2 Прочностные характеристики бетона. Классы и марки бетона.

1) Прочность на сжатие:

а) кубиковая прочность R, МПа ; R=Fразр/A, зависит от схемы испытания размеров кубика;

б) призменная Rb, МПа , Rb= Fразр/A; Rb<R ; Rb»0.75*R (из-за отсутствия трения)

Rb – конструктивная прочность

2) прочность бетона на растяжение Rbt= Fразр/A,

а) на разрыв восьмерок или призм

б) на изгиб,

s=М/W, Rbt=Mразр/(W*gpl); gpl=1.7 – коэффициент пластичности, учитывающий развитие пластических деформаций в растянутом бетоне;

Формула Ферэ (теор): Rbt=0.23*R2/3

3) прочность на срез, Rsh=0.7*( Rbt* Rb)0.5, Rsh»2* Rbt;

4) прочность при длительном действии нагрузки Rbl»0.9* Rb; Rbl <Rb;

К бетонам предъявляются различные требования: по прочности , по морозостойкости, водонепроницаемости, плотности, и др.. Данные свойства бетона характеризуются марками, и классами.

Классы бетона

1) Класс бетона по прочности на осевое сжатие – (3.5…..60) В, МПа. Это предел прочности на осевое сжатие бетонных кубов с ребром 15см, выдержанных до испытания в течение 28 суток при температ 20(+-2°С) и W=90%, с учетом статической изменчивости прочности

2) Класс бетона по прочности на осевое растяжение, Вt, МПа (0.8…..3.2) МПа

Это предел прочности на осевое растяжение бетонного образца, испытанного в соответствии с требованиями ГОСТа с учетом статической изменчивости прочности

Марки бетона

1) Марка бетона по морозостойкости F15,25……500 – это количество циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, которое выдерживает образец без видимых разрушений.

2) Марка бетона по водонепроницаемости W, 2; 4; ….12. – это максимальное давление воды в технических атм (кг/см2), при котором не наблюдается ее просачивание через образец.

3) Марка бетона по плотности – Д, кг/м3 – характеризует среднюю плотность.

4) Марка бетона по самонапряжению, Sp, МПа, 0.6….4 – преднапряжение бетона ,которое он получает при расширении в процессе твердения при коэффиц армирования 0.01;

m=As/Ab (=0.01=площадь армат/площадь бет)

3. Виды деформаций бетона.Деформативные характеристики бетона.

Cущ. 2-а вида деформаций:

Силовые - развиваются в направлении действия силы.

Объемные –во всех направлениях

(a)-усадка

(б)-от температуры

(а) Усадка-уменьшение бетона в объеме при твердении в сухих условиях

e_sl = (3….4.5)*10^-4

Усадка приводит к появлению усадоч трещин на поверхности бетона. Усадка происходит от испарения воды и уменьшения в объеме твердеющего геля.

(б) Температурные деформации зависят от коэффициента температ линейн деформации a_bt=10^-5(1/о с)

Силовые деформ

Бетон-материал упруго-пластич. под нагрузкой в нем возник.какупругие деформ. так и пластич.. поэтому под нагрузкой он ведет себя по-разному, в зависимости от характ. нагрузки. есть:

• деф. при однократ. загруж. кратковременной нагрузкой

• при длительном действии нагрузки

• при многократно повтор. нагрузке

Деф. при однократ. загруж. кратковременной нагрузкой

Деф. характеристики бетона:

загружаем призму ступенями с выдержками

замеряем деформации, напряжения:

e_E-упругие деформ. e_pl-пластические. e_b=e_e+e_pl

Начальный модуль упругости бетона E_b=TGa₀=s/e_e

Модуль полных деформ. E_b=TGa

Модуль упругопластичности E_{1 b}=TGa₁=s/e_B

коэффициент упругопластичности

l_B=eE/e_B ; E_b = s/e_e ; s=e_e*Е_В ; e_{1 b}=s/e_В ; s=e_В*Е_{1 В} ; s_В=e_e*Е_В =e_В*Е_{1 В} ; Е_{1 В} =Е_В*e_E/e_B= Е_В *l_B ; 1³l_B ;

предельная сжимаемость бетона-предел на разрушение призмы. e_UB=2*10^-3.

нач. модуль упругости при растяжении принимаем как и при сжатии E_в

модуль упругопластичности при растяжении Е_ВТ= Е_В *l_BТ

e_UBT – предельная растяжимость деформирования при разрыве образца

деформ. при длительном действии нагрузки

при длит. действии нагрузки деформ. возрастают. развив. ползучесть бетона.

ползучесть - нарастание неупругих деформаций во времени при длит. действии постоянной повеличине нагрузки. возникают за счет перераспределения напряжений сгеля на кристаллический сросток и от перемещения воды в капиллярах.

есть линейная ползучесть, развивающаяся пропорционально напряжению и нелинейная - резкое нарастание деф. ползучести при напряжении s > R_{0 CRC}

для линейной ползуч. справедлива формула e_PL=C_B*_b

C_B – мера ползучести бетона

характеристика ползучести бетона j_В = e_PL / e_E = (1-l_B)/l_B

величина ползучести зависит от уровня напряжения. чем выше напряжение , тем выше ползучесть. ползучесть может развиваться втечение ряда лет