Прочность бетона в15 в мпа: Прочность бетона на сжатие — главный показатель качества бетона.

Содержание

Прочность бетона на сжатие — главный показатель качества бетона.

Неразрушающий способ предполагает:прочность бетона

прочность бетона

  1. Ударное воздействие.
  2. Частичное разрушение.
  3. Ультразвуковое обследование.

Различают три типа ударного воздействия:

  • ударный импульс;
  • упругий отскок;
  • пластическую деформацию.

Первый – довольно примитивный прием, заключающийся в фиксации динамического воздействия в энергетическом эквиваленте. Второй – еще более прост: при отскоке бойка ударной установки определяются параметры твердости бетона. Суть третьей – обработка испытуемого участка особой аппаратурой, по глубине оставленных отпечатков судят о степени прочности.

Известны такие виды частичного разрушения:

  • скол;
  • отрыв;
  • скол с отрывом.

В ходе первой категории испытаний ребро изделия подвергается скользящему воздействию с целью откалывания его части. Во втором случае посредством специального клеящего вещества на поверхности закрепляется металлический диск, а затем отрывается. В третьем на конструкции закрепляется анкерное устройство с его дальнейшим отрывом.

При методе ультразвукового обследования измеряется скорость ультразвуковых волн, которые проникают в бетонную толщу. Плюс технологии заключается в ее способности изучать как поверхность, так и внутреннее тело бетона. Минус – большая погрешность получаемых данных.

Бетон В15 — технические характеристики и пропорции

Бетон В15 имеет достаточную прочность для создания несущих конструкций. Его массовое применение объясняется тем, что свойства, которыми он обладает, достаточны для изготовления любых конструкций от заливки монолитных фундаментов, стяжки полов и дорожек. Надежная работа этого материала обеспечивается строгим соблюдением нормативных требований по составу и качеству применяемых компонентов для его изготовления. Хороший уровень прочности и долговечности при относительно низкой стоимости — основное преимущество перед другими марками.

B15

Особенности и применение

Бетон класса В15 классифицируется как конструкционный. Из него изготавливаются несущие каркасы зданий (плиты, панели, колонны) не выполняющих теплозащитных функций. По плотности В15 — тяжелый. По использованию вяжущих веществ – бетоны класса В15 марки М200 изготавливаются на портландцементе М400 или М500. В состав входят, кроме цемента щебень, песок и вода с определенными свойствами и в пропорциях, подобранных под марку цемента.

Для бетонных лестниц и заливки площадок, испытывающие перепады температур (отрицательных и положительных), применяют бетон В15 морозостойкостью F75 или F150. Морозостойкость F50 определяется испытанием образца на возможность конструкций сохранять проектную марку прочности на 85% при 50 циклах замораживания и оттаивания.

Фундамент для дома может выполняться из разных марок как по прочности, так и по морозостойкости. Марка смеси для внутренних несущих стен фундамента отапливаемого здания может не нормироваться на морозостойкость. Это объясняется тем, что морозостойкость уже есть у смеси класса В15. А дополнительное требование к количеству циклов относится к конструкциям, которые могут получить 50 или 75 циклов в течение всего срока эксплуатации.

Области применения

К конструкциям могут предъявляться ряд специальных требований. Например, в гидротехнических сооружениях марка по водонепроницаемости должна быть не ниже w4. При строительстве доменных печей используется жаростойкий бетон на портландцементе со специальными добавками (хромит и магнезит). Такой состав смеси не разрушается при температуре до 1700°С.

Выполнение требований к бетонированию состоит из нескольких этапов:

  • На бетонных узлах подбирают будущий состав марки В15 в процентах.
  • Опытные образцы испытывают в лабораториях на соответствие марочной прочности, данные заносятся в паспорт.
  • На строительной площадке производитель работ обязан залить опытные контрольные кубики размером 150 х 150 х150 мм из каждой партии. Образцы должны иметь такие же условия твердения, что и основные конструкции.
  • На 28 сутки строительная организация испытывает контрольные образцы, результаты заносятся в журнал производства работ. Исполнительная документация предъявляется заказчику к Акту ввода объекта в эксплуатацию.
  • Кубиковую прочность образцов необходимо перевести в марочную в соответствии с таблицей перевода.

Технические характеристики

Стандарты в строительстве — это набор, определенных правил и требований к проектированию и характеристикам материалов и конструкций. Основные технические параметры бетона В15 согласно ГОСТ:

Технические характеристики

1) Прочность на сжатие. Материал данного класса способен выдерживать нагрузку в 200 кг, приложенную на 1 см² поверхности бетонной конструкции.

2) Класс бетона это тоже показатель прочности бетона, но он комплексно указывает на гарантированную общую для всей конструкции прочностную характеристику в МПа (В15). Согласно СП 27.13330.2011 данные маркировки действуют для проектировщиков и для строителей. Для сравнения двух определений прочности используют таблицы перевода класса в марку.

3) Плотность бетона марки М200 (В15) — 1800-2500 кг на кубический метр. Этот класс по плотности относится к тяжелым.

4) Морозостойкость и водонепроницаемость. Эти технические характеристики указываются в проектной документации для обеспечения надежности конструкций. F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500 — цифры определяют долговечность конструкций, работающих при отрицательных температурах. В течение года принимается до 4-х циклов. W2, W4, W6, W8 и W12 — водонепроницаемость цилиндра 15 см при давлении 2,4, 6, 8 и 12 кг на см². Например, бетон В15 F100 водонепроницаемостью w4 — класс В15, морозостойкость 100 циклов и водонепроницаемость с давлением не ниже 4 кг.

5) Подвижность и жесткость показатели обозначаются буквой «П». Значения 1 до 5 указывают временную характеристику смеси для определения удобоукладываемости. Для узкой опалубки подойдет — марка бетона (В15, М200) не ниже П3.

Состав и пропорции

Состав бетона В15 строго регламентируется. Пропорции цемент-щебень-песок-вода для B15 имеют следующие параметры: для цемента М400 — 1:2,8:4,8:0,5; для М500 — 1:3,5:5,6:0,5.

Замес бетона

Получить качественную смесь можно, если применить метод подбора состава. Для этого составляется карта подбора компонентов бетона для класса В15 (15 МПа), с осадкой конуса 40 мм при использовании портландцемента М400, просеянного песка, из которого удалены все посторонние частицы, плотностью 2600 кг/м³, гранитного щебня — крупность заполнителя 20 мм и насыпной плотностью 1400 кг/м³. Используя специальную формулу (полученную экспериментальным методом), вычисляют водоцементное отношение. Затем по определенным графикам определяют расход воды. Крупность гравия определяют при помощи набора сит с отверстиями диаметром 70, 40, 20, 10 и 5 мм.

Для балок шириной 20 см допускается гравий не более 5 см. Для монолитного фундамента гравий диаметром до 15 см. Фракции песка и щебня нормируются гостами.

Пример подбора состава мелкозернистых бетонов в частях по массе:

Пропорции по массе для B15

Бетон класса В15 (М200) используется для различных конструктивных элементов как в чистом виде, так и в составе железобетонных элементов, если в проекте не имеются ограничения. По своим свойствам и цене он наиболее применяемый в строительном производстве.

таблица на сжатие по классам в МПа, от чего зависит

Прочность – это техническая характеристика, по которой определяется способность выдерживать механические или химические воздействия. Для каждого этапа строительства требуются материалы с разными свойствами. Для заливки фундамента здания и возведения стен применяется бетон разных классов. Если использовать материал с низким прочностным показателем для строительства конструкций, которые будут подвергаться значительным нагрузкам, то это может привести к растрескиванию и разрушению всего объекта.

Оглавление:

  1. От чего зависит значение прочности?
  2. Способы проверки качества бетона
  3. График набора прочности
  4. Маркировка растворов

Как только в сухую смесь добавляется вода, в ней начинается химический процесс. Скорость его протекания может увеличиваться или уменьшаться из-за многих факторов, например, температуры или влажности.

Что влияет на прочность?

На показатель оказывают влияние следующие факторы:

  • количество цемента;
  • качество смешивания всех компонентов бетонного раствора;
  • температура;
  • активность цемента;
  • влажность;
  • пропорции цемента и воды;
  • качество всех компонентов;
  • плотность.

Также он зависит количества времени, которое прошло с момента заливки, и использовалось ли повторное вибрирование раствора. Наибольшее влияние оказывает активность цемента: чем она выше, тем больше получится прочность.

От количества цемента в смеси также зависит прочность. При повышенном содержании он позволяет увеличить ее. Если же использовать недостаточное количество цемента, то свойства конструкции заметно снижаются. Увеличивается этот показатель лишь до достижения определенного объема цемента. Если засыпать больше нормы, то бетон может стать слишком ползучим и дать сильную усадку.

В растворе не должно быть слишком много воды, так как это приводит к появлению в нем большого количества пор. От качества и свойств всех компонентов напрямую зависит прочность. Если для замешивания использовались мелкозернистые или глинистые наполнители, то она снизится. Поэтому рекомендуется подбирать компоненты с крупными фракциями, так как они значительно лучше скрепляются с цементом.

От однородности замешанной смеси и применения виброуплотнения зависит плотность бетона, а от нее – прочность. Чем он плотнее, тем лучше скрепились между собой частицы всех компонентов.

Способы определения прочности

По прочности на сжатие узнаются эксплуатационные характеристики сооружения и возможные на него нагрузки. Вычисляется этот показатель в лабораториях на специальном оборудовании. Используются контрольные образцы, сделанные из того же раствора, что и отстроенное сооружение.

Также вычисляют ее на территории строящегося объекта, узнать можно разрушаемым или неразрушаемым способами. В первом случае либо разрушается сделанная заранее контрольная проба в виде куба со сторонами 15 см, либо с помощью бура из конструкции берется образец в виде цилиндра. Бетон устанавливается в испытательный пресс, где на него оказывается постоянное и непрерывное давление. Его увеличивают до тех пор, пока проба не начнет разрушаться. Показатель, полученный во время критической нагрузки, применяется для определения прочности. Этот метод разрушения пробы является самым точным.

Для проверки бетона неразрушаемым способом используется специальное оборудование. В зависимости от типа приборов он делится на следующие:

  • ультразвуковой;
  • ударный;
  • частичное разрушение.

При частичном разрушении на бетон оказывают механическое воздействие, из-за чего он частично повреждается. Провести проверку прочности в МПа этим методом можно несколькими способами:

  • отрывом;
  • скалыванием с отрывом;
  • скалыванием.

В первом случае к бетону на клей крепится диск из металла, после чего его отрывают. То усилие, которое потребовалось для его отрыва, и используется для вычисления.

Метод скалывания – разрушение скользящим воздействием со стороны ребра всего сооружения. В момент разрушения регистрируется значение приложенного давления на конструкцию.

Второй способ – скалывание с отрывом – показывает наилучшую точность по сравнению с отрывом или скалыванием. Принцип действия: в бетоне закрепляются анкера, которые впоследствии отрываются от него.

Определение прочности бетона ударным методом возможно следующими путями:

  • ударный импульс;
  • отскок;
  • пластическая деформация.

В первом случае фиксируется количество энергии, создаваемой в момент удара по плоскости. Во втором способе определяется величина отскока ударника. При вычислении методом пластической деформации используются приборы, на конце которых расположены штампы в виде шаров или дисков. Ими ударяют о бетон. По глубине вмятины вычисляются свойства поверхности.

Метод с помощью ультразвуковых волн не является точным, так как результат получается с большими погрешностями.

Набор прочности

Чем больше прошло времени после заливки раствора, тем выше стали его свойства. При оптимальных условиях бетон набирает прочность на 100 % на 28-ой день. На 7-ой день этот показатель составляет от 60 до 80 %, на 3-ий – 30 %.

Рассчитать приблизительное значение можно по формуле: Rb(n) = марочная прочность*(lg(n)/lg(28)), где:

  • n – количество дней;
  • Rb(n) – прочность на день n;
  • число n не должно быть меньше трех.

Оптимальной температурой является +15-20°C. Если она значительно ниже, то для ускорения процесса затвердения необходимо использовать специальные добавки или дополнительный обогрев оборудованием. Нагревать выше +90°C нельзя.

Поверхность должна быть всегда влажной: если она высохнет, то перестает набираться прочность. Также нельзя допускать замерзания. После полива или нагрева бетон снова начнет повышать свои прочностные характеристики на сжатие.

График, показывающий, сколько времени требуется для достижения максимального значения при определенных условиях:

Марка по прочности на сжатие

Класс бетона показывает, какую максимальную нагрузку в МПа он выдерживает. Обозначается буквой В и цифрами, например, В 30 означает, что куб со сторонами 15 см в 95% случаев способен выдержать давление 25 МПа. Также прочностные свойства на сжатие разделяют по маркам – М и цифрами после нее (М100, М200 и так далее). Эта величина измеряется в кг/см2. Диапазон значений марки по прочности – от 50 до 800. Чаще всего в строительстве применяются растворы от 100 и до 500.

Таблица на сжатие по классам в МПа:

Класс (число после буквы – это прочность в МПа) Марка Средняя прочность, кг/см2
В 5 М75 65
В 10 М150 131
В 15 М200 196
В 20 М250 262
В 30 М450 393
В 40 М550 524
В 50 М600 655

М50, М75, М100 подходят для строительства наименее нагружаемых конструкций. М150 обладает более высокими прочностными характеристиками на сжатие, поэтому может применяться для заливки бетонных стяжек пола и сооружения пешеходных дорог. М200 используется практически во всех типах строительных работ – фундаменты, площадки и так далее. М250 – то же самое, что и предыдущая марка, но еще выбирается для межэтажных перекрытий в зданиях с малым числом этажей.

М300 – для заливки монолитных оснований, изготовления плит перекрытий, лестниц и несущих стен. М350 – опорные балки, фундамент и плиты перекрытий для многоэтажных зданий. М400 – создание ЖБИ и зданий с повышенными нагрузками, М450 – плотины и метро. Марка меняется в зависимости от количества содержащегося в нем цемента: чем больше его, тем она выше.

Чтобы перевести марку в класс, используется следующая формула: В = М*0,787/10.

Перед сдачей в эксплуатацию любого здания или другого сооружения из бетона оно обязательно должно быть проверено на прочность.

определение и испытание бетона, марки по прочности

Прочность бетона – одна из важнейших характеристик этого строительного материала. Бетон лучше всего сопротивляется усилиям на сжатие. Поэтому проектирование осуществляется таким образом, чтобы на конструкцию действовали в основном силы сжатия. Если конструкция будет испытывать усилия на растяжение и изгиб, то при расчете проекта учитывают прочность на растягивающие усилия и растяжение при изгибе.

Характеристики прочности бетона

Порочность бетона на сжатие характеризуют марка или класс прочности, которые определяются в стандартном варианте в возрасте 28 суток. В зависимости от эксплуатационных особенностей строительной конструкции, момент определения прочности материала на сжатие может устанавливаться индивидуально. Это могут быть 3,7, 60, 90, 180 суток.

 

Определение! Класс прочности характеризует гарантированную прочность строительного материала, выраженную в МПа, с обеспеченностью 95%. Маркой называют нормируемое значение средней прочности бетона. Единица измерения – кгс/см2.

В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности и только в особых случаях – марки.

Таблица зависимости между классами и марками бетонов









Класс

Марка

Класс

Марка

В3,5

М50

В25-В27,5

М350

В5

М75

В30

М400

В7,5

М100

В35

М450

В10-В12,5

М150

В40

М500

В15

М200

В45

М600

В20

М250

В50-В55

М700

В22,5

М300

В60

М800

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона зависит от ряда факторов, среди которых:

  • Активность цемента. Между прочностными характеристиками бетонного продукта и активностью вяжущего существует линейная зависимость. Чем выше активность, тем лучше прочностные показатели.
  • Количество вяжущего. Повышение содержания вяжущего положительно влияет на прочностные характеристики только до определенного процентного содержания. Выше – прочностные показатели растут незначительно, а другие технические параметры ухудшаются – растут усадка и ползучесть.
  • Водоцементное соотношение. Оптимальная величина определяется необходимой маркой удобоукладываемости. Обычно в смеси содержится 40-70% воды. Превышение оптимального количества жидкости инициирует образование пор, снижающих прочность конечного продукта.
  • Гранулометрический и минералогический состав заполнителей. На прочность бетонного продукта отрицательно влияют: неоптимальный состав мелкого и крупного заполнителей, наличие в них пылевидных и глинистых частиц.
  • Качество воды. Вода, используемая для затворения смеси, берется из водопровода питьевого назначения или проверяется в лаборатории на присутствие в ней примесей, отрицательно влияющих на качество конечного продукта.
  • Вибрирование бетонной смеси при укладке. При вибрировании из смеси выходит лишний воздух, снижающий прочностные характеристики. Однако излишнее вибрирование приводит к расслаиванию смеси.
  • Соблюдение оптимальных условий твердения.

Способы определения прочности

ГОСТ 10180-2012 регламентирует правила подготовки образцов и проведения испытаний прочности на сжатие в лабораторных условиях В соответствии со стандартом образцами могут быть:

  • куб с длиной ребра 100, 150, 200, 250, 300 мм;
  • цилиндр с диаметром основания 100, 150, 200, 250, 300 мм, высотой не менее диаметра основания.

Образцы изготавливают с соблюдением условий, соответствующих реальным условиям твердения смеси. Твердение продукта может происходить в нормальных условиях или с использованием тепловой обработки. Испытания проводят на испытательной машине-прессе. Образец нагружают со стабильной скоростью нарастания усилия до его разрушения.

Существуют неразрушающие способы контроля прочности бетона, позволяющие контролировать этот параметр в уже готовой конструкции:

  • Механические. Эти испытательные технологии основаны на показаниях приборов. Основные методы – упругий отскок, ударный импульс, отрыв, скалывание, отрыв со скалыванием.
  • Ультразвуковой. Основой этого способа является зависимость скорости прохождения ультразвуковых волн через материал от его прочностных характеристик. Технология востребована для определения прочностных характеристик длинномерных строительных конструкций – ригелей, колонн, балок.

Области применения бетона различных классов прочности

  • В7,5. Такие бетоны содержат малое количество вяжущего и относятся к категории «тощих». Применяются в основном при проведении подготовительных строительных работ. С их помощью изготавливают подбетонки, на которых устраивается железобетонный фундамент. Такой подготовительный бетонный слой не допускает протекания цементного молочка из фундаментной бетонной смеси в грунт.
  • В10-В12,5. Такие материалы также обладают невысокой прочностью. Применяются для устройства подбетонного слоя, тонкослойных стяжек, фундаментов легких строительных конструкций.
  • В15-В20. Бетонные смеси этих классов прочности востребованы в малоэтажном индивидуальном строительстве при возведении небольших строений, для устройства внутренних перегородок, лестничных маршей.
  • В22,5. Широко востребованы в малоэтажном жилом и промышленном строительстве, при производстве ЖБИ.
  • В25-В22,7. Применяются при сооружении высоконагружаемых строительных конструкций – несущих балок, плит, колонн в многоэтажных зданиях.
  • В30 и выше. Такие бетоны, обладающие высокой прочностью, применяют в промышленном строительстве и для сооружения объектов высокой опасности и ответственности. Из-за высокой схватываемости применяются с добавками, регулирующими скорость твердения смеси.

Средняя прочность бетона по классам и маркам, ГОСТ

Конечная прочность бетона является самой важной технической характеристикой строительного материала, которая фигурирует во всех проектных расчетах. При этом при расчете той или иной бетонной конструкции используется средняя прочность бетона на сжатие, соответствующая той или ной марке материала и тому или иному классу бетона.

СодержаниеСвернуть

средняя прочность бетона по классам

В данной статье рассматривается средняя прочность тяжелого бетона – самого распространенного вида строительного материала применяемого в жилищном и коммерческом строительстве.

Влияние на среднюю прочность бетона на сжатие

Прочность на сжатие измеряемая в МПа или кгс/см2 является определяющей характеристикой для проектирования и строительства фундамента, стен и других конструкций зданий и сооружений.

При этом марка бетона (М100, М200, М300 и пр.) сообщает потребителю о средневзвешенной прочности бетона в возрасте 28 суток, измеренной в кгс/ см2, а класс прочности бетона сообщает о гарантированной прочности бетона на сжатие – В15 (150 кгс/см2), В20 (20 кгс/см2), В25 (250 кгс/см2) и т.п.

Как показывает практика, средняя прочность тяжелого бетона зависит от следующих основных факторов:

  • Активность цемента. Для приготовления прочного бетона, следует использовать только, только изготовленный материал.
  • Соответствие количества вяжущего принятым пропорциям. Увеличение количества цемента сверх определенной нормы, ведет не только к существенному удорожанию продукта, но и в том числе к ухудшению показателей усадки, жидкотекучести и средней прочности.
  • Соотношение: затворитель-цемент. Здесь действует правило: чем меньше соотношение затворитель-цемент, тем выше прочность продукта и наоборот. Технический смысл правила заключается в следующем. Для удобоукладываемости смеси, при приготовлении бетона используется водоцементное соотношение 0,5-0,9 в зависимости от марки материала. Этого достаточно чтобы произошло взаимодействие цемента и других компонентов. Вода, добавленная свыше указанных соотношений, является «паразитной» и, образуя поры в бетоне, значительно снижает его прочность.
  • Прочность, чистота и геометрия крупного заполнителя. Прочность бетона на основе гранитного щебня выше, чем прочность бетона на основе гальки или гравийного наполнителя.
  • Качество перемешивания компонентов и качество уплотнения. При приготовлении бетона с помощью бетономешалки, вибрационного или турбосмесителя прочность конечного продукта выше на 20-25% чем прочность продукта полученного методом гравитационного смешивания – вручную.
  • Условия набора прочности и твердения. При стандартных условиях (температура окружающей среды 18-20 градусов Цельсия, влажность окружающей среды 90-100%)увеличение прочности происходит в течение стандартных 28 суток, и соответствует и соответствует «максимально возможной». Например, средняя прочность бетона в15твердеющего при температуре 5 °С, в 28-суточном (возрасте) соответствует 68% марочной прочности, при температуре 10°С – 80% марочной прочности, при температуре 20-25°С – 110% марочной прочности.
  • Повторное принудительное вибрирование залитой конструкции. Производится до начала процесса схватывания с помощью специальной техники. Достигается увеличение средней прочности класса бетона в среднем на 15-20%.

средняя прочность бетона на сжатие

Технология определения средней прочности бетона ГОСТ 18105-2010

Средняя прочность или марка тяжелого бетона определяется на основании лабораторных испытаний на заводе изготовителе. В соответствии с требованиями ГОСТ 18105-2010 из производимого бетона изготавливаются образцы имеющие габариты 150х150х150 мм. Образцы заливаются в металлические формы, выдерживаются в «стандартных» условиях окружающей среды в течение 28 суток.

Далее образцы помещается в рабочие органы лабораторного пресса, и сжимаются до разрушения. Осуществляется контроль величины силы сжатия. Взяв среднее арифметическое среднюю прочность образцов бетона, определяют класс бетона «В» по формуле: B = R (1 — 1,64v), R – это средняя прочность образцов, V – коэффициент вариации прочности равный 13%.

Превышение средней прочности серий контрольных образцов бетона в рамках той или иной марки допускается в пределах 15%. Дальнейшее увеличение данного показателя ведет к неоправданному увеличению расхода бетона. В соответствии с требованиями СНИП 3.03.01-87 «НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ», нижняя граница средней прочности бетона должна соответствовать 70-80% от проектной марочной прочности материала.

Определение средней прочности бетона по маркам

Провести лабораторные испытания в полевых условиях или при малоэтажной застройке практически невозможно и экономически нецелесообразно. Существует приблизительный метод определения средней прочности с помощью молотка весом 500-600 граммов и слесарного зубила.

Технология проста и заключается в визуальной оценке повреждения материала полученного в результате удара зубила и молотка средней силы:

  • После удара средней силы на поверхности бетона осталась едва видимая отметина – бетон соответствует марке М300-М350(средняя прочность 294-360 кгс/см2).
  • После удара образовалась хорошо видимая отметина – марка бетона М200 (196 кгс/см2).
  • Острие зубила проникло в тело конструкции на глубину до 0,5 мм. Можно утверждать что перед вами бетон марки М150(163 кгс/см2).
  • Острие зубила прошло в тело материала больше чем на 10 мм – бетон марки М75-М100 (65-98 кгс/см2).

Значение средней прочности бетона определяет действительную нагрузку, которую в течение длительного времени может выдержать та или иная бетонная конструкция. Поэтому для достижения максимальной величины средней прочности, при самостоятельном приготовлении, следует четко соблюдать «Факторы, влияющие на среднюю прочность бетона на сжатие» указанные выше, либо приобретать строительный материал на бетонных заводах.

Прочность бетона (понятие и определение по действующим нормам)

Основные термины

Согласно СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 существуют следующие виды показателей прочности бетона:

  • Класс бетона по прочности на сжатие
  • Класс бетона по прочности на осевое растяжение

Класс бетона по прочности на сжатие (В) — это  значению кубиковой прочности бетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) [п.6.1.3 СП 63.13330.2018].

Класс бетона по прочности на сжатие (В) — определяется гарантированным сопротивлением сжатию, МПа, эталонного образца-куба, испытанного согласно требованиям государственных стандартов, со статической обеспеченностью 0,95 или ее гарантированной доверительной вероятностью 95% (не менее 95% испытанных образцов имеют прочность не ниже В) [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Класс бетона по прочности на сжатие является основной характеристикой бетона и должен указываться в проектах во всех случаях [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Разница между классом и маркой бетона состоит в обеспеченности принятого сопротивления: для марки эта обеспеченность составляет 0,5 [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Класс бетона по прочности на осевое растяжение (Bt) — это значению прочности бетона на осевое растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) [п.6.1.3 СП 63.13330.2018].

Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с нормативными документами для отдельных специальных видов сооружений.

Проектный возраст бетона — это  возраст, в котором бетон должен приобрести все нормируемые для него показатели качества, назначают при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками, с учетом способа возведения конструкций и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в проектном возрасте 28 сут [п.6.1.5 СП 63.13330.2018].

Нормируемая прочность бетона — это прочность бетона в проектном возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в нормативном или техническом документе, по которому изготавливают БСГ или конструкцию [п.3.1.1 ГОСТ 18105].

БСГ — это бетонная смесь, готоая к применению

Требуемая прочность бетона — минимально допустимое среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях БСГ или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона при ее фактической однородности [п.3.1.2 ГОСТ 18105].

Фактический класс бетона по прочности -значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии [п.3.1.3 ГОСТ 18105].

Фактическая прочность бетона — среднее значение прочности бетона в партиях БСГ или конструкций, рассчитанное по результатам ее определения в контролируемой партии [п.3.1.4 ГОСТ 18105].

Разрушающие методы определения прочности бетона — это методы определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570 [п.3.1.18 ГОСТ 18105].

Прямые неразрушающие методы определения прочности бетона — это методы  определения прочности бетона по «отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690 [п.3.1.19 ГОСТ 18105].

Косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона — это методы  определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624 [п.3.1.20 ГОСТ 18105].

Определение прочности бетона

Согласно п.5.5.5 СП 70.13330.2012 контроль прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном и проектном возрасте следует проводить статистическими методами по ГОСТ 18105, ГОСТ 31914, применяя неразрушающие методы определения прочности бетона по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690 или разрушающий метод по ГОСТ 28570 при сплошном контроле прочности (каждой конструкции).

Примечание — Применение нестатистических методов контроля, а также методов определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным у места бетонирования конструкций, допускается только в исключительных случаях, предусмотренных в ГОСТ 18105 и ГОСТ 31914.

Марки бетона по прочности. Класс бетона.

Марки бетона по прочности. Класс бетона.

Основным показателем свойств бетона является прочность на сжатие. При нормировании прочности бетона используется характеристика — марка бетона. Марка бетона по прочности — это средний показатель прочности, а класс бетона — это показатель гарантированной прочности.

Марка бетона по прочности на сжатие — предел нагрузки (кгс/см²), которую может выдержать базовый образец бетона с геометрическими размерами 15×15×15 см на 28 день после изготовления. Эта та характеристика, которая гарантирует получение бетона заданной прочности. Марка бетона по прочности на сжатие обозначается латинской буквой «М» и определяет прочность, цифра означает прочность на сжатие, выраженная в кгс/см².

Класс бетона по прочности на сжатие обозначается латинской буквой «В», а цифра, которая стоит за ней, — это нагрузка (МПа), которую бетон должен выдержать в 95% случаев. К примеру, если речь идет о бетоне B10, то это означает, что данный класс бетона, имея прочность 131,0 кгс/см² должен выдерживать давление на сжатие 10МПа в 95 случаях из 100.

Требования к бетону в нормативных документах указываются именно в классах, но при заказе бетона строительными компаниями бетон обычно заказывается в марках. Данные показатели определяют в каких целях можно будет использовать бетон заданной прочности и должны полностью соответствовать проектной документации. Понятия марки и класса бетона используются совместно.

Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и марками (ГОСТ 26633-91*)























Класс бетона
по прочности
Средняя прочность
бетона, R (кгс/см²)
Марка бетона
по прочности
B3.5 45,8 M50
B5 65,5 M75
B7.5 98,2 M100
B10 131,0 M150
B12.5 163,7 M150
B15 196,5 M200
B20 261,9 M250
B22,5 294,7 M300
B25 327,4 M350
B27,5 360,2 M350
B30 392,9 M400
B35 458,4 M450
B40 523,9 M550
B45 589,4 M600
B50 654,8 M700
B55 720,3 M700
B60 785,8 M800
B65 851,3 M900
B70 916,8 M900
B75 982,3 M1000
B80 1047,7 M1000

Назначение бетона по маркам

В зависимости от класса и марки бетона по прочности составлены рекомендации по применению и назначение в различных областях строительства:

М 100 (B 7,5) – марка бетона, предназначенная для проведения работ, которые имеют предварительный характер. Они обычно предшествуют арматурным работам, созданию стяжки в помещениях, а также заливке бордюров. Эта марка, относящаяся к легким видам бетона, не предполагает больших нагрузок.

М 150 (В 12,5) – марка, также считающаяся легким видом бетона, предназначается для специальных работ, имеющих подготовительный характер и проводящихся в период работы над фундаментом и заливкой плит, относящихся к монолитному типу. Этот бетон также можно применять в качестве фундамента, предназначенного для небольших зданий и сооружений.

М 200 (В 15) – прочность марки выше предыдущих, обычно используется при воздвижении подпорных стен. Она также применяется для изготовления лестниц, с ее помощью заливают площадку, создают бетонную подушку, используемую при строительстве дорог для бордюров.

М 250 (В 20) – имеет свойства марки М200, но отличающаяся прочностью. Используется так же, как М200. Дополнительно применяется при производстве плит с небольшой нагрузкой.

М 300 (В 22,5) – марка бетона, пользующаяся большим спросом, находит применение при работе над фундаментом монолитного типа. Этой маркой заливаются площадки и изготавливаются лестницы.

М 350 (В 25) – отличается большой прочностью, находит применение при строительстве конструкций монолитного и перекрывающего типа и создания фундамента многоэтажных зданий. Высокая прочность этой марки способствует тому, что этот бетон используется при постройке таких важных объектов, как плиты бассейнов, аэропортов, а также несущих колонн.

М 400 (В 30) – марка, которая не отличается большой популярностью, так как довольно дорого стоит и практически сразу схватывается. Эта марка достаточно надежная и прочная, поэтому ее часто используют при возведении больших комплексов – развлекательных и торговых, – аквапарков, банковских хранилищ, железобетонных изделий и конструкций гидротехнического типа.

М 500 (В 40) – отличается большой концентрацией цемента и прочностью, что позволяет применять бетон при строительстве таких крупных сооружений, как гидротехнические и имеющие особое назначение железобетонные конструкции, а также банковские хранилища.

Марка и класс бетона определяется компонентами, входящими в его состав, а так же соотношением этих компонентов.

Дополнительными характеристиками бетона являются морозоустойчивость, водонепроницаемость и укладываемость.

Вы смотрели: Марки бетона по прочности. Класс бетона.


Поделиться ссылкой в социальных сетях

Оставить отзыв или комментарий

Корреляция между прочностью на сжатие и растяжение старого бетона в морской среде и прогнозом длительной прочности

Прочность на сжатие и прочность на растяжение являются важными механическими свойствами бетона. Долговременная прочность бетона в реальных условиях эксплуатации является важным параметром при оценке существующих зданий, который также следует должным образом учитывать при проектировании конструкций. В этом исследовании была изучена взаимосвязь между прочностью на сжатие и раскалывание старого бетона, долгое время существующего в морской среде.В заброшенной гавани попарно пробурили образцы керна на месте. Для каждой пары образцов были пробурены два керна из соседнего места и проведены испытания на сжатие и растяжение при разделении, соответственно. В итоге было получено 48 значений прочности на сжатие и расщепление. Судя по результатам испытаний, прочность на растяжение представляет собой общий восходящий тренд с прочностью на сжатие, и эти два параметра имеют положительную корреляцию. Экспоненциальная модель, обычно рекомендуемая строительными нормами и литературой, по-прежнему способна описывать взаимосвязь между прочностью на сжатие и растяжение старого разрушенного бетона, если параметры функции определены должным образом.На основе статистической теории и экспериментальных результатов этого исследования разработан метод прогнозирования долговременной прочности бетона на разрыв и приводится пример, который может предоставить потенциальный способ оценки долговременной прочности бетона в реальных морских условиях.

1. Введение

Величина прочности бетона на растяжение влияет на характеристики конструкции, такие как сопротивление сдвигу и несущая способность анкеров, при этом разрушение конуса бетона является решающим режимом разрушения.Следовательно, как прочность бетона на сжатие, прочность на разрыв является еще одним важным механическим свойством, которое следует надлежащим образом учитывать при проектировании конструкции. Реальные значения прочности на растяжение и сжатие на месте бетона, ухудшенного в подлинных условиях эксплуатации в течение длительного времени, обеспечивают необходимую основу для оценки конструкций, особенно тех, которые существуют уже долгое время. Учитывая сложность, стоимость и трудоемкость выполнения испытаний на растяжение, многие исследователи и руководящие принципы строительства заинтересованы в прогнозировании прочности на растяжение на основе прочности на сжатие и их взаимосвязи упрощенным методом с удовлетворительной точностью [1–5].Большинство корреляций, предлагаемых строительными нормами и литературой, основаны на нормальных условиях отверждения и возрасте испытаний 28 дней. На самом деле существует множество различных влияний на бетон, зависящих от времени, нагрузки и окружающей среды, которые существуют в реальных условиях эксплуатации в течение длительного времени. Таким образом, соотношение прочности на сжатие и растяжение в строительных нормах и правилах нельзя предполагать без дальнейших наблюдений и исследований [5, 6].

С другой стороны, до сих пор прочность бетона не учитывалась во времени при проектировании и расчетах конструкций.Таким образом, конструкции должны быть полностью надежными, а срок службы должен быть бесконечным, если> (и представляет сопротивление и напряжение в широком смысле) удовлетворяется на стадии проектирования. Но на самом деле сопротивление материала, например прочность бетона, может со временем ухудшаться на открытом воздухе, что приводит к снижению надежности и общих характеристик конструкции. В этом отношении стоит подчеркнуть, что изменяющиеся во времени характеристики бетона, подверженного воздействию внешней среды, требуют дальнейшего исследования.Более того, при оценке долговечности конструкции или прогнозе срока службы конструкции важна долгосрочная прочность бетона, а также ее изменяющиеся во времени характеристики. Тем не менее, непросто проводить исследования для изучения закона изменения прочности бетона в долгосрочной перспективе, поскольку для проведения испытаний может потребоваться несколько лет или десятилетий.

Испытания на ускоренное старение и моделирующие экологические испытания в основном используются для изучения воздействия окружающей среды на прочность бетона. Ли и др.[7] исследовали глубину кислотной коррозии и прочность на сжатие бетона в сернокислой среде с помощью ускоренных испытаний. Результаты показывают, что оставшиеся значения прочности на сжатие для бетона, подвергающегося воздействию водной среды с серной кислотой pH = 2 и 3 и среды влажной-сухой циклической серной кислоты с pH = 2, составляют 74%, 72% и 80% от начальной прочности, соответственно. . Ускоренная коррозия под действием раствора сульфата в цикле «сухой-влажный» была введена для моделирования внешней среды сульфатной коррозии Zhou et al.[8]. Результаты ускоренных испытаний на коррозию показывают, что ухудшение прочности бетона из-за воздействия сульфатов имело существенную связь с глубиной коррозии. Cai et al. [9] оценили прочность и деформационные свойства бетона в условиях искусственной морской водной эрозии. Кривая напряжения и деформации бетона была исследована с помощью прибора

.

Более высокая стоимость оборудования Ndt Испытание бетона Молоток Испытание прочности бетона Ht225-n Langry C10-60mpa

Применяемые стандарты и правила

ISO / DIS 8045 International

— EN 12 504-2 Европа

— ENV 206 Европа

— BS 1881, часть 202 Великобритания

— DIN 1048, часть 2 Германия

— ASTM C 805 США

— NFP 18-417 Франция

B 15-225 Бельгия

— JGJ / T 23-2001 Китай

— JJG 817-1993 Китай

Применение field
Используется для проверки прочности на сжатие обычного бетона в диапазоне 10 ~ 60 МПа в строительстве.

Характеристики продукта и преимущество
(1) Импортные высококачественные пружин более усталостная устойчивость, алюминиевый сплав пружина стопорного кольца в сборе
(2) принимают обрабатывающий центр с ЧПУ и другие станки для уточнения движения, и отскок стоимость гарантирована.
(3) Силиконовый кронштейн для мягкой защиты рук, более удобного отскока.
(4) Тонко заточите сферические винты установки нуля, чтобы сделать отскок более плавным и плавным.
(5) Улучшенная конструкция стрелки, легко регулируемое трение и более стабильная.
(6) Красивая этикетка и линейка легко читаются, а обработка деталей жестким оксидированием является красивой и долговечной.
(7) Высокопрецизионный фланец из алюминиевого сплава непросто повредить, а высокоточный крюк не так просто упруго опустошить из-за истирания.
(8) Множество оригинальных импортных пыленепроницаемых компонентов, более чистое движение и более длительный период обслуживания.
(9) Износостойкость сверхтвердого корпуса из алюминиевого сплава 6061, а кнопка не легко отпадает при растяжении.

Технические параметры

Стандартная энергия удара: 2,207 Дж
Длина указателя: 20,0 ± 0. 2 мм
Трение указателя: 0,65 ± 0. 15 Н
Сферический радиус подпрыгивающего стержня: 25 ± 1,0 мм
Жесткость упругой пружины растяжения: 785,0 ± 30. 0 Н / м
Положение отцепления отбойного молотка: шкала «100» на линии надреза
Рабочая длина упругой пружины растяжения: 61,5 ± 0,3 мм
Длина удара отбойного молотка: 75 ± 0,3 мм
Прием отбойного молотка- положение выключено: шкала «0»

Калибровочное значение на стальной опоре: 80 ± 2

.

Влияние историй температуры отверждения на развитие прочности на сжатие высокопрочного бетона

В этом исследовании изучалась зависимость относительной прочности и зрелости высокопрочного бетона (HSC), специально разработанного для конструкций ядерных установок, с учетом экономической эффективности и долговечности бетон. Два типа пропорций смеси с отношениями воды к связующему 0,4 и 0,28 были испытаны при различных температурах, включая (1) изотермические условия отверждения 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C и (2) ступенчатые температурные режимы 20 ° C для начального возраста человека 1, 3 или 7 дней и постоянная температура 5 ° C для последующих возрастов.На основе результатов испытаний традиционная функция зрелости эквивалентного возраста была изменена с учетом смещения зрелости и незначительности последующей температуры отверждения после возраста 3 дней для более поздней прочности бетона. Для определения ключевых параметров функции зрелости также были измерены параметры схватывания, кажущаяся энергия активации и константа скорости приготовленных смесей. Это исследование показывает, что на развитие прочности на сжатие HSC, отвержденных при эталонной температуре в раннем возрасте 3 дней, незначительно влияет последующая история температур отверждения.Предлагаемый подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом точно предсказывает развитие силы HSC.

1. Введение

Растет интерес к практическому применению высокопрочного бетона (HSC) в быстром строительстве конструкций ядерных установок с системой предварительного напряжения. Как показали несколько исследований [1, 2], ускоренные графики строительства конструкций могут быть достигнуты с использованием HSC из-за его естественного высокого прироста прочности в раннем возрасте по сравнению с бетоном нормальной прочности (NSC).Следовательно, точная оценка свойств HSC на ранних этапах эксплуатации важна для определения следующих этапов строительства [2]: минимальное время снятия бетонной опалубки и опалубки; минимальный возраст бетона для приложения усилия предварительного напряжения к элементу конструкции; и температура и продолжительность ускоренных процессов отверждения на месте, особенно в холодную погоду. Кроме того, необходимо тщательно изучить влияние начальной температуры отверждения на развитие прочности бетона в долгосрочной перспективе, поскольку длительная прочность влияет на реконструкцию и долговечность бетонных конструкций.Прирост прочности бетона на месте при различных температурных условиях обычно отслеживается с помощью соотношения зрелости и прочности [3, 4]. Однако большая часть существующих взаимосвязей [3–11] между функцией зрелости и развитием силы была получена из данных НСК и проверена с использованием таких данных. Более того, для HSC имеется гораздо меньше данных о зрелости [2, 12], чем для NSC.

Понятие зрелости используется для описания комбинированного воздействия температуры и возраста на повышение прочности бетона.Однако точность и возможность соотношения зрелости и прочности остаются спорными из-за отсутствия научного консенсуса относительно совместимости между зрелостью и кинетикой гидратации цемента [12]. Понятие эквивалентного возраста, полученное из функции Аррениуса [13], в основном использовалось как функция зрелости для описания температурной чувствительности реакции вяжущих материалов. В последние годы для объяснения эффекта кроссовера и точного прогнозирования долговременной прочности монолитного бетона в функцию Аррениуса была введена конкретная взаимосвязь между степенью гидратации и относительной прочностью [3–7].Традиционно кажущаяся энергия активации и / или константа скорости для данного бетона считаются ключевыми параметрами в функции зрелости, основанной на эквивалентном возрасте. Несколько исследователей [4, 5] предложили простые уравнения для определения кажущейся энергии активации, используя регрессионный анализ экспериментальных данных для NSC. Однако необходима дальнейшая экспериментальная проверка, чтобы распространить эти уравнения на HSC, потому что энергия активации существенно зависит от степени гидратации, на которую влияет соотношение вода / вяжущее и дозировка дополнительных вяжущих материалов (SCM).

Целью настоящего исследования было оценить взаимосвязь зрелости и силы в HSC. Пропорции смеси HSC были специально определены для его использования в конструкциях ядерных установок с учетом экономической эффективности и долговечности бетона. Два типа пропорций смеси с расчетной прочностью 42 МПа и 65 МПа были испытаны при различных температурных режимах, а именно: в условиях изотермического отверждения 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C и ступенчатых температурных режимах 20 ° C для начальной возраст особи 1, 3 или 7 дней и постоянная температура 5 ° C для последующих возрастов.Характеристики схватывания, кажущаяся энергия активации и константа скорости обеих приготовленных смесей также были измерены в соответствии с процедурами ASTM [14]. Подход к зрелости, предложенный Карино и Танком [3], был изменен с учетом влияния температуры отверждения в раннем возрасте на более поздний прирост прочности бетона. Модифицированная версия принимает соотношение прочности относительно 28-дневной прочности, температуры до 3-дневного возраста и зависящую от степени гидратации кажущуюся энергию активации на стадии отверждения.Для оценки прочности на сжатие в различных возрастных группах на основе предложенного отношения относительной прочности к зрелости с использованием результатов испытаний было сформулировано простое уравнение для прямого прогнозирования 28-дневной прочности.

2. Подход к зрелости

На основе обзора ранее описанных взаимосвязей [3, 8, 14, 15] между функцией зрелости и силой, базовая формула, предложенная Карино и Танком [3], была изменена для достижения настоящего зрелый подход. При одинаковом значении индекса зрелости большинство бетонных смесей демонстрируют переходное поведение, то есть более высокие температуры в раннем возрасте приводят к более высокой начальной прочности и более низкой долговременной прочности, как показано на рисунке 1.Данная бетонная смесь не обладает уникальным соотношением прочности и зрелости. Это указывает на то, что функция зрелости связана с отношением относительной прочности, а не с абсолютной прочностью, и что энергию активации для данного бетона необходимо оценивать в соответствии со зрелостью. Время смещения для введения периода индукции перед быстрым ростом прочности также чувствительно к температуре. Настоящий подход к зрелости принимает соотношение прочности относительно 28-дневной прочности и зависящую от степени гидратации кажущуюся энергию активации на этапе отверждения.Функция зрелости определяется с использованием эквивалентного возраста, включая фазы смещения и упрочнения.

2.1. Относительное развитие прочности

При изотермическом отверждении прочность на сжатие () бетона в возрасте (в днях) обычно определяется по следующей гиперболической функции: где — константа скорости (в единицах -1 дней) для развития прочности при температура отверждения — это время смещения (в днях), указывающее возраст, в котором предполагается, что начинается развитие прочности, и предельная прочность.При оценке предельной силы в бесконечном возрасте пренебрежимо мало. Таким образом, (1) можно переписать в терминах 28-дневной прочности на сжатие () следующим образом:

Зрелость представляет собой срок отверждения при фиксированной эталонной температуре, необходимый для достижения того же уровня зрелости при отверждении при другой температурной предыстории. Следовательно, в терминах эквивалентного возраста (), (2) можно переписать для описания отношения относительной прочности и зрелости [3, 15]: где и — константа скорости и время смещения, соответственно, при эталонной температуре.

2.2. Эквивалентный возраст и время смещения

Поскольку константа скорости связана со скоростью набора прочности в заданном возрасте, изменение константы скорости в зависимости от температуры отверждения должно быть определено для надежной функции зрелости данной бетонной смеси. Функция константы скорости обычно выражается с помощью функции Аррениуса [13] следующим образом: где — экспериментальная константа (в день -1 ), — кажущаяся энергия активации (в Дж / моль), (= 8,314 Дж / моль · K) — универсальная газовая постоянная и температура отверждения (в ° C).Согласно принципу зрелости, эквивалентный возраст в фазе затвердевания () можно записать следующим образом [3]: где — эталонная температура (в ° C). Обратите внимание, что в (6) обозначается коэффициент преобразования возраста, который определяется как отношение сродства () констант скорости на этапе упрочнения. Из (6) коэффициент, используемый для расчета значения, может быть выражен в следующей форме:

Время смещения () при эталонной температуре связано с характером схватывания данного бетона.В то время как эквивалентный возраст на этапе отверждения для достижения той же доли предельной прочности при разных температурах пропорционален коэффициенту сродства, время смещения на этапе отверждения обратно пропорционально коэффициенту сродства, поскольку чем выше температура, тем быстрее время схватывания. По этой причине Пинто и Ховер [16] указали, что кажущуюся энергию активации для периода до начального и конечного набора можно оценить по графику Аррениуса, используя вместо

.

Оценка прочности на изгиб железобетонных элементов с использованием сверхвысокопрочного бетона

Были предложены модели оценки прочности на изгиб для сверхвысокопрочного бетона, армированного стальной фиброй, которые оценивались по результатам испытаний. Предлагаемые модели прочности на изгиб состояли из блоков напряжения сжатия и блоков напряжения растяжения. Прямоугольный блок напряжений, треугольный блок напряжений и реальная форма распределения напряжения использовались на стороне сжатия. При растяжении использовался прямоугольный блок напряжений, распределенный по всей площади стороны растяжения и частичной зоне стороны растяжения.Последняя модель для стороны напряжения — это реалистичное распределение напряжений. Все эти модели были проверены результатами испытаний, которые проводились в данном исследовании. Испытания проводились путем четырехточечной нагрузки с приводом 2000 кН для образца с тонкой балкой. Дополнительные проверки были проведены с предыдущими исследованиями прочности на изгиб бетона, армированного стальной фиброй, или бетона сверхвысокой прочности. Всего был оценен 21 образец для испытаний. В результате сравнения прочности на изгиб секции, глубины нейтральной оси в предельном состоянии, модели с треугольным блоком напряжения сжатия и блоком напряжения растяжения, размягчающимся при деформации, могут быть использованы в качестве точного решения для бетона со сверхвысокими характеристиками.Для консервативной и удобной конструкции сечения можно использовать модифицированную модель прямоугольного блока напряжений с блоком напряжений растяжения типа смягчения деформации.

1. Введение

Обычно прочность на изгиб бетонных элементов нормальной прочности рассчитывается с использованием параметров прямоугольных блоков напряжений. Текущие нормы проектирования предоставляют параметры прямоугольного блока напряжений для упрощенной методологии проектирования. Однако эти блоки напряжений определяются испытаниями железобетонных колонн и имеют очевидные ограничения.Прямоугольный блок напряжений может использоваться, потому что форма отношения напряжения к деформации бетона аналогична трапеции. Однако форма зависимости напряжения от деформации бетона изменилась на треугольную по мере увеличения прочности бетона на сжатие. По этой причине параметры прямоугольного напряженного блока зависят от прочности бетона на сжатие. Например, текущий кодекс ACI [1] предполагает, что более высокое значение прочности бетона на сжатие может быть использовано как 0,85 от указанной прочности бетона на сжатие.А глубина прямоугольного напряженного блока имеет нижнюю границу 0,65 при 76 МПа прочности бетона на сжатие. Предел деформации бетона предлагается значением 0,003. Эти значения определены по результатам испытаний бетона нормальной прочности. Однако в зависимости от прочности на сжатие меняются механические свойства и тип разрушения бетона.

Обычно после пикового напряжения может наблюдаться резкое падение сопротивления нагрузки. Бетон сверхвысокой прочности также разрушился при этом режиме разрушения.Чтобы сделать хрупкое разрушение матрицы сверхвысокопрочного бетона более пластичной при сжатии, в матрицу можно включить стальную фибру. Включение стальной фибры может изменить взрывное разрушение сверхвысокопрочного бетона и обеспечить более высокую прочность на разрыв и деформируемость. Поэтому стальная фибра обычно используется для изготовления сверхпрочной бетонной матрицы.

Бетон со сверхвысокими характеристиками обычно имеет гораздо более высокую прочность на сжатие и растяжение, чем бетон нормальной прочности, обычно в диапазоне от 100 до 200 МПа.При расчете сечения необходимо учитывать форму распределения напряжений на стороне сжатия сечения и предел прочности бетона на разрыв. Рекомендации по проектированию для бетона со сверхвысокими характеристиками предложили способ расчета сечения стержня, предложенного для соотношения напряжения и деформации. Однако соотношение напряжения и деформации для бетона со сверхвысокими характеристиками требует конкретных результатов испытаний, не использующих блоки напряжений или допущения. Таким образом, в этом исследовании различные типы комбинаций блоков напряжения сжатия и растяжения были оценены с экспериментальными результатами и результатами предыдущих исследований для легкого и безопасного проектирования сверхвысокопроизводительных бетонных элементов.

2. Обзор текущих проектных норм для прочности на изгиб сверхвысокопрочного бетона

Железобетонные элементы, использующие бетон нормальной прочности, спроектированы с допущением, что распределение напряжений может быть прямоугольным, а бетон не может передавать растягивающее напряжение. Однако эти допущения не могут применяться для расчета прочности на изгиб бетонных элементов со сверхвысокими характеристиками. Поскольку бетон со сверхвысокими характеристиками имеет гораздо более высокую прочность на сжатие, чем бетон с нормальной прочностью и обычно армирован стальной фиброй, форма распределения напряжений на стороне сжатия будет изменена, и следует учитывать распределение напряжений при растяжении на стороне растяжения, чтобы рассчитать прочность на изгиб раздел.В некоторых рекомендациях по проектированию высокопрочного бетона или бетона, армированного стальной фиброй, используются различные допущения для расчета прочности на изгиб. Их можно разделить на две группы: в одной используются параметры блока напряжений, а в другой — заданное соотношение напряжения и деформации бетона.

Текущий проектный код ACI318 [1] предполагает, что прочность на изгиб железобетонной секции может быть рассчитана по

В этом уравнении глубина прямоугольного блока напряжений может быть определена с использованием параметра блока напряжений.Для прочности бетона на сжатие от 17 до 28 МПа в качестве значения можно использовать 0,85. уменьшается линейно со скоростью 0,05 на каждые 7 МПа прочности бетона на сжатие выше 28 МПа прочности бетона на сжатие. Наименьшее значение 0,65.

Как видно из ACI318 [1], текущие положения правил проектирования не учитывают влияние стальной фибры. В некоторых руководствах по проектированию предложен способ расчета прочности на изгиб секции из стального фибробетона.Комитет ACI 544 [2] предоставляет уравнения прочности на изгиб, принимая результаты исследований Хенегера и Догерти [3], особенно для элемента прямоугольного сечения, где номинальная прочность на изгиб сечения, предел текучести стальной арматуры, эффективная глубина сечения, глубина блока напряжений, — высота сечения, — деформация на стороне растяжения,, — глубина нейтральной оси, а предел прочности на разрыв стального фибробетона можно рассчитать, используя где — длина стальной фибры,

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*