6, 7. Прочность бетона. Классы бетона по прочности на сжатие и растяжение. (Кубиковая и призменная прочность бетона).

R – кубиковая прочность бетона на сжатие, определяется на образцах кубов с ребром 10,15 или 20 см. В качестве эталона, в настоящее время, применяются кубы с ребром 15 см. Если принять прочность бетона, измеренную на эталонных кубах заR, то прочность кубов с ребром 10 см. составляет 1,1 R, прочность кубов с ребром 15 см – 1,0 прочность с ребром 20 см. - 0,9 R. В некоторых странах Запада прочность бетона определяется на цилиндрах с высотой Н=2Ø, Ø = 15,92см, А ≈ 200см² .

Rв – призменная прочность бетона, определяется на образцах-призмах, с соотношением высоты к основаниюh / a= 4.

Зависимость прочности бетона от высоты призмы.

В общем случае зависимость между кубиковой и призменной прочностью выражается эмпирической формулой (2.1)

Rв=R(0,77 – 0,00125R) (МПа)

Rв= (0,75 – 0,8) R (МПа)

d

Rвt – прочность бетона на растяжение, определяется на бетонных образцах – восьмерках или путем раскалывания кубов или цилиндров.

Схемы испытаний для определения

При испытании восьмёрок, прочность на растяжение равна

Rbt=P/A, гдеА– площадь расчетного сечения.

При испытаниях цилиндров или кубов прочность определяется по формулам

Rbt=P/в²,Rbt=P/ld,

Где l – длина цилиндра,в – размер ребра куба,

d– диаметр цилиндра.

28 су т.

Прочность на растяжение зависит от кубиковой прочности и может определяться по формуле.

Нарастание прочности бетона во времени

Прочность не остается неизменной с течением времени или при изменении условий твердения. При благоприятных условиях прочность с течением времени может возрасти до двух раз, при неблагоприятных условиях рост прочности замедляется или полностью приостанавливается. Рост прочности бетона со временем может определяться по формуле.

R_t=R₂₈lgt/lg28

R₂₈ – прочность бетона после 28суток твердения,

t– время, в сутках.

Формула может быть представлена в ином, упрощенном виде

Rt = 0,7R₂₈lgt

Важнейшими расчётными характеристиками прочностных свойств бетона является его расчётное сопротивление сжатию и растяжению, характеризуемое классом бетона.

Классом бетона на сжатие «В» называется временное сопротивление осевому сжатию бетонных кубов с ребром 15см., испытанных через 28 суток твердения приt=20±2°cпо гост с учётом статистической изменчивости.

8. Силовые деформации бетона. Диаграмма при осевом сжатии. Параметры диаграммы. Модуль деформации бетона.

Силовые деформации – это деформации под воздействием силовых факторов, приложенных однократно или в течение времени.

Рассматривается опытный образец (призма) с приборами для измерения деформаций. К призме порциями прикладывается постепенно увеличивающаяся нагрузка, вплоть до разрушения образца. На каждом этапе дается определенная выдержка (15-20 мин.) и измеряются продольные деформации бетона. База прибора (длина на которой измеряются продольные деформации) составляет 100-200мм для механических приборов и 20-50мм для электротензодатчиков.

Отношение величин поперечных деформаций к продольным даёт значение коэффициента Пуассона. Деформации достигнутые при разрушении называются предельными. При нагружении образцов с постоянной скоростью деформирования можно наблюдать нисходящую ветвь диаграммы.

Зависимость деформаций бетона от напряжений при сжатии.

Различают три модуля деформируемости бетона:

• касательный модуль E=tgα₀

• секущий модуль E^!_b=tgα₁

• начальный модуль E_b=tgα

1 – Касательная из начала координат

2 – Секущая из нала координат и точки А

3 – Касательная в точке А.

В практических расчётах ЖБК используют секущий модуль, который через поправочные коэффициенты получают из начального модуля. Используя чертеж 3.1, выразим напряжения в какой-либо точке (А) используя полные и упругие деформации бетона. В соответствии с законом Гука, можно записать выражение для напряжений в точке А.

σ_b = ε_el∙E_b = ε_b∙E^!_b

отсюда находится выражение для модуля упруго-пластичности

E^!_b=ε_el∙E_b/ε_b

если обозначить ε_el/ε_b=_b(коэффициент упруго-пластичности), то

E^!_b= _b ∙E_b

При растяжении коэффициент упруго-пластичности _btблизок к 0,5 при напряжениях в растянутом бетоне, стремящихся к предельным значениям.

_bt  0,5 при σ_bt  R_bt ТогдаE_bt = _bt∙E_b.

Отсюда можно определить предельную растяжимость бетона

ε^lim_bt=R_bt/E^!_bt=R_bt/_bt∙E_b=R_bt/0,5∙E_b=2 R_bt/E_b

Предельные деформации бетона - это деформации перед разрушением образца. В сжатых элементах при кратковременных испытаниях предельные деформации составляют  _lim = (80 - 300)·10^-5, в среднем 250·10^-5. В растянутых элементах _lim= (10 - 25) ·10^-5, в среднем 15·10^-5.

При длительном действии нагрузки предельные деформации могут превышать кратковременные деформации в 1,5 - 3 раза.