Прочность на изгиб бетона: ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам, ГОСТ от 27 декабря 2012 года №10180-2012

Содержание

Прочность бетона на изгиб — методика испытаний

При испытаниях бетона используются многочисленные параметры и отдельного внимания заслуживает прочность бетона на изгиб, которая рассчитывается по специально разработанной для таких ситуаций методике.

Методика испытаний бетона на изгиб 

Испытания проводятся с балками стандартных размеров. Такой подход позволяет снизить до минимума погрешности и вероятность неправильного вычисления параметра. Балка испытывается методом приложения определенного усилия в трети пролёта. При этом, используется специальное гидравлическое оборудование. Оно обеспечивает создание весьма сильного показателя давления, способного механически разрушить изделие. Именно показатель, при котором это произошло, является прочностью материала на изгиб.

Особого внимания заслуживает тот факт, что данная характеристики всегда будет меньше, чем для вертикального сдавливания. Прочность на изгибе особенно необходима для дорожных плит или других элементов, давление на которых приходится не вертикально, а горизонтально или присутствуют другие особенности эксплуатации. На данный момент, используется классификация марок в соответствии с установленным стандартом: М5-М50. При этом, шаг составляет 5 единиц, что должно приниматься во внимание. Несмотря на столь значительную шкалу, на практике сложно повысить данное значение выше 6 МПа.

Как уже говорилось ранее, данный параметр является относительно низким даже для самых прочных типов смеси. Это связано с некоторыми особенностями материала. Наиболее эффективным методом увеличения значения, считается использование каркаса. Он выполняется из арматуры, соединённой между собой. Металлические элементы имеют рифлёную поверхность, способствующие многократному усилению коэффициента сцепления. Таким образом, изгиб больше не может привести к быстрому механическому разрушению. Чаще всего, каркас выполняется из металлической арматуры, но могут быть использованы и некоторые другие варианты.

Следует отметить, что прочность бетона на изгиб является величиной, которая может варьироваться в течение срока эксплуатации конструкции. Это связано с тем, что характеристики материала, относящиеся к данной сфере, возрастают со временем. Скорость увеличения чрезвычайно мала, но она оказывает своё влияние. Следует дополнительно отметить, что прочность при изгибании растёт не так быстро, как на сжатие. Если рассматривать подобное соотношение, то с течением времени оно только возрастает.

Более подробно об измерении параметра можно прочитать в специальном государственном стандарте ГОСТ 310.4—81. В нём подобно описаны допустимые параметры, а также технология проведения измерений.

Прочность бетона на сжатие и изгиб, классы бетона по прочности

Содержание статьи:

Прочность бетона, без сомнения, его основная характеристика. Именно для её хранения и поддержания мы увеличиваем водонепроницаемость, морозостойкость, производим уплотнение и вибрирование. В определении прочности лежит предназначение бетона — это основное строительный материал, призванный служить столетиями. Возвращаясь к терминологии, прочность бетона — это техническая характеристика, отражающая способность материала противостоять механическому и химическому воздействиям.

Методы определения прочности бетона

В целом способы определения этого свойства бетона можно разделить на 2 группы:

  • разрушающие (приводящие к разрушению образца)
  • неразрушающие (не влекущие разрушения образца)

Первый метод является обязательным при экспертизе зданий и их бетонных конструкций перед сдачей их в эксплуатацию. Он позволяет выявить критическую нагрузку на состав и тем самым определить границу прочности. На образец равномерно действует нагрузка, но при достижении предела прочности, он разрушается.

Второй метод проводится с помощью оборудования и инструментов и не требует образцов материала. Эта группа подразделяется на 3 типа методов:

  • частичного разрешения
  • ударного воздействия
  • ультразвукового обследования

Каждый из этих методов классифицируется на конкретные способы, а их использование и выбор зависят от ряда факторов (тип бетонной конструкции, окружающие условия, доступность проверяемого участка). Определение прочности необходимо не только в качестве контроля уже готового строительного объекта, но и для проверки заявленной прочности бетонной смеси.

Прочность на сжатие и класс бетона

Это основной показатель, которым характеризуется бетонный состав. Он является основополагающим при распределении бетона на классы. Классы бетона по прочности на сжатие обозначаются буквой «В», а цифровое значение — это не что иное, как выдерживаемое материалом давление в МПа. По СНИП точность соблюдения этих значений составляет около 95%, что, согласитесь, не мало.

Наряду с классами, прочность бетона на сжатие задается марками, такая прочность именуется марочной. Обозначается она буквой «М», а цифровое значение рядом определяет предел прочности на сжатие в кг/см2. Соответствие между классами и марками бетона по прочности на сжатие устанавливается через коэффициент вариации равный 13.5%.

Прочность бетона на изгиб

У каждого материала есть свои «сильные» и «слабые» стороны, заключённые в их свойствах. Вот и бетон, являясь одним из самых прочных материалов относительно сжатия, проигрывает по другим показателям, например, прочности на растяжение или изгиб. Этот показатель меньше чем на сжатие, примерно в 8-10 раз на 28-е сутки после заливки состава. При изгибе на тыльной стороне бетонного слоя появляются трещины, поэтому все ЖБИ и ЖБК оснащены арматурными основаниями ребристой формы. Испытания бетона на изгиб проводятся сугубо лабораторными методами. Изготавливаются определённые бруски материала, над ними проводится испытание, результатом которого является конкретное значение. Это значение в дальнейшем вводится в формулу для вычисления искомой прочности на изгиб. В ней учитывается вес образца и его размеры. Как правило, с увеличением марки и жёсткости, прочность на изгиб возрастает. Так как проверка этого показателя не может быть проведена в условиях стройки, его учитывают уже на этапе проектирования и проводят измерения состава будущего бетона заранее.

Прочность бетона на изгиб

Бетон используется во всех сферах современного строительства и является одним из наиболее популярных современных материалов. Это требует соответствия целому ряду характеристик. Следует сказать, что состав подразделяется марки и каждая из них имеет ключевые особенности. Как правило, прочность бетона на изгиб увеличивается с возрастанием марки. Это является важным моментом, поскольку характеристика определяет ограничение сферы использования конструкций из данной смеси.

Прочностные характеристики бетона на растяжение и изгиб намного меньше, чем его нагрузочная способность. В зависимости от возраста, они варьируются от 1/20 для молодого до 1/8 в более поздние сроки. При проектировании большинства несущих конструкций прочность на растяжение не учитывается. Она важна для того, чтобы предотвратить растрескивание материала от температурных перепадов и изменений влажности.

Так как сложно производить прямые измерения данной характеристики, применяется более практичный метод. Сопротивление растяжению определяется как некоторая функция от прочности на изгиб. Такой способ позволяет добиться существенного облегчения расчетов. Хоть он и не предоставляет точного результата, отклонения считаются незначительными для того, чтобы стать серьёзной проблемой. Прочность бетона на изгиб используется на начальных этапах строительства, когда только осуществляются проектировочные мероприятия. Выполняются различные расчёты, а также производится решение целого ряда других задач. В целом, эффективность косвенной метлики определения такой характеристики, как прочность на изгиб, достаточно высока. Это должно учитываться, когда необходимо получить качественный и долговечный результат, способный противостоять возникающим в процессе эксплуатации нагрузкам. Для бетона, размер зерен которого не превышает 16 миллиметров, в качестве образца для проверки выступает заливка в форме бруса 400х100х100 миллиметров. Его укладывают на опоры, распложенные на расстоянии 300 мм, а в центре пролета находится нагрузка. Он постепенно возрастает, пока образец не будет разрушен. Расчет максимальных действующих напряжений проводится по формулам, аналогичным для балки. Разрушение бруска происходит из-за возрастающего растяжения, сопротивление которому ниже, чем сжатию.

Предел прочности на разрыв определяется по формулам, основанным на законе Гука. Таким образом, деформация пропорциональна растяжению вплоть до момента разрушения материала. Однако это не всегда справедливо, поскольку значения, рассчитанные для одного сечения, не будут соответствовать другому. Поэтому при испытаниях применяют стандартные размеры бруса. Это позволяет облегчить процесс выявления прочности конструкции на изгиб, а также обеспечить некоторые другие преимущества. Устойчивость к разрыву часто учитывается при создании бетонных дорожных покрытий, которые возводятся без дополнительного армирования. Там прочность материала на растяжение учитывается при распределении нагрузки на большую площадь. Образцы брусков 400х100х100 миллиметров часто применяются для определения прочности на растяжение на строительных площадках. Стоит отметить, что прочность бетона на изгиб может определяться по блокам, имеющим несколько отличные, от приведённых выше, габариты. Например, длина изделия может составлять 60 и 80 сантиметров. Соответственно, при увеличении данного параметра показатель снижается. Что вызывается особенностями конструкции. В любом случае, прочность бетона на изгиб определяется только при испытании образцов квадратного сечения. В ином случае, точность показаний будет зависеть от плоскости нагрузки, а также некоторых других факторов. Это не позволит добиться эффективности проведения измерений, что является серьёзной проблемой.

Величина прочности на изгиб определяется размерами балки и условиями, в которых она будет работать. Наибольшее распространение получили две системы:

  • Нагрузка, расположенная по центру пролета, которая создает треугольное распределение изгибающего момента, в результате чего создается максимальное напряжение только на одном из концов бруска. Разрушение происходит при ослаблении волокон, которые располагаются непосредственно под местом, к которому приложена нагрузка. Прочность бетона на изгиб является тем значением давления, которое было оказано в момент механического разрушения испытуемого блока.

  • Симметрично приложенные силы, в двух точках, дающие изгибающий момент между ними. В этом случае на нижней стороне балки создается максимальное напряжение, из-за чего образование трещин может произойти в любой части элемента. Здесь появляется возможность выявить слабые места в бетоне. Прочность бетона на изгиб такого типа является одним из факторов, которые следует выявить при анализе конструкций.

В результате проведенных испытаний прочность на изгиб может быть более высокой, чем при растяжении ввиду следующих причин:

  • Случайное отклонение от центра в ходе проверки устойчивости к растяжению дает более низкие показатели. Причина заключается в наличии увеличенного плеча воздействия силы. Это приводит к некоторому усилению оказываемого воздействия на конкретную точку конструкции.

  • При растяжении образца, нагрузка действует на весь его объем, поэтому вероятность наличия слабого участка оказывается выше, чем для изгиба.

Одним из наиболее эффективных методов того, как увеличить прочность бетона на изгиб, является создание армирующего каркаса. Этот способ, при относительно невысокой сложности и стоимости, позволяет повысить показатель в несколько раз. Дополнительно, армирование обеспечивает сохранение целостности блока даже в том случае, если произошло растрескивание. Прочность бетона на изгиб добавляется за счёт надёжностных показателей металлической арматуры.

Прочность бетона на изгиб, растяжение и раскалывание. Прочность бетона на растяжение при изгибе

Для тяжелых бетонов, применяемых в строительстве дорог и аэродромов, устанавливаются марки бетона по прочности на растяжение при изгибе, которые определяют путем испытания балочек квадратного сечения. Балку испытывают с приложением сил в 1/3 пролета.

Предел прочности на растяжение при изгибе RK3r (МПа) вычисляют по формуле

Прочность бетона при изгибе в несколько раз меньше его прочности при сжатии. Марки бетона на растяжение при изгибе: М5, Ml 0, Ml Я] М20, М25, МЗО, М35, М40, М45, М50

Прочность бетона при изгибе зависит от тех же факторов, что и прочность бетона при сжатии, однако ь эличественные зависимости в этом случае получаются другими. Соотношение повышается с увеличением прочности бетона. На практике обычно трудио достигнуть прочности бетона при изгибе более 6 МПа.

Волге точная зависимость прочности бетона при изгибе от качества цемента получается, если в ней учитывается активность цемента на изгиб, киторую определяют в соответствии с ГОСТ 310.4-81. В этом случае можно использовать в расчетах формулу

С увеличением возраста бетона его прочность при изгибе и растяжении возрастает более медленно, чем прочность при сжатии, и соотношение уменьшается.

Призменная прочность бетона


Под призменной прочностью понимают временное сопротивление осевому сжатию призмы с отношением высоты призмы к размеру стороны квадрата, равном 4. Образцы призматической формы, для которых влияние сил трения меньше, чем для кубов, при одинаковом поперечном сечении показывают меньшую прочность на сжатие. В реальных конструкциях напряженное состояние бетона приближается к напряженному состоянию призм. Поэтому для расчета конструкций на осевое сжатие принята призменная прочность бетона, ее величина имеет максимальное значение при мгновенном загружении. При таком соотношении Н/b влияние опорных плит пресса в средней части призмы (участок разрушения), а также гибкости бетонного образца практически не сказывается. При этом имеется в виду, что эталонные призмы набирали прочность в нормальных условиях в течение 28 дней и что условия загружения соответствуют требованиям ГОСТа.

Призменная прочность равняется примерно 0,75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0,8 для класса бетона ниже В25.

Однородность бетона

Однородность бетона по прочности и другим свойствам — важнейший фактор надежности бетонных и железобетонных конструкций
.

Расчетные сопротивления бетона по действующим нормам проектирования конструкций составляют лишь около половины проектных значений прочности, поскольку приходится ориентироваться не на средние показатели, а на статистически вероятную минимальную прочность бетона, качество которого подвержено случайным колебаниям.

Повышение однородности бетона
открывает возможность его более, эффективного использования при требуемой обеспеченности его заданных параметров.

Однородность бетона по прочности наряду с другими факторами зависит от содержания и качества применяемых заполнителей, особенно если какие-либо свойства последних ограничивают получение бетона требуемой прочности.

При попытке получить высокопрочный бетон на гладком окатанном гравии слабым местом является контакт цементного камня с заполнителем, и чем больше будет в бетоне заполнителя, тем меньшей окажется прочность бетона. В этом случае неточность дозирования и неравномерное распределение заполнителя по объему бетона будут снижать однородность бетона по прочности и тем значительнее, чем выше проектная прочность бетона.

Если свойства заполнителя обеспечивают надлежащее сцепление с цементным камнем в бетоне, а прочность заполнителя достаточно высока в соответствии с условием (4.6), то возможные колебания содержания такого заполнителя в бетоне, как вытекает из вышеизложенного, сравнительно мало скажутся на прочности бетона и ее изменчивости.

Наконец, если прочность заполнителя недостаточна для получения бетона требуемой прочности, то и колебания содержания, и неоднородность заполнителя могут весьма резко снизить однородность бетона.

Поэтому однородность бетона обычно связывают с его прочностью, хотя имеющиеся опытные данные нередко противоречивы. Долгое время считалось, что чем выше прочность бетона, тем выше его однородность. Это объясняли повышением культуры производства, усилением технологического контроля. Однако последующие исследования (А. Е. Десова, В. А. Вознесенского) показали, что высокопрочные бетоны, наоборот, имеют меньшую однородность. Последнее соответствует и представлениям, вытекающим из вышеприведенного анализа влияния заполнителей на прочность бетона.

Согласно ГОСТ 10268-80, предел прочности горной породы заполнителей для тяжелого бетона должен превосходить проектный предел прочности бетона не менее чем в 1,5 раза, если последний ниже 30 МПа, и не менее чем в 2 раза, если он составляет 30 МПа и выше. Однако здесь имеется в виду средний предел прочности по результатам испытаний пяти контрольных образцов породы на сжатие или двух проб щебня на дробимость по ГОСТ 8269-76. Если исходная горная порода неодородна по прочности, то минимальный статистически вероятный предел прочности заполнителя может оказаться гораздо ниже среднего. Не исключено, что он окажется ниже требуемого по формуле (4.6) и даже ниже проектной прочности бетона, причем вероятность этого с увеличением проектной прочности бетона возрастает.

Однородность легких бетонов
помимо общих технологических факторов зависит от того, насколько рационально выбрана область применения того или иного пористого заполнителя. Имеет значение соотношение заданной прочности бетона и прочности заполнителя в бетоне, причем последняя должна оцениваться не только интегрально по средним показателям, но и характеристикой однородности. Если заданный предел прочности бетона превышает минимальное статистически вероятное значение предела прочности заполнителя, а тем более среднее его значение, то однородность бетона снижается.

Нередко стремятся получить легкий бетон как можно более высокой прочности, не учитывая при этом, что при Re>R3 повышение прочности бетона сопровождается снижением его однородности, поэтому расчетное сопротивление нельзя повысить без риска снизить обычный запас прочности конструкций. Отсюда в дополнение к вышеизложенному вытекают повышенные требования к прочности заполнителей для бетона и их однородности.

Повышение однородности заполнителей, т. е. приближение минимального статистически вероятного предела прочности к среднему, столь же важно, как повышение среднего предела прочности. Поэтому в последующих главах даются рекомендации по выбору путей повышения однородности заполнителей методами обогащения.

Для легких теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов большое значение имеет однородность по теплопроводности
. Учитывая связь теплопроводности с плотностью бетона, обычно для упрощения задачи определяют однородность бетона по плотности, причем вычисляют не минимальную, а максимальную статистически вероятную плотность бетона.

На стабильность всех показателей качества бетона влияет однородность применяемых заполнителей также по влажности, крупности, форме зерен и т. д.

Поскольку высокоразвитая цементная промышленность СССР обеспечивает стабильность качества цемента, а механизация и автоматизация процессов приготовления и укладки бетонной смеси позволяют обеспечить требуемые технологические параметры, неоднородность заполнителей остается существенным препятствием повышению однородности бетона. Именно из-за неоднородности заполнителей в основном приходится увеличивать коэффициенты запаса прочности, используя потенциальные возможности бетона в среднем только наполовину.

В научно-технической литературе понятие однородности бетона в последнее время расширяется. Помимо характеристики изменчивости результатов испытания отдельных образцов бетона вводится понятие структурной однородности как характеристики изменчивости прочностных, деформативных и иных свойств в объеме образца. В этом аспекте рассматривается распределение между структурными компонентами бетона внутренних напряжений от внешней нагрузки, усадочных, температурных, примеры которых описаны выше. Мелкозернистый бетон структурно более однороден, чем бетон с крупным заполнителем, что в некоторых случаях дает ему определенные преимущества. Бетон на пористых заполнителях, свойства которых близки к свойствам цементного камня, структурно более однороден, чем обычный тяжелый бетон.

Помимо привычной прочности бетона на сжатие, используемой для определения класса и марки бетона, материал имеет еще одну характеристику прочности — на растяжение. Это прямо противоположная характеристика прочности на сжатие, показывающая способность смеси сохранять целостность при выполнении усилия на разрыв.

Выделяют несколько видов прочности бетона на растяжение:

  • На растяжение при изгибе
  • На осевое растяжение
  • На растяжение при раскалывании

С практической точки зрения, прочность бетона на растяжение показывает способность изделия выдерживать различные деформационные нагрузки при сохранении неизменной геометрии конструкции. Кроме того, показывает устойчивость материала к разрушительному воздействию перепадов температур, а также учитывается при расчёте несущих способностей конструкций, в первую очередь — балок.

Наибольшую значимость имеет прочность бетона на растяжение при строительстве бетонных дорожных покрытий, в частности — взлетно-посадочных полос на аэродромах, так как он этого параметра зависит несущая способность дорожного полотна. Для этих целей применяют тяжелые бетоны, на которые устанавливаются марки по прочности на растяжение.

Показатели прочности бетона на растяжение

Эти марки определяются в лабораторных условиях, аналогично маркам прочности на сжатие, но при других условиях эксперимента. Используют балки длиной 400 — 800 мм и сечением 100х100, 150х150 или 200х200 (т.е. размеры сечения должны быть в 4 раза меньше длины). Балка устанавливается на опору и к ней в двух точках прикладывается сила в третях пролета. В каждой из точки прикладывается равное усилие, равное 50% от суммарной нагрузки. Усилие наращивается до разрушения балки в точке изгиба. В результате, полученный показатель принимается за марку бетона на растяжение. На практике существуют марки от М5 до М50 по прочности на растяжение.

Важным показателем является соотношением прочности на сжатие и прочности на растяжение. Как правило, для большинства бетонных смесей прочность на сжатие значительно превосходит прочность на растяжение, но с повышением прочности бетона этот разрыв постепенно снижается. Также важно учитывать, что для разных составов бетона соотношение между прочностью на растяжение при изгибе и при осевом растяжении также существенно отличается.

Так как сам по себе бетон не является материалом, демонстрирующим высокие показатели по прочности на растяжение как при изгибе, так и при осевом растяжении, применяют армирование. Внедрение в бетонную конструкцию металлической арматуры обеспечивает повышение пластичности и упругости изделия, радикально повышая прочность на растяжение.

Структура
бетона, обусловленная неоднородностью
состава и различием способов приготовления,
оказывает существенное влияние на все
физико-механические свойства.

Прочность бетона зависит от ряда
факторов:

 технологические факторы: состав,
водоцементное отношение, свойства
исходных материалов;

 возраст и условия твердения;

 форма и размеры образца;

 вид напряженного состояния и
длительность воздействия.

Бетон имеет разное временное сопротивление
при сжатии, растяжении и срезе.

Прочность бетона на осевое сжатие.

Различают кубиковую (R
)
и призменную (R
b
)
прочность бетона на осевое сжатие. При
осевом сжатии кубы разрушаются вследствие
разрыва бетона в поперечном направлении.
При этом наблюдается явно выраженный
эффект обоймы — в кубе у поверхностей,
соприкасающихся с плитами пресса (зоны
передачи усилий), возникают силы трения,
направленные внутрь куба, которые
препятствуют свободным поперечным
деформациям. Если этот эффект устранить,
то временное сопротивление сжатию куба
уменьшится примерно вдвое. Опытами
установлено, что прочность бетона также
зависит от размера образца. Это объясняется
изменением влияния эффекта обоймы на
деформации бетона с изменением размеров
и формы образца (рис. 4).

Поскольку реальные железобетонные
конструкции по форме отличаются от
кубов, в расчете их прочности основной
характеристикой бетона при сжатии
является призменная прочность R
b

временное сопротивление осевому сжатию
бетонных призм. Опыты на бетонных призмах
со стороной основанияа
и высотойh
показали, что призменная прочность
бетона меньше кубиковой и она уменьшается
с увеличением отношенияh/a
. Влияние
сил трения на торцах призмы уменьшается
с увеличением ее высоты и при отношенииh/a
= 4 значениеR
b

становится почти стабильным и равным
примерно0.75R
.

Прочность бетона на осевое растяжение.

Зависит от прочности цементного камня
на растяжение и сцепления его с зернами
заполнителя. Согласно опытным данным,
прочность бетона на растяжение в 10 20 раз меньше, чем при сжатии. Повышение
прочности бетона на растяжение может
быть достигнуто увеличением расхода
цемента, уменьшением W/C, применением
щебня с шероховатой поверхностью.

Временное сопротивление бетона осевому
растяжению (МПа) можно определить по
эмпирической формуле:

3
___

R
bt
= 0.233

R
2

Вследствие неоднородности бетона эта
формула дает лишь приблизительные
значения R
bt
, точные значения
получают путем испытания на разрыв
образцов в виде восьмерки.

Прочность бетона на срез и скалывание.

Срез представляет собой разделение
элемента на две части по сечению, к
которому приложены перерезывающие
силы. При этом основное сопротивление
срезу оказывают зерна крупных заполнителей,
работающих, как шпонки. Временное
сопротивление срезу можно определить
по эмпирической формуле R
sh


2R
bt
;

Сопротивление бетона скалыванию
возникает при изгибе железобетонных
балок до появления в них наклонных
трещин. Скалывающие напряжения по высоте
сечения изменяются по квадратной
параболе. Временное сопротивление
скалыванию при изгибе, согласно опытным
данным, в 1.5 2 раза
большеR
bt
.

Основы прочности бетона

По своей структуре бетон неоднородный материал и поэтому под действием внешней нагрузки он находится в сложном напряженном состоянии. происходит в течение нескольких недель с его изготовления. При сжатии бетонного образца, воспринимают нагрузку более жесткие частицы, обладающие большим модулем упругости. По плоскостям соединения этих частиц возникают силы, способствующие нарушить их связь. В тоже время в ослабленных пустотами и порами местах происходит концентрация напряжения. Согласно теории упругости вокруг отверстий в материале, находящемся под действием сжатия возникает концентрация уравновешивающих сжимающих и растягивающих напряжений, параллельных сжимающей силе.

Так как бетон содержит много пустот и пор, то растягивающие напряжения у одной поры передаются на соседние, в результате чего в испытываемом образце при сжатии кроме продольных сжимающих напряжений возникают и растягивающие напряжения в поперечном направлении. Именно в поперечном направлении вследствие разрыва бетона происходит разрушение сжимаемого образца. Сначала появляются микроскопические трещины по всему объему сжимаемого образца, которые с возрастанием нагрузки соединяются, образуя трещины параллельные направлению действия сжимающей силы или под небольшим наклоном. Затем трещины раскрываются, и наступает разрушение бетонного образца.

Согласно результатам испытаний опытных образцов, прочность бетона на сжатие в 10 – 15 раз больше, чем прочность бетона при растяжении. Кроме того с увеличением класса бетона уменьшается относительная прочность при растяжении. Так же опыты показывают еще больший разброс прочности при испытании на растяжение по сравнению со сжатием и .

Такие факторы, как увеличение количества цемента в бетонной смеси, применение шероховатого щебня, уменьшение водоцементного соотношения повышают прочность бетона при растяжении, что можно увидеть на .

Класс бетона на сжатие и растяжение

В зависимости от соответствующего подбора состава и последующего испытания контрольных образцов определяют класс и . Бетон имеет высокое сопротивление сжатию, вследствие чего этот материал широко применяют в различных железобетонных конструкциях.
Класс бетона по прочности на сжатие — это временное сопротивление, полученное в результате испытания на сжатие бетонных образцов кубической формы с размером ребра 150 мм, в возрасте 28 дней и при температуре их хранения 200 С.

Согласно ГОСТу установлены следующие классы по прочности бетона на сжатие.

Для легких бетонов: В10; В12,5; В15; В30; В20; В35; В40; где цифры обозначают давление в МПа.
Для тяжелых бетонов: В10; В12,5; В15; В30; В20; В35; В40; В50; В45; В55; В60.
В том же диапазоне до В40 для бетонов мелкозернистой структуры на песке с модулями крупности 2,1 и выше.
До В30 в том же диапазоне для мелкозернистых бетонов с модулем крупности не более 1.

Технологии

Строительство фундамента в зимнее время

Строительство является одной из важнейших отраслей. Эффективность ее прямо пропорционально отражается на развитии страны

Бетонные работы в зимнее время

Самый распространенный материал в современном строительстве — бетон и его производные. Сейчас ведь миром правят деньги, а использование бетона ускоряет процесс строительства с большим выигрышем по времени, и, соответственно, денег

Закладка фундамента для забора

Как красивый бриллиант требует достойной оправы, так и хороший забор требует надёжного фундамента. Недаром мы называем фундаментом то, что лежит в основе, на чём базируется всё остальное

Декоративный штампованный бетон – имитация любых поверхностей

Двор – такая же личная территория, как и дом, и каждому из нас хочется, чтобы он выглядел красиво, уютно и непохоже на другие. Внутренний дворик, подъездная аллея или дорожки, залитые простым белым ровным бетоном, выглядят банально и стандартно

Самовосстанавливающийся бетон

Сегодня самовосстанавливающийся бетон — это единственное реальное решение, способное успешно бороться с явлением, которое называют «бетонный рак», возникающий, когда в поры бетонных конструкций проникает влага

Индикатор прочности бетона «Бетон-70»

Конструктивное исполнение и базовый комплект поставки индикатора прочности бетона «Бетон-70» позволяют проводить ультразвуковое обследование в режимах сквозного и поверхностного измерения прочности бетонов при температурах рабочей среды в диапазоне от –10 до +50 °С

Прочность бетона на изгиб, растяжение и раскалывание

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонные смеси и бетоны

Прочность бетона на изгиб, растяжение и раскалывание

Прочность бетона на изгиб, растяжение и раскалывание

Прочность бетона на изгиб определяют на образцах-призмах квадратного сечения 100×100, 150×150 или 200×200мм, длиной в четыре раза больше размера сечения, т. е. соответственно 400, 600 и 800 мм.

Образец-призму (рис. 11.5) устанавливают в горизонтальное положение на две симметрично расположенные шарнирные опоры, укрепленные на нижней плите пресса. Одна из опор подвижная, другая — неподвижная. Расстояние между опорами (испытательный пролет) равно трехкратному размеру сечения призмы, т. е. 1 = За. На призму сверху устанавливают две шарнирные опоры, также симметричные относительно середины и расположенные одна от другой на расстоянии, равном размеру сечения: а = 1/3.

Рис. 11.5. Устройство для испытания бетона на изгиб:
1 – каток; 2 – качающийся цилиндрический шарнир; 3 – шаровой шарнир; 4 — траверса

На опоры укладывают стальную траверсу, в центре верхней грани которой укреплен шаровой шарнир. Через шарнир нагрузка Р от верхней плиты пресса передается на траверсу, а от нее через опоры — на испытываемую призму в виде двух сосредоточенных сил, каждая из которых равна Р/2 и приложена на расстоянии 1/3 одна от другой и от опор призмы.

При этом нужно следить, чтобы сама призма на опоры и опоры опирались плотно по всей ширине, все опоры были перпендикулярны оси испытуемого образца, а оси призмы и траверсы находились в одной вертикальной плоскости.

При испытаниях на изгиб прочность бетона вычисляют как среднее арифметическое из значений RpH для всех образцов данной серии, прочность которых отличается не более чем на 15%, а разрушение произошло в средней трети испытательного пролета. При испытаниях призмы размером 200×200×800 мм «эталонную» прочность (прочность для образца размером 150х х 150×600 мм) определяют умножением полученных значений на коэффициент 1,0, а для призмы размером 100×100×400 мм — на 0,95.

Прочность бетона на растяжение определяют двумя способами: прямым (испытание на осевое растяжение) и косвенным; (испытание на раскалывание).

На осевое растяжение испытывают образцы квадратного сечения с утолщениями к концам, так называемые «восьмерки» (рис. 11.6).

При растяжении образец разрушается (разрывается) в средней, более тонкой рабочей части, которая может иметь сечение 100×100, 150×150 или 200×200 мм. В крайних утолщенных частях сечение соответственно составляет 150×150, 250×250 или 360×360 мм. Длина рабочей части образца в три раза, а общая длина образца в семь раз больше размера рабочего сечения. В утолщенных частях расположены арматурно-монтажные петли из стали диаметром 6 мм, выступающие за торцы образца и предназначенные для закрепления в разрывной машине.

На раскалывание испытывают такие же кубы или цилиндры, как и при испытании на сжатие (кубы должны иметь на двух противоположных ребрах фаски шириной 14 мм). Образцы устанавливают в пресс по схеме (рис. 11.7). Куб опирается ребром так, что усилие сжатия направлено вдоль оси, а цилиндр опирается по образующей (усилие сжатия направлено по диаметру).

Рис 11.6. Образец-восьмерка для испытания бетона на растяжение

Рис. 11.7. Схемы испытания бетона на раскалывание:
а — образцов-кубов; б — образцов-цилиндров; 1 — образец; 2 — полуцилиндр; 3 — плита пресса

Похожие статьи:
Камни стеновые из горных пород

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонные смеси и бетоны

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Испытание бетона на изгиб по ГОСТу

Перед началом строительных работ проводится испытание бетона на изгиб. Специалисты определяют качество застывшего раствора. Изготовленный бетон должен выдерживать расчетные нагрузки, полученные при проектировании здания. Некачественный затвердевший материал отбраковывается.

Подготовительная работа для испытания бетона на изгиб

Испытание бетона на изгиб по ГОСТ 10180-2012 проводится в лабораторных условиях. Указанный стандарт описывает методы определения прочности контрольных образцов. Во время подготовительной работы специалисты изготавливают бетонные бруски. Размер образцов не превышает 15х15х60 см.

Для заготовки брусков используются деревянные формы. Испытуемый материал заливают в емкости. Материал уплотняют с помощью виброплощадки или арматурного стержня. Через два дня бетон извлекают из формы и укладывают в лабораторный шкаф.

По требованиям ГОСТа, образцы хранятся не менее 28 суток. В закрытом пространстве поддерживается температура от 15 до 20 °C. Уровень влажности воздуха не должен превышать 80 %. В противном случае процесс застывания бетоназаймет больше времени.

Проводящие испытание работники ежедневно проверяют состояние материала. Они обкладывают образцы влажными опилками. Реже бруски поливают водой комнатной температуры.

Процедура проверки по ГОСТу

Испытание бетона на растяжение при изгибе проводится с помощью гидравлического пресса. Устройство соответствует стандартам ГОСТ для стройматериалов. Гидравлический пресс состоит из таких основных элементов: