6. Кубиковая и призменная прочность бетона. Применение их значений при проектировании жбк.

Из всех прочностных характеристик бетона наиболее просто определяется его прочность на сжатие путем испытания кубов. Поэтому за основную характеристику прочностных и деформативных свойств бетона принята его прочность при осевом сжатии.

Для оценки кубиковой прочности обычно применяют раздавливание на прессе изготовленных в тех же условиях, что и реальные конструкции, кубов размерами 150×150×150 мм, испытание которых происходит при температуре 20 ± 2 ºC через 28 дней твердения в нормальных условиях. Образцы изготовляют в соответствии с ГОСТ 10180-90.

Образцы для определения прочности на сжатие

Форма образца	Геометрические размеры образца, мм
куб	Длина ребра: 100, 150, 200, 300
цилиндр	Диаметр d: 100, 150, 200, 300 Высота h, равная 2d

Примечание: Допускается применять: кубы с ребром 70 мм; цилиндры диаметром 70 мм; кубы, изготовленные в неразъемных формах с технологическим уклоном. За базовый образец следует принимать образец с размером рабочего сечения 150×150 мм.

Прочность бетона одного и того же состава зависит от размера куба: если кубиковая прочность бетона для базового куба с ребром 150 мм равна R, то для куба с ребром 200 мм она уменьшается до 0,93·R, а для куба с ребром 100 мм увеличивается до 1,1·R.

Различное временное сопротивление сжатию образцов разных размеров объясняется масштабным фактором. Масштабный фактор учитывает влияние сил трения, возникающих между гранями образца и опорными плитами пресса, и неоднородность структуры бетона.

Вблизи опорных плит силы трения, направленные внутрь образца, создают эффект обоймы, следовательно, увеличивается прочность образцов при сжатии. Удерживающее влияние сил трения по мере удаления от торцов снижается, таким образом, бетонный куб при разрушении получает форму двух усеченных пирамид, обращенных друг к другу вершинами (рис. 2.4, а). При уменьшении сил трения посредством смазки характер разрушения меняется: вместо выкалывания с боков образца пирамид происходит раскалывание его по трещинам, параллельным направлению действия усилия (рис. 2.4, б). При этом временное сопротивление бетона сжатию уменьшается.

Рис. 2.4. Схема деформирования бетона при сжатии

а) – при наличии трения по опорным плоскостям; б) – при отсутствии трения; 1 – смазка

Бетонные кубы испытывают в соответствии с ГОСТ 10180-90. Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру.На образцах выбирают и отмечают грани, к которым должны быть приложены усилия в процессе нагружения. Опорные грани отформованных образцов-кубов, предназначенных для испытания на сжатие, выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы.

Нагружение образцов при испытаниях на сжатие производят непрерывно со скоростью (0,6±0,4) МПа/с, обес­печивающей увеличение напряжения в образце до его полного разрушения. Максимальное усилие, достигнутое в процессе испытания, принима­ют за разрушающую нагрузку и записывают его в журнал испытаний.

Прочность бетона, МПа (или кгс/см²), следует вычислять с точностью до 0,1 МПа (1 кгс/см²) по формуле:

где – разрушающая нагрузка, Н (кгс); – площадь рабочего сечения образца, мм² (см²); – масштабный коэффициент для приведения прочности бетона к прочности бетона в образцах базовых размера и формы; – поправочный коэффициент для ячеистого бетона, учитываю­щий влажность образцов в момент испытания.

Кубиковая прочность бетона принимается равной средней по результатам не менее трех образцов. Разрушающее усилие фиксируется по силоизмерителю пресса с точностью, равной цене деления шкалы.