4. Модуль деформации бетона
Eb tg d / d
1 – область упругих деформаций; 2
– область пластических деформаций;
3 – граница упругих деформаций; 4
– секущая;
. 5 – касательная; 6 – кривая полных деформаций
Зависимость между деформациями и напряжениями бетона:
Из многочисленных эмпирических формул, используемых для установления зависимости между начальным модулем упругости и классом для тяжелого бетона при сжатии, можно привести формулу:
для тяжелого бетона |
Eb |
5.2 104 |
B |
|
23 B |
||||
|
|
|||
для легкого бетона |
Eb 0,6 |
B |
Здесь - масса бетона, кг/м 3; B – класс бетона, МПа.
Наряду с продольными деформациями при загружении образца
.проявляются и поперечные деформации бетона. Отношение поперечных деформаций к продольным деформациям называют коэффициентом поперечной деформации или коэффициентом Пуассона (для бетона = 0,167).
Значение модуля сдвига G бетона принимают по установленной в теории упругости зависимости
G |
Eb |
|
0.40 Eb |
2 1 |
|
||
|
|
|
В табл.6.11 СП 63.13330. 2012 «Бетонные и железобетонные конструкции…» приведены значения начальных модулей упругости для всех видов и классов бетона.
.
5. Деформации бетона при разных видах нагружения.
b, МПа 15,0
12,5
.
10,0
7,5
5,0
2,5
Деформации при многократном повторении нагрузки
Rt 0,5B -предел выносливости бетона
а– один цикл нагрузка-разгрузка; 1 – нагрузка; 2 – разгрузка;
el -упругие деформации
pl -неупругие пластические деформации
Rt 0,5B
б – многократное повторение циклов;
3 – первичное нагружение;
4 – 675 циклов;
5 – 10,5 104 циклов;
6 – 34,1 104 цикла
·10 4
Деформации при длительном действии нагрузки
Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций
с течением времени при постоянных напряжениях называется
ползучестью бетона
1- упругопластические деформации
2 – полные деформации
а – рост деформаций ползучести во времени;
.
Cb Eb - мера ползучести бетона
Это относительная деформация ползучести бетона при b, 0,3Rbn накопившаяся к моменту времени t
|
pl |
|
1 |
||
b |
|
||||
|
|
|
|||
Коэффициент упругопластической |
|||||
|
деформации бетона (коэффициент |
||||
Пуассона)
Осредненная зависимость предельной меры ползучести Сbu от класса бетона при 0.5 Rb
.
Релаксацией напряжений называется процесс снижения напряжений при стеснении его деформаций. Ползучесть бетона и релаксация напряжений имеют общую физико-механическую основу
.
б – опытный образец; в – снижение напряжений в бетоне с течением времени;
1 - подушки пресса.
Температурные
деформации Бетон с увеличением температуры расширяется, а с ее понижением – сжимается.
Коэффициентом линейной температурной деформации называют относительное удлинение (укорочение) бетонного образца при нагреве (охлаждении)на 1 0С ( в пределах от -40 0С до +40 0С)
bt 0,00001 |
0C 1 |
- для тяжелого и легкого бетона |
|
bt 0,000007 |
0C 1 |
- для легкого бетона на пористом заполнителе |
|
bt 0,000008 |
0C 1 |
- для ячеистого и поризованного бетонов |
|
. |
bt bt Eb bt T Te 1 t Eb |
||
T t t0 |
- максимальный расчетный перепад температуры |
||
Te 15 20 0 C - Снижение температуры эквивалентное усадке бетонаt 0,5 - коэффициент пластичности бетона при растяжении
|
6. Другие виды бетона |
|
|
Виды бетона |
|
Ячеистый бетон |
Крупнопористый и |
|
|
|
поризованный |
пенобетон |
газобетон |
бетон |
|
||
|
Плотный |
Жаростойкий бетон |
силикатный |
||
. |
бетон |
|
|
|
|
Кислотостойкий |
Полимербетон |
|
|
бетон |
|
Полимерцементный |
Самонапрягающийся |
|
|
бетон |
бетон |
Ячеистый бетон - легкий по средней плотности (600...1200 кг/м3) бетон ячеистой структуры с искусственно созданными порами, состоящий из затвердевшей смеси вяжущего (цемента, извести или смешанного вяжущего) и кремнеземистого компонента (молотого песка или золы). Ячеистый бетон получают на основе разнообразных порообразующих (пена, газ) веществ. В зависимости от этого ячеистые бетоны разделяют на пенобетоны и газобетоны. В качестве газообразователя обычно используют алюминиевую пудру. В зависимости от состава различают пеносиликаты, пенозолобетоны. Ячеистые бетоны твердеют преимущественно в автоклавах при давлении пара до 1,2 МПа и температуре 174 оС. В зависимости от плотности прочность ячеистых бетонов достигает 15 МПа..
Применение ячеистых бетонов в слабосжатых частях сечений железобетонных элементов и ограждающих конструкциях существенно улучшает технико-экономические показатели зданий. Основные прочностные и деформативные характеристики ячеистых бетонов приведены в СНиП 2.03.01-84.
Крупнопористый и поризованный бетон - крупнозернистый облегченный или легкий бетон крупнопористо- и поризованной структуры, на цементном вяжущем, плотных и пористых заполнителях. Такие бетоны целесообразны для районов, где имеются крупные заполнители, но отсутствует природный песок Они обладают относительно низкой прочностью и малым коэффициентом теплопроводности, поэтому используются в основном в ограждающих
.конструкциях зданий. Основные расчетные характеристики крупнопористого и поризованного бетона класса В2,5 и выше приведены в СНиП 2.03.01-84.
Плотный силикатный бетон - бесцементный тяжелый песчаный мелкозернистый бетон автоклавного твердения, получаемый на основе известкового вяжущего. Такой бетон обладает хорошим сцеплением с арматурой и надежно защищает ее от коррозии. Прочность силикатного бетона достигает 60 МПа. Он обладает в 1,5...2 раза меньшим начальным модулем упругости и меньшей ползучестью по сравнению с равнопрочным цементным бетоном. Из него целесообразно делать малогабаритные конструкции (панели перекрытий и покрытий, разнообразные балки и прогоны). Стоимость железобетонных конструкций из силикатного бетона ниже стоимости железобетонных конструкций из тяжелого бетона на 25 % и более. Конструкции из плотного силикатного бетона проектируют по специальным нормам.