Прочность бетона

Прочность бетона зависит от ряда факторов, основными из которых являются: время в условия твердения, вид напряженного состояния, форма и размеры образцов длительность нагружения.

Прочность бетона нарастает с течением времени. Наиболее интенсивный ее рост происходит в начальный период твердения. (28 сут для портландцемента), В дальнейшем нарастание прочности замедляется, но при положительной температуре в влажной среде продолжается еще годы.

Твердение бетона существенно ускоряется при повышении температуры и влажности среды. С этой целью железобетонные изделия подвергаются тепловлажностной или автоклавной обработке.

Бетон имеет различную прочность при разных силовых воздействиях.

Кубиковая прочность R — временное сопротивление cжатию бетонных кубов. При осевом сжатии кубы разрушаются вследствие разрыва бетона в поперечном направлении.

Рисунок 1.2 – К определению прочности бетона

Однако наличие сил трения, развивающихся по опорным граням (рисунок 1.2, а), препятствует развитию свободных поперечных деформаций кубов вблизи их торцов. Если устранить влияние сил трения (например, смазкой контактных поверхностей), то трещины в образце будут проходить параллельно сжимающей силе и сопротивление куба значительно уменьшится, Согласно ГОСТу кубы испытывают без смазки поверхностей, вследствие влияния сил трения прочность кубов зависит от их размеров. Чем меньше размер куба, тем больше его прочность. Так, если прочность кубов с ребром 15 см принять за R, то кубы с ребром 10 см покажут прочность 1,12 R, а с ребром 20 см — 0,93 R, Поскольку реальные конструкции по форме отличается от кубов, кубиковая прочность непосредтвенно в расчетах не используется, а служит только для контроля качества бетона.

Призменная прочность R_b —- временное сопротивление осевому сжатию бетонных призм (рисунок 1.2,б), Опыты показывают, что с увеличением высоты призмы влияние трения на прочность образца уменьшается. При h/а >4 оно практически исчезает, а прочность становится постоянной и равной 0, 75 R. Значение R_b применяют в расчетах прочности сжатых и изгибаемых элементов. Призменная прочность

R_b = R (1.1)

где , — экспериментальный коэффициент, = 0,77 — -0,001 R >=0,721.

Прочность при растяжении R_bt зависит от прочности цементного камня и сцепления его с заполнителем. При осевом растяжении прочность бетона в 10...20 раз меньше прочности на сжатие. При этом с увеличением кубиковой прочности относительная прочность бетона при растяжении уменьшается. Прочность при растяжении

R_bt = 5R/(45 + R). (1.2)

Опытным путем R_bt определяют испытаниями на разрыв образцов в виде восьмерок, на раскалывание образцов в виде цилиндров или на изгиб бетонных балок.

Прочность при местном сжатии R_b,loc имеет место, когда нагрузка действует не на всю площадь элемента, а на ее часть. В этом случае загруженная часть площади обладает большей прочностью, чем R_b, ввиду того, что в работе участвует также бетон, окружающий площадку смятия и создающий эффект обоймы. Прочность при местном сжатии

R_b,loc= R_b, (1.3)

где , А_loc1 – площадь смятия; А_loc2 – расчетная площадь, включающая площадку смятия и дополнительный участок, опеделяемый в соответствии с рисунком 6.1 [1]

Прочность на срез. В реальных конструкциях срез в чистом виде обычно не встречается; ему сопутствуют продольные усилия. Значение временного сопротивления срезу R_b,sh в нормах не приводится, однако при необходимости может быть определено по эмпирической формуле

. (1.4)

Прочность при повторных нагрузках (несколько миллионов циклов) под влиянием структурных изменений снижается. Это обстоятельство нужно учитывать при расчете шпал, подкрановых балок, мостов. Предел выносливости (временное сопротивление при многократно повторных нагрузках) зависит от коэффициента асимметрии цикла , числа нагружений п и должен быть больше напряжения, при котором в бетоне образуются структурные микротрещины R_b,сrс. При нагрузках малой продолжительности (порыв ветра, удар, взрыв) бетон разрушается при больших напряжениях (1,1...1,2) R.

Дата добавления: 2014-01-05