Прочностные характеристики бетона.

Прочность твердого тела – способность сопротивляться внешним воздействиям не разрушаясь. Прочность на сжатие явл важнейшим классификационным показателем, характеризующим технические с-ва б-на.

В СНБ она обозначается fс и определяется как максимальное сжимающее напряжение в б-не при одноосном напряженном состоянии.

fcm-среднее значение прочности получаемое при испытании образцов.

F^G _{C, CUBE} –гарантированная прочность б-на – на осевое сжатие с учетом статической изменяемости, установленное на кубах 150*150*150мм, гарантируемое предприятием изготовителем.

fck-нормативное сопротивление б-на сжатию - контролируемая прочностная х-ка б-на, определяемая с учетом статической изменчивости, нормативная обеспеченность которой -0, 95.

fcd-расчетная прочность б-на-величина получаемая в результате деления fck на g_С (коэф безопасности=1, 5(Б)

С –класс б-на по прочности на сжатие. Синтетическая мера качества б-на, соответствующая его гарантированной прочности.

С12/15 15 - гарантированная прочность изготовителем 12 – нормативная прочность б-на.

При контроле конкретных значений классов по прочности б-на появляется проблема выбора геометрии стандартного образца. В большинстве случаев испытаниям подвергают образцы цилиндрической и призматической формы. Исследованиями доказано, что образцы цилиндрической формы (d=150 и h=300мм) достаточно хорошо приближаются к прочности традиционных бетонов в сжатой зоне кон-ции и дают достаточно объективную оценку прочности б-на в условиях одноосного сжатия.

Однако при составлении СНБ учитывалось обстоятельство, что испытания кубов основной способ контроля б-на, поэтому в обозначении класса б-на прочность полученная в результате испытания кубов – знаменатель, числитель – нормативная прочность (испытания цилиндрических образцов).

Существует переходной коэф-т от гарантированной прочности к нормативной (Кр)-коэф-т призменной или цилиндрической прочности. (Кр=0, 3-1, 0 Кр=0, 8 - разброс).

Поэтому нормативная прочность

fck=0, 8* F^G _{C, CUBE}

Среднее значение прочности определяют с учетом гарантированной обеспеченности по ф-ле

fcm= fck+t*S fck= fck_{0, 05}= fcm -t*S

где t- принятая обеспеченность при техническом измеринии 95% (t=1, 64)

S- среднеквадратическое отклонение S≤ 5МПА

Для статической оценки показателей качества б-на используется з-н распределения случайных величин.

На кровай нормального распределения изменчивости прочности ось ординат с буквой n соответствует кол-ву испытаний, а ось абсцис fc – прочности образцов полученной в результате испытания.

Площадь заключенная под кривой нормального распределения есть область доверительной вероятности. Вершина этой кривой спроецированая на ось fc соответрствует средней прочности б-на (марка), а класс б-на находится в точке fck (в 5% квантили), ограничивающую площадь слева 5%.

При проектировании БК, ЖБК норм ы устанавливают следующие классы конструкционных б-нов по прочности на сжатие: С8/10, 12/15, 16/20, 20/25, 25/30, 30/37, 35/45, 40/50, 45/55, 50/60, 55/67, 60/75, 70/85, 90/105;

Легкие б-ны: LС12/15…LC45/50.

Бетонные кон-ции С8/10, ЖБК С12/15, преднапр С25/30.

Помимо прочностных х-к б-на на сжатие сущ нормативные и средние значения сопротивления и прочности б-на на растяжение.

Т.к определение прочности б-на трудоемкий процесс в расчетах допускается определение прочности на растяжение в зависимости от прочности на сжатие.

fctm =a_r*fcm^2/3

a_r=0.3

fcmk =0.7*fctm

нормативные документы допускают контроль прочности б-на на осевое растяжение косвенными методами, через прочность б-на на растяжение при изгибе f_{ct, fl} и прочность б-на при скалывании f_{ct, sp}

f_{ct, ах}=0, 5* f_{ct, fl}

f_{ct, ах}=0, 9* f_{ct, sp}

f_{ct, ах}- прочность б-на на осевое растежение

f_{ct, fl}=Pn*l/b*h²

f_ctsp=2Pn/П*а²

помимо перечисленых х-к прочности б-на и видов б-на сущ ряд прочностей, которые определяют при расчетах кон-ций в зависимости от воздействий и условий эксплуатации:

-прочность на смятие (местное сжатие)

-просность на срез, кручение

-прочность при длительном действии нагрузки, кратковременном нагружении, циклическом нагружении.

Прочность б-на при длительном разрушении разрушается значительно быстрее со временем, чем при кратковременной нагрузке, т.к появившиеся пластические деф-ции увеличиваются, суммируются со временем и приводят к показателям качества кон-ции не соответствующим нормальной эксплуатации.

Прочность б-на не остается величиной постоянной, а нарастает с течением времени, причем наиболее интенсивно процесс протекает в течение 28 суток, а затем замедляется, но не прекращается, при условиях положительной т-ры (-5⁰С и необходимой влажности).

Средняя прочность б-на на сжатие в возрасте t сутокдля изделий подвергнутых тепловой обработке:

fcm(t)-средняя прочность б-на на сжатие при t> 28сут

fcm- -//- при t=28сут

fcmp-прочность после окончания тепловой обработки

t-возраст при t> 28сут

tp-возраст после тепловой обработки