Прочность и деформативность бетона

Прочность и деформативность бетона

Прочностные свойства бетона

Обычный тяжелый бетон состоит из крупного и мелкого заполнителей, соединенных между собой с помощью цементного камня, а также воды и пор.

В нагруженном бетонном образце напряжения концентрируются на частицах с большим модулем упругости, а также в местах расположения пустот. При этом в сжатом образце вокруг пустоты или частицы заполнителя образуется поля как сжимающих, так и растягивающих напряжений. Разрушение бетонных образцов (кубов или призм) под действием продольной нагрузки происходит из-за разрыва бетона в поперечном направлении (вторичного поля напряжений).

R – кубиковая прочность бетона на сжатие. Определяется на образцах кубов с ребром 10, 15и 20 см. За эталон, в настоящее время, приняты кубы с ребром 15 см. Если принять прочность бетона эталонных кубов R, то прочность кубов с ребром 10 см составит 1,1 R, апрочность кубов с ребром 20 см – 0,9 R. Разрешается прочность бетона определяется на цилиндрах с высотой Н = 2Ø, Ø = 15,92см, А ≈ 200см².

R_в – призменная прочность бетона. Определяется на образцах-призмах, с соотношением высоты к основанию h / a = 4.

 

Зависимость прочности бетона от высоты призмы

В общем случае зависимость между кубиковой и призменной прочностью выражается формулой

Rв = R(0,77 – 0,00125R) (МПа)

Rв = (0,8 – 0,75) R (МПа)

Изменение прочности бетона во времени

Прочность изменяется с течением времени и при изменении условий твердения. При благоприятных условиях прочность с течением времени возрастает, при неблагоприятных рост замедляется или полностью приостанавливается. Ростпрочности бетона со временем может определят ь ся по формуле.

R_t=R₂₈ lgt/lg28, R_t = 0,7R₂₈ lgt

R₂₈ -прочность бетона после 28 суток твердения,

t – время, в сутках.

КЛАССЫ БЕТОНА

Нормами (СП 52-101-2003) установлены следующие классы для тяжелого бетона

на сжатие «В»

от B10 через 5 до В6О.

на осевое растяжение «В_t».

B_t 0,8 - B_t 3,2 через 0,4 (МПа).

КЛАССОМ БЕТОНА НА СЖАТИЕ «В» НАЗЫВАЕТСЯ ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОСЕВОМУ СЖАТИЮ БЕТОННЫХ КУБОВ С РЕБРОМ 15 СМ., ИСПЫТАННЫХ ЧЕРЕЗ 28 СУТОК ТВЕРДЕНИЯ ПРИ t = 20 ± 2°C ПО ГОСТ С УЧЁТОМ С УЧЁТОМ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ

МАРКИ БЕТОНА

По морозостойкостиF от 50 до F500. Цифра определяет число циклов попеременного замораживания и оттаивания, образцов в водонасыщенном состоянии без снижения веса или прочности (до 20%).

По водонепроницаемости W в пределах W2 - W12.

Цифра показывает предельное давление воды в кг/см², при котором ещё не наблюдается просачивания воды на поверхности образца.

По средней плотности D. Для тяжелого бетона D800-D2400.

Цифра означает среднюю плотность в кг/м³.

По самонапряжению Sр от Sp0,6 до Sp4.

Марка определяется значением преднапряжения в бетоне в МПа, создаваемого за счёт его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1%.(для бетонов на расширяющемся цементе).

Определение класса бетона по результатам
испытаний стандартных кубов

Класс бетона устанавливается при гарантированном значении прочности (95%).

• устанавливается среднее значение временного сопротивления при испытании серии бетонных кубов.

R_m = ΣR_i / n,

n - число испытанных кубов в серии,

R_i - частное значение прочности,

• находят среднее квадратичное отклонение прочности бетона в партии.

• Вычисляется коэффициент вариации

υ = S/R_m

υ зависит от технологии. Чем меньше значение υ, тем совершеннее производство. В настоящее время в нормах принят коэффициент вариации 0,135, (13,5%), который и является основным показателем однородности бетона.

• Определяется класс бетона.

B=R_m(1- kυ)

k - статистический коэффициент, зависящий от числа кубов и требуемой степени надежности (обеспеченности) результатов. При n ≥ 30, k=1,64.

Деформативность – это свойство тела изменять размеры и форму под воздействием различных факторов.

 

Различают силовые и объемные деформации.

Объемные деформации – происходят вследствие физико-химических процессов при твердении бетона, испарения или поглощения воды, а также в результате изменений температуры. К ним относятся:

• деформации усадки, набухания, температурные.

Силовые деформации – это деформации под воздействием силовых факторов (М,N,Q), приложенных однократно или в течение времени.

 

 

 

Предельные деформации в сжатой арматуре не могут превысить предельных деформаций бетона при разрушении. Приравняв деформации в арматуры и бетона при разрушении, определяют максимально напряжения в сжатых стержнях.

s_sc = E_se_b,lim s_sc = 2·10 ⁶ ·200·10^-5 = 4000 кгс/см² = = 400 МПа. (500 МПа).

Ползучесть бетона

Прочность и деформативность бетона

Прочностные свойства бетона

Обычный тяжелый бетон состоит из крупного и мелкого заполнителей, соединенных между собой с помощью цементного камня, а также воды и пор.

В нагруженном бетонном образце напряжения концентрируются на частицах с большим модулем упругости, а также в местах расположения пустот. При этом в сжатом образце вокруг пустоты или частицы заполнителя образуется поля как сжимающих, так и растягивающих напряжений. Разрушение бетонных образцов (кубов или призм) под действием продольной нагрузки происходит из-за разрыва бетона в поперечном направлении (вторичного поля напряжений).

R – кубиковая прочность бетона на сжатие. Определяется на образцах кубов с ребром 10, 15и 20 см. За эталон, в настоящее время, приняты кубы с ребром 15 см. Если принять прочность бетона эталонных кубов R, то прочность кубов с ребром 10 см составит 1,1 R, апрочность кубов с ребром 20 см – 0,9 R. Разрешается прочность бетона определяется на цилиндрах с высотой Н = 2Ø, Ø = 15,92см, А ≈ 200см².

R_в – призменная прочность бетона. Определяется на образцах-призмах, с соотношением высоты к основанию h / a = 4.