ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Характеристики прочности бетонаСтруктура бетона Структура оказывает большое влияние на прочность и деформативность бетона. Рассмотрим схему физико-химического процесса образования бетона: 1) При затворении водой смеси из заполнителей и цемента начинается химическая реакция соединения цемента с водой. 2) В результате образуется гель (студнеобразная масса со взвешенными в воде, еще не вступившими в химическую реакцию, частицами цемента и незначительными соединениями в виде кристаллов). 3) В процессе перемешивания бетонной смеси гель обволакивает отдельные зерна заполнителей, постепенно твердеет, а кристаллы постепенно соединяются в кристаллические сростки, растущие с течением времени. Твердый гель превращается в цементный камень, скрепляющий зерна крупных и мелких заполнителей в монолитный твердый материал – бетон. Важным фактором, влияющим на структуру и прочность бетона, является количество воды, применяемое для приготовления бетонной смеси, оцениваемое водоцементным отношением. Для химического соединения с цементом необходимо W/C ≈ 0,2. Однако по технологическим соображениям – для достижения достаточной подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси – воду берут с избытком. Подвижные бетонные смеси W/C ≈ 0,5-0,6 Жесткие W/C ≈ 0,3-0,4 Избыточная вода заполняет многочисленные поры и капилляры в цементном камне и полостях между зернами крупного заполнителя и арматурой, испаряясь, освобождает их. Таким образом, с уменьшением W/C пористость цементного камня уменьшается и прочность увеличивается. Таким образом, структура бетона является весьма неоднородной:
1) она образуется в виде кристалической решетки из цементного камня; 2) заполненной зернами песка и щебня различной крупности формы; 3) пронизанной большим числом микропор и капилляров, содержащих химически несвязанную воду, водяные пары и воздух. Физически бетон представляет собой капиллярно-пористый материал, в котором нарушена сплошность массы и присутствуют все три фазы – твердая, жидкая, газообразная. Цементный камень также обладает неоднородной структурой и состоит из укрупненного кристаллического сростка и наполняющей его вязкой массы – геля. Длительные процессы, происходящие в таком материале, – изменение водного баланса, уменьшение объема твердеющего вязкого геля, рост упругих кристаллических сростков – наделяют бетон своеобразными упругопластическими свойствами. Усадка бетона Усадка – свойство уменьшаться в объеме при твердении в обычной воздушной среде. Набухание – свойство увеличиваться в объеме при твердении в воде. Усадка зависит: 1. количества воды и вида цемента – чем больше цемента на 1 единицу объема бетона, тем больше усадка. 2. количества воды – чем больше W/C – тем больше усадка. 3. крупности заполнителей – при мелкозернистых песках и пористом щебне – усадка больше. Усадка бетона наиболее интенсивно происходит в начальный период твердения и в течение первого года, в дальнейшем она постепенно затухает. Чем меньше влажность, тем больше усадочные деформации. Усадка связана с физико-химическими процессами твердения и уменьшения объема цементного геля, потерей избыточной воды на испарение и на гидратацию еще не прореагировавших частиц цемента. Неравномерное высыхание бетона приводит к неравномерной его усадке, что ведет к возникновению начальных усадочных напряжений. Начальные напряжения, возникающие под влиянием усадки бетона, не учитываются непосредственно в расчетах прочности железобетонных конструкций, их учитывают расчетом коэффициентов, охватывающих совокупность характеристик прочности, а также конструктивными мерами – армированием элементов. Характеристики прочности бетона Нормативные документы определяют прочность бетона на сжатие как максимальное сжимающее напряжение в бетоне при одноосном напряженном состоянии. Среднее значение прочности, получаемое по результатам испытаний серии опытных образцов, обозначают :
Гарантированная прочность бетона – это прочность бетона на осевое сжатие, установленная с учетом статистической изменчивости в соответствии с требованиями действующих стандартов на кубах со стороной 15 см, гарантируемая предприятием производителем и обозначаемая . Класс по прочности на сжатие – мера качества бетона, соответствующая его гарантированной прочности С. Числа выражают значения нормативного сопротивления и гарантированной прочности в Н/мм2 (МПа). Например, С 12/15 (над чертой – значение нормативного сопротивления / под чертой – гарантированная прочность бетона ). Нормативное сопротивление бетона сжатию () – контролируемая прочностная характеристика бетона, определяемая с учетом статистической изменчивости. Обеспеченность нормативных значений прочностных характеристик бетона устанавливается соответствующими нормативными документами. Базовое значение обеспеченности – 0,95. Расчетное сопротивление (расчетная прочность) – величина, получаемая в результате деления нормативного сопротивления на коэффициент безопасности для бетона : Однако испытание кубов остается в ближайшем будущем основным способом контроля прочности бетона на производстве. Обозначение класса бетона по прочности в нормах содержит 2 числа: одно (над чертой) – обозначает нормативное сопротивление бетона (определяемое на цилиндрах или призмах), второе (под чертой) – его гарантированная прочность, устанавливаемая на кубических образцах. При этом гарантированная прочность бетона, установленная при испытании стандартных кубов, характеризующая его качество, и необходимая для производственного контроля не применяется при проектировании бетонных и железобетонных конструкций. Для перехода от гарантированной прочности к нормативному сопротивлению бетона служит коэффициент призматической прочности или цилиндрической прочности, характеризующий отношение прочности, установленной на призмах ил цилиндрах к кубической прочности. , где – нормативное сопротивление бетона (соответствующее призм или цилиндров); – гарантированная прочность бетона, установленная при испытании кубов. Средняя прочность бетона: , где – среднеквадратическое отклонение с некоторым запасом можно определить (МПа). Устанавливают следующие классы конструктивных бетонов по прочности на осевое сжатие: Для тяжелых бетонов – С 8/10, С 12/15, С 16/20, С 20/25, С 25/30, С 30/37, С 35/45, …, С 90/105 Для легких бетонов () – LС 8/10, LС 12/15, LС 16/20, LС 20/25, …, LС 45/50 Для мелкозернистых группы А – С 8/10, С 12/15, С 16/20, С 20/25, …, С 35/45 Для мелкозернистых группы Б – С 8/10, …, С 25/30 Высокопрочные бетоны, те которые имеют цилиндрическую прочность на сжатие не менее 60 МПа и не более 130 МПа. Например: при заданном классе бетона С 30/37. Нормативное сопротивление бетона = 30 МПа. При нормируемом коэффициенте безопасности по бетону = 1,5. Расчетное сопротивление сжатию составит: = 30/1,5 = 20 МПа В таблице СНБ помимо прочностных характеристик бетона на сжатие содержится нормативное и среднее сопротивление бетона растяжению. Взаимосвязь между средней прочностью бетона на растяжение и его средней прочностью на сжатие принимают: , где – опытный коэффициент. При определении и = 0,3. Тогда нормативное сопротивление бетона растяжению составит: Учитывая сложности, возникающие при испытании образцов прямым растяжением, нормативные документы допускают контролировать прочность бетона на растяжение косвенными методами, как – прочность бетона на растяжение при изгибе () – скалыванием () , , где – прочность бетона на осевое растяжение; – прочность бетона на растяжение при скалывании; – прочность бетона на растяжение при изгибе. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|