Birkeholm Patentkontor.

(84) Fremgangsmåde og apparat til bestemmelse af betons styrke in situ.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til bestemmelse in situ af betonstyrken i en betonkonstruktion eller dele heraf.

I betonindustrien har der i længere tid været et udtalt behov for hurtige og praktiske midler til at bedømme hærdningshast ig-hoden i selve betonkonstruktionen både med henblik på at afgøre, hvornår forskallingerne kan fjernes uden risiko, og med henblik på at finde frem til de mest hensigtsmæssige hærdnings- og produktionsmetoder.

2 141565

Der foreligger for tiden flere forskellige metoder til at "bestemme betonstyrken i en betonkonstruktion, nemlig: 1) Ikke-destrukti\re metoder (prelh.amm.er, trykkugle, Windsor Probe Test), hvorved der foretages en måling af de elastiske egenskaber i betonens overfladezone. Disse metoder er behæftet med den mangel, at de kun kan anvendes til at bestemme egenskaberne tæt ved overfladen, og som følge heraf er de stærkt påvirket af lokale uregelmæssigheder - som f.eks. forureninger og varierende fugtighedsindhold i overfladen - og at de elastiske egenskaber, som måles, har en ringe korrelation med de sædvanlige styrkeparametre.

2) Destruktive metoder, som er baseret på udtagelse af prøvestykker fra betonkonstruktionen - f.eks. ved udboring eller ved hjælp af på forhånd anbragte støbeforme - og derpå følgende sædvanlig prøvebelastning i afprøvningsapparater. Alle disse metoder er indviklede, tidskrævende og kostbare. Desuden kan der ikke foretages udboringer ved lave styrkeniveauer, idet prøvestykkerne vil blive beskadiget af den påvirkning, som prøveboret medfører.

3) Halvdestruktive metoder, som er baseret på anbringelsen af sådanne organer som bolte eller knaster, som indstøbes i betonkonstruktionen, idet der foretages måling af den kraft, der er . nødvendig for at trække disse organer ud af den støbte betohkon-struktion. Disse metoder er behæftet med den mangel, at spændingstilstanden og brudzonen i brudøjeblikket er dårligt defineret. Ydermere er de forholdsvis indviklede og tidskrævende.

Hidtil har det været nødvendigt, når der skulle foretages en bestemmelse af betonens styrke i lokale zoner med forskellig afstand fra betonens overflade, at udtage prøvestykker - f.eks. ved udboring, udmejsling m.v. - som efter at være blevet tildannet til at udgøre repræsentative prøvestykker for de pågældende zoner kan underkastes sædvanlig styrkeprøvning.

' 3 141565

Det er opfindelsens formål at anvise en hurtig og pålidelig fremgangsmåde til at bedømme en betonkonstruktions styrkeegenskaber for derved at sikre, at forskallingen kan fjernes uden fare og at gøre produktionsprocessen bedre og billigere. Dette opnås ved, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Opfindelsen angår også et apparat til udøvelse af fremgangsmåden, hvilket apparat er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 4 angivne. Erfaringer har vist, at direkte målinger af betonstyrken i selve betonkonstruktionen er den mest pålidelige måde, hvorpå fejl eller mangler i den fremstillede beton kan konstateres, enten disse fejl eller mangler nu skyldes blandingens sammensætning, hærdningsbetingelserne eller kvaliteten af det udførte arbejde. Opfindelsen er baseret på et sådant prøveprincip, idet den er baseret på en direkte måling af betonens bøjningsstyrke i et plan, der ligger parallelt med og i en vis afstand fra betonens overflade.

Ifølge opfindelsen frembringes eller etableres et prøvetværsnit ved hjælp af et formrør af en vis længde, som anbringes i forskallingen inden udstøbningen, eller som alternativt indføres i den frisk udstøbte og udjævnede beton. Når afprøvningen skal foretages, fjernes formrøret, som i betonkonstruktionen efterlader en spalte, der omgiver en udadragende betonprøveklods med en til formrørets indvendige dimensioner svarende udformning. Bøjningsprøven udføres ved at udøve en "splittekraft" i udmundingen af spalten mellem betonprøveklodsen og den omgivende beton. Kraften aflæses i brudøjeblikket (d.v.s. når betonprøve-lodsens fod revner), og det er således muligt at bestemme betonens bøjningsstyrke i det pågældende prøvetværsnit. Resultaterne fra laboratorieundersøgelser og prøver in situ har vist, at afprøvningsprincippet ifølge opfindelsen udviser mange fordele i sammenligning med tidligere teknik: - Fremgangsmåden er meget velegnet ved de til ny beton svarende lave styrkeniveauer.

- Fremgangsmåden er meget hurtig og giver straks svar på stedet om, hvorvidt forskallingerne kan fjernes eller ej. Hver enkelt prøve, inkluderet indføring og udtagning af formrøret, tager omtrent 1-2 minutter.

- Fremgangsmåden er meget enkelt og nem at udføre. Normalt kan 4 141565 arbejderne i støbesjakket selv foretage de nødvendige prøver, inden forskallingerne fjernes.

- Fremgangsmåden kan anvendes på vakuumbeton.

- Prøveresultaterne påvirkes meget lidt af armeringeme og betonkonstruktionens form, af betonoverfladens beskaffenhed eller af termisk betingede kræfter eller krympningskræfter.

- Fremgangsmåden er ufarlig at udføre, den frembringer ingen støj og kræver hverken elektricitet eller vand.

- De ved fremgangsmåden opnåede målinger af bøjnings styrke udviser en tilfredsstillende korrelation med sædvanlige målinger af trykstyrke. Dette må betragtes som en fordel, idet de foreliggende teknologiske erfaringer med hensyn til kvalitet, udformning, konstruktion og kontrol er intimt forbundet med trykstyrken som kriterium for styrke.

- Udover anvendelsen til kontrolformål kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen med fordel anvendes som et hjælpemiddel til styring af produktionsprocessen. I så fald kan målingerne give vigtige oplysninger med henblik på det rigtige valg af betonens sammensætning, tilslagsmaterialer, hærdningstid, opvarmningsanlæg, tildækning m.v.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til det på tegningen viste udførelseseksempel, idet fig. 1 skematisk viser prøveprincippet og det tilhørende apparatur, idet figuren viser et lodret snit gennem betonkonstruktionen i prøvezonen samt den samme zone set ovenfra, og fig. 2 er en grafisk fremstilling af korrelationen mellem den ved hjælp af fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen målte bøjningsstyrke (fjrgg) og den sædvanlige terningtrykstyrke (f^ern), således som denne måles på standardiserede prøveteminger.

Fig. 1 viser, hvorledes der kan udøves en belastning på en udad-ragende betonprøveklods B. Denne betonprøveklods B er dannet ved hjælp af et formrør Å (vist med stiplede linier), som indføres i den frisk udstøbte og udjævnede støbebetonmasse D, og som fjernes herfra, efter at massen har hærdnet, så der frem- 5 141565 kommer en. rundtgående spalte s, hvis form svarer til formrøret A* I det viste eksempel har formrøret A et cirkelrundt tværsnit. Det skal imidlertid understreges, at der ikke stilles noget principielt krav om en bestemt tværsnitsform på formrøret A, idet dette kan have en hvilken som helst bekvem tværsnitsform, som f.eks. cirkelrund, kvadratisk, rektangulær m.v., og der stilles heller ikke særlige krav til formrørets dimensioner, således at dettes form og størrelse kan udvælges alene ud fra praktiske hensyn.

Som et praktisk eksempel kan det i fig. 1 viste formrør A have en indvendig diameter på omtrent 55 mm og en højde af omtrent 7° mm.

På dets øverste kant kan formrøret A være udformet med en rundtgående kantfortykkelse A' , fortrinsvis med rektangulær tværsnits-form, som frembringer en tilsvarende rundtgående udsparing s' øverst i spalten s i betonmassen D.

Por at lette udtagningen af formrøret A kan dettes rørformede væg være udformet med slip, f.eks. ved at udforme den rørformede dels yderside konisk. I det ovennævnte praktiske eksempel kan rørvæggens tykkelse aftage fra omtrent 5 mm lige under kantfortykkelsen A' til omtrent 1 mm ved formrørets nederste ende.

I det i fig. 1 viste eksempel udøves prøvebelastningskraften ved hjælp af en til formålet udformet olietrykcelle C, som er optaget i udsparingen s1 øverst i spalten s. Olietrykcellen C aktiveres ved hjælp af en almindelig hånddrevet hydraulisk pumpe P, så at cellen udøver en sidekraft K imod siden af betonprøveklodsen B's øverste del, samt en hertil svarende reaktionskraft imod den modsatte væg i udsparingen s' i betonmassen D, som antydet med pile på tegningen. Den kraft, der kræves til at bevirke et brud ved foden af betonprøveklodsen B, kan aflæses på en almindelig trykmåler, som f.eks. et manometer M, som er forbundet med den hydrauliske ledning mellem pumpen P og olietrykcellen C, og det er således muligt at bestemme den tilsvarende bøjningsstyrke i den pågældende del af støbebetonmassen D.

Det ovenfor beskrevne afprøvningsudstyr vil ikke veje mere end 5 kg, og den til hver prøve nødvendige tid - nemlig til anbrin 6 141565 gelse af formrøret, fjernelse af formrøret og udførelse af "belastningsprøven - udgør omtrent 2 minutter. Ved at anvende form-rør af forskellig længde eller højde er det muligt at "bestemme "betonmassens styrkeegenskaber i forskellige afstande fra overfladen.

Fig. 2 viser en grafisk sammenligning af bøjningsstyrken, som bestemt ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen (fj^g) og de hertil svarende og på sædvanlig måde fremskaffede værdier for trykstyrke (f^errL)» idet de to sæt værdier er afsat langs med hver sin ko ordinat akse. Der er tegnet to tilnærmelseskurver for fgTRg som funktion af f^-errL) nemlig en første i fuld streg for det lavere styrkeområde og en anden i afbrudt streg for det samlede styrkevariationsområde for de foretagne forsøg.

Korrelationskarven for det lavere styrkeområde kan udtrykkes som fIBS= O·»1 W - °’008°9 ftern2·

Det tilsvarende korrelationsindex er 0,991 mod en standardbedømmelsesfejl for fjigg og f^.gm på 0,18 MPa, henholdsvis 1,19 MPa.

Korrelationskurven for det samlede styrkeområde kan udtrykkes som %RS= 0,57 - 0,253 ftem - 0,00182 ftern2.

Det tilsvarende korrelationsindex er 0,980 med en standardbedømmelsesfejl for f-gtjjg og f-kerrL På °ϊ37 MPa, henholdsvis 3»28 MPa.

Claims (2)

141565 7

1. Fremgangsmåde til bestemmelse in situ af betonstyrken i en betonkonstruktion (D) eller dele af samme, kendetegnet ved, at la) betonens bøjningsstyrke bestemmes ved et i afstand fra og fortrinsvis parallelt med betonkonstruktionens (D) overflade beliggende prøvetværsnit (b), idet lb) prøvetværsnittet (b) frembringes ved at anbringe et formrør (A) af en vis længde i betonen (D), så at formrøret (A) strækker sig indad fra betonens (D) overflade, lc) betonen (D) gives lejlighed til at hærdne i det mindste delvis, ld) formrøret (A) fjernes fra den helt eller delvis hærdnede beton (D), så at der i denne efterlades en spalte (s), der omgiver en udadragende betonprøveklods (B) med en til formrøret (A) svarende udformning, hvorpå le) betonprøveklodsen (B) underkastes en bøjningsprøve, ved at der udøves en kraft (K), hvis størrelse kan noteres eller måles, på et sted (s") i udmundingen af spalten (s) mellem betonprøveklodsen (B) og den omgivende beton (D), indtil der indtræder et brud ved prøvetværsnittet (b), hvor betonprøveklodsen (B) er forbundet med den øvrige beton (D).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet v e d , at formrøret (A) anbringes i betonkonstruktionens (D) forskalling, inden betonen udstøbes.