Основные физико-механические свойства бетона Бетон должен обладать заданными физикомеханическими свойствами: – необходимой прочностью; – хорошим сцеплением с арматурой; – достаточной непроницаемостью для защиты арматуры от коррозии. Специальные свойства: – морозостойкость при многократном замораживании и оттаивании; – жаростойкость; – коррозионная стойкость. 160 1
Основные физико-механические свойства бетона Классификация бетонов: Самостоятельно • По структуре: – бетоны плотной структуры (у которых пространство между зернами заполнителя полностью заполнено затвердевшим вяжущим); – крупнопористые малопесчаные и беспесчаные; – поризованные (с заполнителями и искусственной пористостью затвердевшего вяжущего); 160 2
Основные физико-механические свойства бетона Самостоятельно • По плотности: – особо тяжелые ( > 2500 кг/м 3 ); – тяжелые ( 2200 кг/м 3 < 2500 кг/м 3 ); – легкие ( 800 кг/м 3 < 2000 кг/м 3 ); 160 3
Основные физико-механические свойства бетона Самостоятельно • По виду заполнителей: – на плотных заполнителях; – на пористых заполнителях; – на специальных заполнителях, удовлетворяющих требованиям жаростойкости, биологической защиты и др. ); 160 4
Основные физико-механические свойства бетона • По зерновому составу: Самостоятельно – крупнозернистые с крупным и мелким заполнителем; – мелкозернистые с мелкими заполнителями; 160 5
Основные физико-механические свойства бетона • По условиям твердения: Самостоятельно – бетон естественного твердения; – бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке при атмосферном давлении; – бетон, подвергнутый автоклавной обработке при высоком давлении. 160 6
Структура бетона и ее влияние на прочность и Самостоятельно деформативность При затворении водой смеси из цемента и заполнителей начинается реакция гидратации цемента с водой. При этом образуется гель – пористая студенистая масса с взвешенными в воде еще не вступившими в химическую реакцию, частицами цемента и незначительными соединениями в виде кристаллов. Гель обволакивает зерна заполнителей и постепенно твердеет, а отдельные кристаллы соединяются в кристаллические сростки. Твердеющий гель превращается в цементный камень, которой скрепляет зерна крупного и мелкого заполнителя в монолитный твердый бетон. Важнейшим фактором, определяющим структуру и прочность бетона, является удельное количество воды затворения, которое оценивается W/C отношением. Для химического соединения воды с цементом необходимо W/C 0, 2. Для увеличения подвижности бетонной смеси и удобоукладываемости – количество воды берут с некоторым избытком. 160 7
Структура бетона и ее влияние на прочность и Самостоятельно деформативность При затворении водой смеси из цемента и заполнителей начинается реакция гидратации цемента с водой. При этом образуется гель – пористая студенистая масса с взвешенными в воде еще не вступившими в химическую реакцию, частицами цемента и незначительными соединениями в виде кристаллов. Гель обволакивает зерна заполнителей и постепенно твердеет, а отдельные кристаллы соединяются в кристаллические сростки. Твердеющий гель превращается в цементный камень, которой скрепляет зерна крупного и мелкого заполнителя в монолитный твердый бетон. Важнейшим фактором, определяющим структуру и прочность бетона, является удельное количество воды затворения, которое оценивается W/C отношением. Для химического соединения воды с цементом необходимо W/C 0, 2. Для увеличения подвижности бетонной смеси и удобоукладываемости – количество воды берут с некоторым избытком. Подвижные бетонные смеси – W/C = 0, 5… 0, 6 (литой бетон). Жесткие бетонные смеси ( W/C = 0, 3… 0, 4 ) заполняют форму под влиянием 160 8 механической виброобработки.
Структура бетона и ее влияние на прочность и Самостоятельно деформативность Избыточная, химически не связная вода, в дальнейшем вступает с менее активными частицами цемента, а также заполняет многочисленные поры и капилляры в цементном камне и полостях между зернами крупного заполнителя, а потом, постепенно испаряясь, освобождает их. Поры могут занимать до трети объема цементного камня. С уменьшением W/C пористость уменьшается, а прочность возрастает. Бетон представляет капиллярно-пористое тело, содержащее мелкий и крупный заполнитель, цементный камень, гель, воздух, водяные поры, химическим не связанную воду и имеет весьма неоднородную структуру с нарушенной сплошностью массы. Длительные процессы в бетоне – изменение водного баланса, уменьшение объема твердеющего геля, рост кристаллических сростков – наделяют бетон упругопластическими свойствами. Известные теории прочности к бетону не применимы. Бетону присущи такие свойства как усадка, ползучесть, релаксация напряжений, которые зависят температурно-влажностного режима окружающей среды, длительности и скорости нагружения. 160 9
Усадка бетона Усадкой бетона называют уменьшение его объема при твердении в обычной воздушной среде. При твердении бетона в воде его объем увеличивается (набухание). Усадка бетона зависит от: • количества цемента – чем больше цемента в единице объема, тем больше усадка; • вида цемента (высокоактивные и глиноземистые цементы дают большую усадку); • количества воды затворения (чем больше W/C, тем больше усадка); • крупности заполнителя (при мелкозернистых песках и пористом щебне усадка больше); • деформативных характеристик заполнителя (чем больше модуль упругости заполнителя, тем меньше усадка); • плотности «упаковки» крупного заполнителя (при разной крупности зерен заполнителя объем пустот меньше и меньше усадка); • присутствия различных гидравлических добавок и ускорителей твердения (они, как правило, увеличивают усадку); • влажности окружающей среды (чем больше влажность, тем меньше 160 10 усадка).
Усадка бетона Наиболее интенсивно усадка протекает в начальный период твердения, со временем она постепенно затухает. Усадка бетона связана с физико-химическими процессами твердения бетона, уменьшением объема цементного геля, испарением избыточной воды, гидратацией не прореагировавшими частицами цемента. Со временем усадка затухает. 160 11
Усадка бетона Кривые усадки и набухания бетонных неармированных (1) и армированных (2) образцов 160 а – набухание в воде; б – усадка на воздухе 12
Усадка бетона Усадке бетона препятствуют зерна заполнителя, которые становятся внутренними связями, вызывающими в цементном камне растягивающие напряжения. Неравномерное высыхание бетона приводит к неравномерной усадке и возникновению начальных сжимающих напряжений. Поверхностные слои бетона испытывают растяжение, а внутренние, более влажные, которые препятствуют усадке, оказываются сжатыми. Начальные усадочные напряжения учитываются расчетными коэффициентами. Уменьшить начальные усадочные напряжения в бетоне можно конструктивными мерами (армированием, устройством усадочных швов в конструкциях) и технологическими мерами (подбором состава, увлажнением поверхности бетона, увлажнением среды при тепловой обработке). 160 13
Усадка бетона СХЕМА ДЕФОРМАЦИИ АРМИРОВАННОГО ЭЛЕМЕНТА ОТ УСАДКИ БЕТОНА а, б – симметричное и несимметричное армирование; 1 – поперечная; 2 – продольная (рабочая) арматура; 3 – примерная эпюра напряжения сжатия σb и растяжения σbt в бетоне; εsh – усадка железобетонного образца; εshb – усадка бетонного образца-близнеца; εbt – деформации 160 14 растяжения бетона в железобетонном образце от усадки бетона
Прочность бетона Внешняя нагрузка создают в бетоне сложное напряженное состояние. При сжатии бетонного образца напряжения концентрируются на более жестких частицах, в результате по плоскостям соединения этих частиц возникают усилия, стремящиеся нарушить их связь. На границе пор и пустот происходит концентрация напряжений. Вокруг отверстий в материале, подвергнутом сжатию, наблюдается концентрация самоуравновешенных растягивающих и сжимающих напряжений по площадкам параллельным сжимающей силе. 160 15
Прочность бетона Схема напряженного состояния бетонного образца при сжатии а – концентрация самоуравновешенных напряжений вокруг микропор и полостей; б – трещины разрыва бетона в поперечном направлении при осевом сжатии призмы Так как в бетоне много пор и пустот, растягивающие напряжения от одной поры накладываются на соседние. В результате в бетонном образце, подвергнутом сжатию, кроме продольных сжимающих напряжений возникают поперечные растягивающие напряжения. Разрушение сжатого образца возникает в результате разрыва бетона в поперечном направлении. Сначала по всему объему возникают микротрещины, которые с увеличением нагрузки соединяются, образуя видимые трещины параллельные (или с небольшим наклоном) направлению сжимающих сил. Затем трещины раскрываются, и наступает разрушение бетона. 160 16
Прочность бетона К определению сжимающих напряжений в бетоне на границе микроразрушений по результатам ультразвуковых измерений 160 17
Прочность бетона Образцы, изготовленные из одной и той же бетонной смеси могут иметь неодинаковую прочность, которая зависит: – от технологических факторов; – возраста и условий твердения; – вида напряженного состояния и длительности воздействия. При осевом сжатии кубы разрушаются в результате разрыва бетона в поперечном направлении. Наклон трещин разрыва обусловлен силами трения между плитами пресса и гранями куба. После разрушения куб приобретает форму двух усеченных пирамид, сомкнутых малыми основаниями. Если устранить силы трения (смазкой) линии разрыва становятся вертикальными, а временное сопротивление уменьшается. 160 18
Прочность бетона на осевое сжатие ( кубиковая прочность) ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ БЕТОННЫХ КУБОВ а – при трении по опорным плоскостям; б – при отсутствии трения; 160 19 1 – силы трения; 2 – трещины; 3 - смазка
Прочность бетона на осевое сжатие ( кубиковая прочность) СХЕМА РАБОТЫ БЕТОНА ПРИ СЖАТИИ а – концентрация напряжений у микро- и макропор; б – разрыв бетона в поперечном направлении; в – при наличии трения по опорным плоскостям; г – при отсутствии трения; 1 - смазка 160 20
Прочность бетона на осевое сжатие ( кубиковая прочность) По стандарту кубы испытываются без смазки контактных поверхностей. Прочность бетона одного состава зависит от размеров куба: – 150 150 R (базовый размер); – 200 200 0, 93 R; – 100 100 1, 1 R. Это объясняется изменением эффекта обоймы с изменением размеров куба и расстояния между его трещинами. Кубиковая прочность непосредственно в расчетах не используется. 160 21
Призменная прочность меньше кубиковой и она уменьшается с увеличением отношений h/a. 160 22
Призменная прочность При h / a = 4 значение Rb становится почти стабильным (Rb 0, 75 R). Влияние гибкости при этом не сказывается, оно ощущается лишь при h/a 8. Прочность бетона сжатию при изгибе также принимают Rb. 160 23
Призменная прочность 160 24
Напряженное состояние бетона сжатой зоны при изгибе железобетонной 2/17/2018 160 25
Напряженное состояние бетона сжатой зоны при изгибе железобетонной Действительную криволинейную эпюру напряжений бетона сжатой зоны в предельном состоянии заменяют прямоугольной, что соответствует диаграмме жесткопластического тела. 160 26
Экспериментальные диаграммы деформирования бетона 160 27
Экспериментальные диаграммы деформирования бетона 160 28
Экспериментальные диаграммы деформирования бетона 160 29
Диаграмма жесткопластического тела σb Rb 160 εb 30
Диаграмма упругого тела σb εb 0 160 31
Диаграмма упругопластического тела σb 0 160 εb 32
Диаграмма деформирования бетона В 30 160 33
Диаграмма деформирования бетона В 30 160 34
ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ БЕТОНА а) б) σ, МПа (СП 50 63. 133330. 2012) 40 30 20 10 0 -2. 0 а) б) 3. 0 εb, 8. 0 ‰
Прочность бетона на осевое растяжение зависит от прочности цементного камня на растяжение и его сцеплением с зернами заполнителя. Прочность бетона на растяжение в 15… 20 раз меньше, чем при сжатии. Отношение Rbt / В уменьшается с увеличением прочности бетона на сжатие. 160 36
Прочность бетона на осевое растяжение Временное сопротивление бетона растяжению испытаниями: – на разрыв образцов в виде восьмерки; разрыв; Rbt определяют а – на раскалывание – образцов в виде цилиндров; б – на раскалывание – на изгиб – бетонных балок ( по разрушающему моменту бетонной балки определяют Rbt ) в – на изгиб 160 37
Прочность бетона на осевое растяжение Схемы испытания образцов для определения прочности бетона при осевом растяжении а – на разрыв; б – на раскалывание; в – на изгиб 160 38
Диаграммы деформирования бетона σb-eb (Карпенко Н. И. ) 160 39
Диаграммы деформирования бетона σb-eb при сжатии (Карпенко Н. И. ) 160 40
Диаграммы деформирования бетона σbt-ebt при растяжении (Карпенко Н. И. ) 160 41
Прочность бетона на срез и скалывание Срез представляет собой разделение элементы на две части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы. Зерна крупного заполнителя работают как шпонки в плоскости среза и оказывает существенное сопротивление Rsh = 2 Rbt. Чистый срез в железобетонных конструкциях встречается редко. Схема испытания образцов а) на срез; б) на скалывание; в) зависимость предела прочности от длительности загружения; 1 – испытуемый образец; 2 – неподвижные стальные опоры; 3 – рабочая арматура; 4 – прорези (щели); 5 – участки, где происходит скалывание бетона 160 42
Прочность бетона на срез и скалывание Сопротивление бетона скалыванию возникает при изгибе железобетонных балок до появления в них наклонных трещин. Скалывающие напряжения изменяются по высоте сечения балки по квадратной параболе. Сопротивление скалыванию при изгибе в 1, 5… 2 раза больше, чем Rbt (экспериментальные данные). 160 43
Классы бетона Класс бетона по прочности на осевое сжатие B является основной характеристикой бетона и указывается в проекте всегда. Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt назначается только тогда, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве. Классом бетона по прочности на осевое сжатие B (МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных в соответствии со стандартом через 28 сут хранения при температуре +20ºС ± 2ºС с учетом статистической изменчивости. 160 44
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Прочность бетона а –нарастание прочности бетона к 28 суточному возрасту в зависимости от температуры твердения; б – распределение временного сопротивления сжатию бетонных образцов; 1 – гистограмма опытного временного сопротивления образцов; 2 – теоретическая кривая нормального (гауссового) распределения; n – частота случаев 160 45
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Для сборных конструкций заводского изготовления отпускная прочность может быть ниже его класса и устанавливается по стандартам и техническим условиям в зависимости от условий транспортирования, монтажа и сроков нагружения. Класс бетона по прочности на осевое сжатие связан с маркой бетона следующим образом: В качестве теоретической функции распределения случайных величин принято нормальное распределение (закон Гаусса): 160 46
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Кривые распределения прочности В качестве теоретической функции распределения случайных величин принято нормальное распределение (закон Гаусса): 160 1 – теоретическая; 2 - опытная 47
Класс бетона по прочности на осевое сжатие 160 48
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Среднее значение временного сопротивления бетона сжатию определяется по формуле: Коэффициент вариации: 160 49
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Завод-изготовитель при заданном по проекту классе бетона B в зависимости от уровня технологии производства и фактическом значении Vmзавода устанавливает требуемое значение Rm , для Сроки твердения бетона устанавливают так, чтобы требуемая прочность бетона была достигнута к моменту загружения конструкции проектной нагрузкой. Для монолитных конструкций на обычном портландцементе – 28 суток. Для сборных ЖБК отпускная прочность может быть ниже его класса. 160 50
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Класс бетона по прочности на сжатие: тяжелого бетона В 3, 5; В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15, …. , В 60 (с градацией 5) и от В 70 до В 100 (с градацией 10) 160 51
Класс бетона по прочности на осевое сжатие Класс бетона по прочности на сжатие: тяжелого бетона В 3, 5; В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15, …. , В 60 (с градацией 5) и от В 70 до В 100 (с градацией 10) Мелкозернистый бетон групп: – А (естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении): В 3, 5; В 5; 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15; …; В 40 (с градацией 5) – Б (подвергнутых автоклавной обработке): В 15…В 60 (с градацией 5) 160 52
Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt устанавливают, когда она имеет главенствующее значение и контролируется на производстве Bt 0, 8; Bt 1, 2; Bt 1, 6; Bt 2, 4; Bt 2, 8; Bt 3, 2. 13. 09. 2013 160 53
Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt устанавливают, когда она имеет главенствующее значение и контролируется на производстве Bt 0, 8; Bt 1, 2; Bt 1, 6; Bt 2, 4; Bt 2, 8; Bt 3, 2. Числа характеризуют прочность бетона на осевое растяжение (МПа) с учетом статистической изменчивости. 160 54
Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt устанавливают, когда она имеет главенствующее значение и контролируется на производстве Bt 0, 8; Bt 1, 2; Bt 1, 6; Bt 2, 4; Bt 2, 8; Bt 3, 2. Числа характеризуют прочность бетона на осевое растяжение (МПа) с учетом статистической изменчивости. 160 55
Марки бетона Кроме классов бетона по прочности, существуют следующие марки бетона: 160 56
Марки бетона Кроме классов бетона по прочности, существуют следующие марки бетона: • Марка бетона по морозостойкости; • Марка бетона по средней плотности; • Марка бетона по водонепроницаемости; • Марка бетона по самонапряжению. 160 57
Марка бетона по морозостойкости Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. 160 58
Марка бетона по морозостойкости Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии при снижении прочности бетона не более 5%. 160 59
Марка бетона по морозостойкости Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии при снижении прочности бетона не более 5%. Для тяжелых и мелкозернистых бетонов устанавливаются следующие марки бетона по морозостойкости: F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500, F 600, F 700, F 800, F 1000. 160 60
Марка бетона по морозостойкости Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии при снижении прочности бетона не более 5%. Для тяжелых и мелкозернистых бетонов устанавливаются следующие марки бетона по морозостойкости: F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500, F 600, F 700, F 800, F 1000. Легкий бетон – F 25, F 35, F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500. 160 61
Марка бетона по морозостойкости Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии при снижении прочности бетона не более 5%. Для тяжелых и мелкозернистых бетонов устанавливаются следующие марки бетона по морозостойкости: F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500, F 600, F 700, F 800, F 1000. Легкий бетон – F 25, F 35, F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500. Ячеистый и поризованный бетоны: F 15, F 25, F 35, F 50, F 75, F 100. 160 62
Марка бетона по морозостойкости Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии при снижении прочности бетона не более 5%. Для тяжелых и мелкозернистых бетонов устанавливаются следующие марки бетона по морозостойкости: F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500, F 600, F 700, F 800, F 1000. Легкий бетон – F 25, F 35, F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500. Ячеистый и поризованный бетоны: F 15, F 25, F 35, F 50, F 75, F 100. Решающее влияние на морозостойкость бетона оказывают водоцементное отношение и структура бетона. 160 63
• МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. По меньшей мере три человека погибли и около 60 оказались под завалами в результате обрушения здания в городе Кенджу в Южной Корее, сообщает агентство Синьхуа. • Кроме того, около 30 человек были госпитализированы. По данным агентства, пострадавшие и погибшие — студенты университета, которые в понедельник устроили в здании вечеринку для первокурсников. Как отмечается, крыша обрушилась, не выдержав тяжести снега. • Другие подробности произошедшего пока не сообщаются. 160 64
Марка бетона по водонепроницаемости характеризуется предельным гидростатическим давлением воды (МПа 10 -1), при котором еще не наблюдается ее просачивание через испытываемый образец. Например: W 2, W 4, W 6, W 8, W 10, W 12. Марка бетона по водонепроницаемости назначается для конструкций, работающих под давлением воды. 160 65
Марка бетона по средней плотности (кг/м 3): тяжелый бетон от D 2200 до D 2500; легкий бетон от D 800 до D 2200; поризованный бетон от D 800 до D 1400. Градация 100 ─ для всех марок. Марка бетона по средней плотности назначается в тех случаях, когда к бетону кроме конструктивных требований предъявляются требования теплоизоляции. 160 66
Марка бетона по средней плотности Легкие бетоны на пористых заполнителях и цементном вяжущем при одинаковых классах по прочности и марках по морозостойкости и водонепроницаемости применяют в сборных и монолитных железобетонных конструкциях наряду с тяжелыми бетонами. Во многих случаях они оказываются более эффективными, так как приводят к снижению массы конструкций. 160 67
Марка бетона по самонапряжению Sp назначается в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение. Обычно используется для конструкций, выполненных на напрягающем (расширяющемся) цементе, и контролируется на производстве. 160 68
Марка бетона по самонапряжению Sp назначается в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение. Обычно используется для конструкций, выполненных на напрягающем (расширяющемся) цементе, и контролируется на производстве. Марка Sp определяется значением предварительного напряжения в бетоне (МПа), создаваемого за счет его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1%. 160 69
Марка бетона по самонапряжению Sp назначается в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение. Обычно используется для конструкций, выполненных на напрягающем (расширяющемся) цементе, и контролируется на производстве. Марка Sp определяется значением предварительного напряжения в бетоне (МПа), создаваемого за счет его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1%. Число после Sp соответствует указанному предварительному напряжению в бетоне (например, Sp 4). 160 70
Марка бетона по самонапряжению Sp назначается в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение. Обычно используется для конструкций, выполненных на напрягающем (расширяющемся) цементе, и контролируется на производстве. Марка Sp определяется значением предварительного напряжения в бетоне (МПа), создаваемого за счет его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1%. Число после Sp соответствует указанному предварительному напряжению в бетоне (например, Sp 4). Марка бетона по самонапряжению для бетонов на напрягающем цементе от Sp 0, 6 до Sp 4. 160 71
Марка бетона по самонапряжению Sp назначается в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение. Обычно используется для конструкций, выполненных на напрягающем (расширяющемся) цементе, и контролируется на производстве. Марка Sp определяется значением предварительного напряжения в бетоне (МПа), создаваемого за счет его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1%. Число после Sp соответствует указанному предварительному напряжению в бетоне (например, Sp 4). Марка бетона по самонапряжению для бетонов на напрягающем цементе от Sp 0, 6 до Sp 4. Примерами конструкций из напрягающего бетона являются трубы, покрытия дорог, аэродромов, тоннелей, резервуаров. 160 72
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона 160 73
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона Прочность бетона нарастает в течение длительного времени. Наиболее интенсивно прирост прочности происходит в начальный период (28 суток на портландцементе и 90 суток на пуццолановом и шлаковом портландцементе). 160 74
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона Прочность бетона нарастает в течение длительного времени. Наиболее интенсивно прирост прочности происходит в начальный период (28 суток на портландцементе и 90 суток - на пуццолановом и шлаковом портландцементе). При благоприятных условиях (влажная среда и положительные температуры) прочность бетона может прирастать неопределенно длительное время. Если бетон эксплуатируется в сухих условиях, то после первого года приращение прочности не происходит. 160 75
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона Прочность бетона нарастает в течение длительного времени. Наиболее интенсивно прирост прочности происходит в начальный период (28 суток на портландцементе и 90 суток - на пуццолановом и шлаковом портландцементе). При благоприятных условиях (влажная среда и положительные температуры) прочность бетона может прирастать неопределенно длительное время. Если бетон эксплуатируется в сухих условиях, то после первого года приращение прочности не происходит. При t 7 сут нарастание прочности бетона может быть выражено эмпирической формулой: 160 76
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона Прочность бетона нарастает в течение длительного времени. Наиболее интенсивно прирост прочности происходит в начальный период (28 суток на портландцементе и 90 суток - на пуццолановом и шлаковом портландцементе). При благоприятных условиях (влажная среда и положительные температуры) прочность бетона может прирастать неопределенно длительное время. Если бетон эксплуатируется в сухих условиях, то после первого года приращение прочности не происходит. При t 7 сут нарастание прочности бетона может быть выражено эмпирической формулой: Возраст бетонных кубиков 1 - нарастание прочности бетона в сухой среде; 2 – то же, во влажной среде 160 77
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона При благоприятных условиях (влажная среда и положительные температуры) прочность бетона может прирастать неопределенно длительное время. Если бетон эксплуатируется в сухих условиях, то после первого года приращение прочности не происходит. При t 7 сут нарастание прочности бетона может быть выражено эмпирической формулой: Возраст бетонных кубиков 1 - нарастание прочности бетона в сухой среде; 2 – то же, во влажной среде При отрицательной 160 прекращается. температуре твердение 78
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона Возраст бетонных кубиков 1 - нарастание прочности бетона в сухой среде; 2 – то же, во влажной среде При отрицательной температуре твердение прекращается. Процесс твердения ускоряется температуры и влажности среды. 160 при повышении 79
Влияние времени и условий твердения на прочность бетона Возраст бетонных кубиков 1 - нарастание прочности бетона в сухой среде; 2 – то же, во влажной среде При отрицательной температуре твердение прекращается. Процесс твердения ускоряется при повышении температуры и влажности среды. При тепловой обработке при температуре 90 С и влажности 100% или автоклавной обработке при высоком давлении пара и температуре до 170 С можно за сутки получит прочность бетона около 70% 160 80 от проектной.
Прочность бетона при длительном действии нагрузки При длительном действии нагрузки бетон разрушается при напряжениях меньших, чем временное сопротивление осевому сжатию Rb в результате развития неупругих деформаций и структурных изменений в бетоне. 160 81
Прочность бетона при длительном действии нагрузки При длительном действии нагрузки бетон разрушается при напряжениях меньших, чем временное сопротивление осевому сжатию Rb в результате развития неупругих деформаций и структурных изменений в бетоне. Коэффициент условия работы бетона, учитывающий это явление равен 0, 9. 160 82
Прочность бетона при длительном действии нагрузки При длительном действии нагрузки бетон разрушается при напряжениях меньших, чем временное сопротивление осевому сжатию Rb в результате развития неупругих деформаций и структурных изменений в бетоне. Коэффициент условия работы бетона, учитывающий это явление равен 0, 9. При эксплуатации бетона в благоприятных условиях отрицательное влияние длительного нагружения может не проявляться. 160 83
Прочность бетона при длительном действии нагрузки При длительном действии нагрузки бетон разрушается при напряжениях меньших, чем временное сопротивление осевому сжатию Rb в результате развития неупругих деформаций и структурных изменений в бетоне. Коэффициент условия работы бетона, учитывающий это явление равен 0, 9. При эксплуатации бетона в благоприятных условиях отрицательное влияние длительного нагружения может не проявляться. Длительная прочность Диаграммы σb ─ εb при различной длительности загружения бетона 160 84
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках При действии многократно повторных нагрузок временное сопротивление бетона сжатию под влиянием микротрещин уменьшается. 160 85
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках При действии многократно повторных нагрузок временное сопротивление бетона сжатию под влиянием микротрещин уменьшается. Предел выносливости бетона, согласно опытным данным зависит от числа циклов нагрузки-разгрузки и асимметрии цикла 160 86
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках При действии многократно повторных нагрузок временное сопротивление бетона сжатию под влиянием микротрещин уменьшается. Предел выносливости бетона, согласно опытным данным зависит от числа циклов нагрузки-разгрузки и асимметрии цикла Зависимость предела прочности бетона от числа циклов загружения 160 87
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках При действии многократно повторных нагрузок временное сопротивление бетона сжатию под влиянием микротрещин уменьшается. Предел выносливости бетона, согласно опытным данным зависит от числа циклов нагрузки-разгрузки и асимметрии цикла Зависимость предела прочности бетона от числа циклов загружения С увеличением числа циклов снижается Rr / Rb при n ∞ Rr называют абсолютным пределом выносливости. 160 88
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках Зависимость предела прочности бетона от числа циклов загружения С увеличением числа циклов снижается Rr / Rb при n ∞ Rr называют абсолютным пределом выносливости. При базе n = 2· 106 предел выносливости практически линейно зависит от характеристики цикла. Зависимость предела прочности бетона от характеристики цикла загружения ρ на базе n=2· 106; 1 – бетон класса В 40; 2 – бетон класса В 25 160 89
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках С увеличением числа циклов снижается Rr / Rb при n ∞ Rr называют абсолютным пределом выносливости. При базе n = 2· 106 предел выносливости практически линейно зависит от характеристики цикла. Зависимость предела прочности бетона от характеристики цикла загружения ρ на базе n=2· 106; 1 – бетон класса В 40; 2 – бетон класса В 25 Наименьшее значение предела выносливости связано с началом образования структурных микротрещин. 160 90
Прочность бетона при многократно повторных нагрузках С увеличением числа циклов снижается Rr / Rb при n ∞ Rr называют абсолютным пределом выносливости. При базе n = 2· 106 предел выносливости практически линейно зависит от характеристики цикла. Зависимость предела прочности бетона от характеристики цикла загружения ρ на базе n=2· 106; 1 – бетон класса В 40; 2 – бетон класса В 25 Наименьшее значение предела выносливости связано с началом образования структурных микротрещин. Значение предела выносливости необходимо для расчета железобетонных конструкций, работающих на динамические нагрузки – подкрановые балки, 160 перекрытия некоторых промышленных зданий и т. д. 91
Динамическая прочность бетона При динамической нагрузке малой продолжительности и большой интенсивности временное сопротивление бетона увеличивается. 160 92
Динамическая прочность бетона При динамической нагрузке малой продолжительности и большой интенсивности временное сопротивление бетона увеличивается. Чем меньше время нагружения, тем больше коэффициент динамической прочности бетона, а бетон работает упруго до разрушения Kd = Rd / Rb. 160 93
Динамическая прочность бетона При динамической нагрузке малой продолжительности и большой интенсивности временное сопротивление бетона увеличивается. Чем меньше время нагружения, тем больше коэффициент динамической прочности бетона, а бетон работает упруго до разрушения Kd = Rd / Rb. Зависимость предела прочности бетона от времени действия нагрузки 160 Время нагружения 94
Динамическая прочность бетона При динамической нагрузке малой продолжительности и большой интенсивности временное сопротивление бетона увеличивается. Чем меньше время нагружения, тем больше коэффициент динамической прочности бетона, а бетон работает упруго до разрушения Kd = Rd / Rb. Диаграмма σb ─ εb в сжатом бетоне при различной скорости загружения: ν 1>ν 2>ν 3 Зависимость предела прочности бетона от времени действия нагрузки σb Время нагружения 160 0 εb 95
Скачать презентацию Основные физико-механические свойства бетона Бетон должен обладать заданными
02-БЕТОН.ppt