Геометрическая форма и размеры опытных образцов, принимаемых при оценке прочностных и деформационных характеристик бетона

Нормативный документ	Вид образца; контролируемая характеристика	Размеры, мм	Нормативная характеристика
СНиП 2.03.01–84*; PN–88/B–06250	Куб; средняя прочность	150´150´150 – базовый; 100´100´100, 200´200´200 – альтернативные	Гарантированная прочность (класс)
EC–2; ENV 206 (ISO 1920, 4012); DIN 1045–1:1999–2; PN–B–03264:1999; E–BS–8110; ACI 318–95	Цилиндр; средняя прочность, минимальная прочность	Æ150/300 – базовый; Æ100/200 – альтернативный	Нормативное сопротивление fcyl = fck
Куб; средняя прочность, минимальная прочность	150 ´ 150 ´ 150 – альтернативная	Гарантированная прочность (класс)
СНБ 5.03.01	Куб; средняя прочность, минимальная прочность	150´150´150 – базовый	Гарантированная прочность (класс)
Цилиндр; средняя прочность, минимальная прочность	150´150´150 – базовый	Нормативное сопротивление fck

 

Рис.2.2. Влияние отношения (h/b; l/ Æ) на прочность бетонных образцов в условиях одноосного сжатия

В связи с этим, в обозначении класса бетона по прочности в нормах содержится два числа: одно из них (над чертой) обозначает нормативное сопротивление бетона, определяемое на цилиндрах или призматических образцах, а второе (под чертой) – его гарантированную прочность, установленную на кубических образцах. В соответствии с требованиями норм нормативное сопротивление бетона определяется в зависимости от его гарантированной прочности при постоянном значении переходного коэффициента k_p=0.8:

(2.1)

где f_ck –нормативное сопротивление бетона, соответствующее прочности бетонных цилиндров или призм, установленной с учетом статистической изменчивости свойств материала;

–гарантированная прочность бетона, установленная при испытании кубов по стандартной методике.

Нормативное сопротивление бетона с учетом статистической изменчивости свойств бетона, определяется по формуле:

(2.2)

где f_cm – средняя прочность бетона на сжатие;

s – среднеквадратичное (стандартное) отклонение

t – параметр статистики кривой распределения (при принятой обеспеченности нормативных значений 0,95, параметр t = 1,64).

Тогда средняя прочность на сжатие f_cm равна:

(2.3)

Учитывая, что стандарты, по которым осуществляется контроль прочности бетона устанавливают требование, чтобы s £ 5 МПа, произведение 1,64s дает примерно 8 МПа. Поэтому нормы с некоторым запасом предлагают определять среднюю прочность бетона по формуле:

f_cm = f_ck + 8 (МПа). (2.4)

При проектировании бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций нормы устанавливают следующие классы конструкционных бетонов по прочности на осевое сжатие:

– для тяжелых, в том числе напрягающих: С8/10; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30; С30/37; С35/45; С40/50; С45/55; С50/60; С60/70; С70/85; С80/95; С90/105;

– для легких (при r ³ 1000 кг/м3): LС12/15; LС16/20; LС20/25; LС25/30; LС30/37; LС35/45; LС40/50; LС45/50;

– для мелкозернистых группы А (естественного твердения или подвергнутые тепловой обработке на песке с модулем крупности более 2,0): С8/10; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30; С30/37; С35/45;

– для мелкозернистых группы Б (то же с модулем крупности 2,0 и менее):С8/10; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30.

Сопротивление бетона растяжению

С определенным допущением, при выполнении инженерных расчетов прочность бетона на растяжение принято определять в зависимости от прочности на сжатие. В основном взаимосвязь между средней прочностью бетона на растяжение и его средней прочностью на сжатие принимают в виде:

(2.5)

где f_ctm, f_cm – соответственно средняя прочность бетона на растяжение и на сжатие;

a_r=0,3 –опытный (эмпирический) коэффициент.

Как следует из результатов исследований, принимая сравниваемость уровней коэффициента вариации при определении f_ck, f_ctk, значение нормативного сопротивления бетона растяжению составляет:

(2.6)

Учитывая сложности, возникающие при испытании образцов прямым растяжением, нормативные документы допускают контролировать прочность бетона на растяжение косвенными методами – как прочность на растяжение при изгибе (f_ct,fl) и раскалывании (f_ct,sp). При этом экспериментально установлена взаимосвязь между прочностью бетона на осевое растяжение (f_ct,ax) и его прочностью на растяжение, полученной косвенными методами:

(2.7)

(2.8)

где f_ct,sp – прочность бетона на растяжение при раскалывании образцов;

f_ct,fl – прочность бетона на растяжение при изгибе.

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой структура бетона?

2. Какие стадии диаграммы деформирования «»характеризуют процесс микротрещинообразований в структуре бетона при сжатии?

3. Какие формы образцов бетона применяют для контроля его прочности при сжатии и растяжении?

4. Как влияют размеры образцов на прочность бетона при сжатии?

5. Что означает гарантированная прочность бетона? С какой обеспеченностью она назначается?

6. Что такое «класс бетона по прочности на сжатие»?

7. Каковы основные показатели прочности бетона, и как они устанавливаются?

8. Как влияет время и условия твердения на прочность бетона?

9. Как влияют на прочность бетона длительно действующая и многократно повторная нагрузка?

10. Что такое марка бетона?