2 Классы бетона, изменение прочности во времени.

По показателям прочности устанавливается их гарантированное значение, так называемые классы бетона.

При проектировании конструкций в зависимости от назначения и условий эксплуатации нормами устанавливаются показатели качества бетона:

- класс бетона по прочности на сжатие и растяжение;

- марка по морозостойкости, плотности, водонепроницаемости, самонапряжению.

Класс бетона по прочности на осевое сжатие( В, Па) и на растяжение В_t Класс бетона по прочности на сжатие – сопротивление сжатию кубов , испытанных через 28 суток при t=20 относительной влажности не ниже 55% с учетом статической изменчивости прочности. Чтобы оценить изменчивость прочности и обеспечить ее гарантированность для заданного класса бетона значения, прибегают к методам теории вероятности.

Для наблюдения значительной прочности выбирают партию не менее 60 образцов. При этом определяют:

R_m- среднее значение прочности по кубам или математическое ожидание;

S_m – средне квадратичное отклонение прочности, иначе, стандарт;

V_m – коэффициент вариации прочности бетонной партии.

Наименьшее вероятное значение временного сопротивления бетона определяется:

В нормах на проектирование предусматривается обеспеченность или доверительная вероятность не менее 95%, значит из 100 испытанных кубов не менее 95 должны обладать прочностью B. Это имеет место при значении . Подставив в формулу, получим

Кривая нормального распределения Гаусса.

Нормами установлены классы бетона по прочности на сжатие B3,5…B60. Для проектирования ЖБК применяют класс бетона не ниже В7,5.

Класс бетона по прочности на осевое растяжение - характеризуется прочностью бетона на осевое растяжение с учетом статистической изменчивости, применяя коэффициент вариации В_t= 0,8-3,2 МПа.

3 Призменная прочность бетона, прочность при растяжении, срезе и скалывании. Прочность при многократном загружении.

Прочность – способность тела сопротивляться внешним воздействиям, не разрушаясь. Существуют различные виды прочности бетона.

К убиковая прочность. Определяется при испытании на сжатие под прессом кубов бетона, изготовленных в тех же условиях, что и конструкция. Эталонный образец – куб размером 150х150х150 мм, хранившийся при t = 20±2°С и влажности 90-100% в течение 28 сут. и испытанный в нормальных условиях (t = 20±2°С и влажность 65%). Предел прочности куба при разрушении – кубиковая прочность. Применяют кубы с другими размерами ребра (100 или 200 мм), в этом случае в расчёты вводится масштабный коэффициент:

Призменная прочность. Предел прочности призмы при разрушении принимают за призменную прочность. Определяется при испытании на сжатие призм размером 150х150х600 мм (или 100х100х400 мм), т.к. при отношении высоты призмы к ребру основания ≥4 трение на работу призмы не влияет. Призменная прочность больше соответствует прочности бетона на сжатие в реальных конструкциях ещё и потому, что форма призмы больше напоминает конфигурацию изделий или конструкций. При испытании призмы прочность определяют делением разрушающей силы на площадь. Зависимость призменной прочности от кубиковой установлена экспериментально: ;

- для тяжёлого бетона; - для лёгких (ячеистых) бетонов

Прочность при осевом растяжении. Ориентировочно можно определить по формуле Фере:

k = 0,8 – для бетона класса ≤ В25; k = 0,7 – для бетона класса ≥ В30

Призм. прочность при растяжении в 10 – 20 раз < прочности бетона при сжатии.

Прочность при срезе. ЖБК редко работают на срез, который обычно сопровождается действием продольных сил. Сопротивление срезу может возникать в шпоночных соединениях и у опор балок.

П рочность при скалывании. Сопровождается действием поперечных сил и может определяться по формуле:

,

γ – масштабный коэффициент.

П рочность при многократном загружении. Под прочностью бетона при многократно повторных (подвижных или пульсирующих) нагрузках понимают напряжение, при котором количество циклов, необходимых для разрушения образца, составляет не менее 10⁶. Эта прочность – выносливость. Прочность бетона в этом случае зависит от количества циклов, кот. характеризуется ассиметрией цикла: