2.1 Основные физико-механические свойства бетона

Б-н - иск кам м-л, полученный в рез-те тв-ния рац-но подобранной смеси из ВВ, воды, крупного и мелкого запол-ля. Д. обладать след физ-мех св-вами: необх проч-ть, хорошее сцепление с арм-рой, достаточная непроницаемость (для защиты арм-ры от коррозии), спец св-вами (морозост-ть, жарост-ть, ст-ть к агрес возд-ям среды).

Структура б-на оказывает огромное влияния на проч-ть и деф-сть. Наибе важным фактором явл-ся кол-во воды, применяемое для пригот-ния смеси, оцениваемое в водоцем соотн-ииW/C, т.е. отн-нии взвешенного кол-ва воды к кол-ву цемента в ед объема бет смеси. Избыточ хим-ки несвязанная вода вступает в хим соед-ия с ч-цами цемента и частично заполняют поры в цем камне и в полостях м/у зернами крупного зап-ля и, постепенно испаряясь, освобождают их. С ↓W/C пористость цем камня ↓, а проч-ть ↑. Длит пр-сы происходящие в б-не (изм-ие водного баланса, ↓объема тв-щего геля, рост упругих кристал сростков) наделяют б-н упругопластич св-вами.

Усадка б-на - св-во б-на ↓ в объеме при тв-нии в обыч воздуш среде. Набухание - увеличение объема б-на при тв-нии в воде. Усадка зависит от след факторов: 1.кол-во и вид цемента (чем больше цемента, тем меньше его усадка); 2.кол-во воды (чем больше W/C, тем больше усадка); 3.крупность запол-ля (усадка больше при мелкозернистых песках и пористом щебне, усадка меньше при разной крупности зерен и меньшем объеме пустот); 4.гидравлич добавки и ускорители тв-ния (увелич-ют усадку). Чем меньше влаж-ть окр среды, тем больше усадоч деф-ции и выше ск-ть их роста. Усадка ускор-ся под нагрузкой (при длит сжатии), а при длит раст-нии – умен-ся. Усадка б-на наиб интенсивна в нач период тв-ния и в течении 1го года, а в дальнейшем постепенно затухает.

Проч-ть б-на. Бетон представляет собой неоднород мат-л и внеш нагрузка создает в нем сложное напряжен сост-ие. В бет образце подвергнутом сжатию, напр-ие концен-ся на более жестких ч-цах, обладающим большим модулем упругости. В то же время происходит концен-ция напр-ий в местах ослабленных порами и пустотами. Кубиковая проч-ть (R). При осевом сжатии кубы разрушаются вследствие разрыва б-на в попер направ-ии. Си­лы трения, направ-ые внутрь, препятствуют свобод­ным попер деф-циям куба и создают эф-т обоймы. Удерж-щее влияние сил трения по мере уда­ления от торц граней куба умен-ся, поэтому после разрушения куб приобретает форму пирамид. При утсранении влияния сил трения смазкой контактных пов-тей, попер деф-ции проявл-ся свободно, трещины стан-ся верт, параллел действию сж-щей силы. Согласно стандарту кубы исп-­ют без смазки контактных пов-тей.с ребром 150мм. Призмен проч-ть (R_b). В расчетах проч-ти кубик проч-ть не применима, т.к. кон-ции отлич-ся по форме от куба. Поэтому исп-ют призмен проч-ть – врем сопр-ие осевому сжатию призмы с отн-ем высоты к стороне осн-ия h/a=4. Про-ть б-на на осевое раст-ние (R_bt) опроед-ся испытанием на разрыв образцов в виде восьмерок, на раскалывание в виде цилиндров и на изгиб в виде балок. Зависит от проч-ти цем камня на раст-ние и сцепле­ния его с зернами запол-ля. 10-.20 раз меньше, чем при сжатии, и уменьшается с увел-нием кл б-на. Проч-ть б-на на срез и скалывание. В чистом ви­де срез представляет собой разделение эл-та на 2 части по сечению, к к-му приложены перерез-­щие силы, сущест сопр-ние срезу оказывают зерна крупных запол-лей, раб-щие, как шпонки, в пл-ти среза. При срезе распред-ие напр-ий по площади сечения считается равномерным. В кон-циях чистый срез встречается редко; обычно он сопровождается действием продол сил R_Sh =2R_bt . Сопр-ние б-на скалыванию возн-ет при из­гибе ж/б балок до появл-ия в них накл трещин. Скал-щие напр-ия по высоте се­чения изм-ся по квадратной параболе.

Деф-сть б-на. В б-не различают деф-ции 2х осн видов: 1.Объемные, развив-щиеся во всех направ-ях под влиянием усадки, изм-ия тем-ры и вл-ти. 2.Силовые, развив-щиеся гл об­разом вдоль направ-ия действия сил. Б-ну св-венно нелин деф-ние. На­чиная с малых напряжений, в нем, помимо упругих де­ф-ций, развив-ся неупругие остаточные или пла­стич деф-ции. Поэтому силовые деф-ции в завис-ти от хар-ра приложения нагрузки и длит-сти ее действия подразделяют на 3 вида: 1)При однократном загружении кратковрем нагрузкой (в нач стадии в б-не проявл-ся в осн упругие деф-ции, преобладание пластич деф-ций проявл-ся по мере приближения к призмен проч-ти б-на, ч/з нек-ое время после снятия нагрузки часть деф-ций восст-ся; после неск-их повтор кратковрем нагружений структур несовер-ва б-на стабил-ся, кривая вырав-ся и приближается к прям упруг деф-ций). 2)При однократ длит загружении. При длит действии пост нагрузки деф-ции камен, бет и ж/б кон-ций не остаются неизмен-ми, а увелич-ся во времени. Св-ва б-на, хар-щиеся нарастанием не­упругих деф-ций с течением времени при пост напр-ях, назт ползучестью б-на. Деф-ции ползучести силовые деф-ции, т.е. с ↑-ся с повышением уровня напр-ий. Наиб интенсивное нарастание этих деф-ций набл-ся в 1ые 3-4мес. Релаксацией напр-ий – пр-с снижения напр-ий, происходящий в б-не при стеснении его деф-цией. Ползучесть и усадка бетона развиваются совместно. Эти св-ва наз реалогич св-вами б-на. 3)При многократ повтор нагружении. Эти нагрузки м. иметь стат или динам хар-р. Если при загр-ии образца напр-ия не превышают предела выносливости б-на, то деф-ции постепенно затухая достигают предел величины и стабил завис-ть м/у напр-ями и деф-циями сохр-ся при неогран большом числе циклов загружения. Если напр-ия в образцах превышают предел выносливости, то кривая деф-ций после неск-ких циклов начмнает выгибаться в противополож сторону и наступает хрупкое разрушение. При циклич нагрузках вибрац хар-ра в присутствии стат пригруза происходит снижение длит проч-ти до предела выносливости б-на, появл-ся виброползучесть. 4)Предел деф-ции при осевом раст-ии и сжатии – относит ср удлинения или укорочения в м-т разрушения центр раст или центр сж образцов, испытанных согласно ГОСТ.