Stal i beton

W czasie badania dokonuje się albo pomiaru pierwszego poślizgu, nieobciążonego końca pręta i ustala odpowiadającą temu momentowi siłę, albo za miarodajny przyjmuje się maksymalny odczyt na tarczy zegara siły wyciągającej. Ustalono w ten sposób siły są podstawą do obliczenia średnich naprężeń przyczepności (program uprawnienia budowlane na komputer).

Próba ta niewiele jednak mówi o obciążeniu, przy którym następuje pokonanie przyczepności w elemencie żelbetowym, ponieważ - jak już powiedzieliśmy - beton jest w próbie ściskany, a stal rozciągana. Czynnikiem również zakłócającym dokładność badania jest sztywny, nieodkształcalny opór maszyny, o który opiera się beton próbki podczas wyciągania pręta. Powoduje to lokalne spiętrzenie naprężeń w przekrojach skrajnych, które może zaciemnić wyniki badań (program uprawnienia budowlane na ANDROID). W przypadku zastosowania do prób, betonów o wysokiej wytrzymałości lub betonów niedojrzałych, zachodzi częsty przypadek zarysowania się próbki, równolegle do osi pręta.

Udoskonalenie próby na wyciąganie stanowi próba wciskania. Stal i beton podlegają w niej ściskaniu, a siłę niszczącą i poślizgi uzyskujemy w podobny sposób, jak w próbie na wyciąganie. Wyniki prób różnią się od wyników uzyskiwanych w badaniach na wyciąganie, ponieważ rozszerzenie poprzeczne pręta powiększa docisk pomiędzy stalą i betonem. W próbach wyciągania pręt ulega zwężeniu poprzecznemu, co w konsekwencji wpływa na zmniejszenie naprężeń przyczepności (uprawnienia budowlane).

Innym ulepszeniem próby na wyciąganie jest zastosowanie pojedynczych prętów stykowych. W blok betonowy są wbetonowane dwa lub trzy pręty wyciągane, połączone ze sobą na styk przez owinięcie drutem. Próba ta lepiej odpowiada rzeczywistym warunkom pracy żelbetu, ponieważ przy wyciąganiu przeciwległych prętów, beton ulega rozciąganiu i próbka odwzorowuje odcinek belki pomiędzy dwiema rysami.

Wielkość przyczepności jest też badana drogą prób zginania. Wykonuje się je zwykle na belkach o wymiarach spotykanych w praktyce. Badanie polega na obciążeniu belki aż do przezwyciężenia przyczepności pomiędzy stalą i betonem, przy czym notujemy wielkość siły wywołującej rysy (program egzamin ustny).

Kąty skręcania

Interpretacja wyników jest trudna i wymaga żmudnych obliczeń, ale za to otrzymuje się dane bardzo dokładne. W większości przeprowadzonych doświadczeń opuszczano strzemiona, przez co doświadczenie nie odzwierciedlało w pełni rzeczywistych warunków pracy konstrukcji (opinie o programie).

W rzeczywistości strzemiona stawiają opór poprzecznym odkształceniom betonu otaczającego pręt. Zapobiegają one tym samym zarysowaniu elementu oraz powiększają wartość siły niszczącej. Stosowana jest również próba skręcania, polegająca na skręcaniu względem osi podłużnej pręta zabetonowanego w bloku betonu. Kąty skręcania mierzy się za pomocą czujników zegarowych, umieszczonych poza próbką. Próba ta nie odzwierciedla zwykłych warunków pracy żelbetu, stanowi jednak pewien postęp na drodze do całkowitego zbadania mechanizmu przyczepności, szczególnie stanu sprężystego.

Dokładne zbadanie tego stanu, drogą wyżej opisanych prób jest trudne, gdyż krytyczna wartość przemieszczenia swobodnego końca pręta (przy której następuje zerwanie) jest bardzo małego rzędu i trudno jest ją zmierzyć (segregator aktów prawnych).

Natomiast kątowe odkształcenie pręta przy skręcaniu są tego rzędu, że mogą być dokładnie zmierzone. Wszystkie wyżej wymienione metody badań przyczepności rie dają pełnej odpowiedzi na temat rozkładu naprężeń, jeżeli nie będziemy znali rozkładu naprężeń w stali wzdłuż długości pręta. W próbach wyciągania i wciskania niewiele więcej można zmierzyć ponad wielkości poślizgów i sił niszczących.

Ostatnio, dzięki zastosowaniu tensometrów elektrooporowych udało się pomierzyć naprężenia wzdłuż pręta. Pierwsze badania wykazały, że pręt 12 mm osiągał granicę sprężystości przed wyślizgnięciem się z betonu, dopiero przy zakotwieniu wynoszącym 8 średnic. Jednak umocowanie wymienionych tensometrów na powierzchni zabetonowanego pręta powoduje zmianę warunków przyczepności na dużym obszarze, co może wywołać spiętrzenie naprężeń (promocja 3 w 1).