ЛЕКЦИЯ 2 Физико-механические свойства бетонов арматуры и

ЛЕКЦИЯ № 2 Физико-механические свойства бетонов, арматуры и железобетона

Физико-механические свойства бетонов

Классификация бетонов 1. По структуре бетона: – плотная; – крупнопористая; – поризованые; – ячеистые. 2. По средней плотности: – особо тяжелые (ρ ≥ 2500 кг/м 3); – тяжелые (2200 ≤ ρ < 2500 кг/м 3); – мелкозернистые (1800 ≤ ρ < 2200 кг/м 3); – легкие (800 ≤ ρ < 1800 кг/м 3). 3. По зерновому составу: – крупнозернистые; – мелкозернистые. 4. По виду заполнителя: – на плотных заполнителях; – на пористых заполнителях; – на специальных заполнителях. 5. По способу твердения: – естественного твердения; – искусственного; – автоклавного.

Структура бетона: 1 – цементный камень; 2 – крупный заполнитель; 3 – мелкий заполнитель; 4 – поры.

Структура бетона а) б) Схема напряженного состояния бетонного образца при сжатии: а) концентрация напряжений у микропор и полостей; б) трещины разрыва бетона в поперечном направлении при осевом сжатии.

Усадка и набухание бетона Кривые усадки и набухания бетонных неармированных (1) и армированных (2) образцов: а – набухание в воде; б – усадка на воздухе.

Усадка бетона Усадка 1 – фрагмент бетонной балки; 2, 3 – продольные и поперечные усадочные трещины; 4 – наружный (высохший) слой; 5 – внутренний слой; 6 – растягивающие напряжения.

Прочность бетона при осевом сжатии

а) б) Прочность бетона при осевом сжатии Схема работы бетонных образцов-призм при сжатии: а – концентрация напряжений у микро- и макропор; б – разрыв бетона в поперечном направлении; Rb – обозначение по СНи. П fc, prism – обозначение по ДБН

Прочность бетона при осевом сжатии а) б) R – обозначение по СНи. П fc, cube – обозначение по ДБН Схема разрушения бетонных образцов-кубов при сжатии: а – при наличии трения по опорным плоскостям; б – при отсутствии трения (1 – смазка).

Влияние формы и размеров образцов на прочность бетона при осевом сжатии 3. 0 Rb/R 2. 0 1. 0 Влияние отношения размеров на прочность бетонных образцов в условиях осевого сжатия.

Влияние возраста и условий твердения на прочность бетона Изменение прочности бетона во времени: 1 – при хранении в сухой среде; 2 – при хранении во влажной среде.

Зависимость прочности бетона от времени действия нагрузки kd = Rd /Rb 10 -3 10 -2 10 -1 1 сек.

Зависимость прочности бетона при многократно повторяемых нагрузках (предела выносливости бетона) от: а – циклов загружений; а) б – от характеристики цикла на базе n = 2 106 б) Rr /Rb 0, 85 1 2 0, 5 число циклов n = min / max 1 – бетон класса В 40; 2 – бетон класса В 25

а) Прочность бетона при растяжении По разрушающему моменту изгибаемой бетонной балки: б) в) , где =1. 7; W=b h 2/6 – момент сопротивления сечения. По эмпирическим выражениям: , где Rb – призменная прочность бетона; Схемы испытания образцов для определения прочности бетона на растяжение: а – осевое растяжение; б – раскалывание; в – изгиб. , где R – кубиковая прочность бетона (класс бетона по прочности на сжатие) Обозначения: Rbt – по СНи. П fct, 0. 05; fct, 0. 95 – по ДБН

Схемы испытания образцов на срез (а) и скалывание (б) а) б) Rsh=2 Rbt Rb, sc (1. 5 2) Rbt

Кривые распределения прочности, как случайной величины n и R – соответственно количество кубов, имеющих одинаковую прочность, и величина прочности; 1 – опытные значения n и R; 2 – теоретическая кривая, характеризующая разброс прочности с учетом статистической изменчивости (кривая Гаусса).

Среднее значение временного сопротивления бетона сжатию: где n 1, n 2, …, nk – число случаев, в которых было установлено временное сопротивление соответственно R 1, R 2, …, Rk; n – общее число испытаний. Среднее квадратичное отклонение прочности бетона: где Δ 1 = R 1 – Rm; Δ 2 = R 2 – Rm; …; Δk = Rk – Rm – отклонения. Коэффициент вариации прочности бетона:

Наименьшее контролируемое значение (временное сопротивление B): где χ – число, показатель надежности. χ = 1, 64 при обеспеченности 0, 95.

Классы и марки бетона класс бетона по прочности на осевое сжатие В (МПа): по СНи. П: - для тяжелых бетонов: В 3. 5, В 7. 5, В 10, В 12. 5, В 15, В 20, В 25, В 30, В 35, В 40, В 45, В 50, В 55, В 60; - для мелкозернистых в зависимости от группы в диапазоне от В 7. 5 до В 60; - для легких бетонов в зависимости от средней плотности – В 2. 5, В 3. 5…В 40. по ДБН: - для тяжелых бетонов С 8/10, С 12/15, С 16/20, С 20/25, С 25/30, С 30/35, С 32/40, С 35/45, С 40/50, С 45/55, С 50/60.

Классы и марки бетона класс по прочности на осевое растяжение Вt (МПа): Вt 0. 8; Вt 1. 2; Вt 1. 6; Вt 2; Вt 2. 4; Вt 2. 8; Вt 3. 2 (только по СНи. П) марка по морозостойкости F : по СНи. П: - для тяжелого и мелкозернистого бетонов: F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500; - для легкого бетона – F 25…F 500; - для ячеистого и поризованного бетонов – F 15…F 100. по ДБН: - F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500

Классы и марки бетона марка по водонепроницаемости W : по СНи. П и ДБН: W 2, W 4, W 6, W 8, W 10, W 12. марка по средней плотности D (только по СНи. П): тяжелый бетон – D 2200…D 2500, легкий бетон – D 800…D 2000, ячеистый бетон – D 500…D 1200, поризованный бетон – D 800…D 1400 (градация 100 для всех марок).