Физико-механические свойства бетона и

АРМАТУРНОЙ СТАЛИ

Бетон

Бетон – композитный неоднородный материал, в котором инертные заполнители: крупный – щебень (для тяжелых бетонов), мелкий – песок скреплены в единый монолит с помощью цементного камня, образованного из химически активных материалов – цемента и воды.

Для железобетонных конструкций наибольшее распространение получили конструкционные бетоны: тяжелые средней плотности γ = 2200-2500 кг/м , мелкозернистые (без крупных заполнителей) средней плотности γ = 1800-2200 кг/м . Легкие и особо легкие бетоны с γ = 500-1800 кг/м  применяются в основном в самонесущих ограждающих конструкциях.

Тяжелый бетон должен обладать высокой прочностью и плотностью, хорошим сцеплением с арматурой. Особые условия работы бетона требуют обеспечения его водонепроницаемости, водостойкости, морозостойкости, повышенной огнестойкости и коррозионной стойкости, низкой тепло- и звукопроводности. Для предварительно напряженных железобетонных конструкций применяют бетон повышенной прочности и плотности, ограниченной усадки и ползучести.

Бетон не обладает абсолютной плотностью из-за наличия пор, образованных свободной водой, которая, испаряясь, образует капиляры в теле бетона. Уменьшить пористость бетона можно уменьшением водоцементного отношения В/Ц, при этом, однако, повышается жесткость бетонной смеси и ухудшается ее удобоукладываемость.

Физико-механические свойства бетона зависят от многочисленных факторов: состава смеси, вида заполнителей и вяжущего, В/Ц, способа приготовления, укладки и обработки смеси, условий твердения и др. Все это учитывается при выборе материалов для бетона, назначении его состава, и способа приготовления.

Наиболее важная характеристика механических свойств бетона – сопротивление сжатию – зависит от прочности цементного камня, заполнителей и плотности бетона. Прочность цементного камня тем выше, чем выше активность (марка) цемента.

Сопротивление бетона сжатию оценивается в нормах проектирования классом бетона по прочности на сжатие.

Для определения прочности бетона в лабораторных условиях проводят испытания на сжатие контрольных образцов – кубов стандартных размеров 150х150х150мм. Кубиковую прочность бетона определяют по формуле R = N/A, где N – разрушающая нагрузка, A – площадь сечения куба. Бетон куба ведет себя в стадии разрушения между подушками пресса по разному в зависимости от наличия или отсутствия сил трения между поверхностями бетона и подушкам пресса (см. рис.3.1).

Рисунок 3.1 Схемы разрушения при сжатии бетонных кубов

 

Силы трения препятствуют поперечным деформациям бетона, в результате куб разрушается по поверхностям двух «пирамид». Если сил трения нет – разрушение куба происходит в результате поперечных деформаций и растягивающих напряжений в направлении, перпендикулярном направлению сил сжатия.

Прочность бетона при осевом растяжении в 10-15 раз ниже прочности при сжатии.