Модуль деформаций и мера ползучести бетона

Начальный модуль упругости бетона при сжатии Е_ь соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении. Геометрически он определя­ется как тангенс угла наклона прямой, упругих деформа­ций (рис. 1.1.12):

(1.7)

где r — масштабно размерный коэффициент, МПа.

Модуль полных деформаций бетона при сжатии Еь соответствует полным деформациям (включая ползу­честь) и является величиной переменной; геометрически он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой s_b—e_b в точке с заданным напряжением

(1.8)

Для расчета железобетонных конструкций пользуются средним модулем или модулем упругопластичности бето­на, представляющим собой тангенс угла наклона секу­щей в точке на кривой сь — и с заданным напряжением

Заданные класс и марку бетона получают соответствующим подбором состава бетонной смеси с последую­щим испытанием контрольных образцов.

Классом бетона по прочности на осевое сжатие В(МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных в со­ответствии со стандартом через 28 суток хранения при тем­пературе 20+2 °С с учетом статистической изменчивости прочности,

Классы и марка бетона для железобетонных конструкций:

а) Классы по прочности на сжатие:

для тяжелых бетонов — В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15; В 20; В 25; В 30; В 35; В 40; В 45; В 50; В 55; В 60;

для мелкозернистых бетонов групп:

А — (на песке с модулем крупности 2, 1 и более) — те же в диапазоне от В 7, 5 до В 40;

Б — (на песке с модулем крупности 2 и менее) -— те же в диапазоне от В 7, 5 до В 30;

В — (подвергнутого автоклавной обработке) — те же в диапазоне от В 15 до В 60;

б) Классы бетона по прочности на осевое растяжение: В 0, 8; В 1, 2; В 1, 6; В 2; В 2, 4; В_t 2, 8; В 3, 2. Они ха­рактеризуют прочность бетона на осевое растяжение (МПа) по нормам с учетом статической изменчивости прочности:

B_t=R_btm (1 - 1.64 VR_btm) (1.4)

При растяжении принято V_btm=0, 165.

в) Марки бетона по морозостойкости.

Они характеризуются числом выдерживаемых бето­ном циклов попеременных замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. При снижении прочности не более чем на 15 %:

тяжелый и мелкозернистый бето­ны — F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500;

лег­кий бетой — F 25, F 35, F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500;

ячеистый и поризированный бетоны — F 15, F 25, F 35, F 50, F 75, F 100.

г) Марки бетона по водонепроницаемости: W 2; W 4; W 6; W 8; W 10; W 12. Они характеризуются предельным давлением воды (кг/см²), при котором еще не наблюдается ее просачивание через испытываемый образец.

д) Марки бетона по средней плотности (кг/м³): тяжелый бетон от D 2200 до D 2500; легкий бетон от D 800 до D 2000; поризованный бетон от D 800 до D 1400; градация 100 для всех марок.

Железобетон – это композитный материал, включающий в себя две составляющие: бетон и стальную арматуру. Бетон, как показывают испытания, хо­рошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению, по­этому включение стальной арматуры в растянутую зону элементов существенно повышает их несущую способность. Прочность железобетонной балки по сравнению с бетонной (неармированной) балкой возрастает в 15...20 раз.

Достоинствами железобетона являются:

– высокая прочность,

– возможность изготовления изделий любой конфигурации,

– высокий предел огнестойкости (до 2, 5 часов).

Недостатками является:

– большой вес,

– высокая энергоемкость при изготовлении конструкций,

– температурные ограничения (совместная работа арматуры и бетона обеспечивается в пределах температур от –50 до +100^о С).

Классификация:

1. По структуре – бетоны плотной структуры, у некоторых пространство между зернами заполнителя полностью занято затвердевшим вяжущим: крупнопористые малопесчаные и беспесчаные; поризованные,

2. По плотности r> 2500 кг/м³ (особо тяжелые); 2200 кг/м³ < r< 2500 кг/м³ (тяжелые); 1800 кг/м³ < r< 2200 кг/м³ (мелкозернистые); 800 кг/м³ < r< 2000 кг/м³(легкие).

3. По виду заполнителя – на плотных заполнителях; пористых специальных, удовлетворяющих требованиям биологической защиты, жаростойкости и др.

4. По зерновому составу – крупнозернистый, с крупным и мелким заполнителем; мелкозернистый, с мелким заполнителем.

5. По условиям твердения – бетон естественного твердения; бетон, подвергаемый тепловлажной обработке и атмосферным давлениям; бетон, подвергаемый автоклавной обработке.