растяжение бетона
Прочность бетона
Показатели прочности бетона
Прочность бетона на сжатие
Прочность бетона (способность сопротивляться разрушению) на сжатие – основной параметр, определяющий выбор конкретной марки этого стройматериала. При основных нагрузках на бетон в ходе эксплуатации конструкций зданий и сооружений — вертикально направленных, предел прочности бетона именно на сжатие должен иметь максимально высокие значения среди всех рассматриваемых вариантов.
Марочная (проектная) прочность бетона доводиться искусственным камнем по истечении 28 дней (4 недели). Достижение прочности бетона во времени существенно зависит от внешних условий твердения, таких как влажность и температура: чем выше температура, тем быстрее бетон достигает отметки нормативной прочности.
Прочность бетона и его состав
Зависимость прочности бетона на сжатие от его состава в основном определяется рациональным подбором заполнителей, причем учитывается не только их прочностные характеристики, но и размер зерна. В итоге, для строительства наиболее ответственных объектов (мосты, гидротехнические сооружения, высотные здания) для формирования смеси используются дорогостоящие крупнозернистые твердые породы (диаметр зерна 80-100 мм), обеспечивающие максимальную (нормативную) прочность бетона в МПа.
Средняя прочность бетона на сжатие достигается применением в качестве заполнителя смеси гравия со средним размером зерна (5-20 мм), желательно еще и с предварительной очисткой заполнителя струей воды. В качестве мелкого заполнителя для таких марок бетона применяется смесь крупного и мелкого песка, повышающих плотность цементного теста и одновременно предел прочности бетона при сжатии за счет снижения количества полостей. Кроме этого, снижение размеров и числа полостей в застывающей смеси существенно продлевает срок службы бетона.
Прочность бетона на растяжение
Проектная прочност бетона на растяжение существенно меньше, чем на сжатие, и зачастую случаев при проектировании не учитывается, так как ее важность ограничивается рассмотрением возможности растрескивания материала при перепадах температуры. Значение прочности бетона на растяжение варьируется в пределах от 1/20 его нагрузочной способности у «молодого» бетона до 1/8 у «старого» бетона. Наибольшее значение прочность бетона на растяжение имеет при подборе материала для дорожного строительства, производимого без дополнительного армирования. В данных случаях при неверном выборе марки материала вполне реальна деформация бетона и быстрое разрушение дорожного покрытия.
Прочность бетона на изгиб
Показатель прочности бетона на изгиб, которая тоже существенно меньше прочности на сжатие, имеет значение на стадии начального возведения несущего контура конструкции. Применение металлической арматуры при формировании несущего каркаса существенно повышает коэффициент прочности бетона на изгиб. Заказать бетон с любыми прочностными и эксплуатационными характеристиками по самой выгодной цене в Нижнем Новгороде можно у компании «Первый Бетонный Завод» – непосредственного производителя широкого спектра марок этого стройматериала.
Прочность бетона при растяжении
Бетон плохо работает на растяжение.
Прочность при растяжении составляет 7—10% от его прочности при сжатии. Это (в сочетании с низкой растяжимостью) — один из двух главных недостатков тяжелого бетона (второй — высокая плотность).
Прочность на осевое растяжение наиболее сложно определяется. Один из вариантов — растяжение образцов-восьмерок (призм с утолщениями на концах) на разрывной машине.
Прочность на растяжение при изгибе определяется на призмах 100х 100×400 мм; 150х 150×600 мм и т. д. Образцы испытываются при действии двух сил, приложенных в 1/3 пролета. Разрушение бетона происходит от растягивающих напряжений, достигающих наибольших значений в нижнем слое растянутой зоны.
Прочность на растяжение при раскалывании. В связи со сложностью определения прочности на чистое растяжение и растяжение при изгибе широкое распространение получило определение прочности бетона на растяжение при раскалывании (иногда этот метод, предложенный Ф. Карнейро, называют бразильским). Для него используются стандартные образцы-кубы, раскалываемые на прессах при помощи стальных или фанерных прокладок.
Метод стандартизирован. Прочность при раскалывании несколько выше, чем при чистом растяжении, в среднем на 30%.
Для обычных бетонов, даже в изгибаемых конструкциях, прочность бетона на растяжение не нормируется. Растягивающие напряжения в них воспринимаются арматурой. В бетоне растянутой зоны в связи с его малой растяжимостью допускаются и образуются трещины. Но ограничивается ширина их раскрытия (в пределе — до 0,3 мм).
В то же время в ряде конструкций: дорожные покрытия, резервуары, гидротехнические сооружения, — трещины недопустимы. Для них прочность на растяжение приобретает важное значение и может являться основной нормируемой характеристикой.
Но степень их влияния изменяется. Она в меньшей степени зависит от В/Ц, а также от возраста бетона (после первого месяца твердения).
В то же время прочность при растяжении больше зависит от сцепления цементного камня с заполнителями. Поэтому повышение степени шероховатости и чистоты поверхности зерен, замена гравия на щебень оказывают на нее значительное влияние. Повышается прочность при растяжении при уменьшении НК заполнителей, так как поверхность их сцепления с цементным камнем увеличивается и становится при этом менее дефектной. Так, мелкозернистые бетоны имеют большую прочность при растяжении, чем обычные (при той же прочности при сжатии).
Растяжение бетона при изгибе
Чистое растяжение и растяжение при изгибе мало изменяются с увеличением предела прочности бетона при сжатии. Если выразить прочность на растяжение при изгибе в долях от предела прочности при сжатии, то это значение будет уменьшаться [ с увеличением прочности при сжатии. Для бетона прочностью в 100 кг/см 2 это отношение приближается к 0,4, а для бетона прочностью в 400 кг/см2 оно уменьшается до 0,1. Абсолютное значение прочности на растяжение при изгибе в обоих случаях оказалось равным 40 кг/см 2 . Эти данные относятся к жесткому вибрированному бетону при высокой степени уплотнения.
При увеличении количества крупного заполнителя на 50% против количества, применяемого при ручной укладке, прочность на растяжение при изгибе вибрированных бетонных плит не изменяется.
В опытах с бетонными плитами размером 0,5х1,25 м и толщиной 8 см прочность на растяжение при изгибе для вибрированного бетона и бетона ручной укладки в большинстве случаев оказалась одинаковой. Для бетона с малой подвижностью прочность на растяжение при изгибе для вибрированного бетона оказалась несколько больше, чем для бетона ручной укладки. Прочность на растяжение при изгибе для бетона ручной укладки может быть равна или меньше прочности вибрированного бетона в зависимости от степени уплотнения и подвижности бетонной смеси. Аналогичные результаты были получены в опытах с балками 15х15х120 см; прочность на растяжение при изгибе бетона ручной укладки оказалась меньше, чем для вибрированного бетона.
Отклонения полученных результатов от среднего при испытании балок на изгиб достигают 80-25%; поэтому незначительное повышение прочности растяжению при изгибе у вибрированного бетона не дает права утверждать о преимуществе вибрированного бетона.
Показана кривая зависимости прочности растяжению при изгибе от водоцементного отношения. При этом отклонения индивидуальных результатов от среднего значительны.
Для практических целей при выборе предела прочности на растяжение при изгибе в зависимости от предела прочности при сжатии для вибрированного бетона можно пользоваться кривой.
Растяжение бетона при изгибе
Чистое растяжение и растяжение при изгибе мало изменяются с увеличением предела прочности бетона при сжатии. Если выразить прочность на растяжение при изгибе в долях от предела прочности при сжатии, то это значение будет уменьшаться [ с увеличением прочности при сжатии. Для бетона прочностью в 100 кг/см 2 это отношение приближается к 0,4, а для бетона прочностью в 400 кг/см2 оно уменьшается до 0,1. Абсолютное значение прочности на растяжение при изгибе в обоих случаях оказалось равным 40 кг/см 2 . Эти данные относятся к жесткому вибрированному бетону при высокой степени уплотнения.
При увеличении количества крупного заполнителя на 50% против количества, применяемого при ручной укладке, прочность на растяжение при изгибе вибрированных бетонных плит не изменяется.
В опытах с бетонными плитами размером 0,5х1,25 м и толщиной 8 см прочность на растяжение при изгибе для вибрированного бетона и бетона ручной укладки в большинстве случаев оказалась одинаковой. Для бетона с малой подвижностью прочность на растяжение при изгибе для вибрированного бетона оказалась несколько больше, чем для бетона ручной укладки. Прочность на растяжение при изгибе для бетона ручной укладки может быть равна или меньше прочности вибрированного бетона в зависимости от степени уплотнения и подвижности бетонной смеси. Аналогичные результаты были получены в опытах с балками 15х15х120 см; прочность на растяжение при изгибе бетона ручной укладки оказалась меньше, чем для вибрированного бетона.
Отклонения полученных результатов от среднего при испытании балок на изгиб достигают 80-25%; поэтому незначительное повышение прочности растяжению при изгибе у вибрированного бетона не дает права утверждать о преимуществе вибрированного бетона.
Показана кривая зависимости прочности растяжению при изгибе от водоцементного отношения. При этом отклонения индивидуальных результатов от среднего значительны.
Для практических целей при выборе предела прочности на растяжение при изгибе в зависимости от предела прочности при сжатии для вибрированного бетона можно пользоваться кривой.
ГЛАВА 5. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА
Для тяжелых бетонов, применяемых в строительстве дорог и аэродромов, устанавливаются марки бетона по прочности на растяжение при изгибе, которые определяют путем испытания балочек квадратного сечения. Балку испытывают с приложением сил в 1/3 пролета.
Предел прочности на растяжение при изгибе RK3r (МПа) вычисляют по формуле
Прочность бетона при изгибе в несколько раз меньше его прочности при сжатии. Марки бетона на растяжение при изгибе: М5, Ml 0, Ml Я] М20, М25, МЗО, М35, М40, М45, М50
Прочность бетона при изгибе зависит от тех же факторов, что и прочность бетона при сжатии, однако ь эличественные зависимости в этом случае получаются другими. Соотношение повышается с увеличением прочности бетона. На практике обычно трудио достигнуть прочности бетона при изгибе более 6 МПа.
Волге точная зависимость прочности бетона при изгибе от качества цемента получается, если в ней учитывается активность цемента на изгиб, киторую определяют в соответствии с ГОСТ 310.4—81. В этом случае можно использовать в расчетах формулу
С увеличением возраста бетона его прочность при изгибе и растяжении возрастает более медленно, чем прочность при сжатии, и соотношение уменьшается.
ГЛАВА 5. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА
Для тяжелых бетонов, применяемых в строительстве дорог и аэродромов, устанавливаются марки бетона по прочности на растяжение при изгибе, которые определяют путем испытания балочек квадратного сечения. Балку испытывают с приложением сил в 1/3 пролета.
Предел прочности на растяжение при изгибе RK3r (МПа) вычисляют по формуле
Прочность бетона при изгибе в несколько раз меньше его прочности при сжатии. Марки бетона на растяжение при изгибе: М5, Ml 0, Ml Я] М20, М25, МЗО, М35, М40, М45, М50
Прочность бетона при изгибе зависит от тех же факторов, что и прочность бетона при сжатии, однако ь эличественные зависимости в этом случае получаются другими. Соотношение повышается с увеличением прочности бетона. На практике обычно трудио достигнуть прочности бетона при изгибе более 6 МПа.
Волге точная зависимость прочности бетона при изгибе от качества цемента получается, если в ней учитывается активность цемента на изгиб, киторую определяют в соответствии с ГОСТ 310.4—81. В этом случае можно использовать в расчетах формулу
С увеличением возраста бетона его прочность при изгибе и растяжении возрастает более медленно, чем прочность при сжатии, и соотношение уменьшается.
Прочность бетона на сжатие и растяжение
Прочность бетона является самым важным показателем его качества
[ Нажмите на фото
для увеличения ]
Основы прочности бетона
По своей структуре бетон неоднородный материал и поэтому под действием внешней нагрузки он находится в сложном напряженном состоянии. Набор прочности бетоном происходит в течение нескольких недель с его изготовления. При сжатии бетонного образца, воспринимают нагрузку более жесткие частицы, обладающие большим модулем упругости. По плоскостям соединения этих частиц возникают силы, способствующие нарушить их связь. В тоже время в ослабленных пустотами и порами местах происходит концентрация напряжения. Согласно теории упругости вокруг отверстий в материале, находящемся под действием сжатия возникает концентрация уравновешивающих сжимающих и растягивающих напряжений, параллельных сжимающей силе.
Так как бетон содержит много пустот и пор, то растягивающие напряжения у одной поры передаются на соседние, в результате чего в испытываемом образце при сжатии кроме продольных сжимающих напряжений возникают и растягивающие напряжения в поперечном направлении. Именно в поперечном направлении вследствие разрыва бетона происходит разрушение сжимаемого образца. Сначала появляются микроскопические трещины по всему объему сжимаемого образца, которые с возрастанием нагрузки соединяются, образуя трещины параллельные направлению действия сжимающей силы или под небольшим наклоном. Затем трещины раскрываются, и наступает разрушение бетонного образца.
Согласно результатам испытаний опытных образцов, прочность бетона на сжатие в 10 – 15 раз больше, чем прочность бетона при растяжении. Кроме того с увеличением класса бетона уменьшается относительная прочность при растяжении. Так же опыты показывают еще больший разброс прочности при испытании на растяжение по сравнению со сжатием и коэффициенты вариации прочностей бетонов.
Такие факторы, как увеличение количества цемента в бетонной смеси, применение шероховатого щебня, уменьшение водоцементного соотношения повышают прочность бетона при растяжении, что можно увидеть на графике набора прочности бетоном.
Класс бетона на сжатие и растяжение
В зависимости от соответствующего подбора состава и последующего испытания контрольных образцов определяют класс и марку бетона. Бетон имеет высокое сопротивление сжатию, вследствие чего этот материал широко применяют в различных железобетонных конструкциях.
Класс бетона по прочности на сжатие – это временное сопротивление, полученное в результате испытания на сжатие бетонных образцов кубической формы с размером ребра 150 мм, в возрасте 28 дней и при температуре их хранения 200 С.
Согласно ГОСТу установлены следующие классы по прочности бетона на сжатие.
Для легких бетонов: В10; В12,5; В15; В30; В20; В35; В40; где цифры обозначают давление в МПа.
Для тяжелых бетонов: В10; В12,5; В15; В30; В20; В35; В40; В50; В45; В55; В60.
В том же диапазоне до В40 для бетонов мелкозернистой структуры на песке с модулями крупности 2,1 и выше.
До В30 в том же диапазоне для мелкозернистых бетонов с модулем крупности не более 1.
Оптимальные значения прочности бетона на сжатие выбирают с учетом технико-экономических соображений: типа железобетонной конструкции, способа ее изготовления, условий эксплуатации и т. д.
Классы бетона по прочность на растяжение В1,2; В1,6; В2,4; В2; В2,8; В3,2 характеризуют прочность бетона на растяжение, при этом учитывают статистическую изменчивость прочности.
Прочность бетона при растяжении
Бетон плохо работает на растяжение.
Прочность при растяжении составляет 7—10% от его прочности при сжатии. Это (в сочетании с низкой растяжимостью) — один из двух главных недостатков тяжелого бетона (второй — высокая плотность).
Прочность на осевое растяжение наиболее сложно определяется. Один из вариантов — растяжение образцов-восьмерок (призм с утолщениями на концах) на разрывной машине.
Прочность на растяжение при изгибе определяется на призмах 100х 100×400 мм; 150х 150×600 мм и т. д. Образцы испытываются при действии двух сил, приложенных в 1/3 пролета. Разрушение бетона происходит от растягивающих напряжений, достигающих наибольших значений в нижнем слое растянутой зоны.
Прочность на растяжение при раскалывании. В связи со сложностью определения прочности на чистое растяжение и растяжение при изгибе широкое распространение получило определение прочности бетона на растяжение при раскалывании (иногда этот метод, предложенный Ф. Карнейро, называют бразильским). Для него используются стандартные образцы-кубы, раскалываемые на прессах при помощи стальных или фанерных прокладок.
Метод стандартизирован. Прочность при раскалывании несколько выше, чем при чистом растяжении, в среднем на 30%.
Для обычных бетонов, даже в изгибаемых конструкциях, прочность бетона на растяжение не нормируется. Растягивающие напряжения в них воспринимаются арматурой. В бетоне растянутой зоны в связи с его малой растяжимостью допускаются и образуются трещины. Но ограничивается ширина их раскрытия (в пределе — до 0,3 мм).
В то же время в ряде конструкций: дорожные покрытия, резервуары, гидротехнические сооружения, — трещины недопустимы. Для них прочность на растяжение приобретает важное значение и может являться основной нормируемой характеристикой.
Но степень их влияния изменяется. Она в меньшей степени зависит от В/Ц, а также от возраста бетона (после первого месяца твердения).
В то же время прочность при растяжении больше зависит от сцепления цементного камня с заполнителями. Поэтому повышение степени шероховатости и чистоты поверхности зерен, замена гравия на щебень оказывают на нее значительное влияние. Повышается прочность при растяжении при уменьшении НК заполнителей, так как поверхность их сцепления с цементным камнем увеличивается и становится при этом менее дефектной. Так, мелкозернистые бетоны имеют большую прочность при растяжении, чем обычные (при той же прочности при сжатии).
Прочность бетона на сжатие и растяжение
Прочность бетона является самым важным показателем его качества
[ Нажмите на фото
для увеличения ]
Основы прочности бетона
По своей структуре бетон неоднородный материал и поэтому под действием внешней нагрузки он находится в сложном напряженном состоянии. Набор прочности бетоном происходит в течение нескольких недель с его изготовления. При сжатии бетонного образца, воспринимают нагрузку более жесткие частицы, обладающие большим модулем упругости. По плоскостям соединения этих частиц возникают силы, способствующие нарушить их связь. В тоже время в ослабленных пустотами и порами местах происходит концентрация напряжения. Согласно теории упругости вокруг отверстий в материале, находящемся под действием сжатия возникает концентрация уравновешивающих сжимающих и растягивающих напряжений, параллельных сжимающей силе.
Так как бетон содержит много пустот и пор, то растягивающие напряжения у одной поры передаются на соседние, в результате чего в испытываемом образце при сжатии кроме продольных сжимающих напряжений возникают и растягивающие напряжения в поперечном направлении. Именно в поперечном направлении вследствие разрыва бетона происходит разрушение сжимаемого образца. Сначала появляются микроскопические трещины по всему объему сжимаемого образца, которые с возрастанием нагрузки соединяются, образуя трещины параллельные направлению действия сжимающей силы или под небольшим наклоном. Затем трещины раскрываются, и наступает разрушение бетонного образца.
Согласно результатам испытаний опытных образцов, прочность бетона на сжатие в 10 – 15 раз больше, чем прочность бетона при растяжении. Кроме того с увеличением класса бетона уменьшается относительная прочность при растяжении. Так же опыты показывают еще больший разброс прочности при испытании на растяжение по сравнению со сжатием и коэффициенты вариации прочностей бетонов.
Такие факторы, как увеличение количества цемента в бетонной смеси, применение шероховатого щебня, уменьшение водоцементного соотношения повышают прочность бетона при растяжении, что можно увидеть на графике набора прочности бетоном.
Класс бетона на сжатие и растяжение
В зависимости от соответствующего подбора состава и последующего испытания контрольных образцов определяют класс и марку бетона. Бетон имеет высокое сопротивление сжатию, вследствие чего этот материал широко применяют в различных железобетонных конструкциях.
Класс бетона по прочности на сжатие – это временное сопротивление, полученное в результате испытания на сжатие бетонных образцов кубической формы с размером ребра 150 мм, в возрасте 28 дней и при температуре их хранения 200 С.
Согласно ГОСТу установлены следующие классы по прочности бетона на сжатие.
Для легких бетонов: В10; В12,5; В15; В30; В20; В35; В40; где цифры обозначают давление в МПа.
Для тяжелых бетонов: В10; В12,5; В15; В30; В20; В35; В40; В50; В45; В55; В60.
В том же диапазоне до В40 для бетонов мелкозернистой структуры на песке с модулями крупности 2,1 и выше.
До В30 в том же диапазоне для мелкозернистых бетонов с модулем крупности не более 1.
Оптимальные значения прочности бетона на сжатие выбирают с учетом технико-экономических соображений: типа железобетонной конструкции, способа ее изготовления, условий эксплуатации и т. д.
Классы бетона по прочность на растяжение В1,2; В1,6; В2,4; В2; В2,8; В3,2 характеризуют прочность бетона на растяжение, при этом учитывают статистическую изменчивость прочности.
Прочность бетона
Показатели прочности бетона
Прочность бетона на сжатие
Прочность бетона (способность сопротивляться разрушению) на сжатие – основной параметр, определяющий выбор конкретной марки этого стройматериала. При основных нагрузках на бетон в ходе эксплуатации конструкций зданий и сооружений — вертикально направленных, предел прочности бетона именно на сжатие должен иметь максимально высокие значения среди всех рассматриваемых вариантов.
Марочная (проектная) прочность бетона доводиться искусственным камнем по истечении 28 дней (4 недели). Достижение прочности бетона во времени существенно зависит от внешних условий твердения, таких как влажность и температура: чем выше температура, тем быстрее бетон достигает отметки нормативной прочности.
Прочность бетона и его состав
Зависимость прочности бетона на сжатие от его состава в основном определяется рациональным подбором заполнителей, причем учитывается не только их прочностные характеристики, но и размер зерна. В итоге, для строительства наиболее ответственных объектов (мосты, гидротехнические сооружения, высотные здания) для формирования смеси используются дорогостоящие крупнозернистые твердые породы (диаметр зерна 80-100 мм), обеспечивающие максимальную (нормативную) прочность бетона в МПа.
Средняя прочность бетона на сжатие достигается применением в качестве заполнителя смеси гравия со средним размером зерна (5-20 мм), желательно еще и с предварительной очисткой заполнителя струей воды. В качестве мелкого заполнителя для таких марок бетона применяется смесь крупного и мелкого песка, повышающих плотность цементного теста и одновременно предел прочности бетона при сжатии за счет снижения количества полостей. Кроме этого, снижение размеров и числа полостей в застывающей смеси существенно продлевает срок службы бетона.
Прочность бетона на растяжение
Проектная прочност бетона на растяжение существенно меньше, чем на сжатие, и зачастую случаев при проектировании не учитывается, так как ее важность ограничивается рассмотрением возможности растрескивания материала при перепадах температуры. Значение прочности бетона на растяжение варьируется в пределах от 1/20 его нагрузочной способности у «молодого» бетона до 1/8 у «старого» бетона. Наибольшее значение прочность бетона на растяжение имеет при подборе материала для дорожного строительства, производимого без дополнительного армирования. В данных случаях при неверном выборе марки материала вполне реальна деформация бетона и быстрое разрушение дорожного покрытия.
Прочность бетона на изгиб
Показатель прочности бетона на изгиб, которая тоже существенно меньше прочности на сжатие, имеет значение на стадии начального возведения несущего контура конструкции. Применение металлической арматуры при формировании несущего каркаса существенно повышает коэффициент прочности бетона на изгиб. Заказать бетон с любыми прочностными и эксплуатационными характеристиками по самой выгодной цене в Нижнем Новгороде можно у компании «Первый Бетонный Завод» – непосредственного производителя широкого спектра марок этого стройматериала.
