Міцність бетону.

Структура бетону, зумовлена неоднорідністю складу і відмінністю засобів приготування, призводить до неодинакової міцності зразків бетону, виготовлених з однієї бетонної суміші. Міцність бетону залежить від ряду факторів: технологічні фактори, вік та умови твердіння, форма і розміри зразка, вид напруженого стану і тривалість впливу. Бетон має різний тимчасовий опір при стиску, розтязі і зрізі.

Міцність бетону на осьове стискання.

Розрізняють кубикову і призмову міцність бетону на осьовий стиск. При осьовому стисканні куби руйнуються внаслідок розриву бетону у поперечному напрямку. При цьому спостерігається явно виражений ефект обойми - у кубі у поверхонь поряд з плитами преса (зони передачі зусиль), виникають сили тертя, спрямовані всередину куба, що перешкоджають вільним поперечним деформаціям. Якщо цей ефект усунути, той тимчасовий опір стиску куба зменшиться приблизно вдвічі. Дослідами встановлене, що міцність бетону також залежить від розміру зразка. Це пояснюється зміною ефекту обойми із зміною розмірів куба. Оскільки залізобетонні конструкції по формі відрізняються від кубів, в розрахунку їхньої міцності основною характеристикою бетону при стиску є призмова міцність R_b- тимчасовий опір осьовому стиску бетонних призм. Досліди на бетонних призмах зі стороною а і висотою h показали, що призмова міцність бетону менш кубової й вона зменшується із збільшенням відношення h/a. Вплив сил тертя на торцах призми зменшується із збільшенням її висоти і при відношенні h/a=4 значення R_bстає майже стабільним і рівним приблизно 0.75 R.

Міцність бетону на осьовий розтяг.

Залежить від міцності цементного камня на розтяг та зчеплення його із зернами заповнювача. Згідно дослідницьким даним, міцність бетону на розтяг у 10-20 раз менш, аніж при стисканні. Підвищення міцності бетону на розтяг може бути досягнуте збільшенням кількості цементу, зменшенням W/C, застосуванням щебня з шероховатою поверхнею. Тимчасовий опір бетону осьовому розтягу (МПА) можна визначити по емпіричній формулі:

₃___

R_bt= 0.233R²

Внаслідок неоднорідності бетону ця формула дасть лише приблизні значення R_bt, точні значення отримують шляхом випробування на розрив зразків у вигляді вісьомки.

Міцність бетону на зріз і сколювання.

Зріз являє собою поділ елементу на дві частини по перерізу, до якого прикладені перерізуючі сили. При цьому основний опір зрізу виявляють зерна великих заповнювачів, працюючих, як шпонки. Тимчасовий опір зрізу можна визначити по емпіричній формулі R_sh=2R_bt; Опір бетону сколюванню виникає при згині залізобетонних балок до появи у них похилих тріщин. Сколюючі напруги по висоті перерізу змінюються по квадратичній параболі. Тимчасовий опір сколюванню при згині, згідно дослідницьким даним, у 1.5 - 2 рази більше R_bt.

Класи і марки бетону.

У залежності від призначення залізобетонних конструкцій і умов експлуатації встановлюють показники якості бетону, основними з яких є:

• клас по міцності на осьовий стиск В; вказують в проектах в усіх випадках, як основну характеристику; для важких бетонів - В7.5, В10, В12.5, В15, В20, В25, В30, В35, В40, В45, В50, В55, В60. Для дрібнозернистих у діапазоні від В7.5 до В60. Для легких бетонов у залежності від середньої щільності В3.5 - В40.

• клас по міцності на осьовий розтяг В_t, призначається у тих випадках, коли ця характеристика має істотне значення і контролюється на виробництві; В_t0.8; В_t1.2; В_t1.6; В_t2; В_t2.4; В_t2.8; В_t3.2;

• марка по морозостійкості F; призначають для конструкцій, які в зволоженому стані підлягають дії заморожування та відтавання; Характеризують числом циклів заморожування - відтавання у насиченому водою стані при зниженні міцності не більш ніж на 15%. Для важкого і дрібнозернистого бетону - F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Для легкого бетону - F25 - F500. Для ячеїстих - F15 - F100.

• марка по водонепроникності W; призначають для конструкцій, до яких подаються вимоги обмеженої проникності (резервуари та ін.); W2, W4, W6, W8, W10, W12. Вони характеризуються граничним тиском води (кг/см²), при якому не відбувається її проникнення крізь зразок.

• марка по середній щільності D; призначають для конструкцій, до яких окрім вимог міцності подаються вимоги теплоізоляції, і контролюють на виробництві. Важкий бетон від D2200 до D2500; легкий бетон від D800 до D2000; поризований бетон від D800 до D1400.

Задані клас і марку бетону отримують відповідним добором складу бетонної суміші з наступним випробуванням контрольних зразків.

Класом бетону по міцності на осьовий стиск В (МПА) називається тимчасовий опір стисканню бетонних кубів з розміром ребра 150 мм, випробованих у відповідності зі стандартом через 28 сут. після зберігання при температурі 202С з урахуванням статистичної вариативності міцності.