Деформативність бетону - студопедія

Класи і марки бетону

Класом бетону за міцністю на осьовий стиск В називається найменше контрольоване значення тимчасового опору стисненню бетонних кубів з розміром ребра 150 мм, випробуваних через 28 діб тверднення при температурі t = 20 ± 2 ° С і відносній вологості повітря більше 60% з дотриманням всіх вимог стандарту, яке приймається з довірчою ймовірністю 0,95.

Число, що стоїть після букви «В» в позначенні класу бетону, відповідає гарантованої міцності бетону на осьовий стиск, вираженої в МПа, із забезпеченістю 95%. Наприклад, класу бетону В20 відповідає гарантована міцність бетону 20 MПa.

Щоб оцінити кількісно мінливість міцності бетону і забезпечити її гарантовану для заданого класу бетону значення використовують методи теорії ймовірностей.

Класи бетону по міцності на осьовий розтяг (Вt 0,4; Вt 0,8; Вt 1,2; Вt 1,6; Вt 2; Вt 2,4; Вt 2,8; Вt 3,2; Вt 3,6 ; Вt 4; Вt 4,4; Вt 4,8; Вt 5,2; Вt 5,6; Вt 6) встановлюються для конструкцій, що працюють переважно на розтягнення (наприклад, стінок резервуарів і водонапірних труб).

Крім того, при необхідності для більш повної характеристи-ки якостей бетону можуть встановлюватися марки бетону по морозо- стійкості F, по водонепроникності W і за середньою густиною D.

- за морозостійкістю F15, F20, F25, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F700, F800, F900, F1000, вони характеризуються числом циклів заморажив-вання і відтавання в насиченому водою стані, які ви-тримувати бетон без зниження міцності більш ніж на 15%;

- по водонепроникності W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20;

число - величина тиску води в кгс / см 2. при якому ще не спостерігається просочування її через випробуваний стандартний об-разец товщиною 15 см;

- за середньою густиною від D 200 до D 5000, відповідає середньому значенню об'ємної маси бетону в кг / м 3.

Для напрягающих бетонів встановлюють марку по самонапружених.

При необхідності встановлюють додаткові показники якості бетону, пов'язані з теплопровідністю, температуростойкостью, вогнестійкість, корозійну стійкість (як самого бетону, так і знаходиться в ньому арматури), біологічним захистом і з іншими вимогами, що пред'являються до конструкції.

Види деформацій. Під деформативність бетону розуміється изме-ня його форми і розмірів під впливом різних впливів (в тому числі в результаті взаємодії бетону з зовнішнім середовищем).

Бетон є пружно-пластичним матеріалом, в якому, на-чіная з малих напруг, крім пружних деформацій, появля-ються і непружні залишкові або пластичні, т. Е. Повна дефор-мація без урахування усадки дорівнює:

У бетоні розрізняють деформації двох основних видів: обсяг-ні, що розвиваються в усіх напрямках під впливом усадки або зміни температури, і силові, що розвиваються головним чином в напрямку дії сил. Силовим поздовжнім деформацій також відповідають деякі поперечні деформації бетону; початковий коефіцієнт поперечної деформації бетону v дорівнює 0,2 (коефіцієнт Пуассона). Причому v залишається практично по-стояти аж до напружень. При цьому відносна поздовжня деформація буде, апоперечная деформація.

Силові деформації в залежності від характеру прикладення навантаження і тривалості її дії підрозділяються на наступні три види:

- при одноразовому первинному завантаженні короткочасної на-вантаженням;

- при тривалій дії навантаження;

- при багаторазовому повторному дії навантаження.

Найбільший практичний інтерес представляють поздовжні деформації бетону при осьовому стисненні. Для вивчення деформативності бетону при стисканні використовують бетонні призми з h / a = 4, щоб виключити вплив на одержувані результати сил тертя, що виникають між опорними гранями зразка і плитами преса. На бічні грані призм в середній їх частині по висоті встанов-вают прилади для виміру деформацій (рис. 2.4а) або наклеюють електротензодатчікі.

Навантаження до призмі прикладається поступово по етапах або сходами (ступінь зазвичай становить 1/10. 1/20 від очікуваної раз-Руша навантаження). Якщо деформації на кожному ступені прило-вання навантаження заміряти двічі: перший раз відразу після додатку-ня навантаження і вдруге через деякий час після витримки під навантаженням (зазвичай близько 5 хвилин), то на діаграмі підлозі-чим ступінчасту лінію, зображену на рис. 1.7б. Деформації, виміряні одразу після прикладання навантаження, пружні і пов'язані з напругою лінійним законом, а деформації, розвиваючі-ся за час витримки під навантаженням, не пружні і на діаграмі мають вигляд горизонтальних майданчиків. При досить біль-шом числі ступенів завантаження залежність між напруженнями і деформаціями може зображуватися плавною кривою (рис. 2.4б).

Малюнок 2.4 - До визначення поздовжніх деформацій бетону при сжа-тії: а - дослідний зразок (призма) з наклеєними на бічних по-верхностях електротензодатчікамі; б - діаграма при при-додатку навантаження ступенями; 1 - пряма пружних деформацій, 2 - крива повних деформацій

Деформації бетону при одноразовому первинному завантаженні короткочасної навантаженням. Його тривалість зазвичай не перевищує 60 хвилин. Діаграма для цього випадку показана на рис. 2.5. Ступінь її криволінійності залежить від тривалості дії навантаження, рівня
напруг і класу бетону, т. е..

Повна відносна деформація при одноразовому завантаженні бетонної призми короткочасно прикладеної навантаженням без урахування усадки бетону дорівнює:

Малюнок 2.5 - Діаграма залежності між напруженнями і деформаціями бетону при стисненні і розтягуванні: I - область пружних деформацій; II - область пластичних деформацій; 1 - навантаження; 2 - розвантаження; - гранична стисливість; - гранична розтяжність; - максимальна стисливість при низхідній гілці діаграми

т. е. вона складається з пружної частини, що дорівнює і неупру-гой, яка після зняття навантаження практично не зникає. Точніше невелика частка непружних деформацій (близько 10%) протягом деякого часу після розвантаження зникає. Ця частина пластичної деформації називається деформацією пружно-го післядії # 949; єр. Крім того, зникає пружна складова пластичної деформації # 949; е1 характеризує оборотне сплю-щування пустот цементного каменю. Таким чином, після розвантаження бетону остаточно залишається залишкова деформація, що виникає-щая через незворотного сплющивания пустот цементного каменю і зламу їх стінок # 949; рl1 (рис. 2.5). R2- напруга в момент, перед-ходи початку інтенсивного руйнування бетону (умовна ве-личина).

При невисоких напругах () превалюють пружні деформації (), а при бетон можна рассмат-ривать як пружний матеріал. При осьовому розтягу діаграма має той же характер що і при стисканні.

Деформації бетону при тривалій дії навантаження. При тривалій дії навантаження (t> 60 хвилин), навіть постійної, непружні деформації з плином часу значно збільшуючи-ються. У реальних же умовах в процесі будівництва будівель і споруд йде поступове поетапне навантаження елементів.

Наростання непружних деформацій при тривалій дії на-Грузьке називається ползучестью бетону. Деформації повзучий-сти складаються з двох частин: пластичної, що протікає майже од-ночасно з пружною, і в'язкою, для розвитку якої потрібен певний час. Деформації повзучості розвиваються, головним чином, в на-правлінні дії зусиль і можуть перевищувати пружні в 3. 4 рази.

Завантажений в ранньому віці бетон (при інших рівних умо-вах) має більшу ползучестью, ніж старий бетон. Повзучість бетону в сухому середовищі значно більше, ніж у вологому. Техно-логічні фактори також впливають на повзучість бетону: з увели-ням W / C і витрати цементу на одиницю об'єму бетонної суміші повзучість зростає; з підвищенням міцності зерен заповнювача повзучість зменшується; з підвищенням класу бетону повзучість зменшується. Бетони на пористих заповнювачах мають неяк-до більшої ползучестью, ніж важкі бетони. Повзучість залежить від виду цементу.