Таблица сопротивление бетона сжатию: Nothing found for Vidy Svojstva Raschetnoe Soprotivlenie Betona Szhatiyu 843%23I 2

Содержание

» Показатели и методы тестирования расчетного сопротивления бетона

Строители знают, что прочностные характеристики бетонного раствора могут отличаться в пределах всех образцов, которые используются для тестирования смеси одной партии. Это связано с тем, что бетон является неоднородной массой. И как бы вы не старались хорошо его смешать, стопроцентной равномерности распределения компонентов добиться невозможно.

Поэтому вопрос, как рассчитать прочность бетонной смеси, встает в этой ситуации сам собой. Для этого обычно используют так называемые расчетные значения. И в данном конкретном случае это будет расчетное сопротивление бетона.

Характеристики

Неспециалист в области строительства может не понять, по какому принципу разделяются характеристики бетона (имеются в виду прочностные). То есть, что такое расчетные значения, а что такое нормативные.

Так вот, расчетные показатели должны быть ниже фактических, которые определяются прочностью готовой конструкции. А сами фактические показатели и являются нормативными. Взаимосвязь между двумя показателями прямая.

Нормативные показатели

До 1984 года качество бетона определялось одним единственным показателем (характеристикой) – это его прочность, которая обозначалась буквой «М». Данный показатель определял временную устойчивость бетонного раствора на сжатие. С 2001 года специалисты ввели новый норматив (СНиП 2.03.01), который вводил новое разделение бетона по классам. В основе этой классификации лежала прочность по осевому сжатию.

По сути, данная характеристика определялась сопротивлением бетона сжатию. Тестирование, как обычно, проводилось на эталонных кубах из бетонного раствора размерами 15×15х15 см. При этом точность проводимого теста доходила до 95%. То есть вероятность риска всего лишь 5%.

Обратите внимание, что в расчетах не используется средняя величина полученных результатов. Все дело в том, что в данном случае присутствует вероятность 50/50, что в опасном месте конструкции прочность бетона окажется ниже средней.

Нижнюю величину тестирования также брать не стоит. Это обязательно приведет к увеличению стоимости бетонных работ за счет использования бетона высокой марки и увеличения размеров самой конструкции. Поэтому прочность бетона сегодня определяется его классом. Кстати, обозначается класс буквой «В». Но не забывайте, что учитывается не только сопротивление бетона сжатию, но и устойчивость к растяжению. Чтобы не быть голословными, приведем таблицу взаимосвязи класса бетона и показателя устойчивости к растяжению.

Класс бетона Устойчивость к растяжению, МПа
В3,5 0,39
В5 0,55
В7 0,7
В10 0,85

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем выше показатель устойчивости к растяжению.

Расчетные показатели

Выше уже говорилось о том, что для обеспечения надежности бетонной конструкции необходимо выполнить расчет, в который закладывается определенный запас прочности. Так вот, именно этот запас и является гарантией прочности. Чтобы его получить, необходимо удельное сопротивление бетонной смеси разделить на определенный коэффициент. Обычно этот коэффициент имеет показатель 1,3. Но при расчетах нередко учитывается однородность самого раствора. И чем она ниже, тем выше коэффициент.

Еще одна таблица соответствия класса материала расчетному сопротивлению бетона. Нет необходимости сегодня проводить расчеты. Все давно рассчитано и занесено в таблицы, которые находятся в свободном доступе.

Класс бетона Устойчивость к осевому сжатию, МПа
В3,5 2,1
В5 2,8
В7,5 4,5
В10 6
В12 7,5
В15 8,5
В20 11,5

Виды тестирования образцов

Начнем с того, что прочностные характеристики бетона определяются его классом и маркой. Но чем отличаются эти два термина друг от друга? Отличие одно – марка не учитывает колебания характеристики прочности по всему объему бетонного раствора в конструкции. Класс это учитывает.

Поэтому самым важным показателем является прочность при сжатии. А расчетное сопротивление бетона сжатию является его основным свойством.

Но тут нормативные характеристики определяются тестами, в которых используются опытные образцы в виде кубиков или призм. Об этом уже упоминалось выше.

Кубиковая прочность

Что показывают опыты? Оказывается, что использование опытных образцов разных размеров и форм дают разные показатели, которые сильно расходятся с номиналом.

К примеру, если прочность раствора, залитого в куб с размерами 150×150х150 мм (это так называемый базовый кубик), равна определенному показателю, обозначим его буквой «R», то при использовании куба с размерами 200×200х200 мм прочность материала падает на 7%. То есть становится равной 0,93R. Уменьшая размеры куба до 100×100х100 мм, получаем значение прочности – 1,1R.

Призменная прочность

Но самое главное то, что бетонные конструкции, используемые в строительстве, далеки от форм куба. Так что при определении прочностных характеристик лучше всего использовать тестирование с помощью призмы. Опыты показали, что призменная прочность ниже, чем кубиковая. Но она уменьшается и в том случае, если высота призмы увеличивается.

Специалисты говорят о том, что оптимальный вариант для определения расчетного сопротивления бетона – это использовать призму, в которой соотношение ее высоты к ребру основания равно 4. При этом нормативное сопротивление бетона стабилизируется, и если сравнивать его с кубиковым показателем по сжатию, то оно меньше приблизительно на 25%.

То есть получается так, что для опытных кубиков оптимальный размер 150×150х150 мм, а для призм соотношение высоты и ребра должно быть равно 4. Почему уменьшается показатель прочности с изменением размеров испытуемых образцов? Все дело в силе трения, которая действует по торцам образцов. И чем больше размеры, тем ниже сила трения.

Условия тестирования

Бетонный раствор заливается в подготовленные формы – куб или призма. При этом тестирование должно производиться при положительной температуре 18-20 C°. Затвердевшие изделия должны простоять 28 дней, в течение этого времени они приобретут заявленную марочную прочность.

После чего образцы устанавливают на пресс, где и производится осевое сжатие. Все показания записываются. Для расчетного сопротивления бетона на растяжение или сжатие берется максимальный показатель. После чего полученный результат умножается на коэффициент. Как уже было сказано выше, для прочности по сжатию берется коэффициент 1,3, по растяжению – 1,5.

Таким образом, получается расчетное сопротивление или нормативное.

Другие варианты испытаний

Есть еще два способа испытать бетон на прочность и устойчивость к сжатию и растяжению.

  1. С помощью кернов.
  2. С помощью специальных инструментов.

В зависимости от группы предельных состояний выбираются коэффициенты надёжности, которые вводятся, чтобы снизить допустимые нагрузки на конструкцию.

Расчётные сопротивления бетона сжатию в таблицах 1 и 2 вычисляются путём деления величин нормативного сопротивления бетона на коэффициенты надёжности. В формулы для определения прочности вводят коэффициенты, зависящие от характера нагрузок, условий эксплуатации и учитывающие характер разрушений этого типа строений. Расчётные сопротивления бетона осевому сжатию Rb, Rb, ser и осевому растяжению Rbt, Rbt, ser приводятся в таблицах 1 и 2. Характеристики предельных состояний первой группы приводятся в таблице 2, а второй группы — в таблице 1.

Таблица 1.

Таблица 2.

Характеристики материала

Информация о характеристиках материала необходима при строительстве объектов. Недостаточная прочность может привести к образованию трещин и досрочному выходу сооружения из строя. Прочностные характеристики материала определяются в испытаниях по образцам в лабораторных условиях. Способы исследования бывают разрушающие и неразрушающие.

Для разрушения используются образцы, изготовленные из пробы испытуемой бетонной смеси или полученные бурением поверхности бетонной конструкции. Образцы сжимаются прессом. Нагрузка увеличивается постепенно до того момента, пока образец полностью не разрушится. По величине критической нагрузки и рассчитываются значения прочности материала. Для этого величину нагрузки делят на площадь поперечного сечения испытуемого объекта и умножают на масштабный коэффициент.

Неразрушающие методы проводятся прямо на бетонной поверхности, для них не требуются образцы. Исследование проводится следующими методами:

  1. частичное разрушение;
  2. ударный метод;
  3. ультразвуковое исследование.

Это способы местного воздействия, не наносящие большого вреда бетонной конструкции. Но они имеют меньшую точность, чем разрушающие методики. При сдаче здания в эксплуатацию обязательным является исследование методом разрушения проб.

Факторы прочности

Скорость химических процессов, протекающих в водных растворах, оказывает большое влияние на характеристики бетона. Причинами, способствующими увеличению прочности, можно считать следующие:

  1. Главным фактором является активность цемента. Чем он активнее, тем прочнее получится материал. Точным считается метод определения активности в лабораторных условиях. Существуют различные экспресс-технологии, способные дать ответ на вопрос о возможности использования материала. Для частного и неответственного строительства можно составить представление о качестве цемента путём осмотра. Хороший материал должен быть серо-зеленоватого цвета и хорошо сыпаться. Если присутствуют небольшие комки, то их легко раздавить пальцами. Если же есть большие твёрдые комья, то можно сделать вывод, что цемент потерял активность и не может быть использован в строительстве.
  2. Большое значение имеет также процентное соотношение цемента в растворе. Чем выше процент цемента, тем лучше будут прочностные характеристики бетона. Очень важным является соотношение воды и цемента в смеси. Бетон способен связывать только 15−20% воды, входящей в его состав. Это значительно меньше, чем количество воды, присутствующее в растворе. Из-за этого образуются поры, и прочность материала уменьшается.
  3. Применение в качестве наполнителей крупнофракционного материала хорошо сказывается на свойствах бетона.
  4. Время застывания тоже играет важную роль. Стопроцентные показатели предела прочности бетон приобретает только через 28 суток. Испытания бетонных образцов проводятся на третьи сутки, когда материал достигает 30% от своих максимальных прочностных характеристик.
  5. Условия внешней среды тоже влияют на процесс отвердевания бетона. Наилучшие условия отвердевания создаются при температуре 15−20 °C и высокой влажности. Увеличение прочности продолжается до тех пор, пока материал полностью не высохнет или не замёрзнет.

Долговечность и надёжность конструкций из бетона во многом зависит от качества проектирования. Необходимо учитывать все характеристики материалов, подбирать наиболее пригодные в существующих условиях и учитывать особенности работы материалов с разными видами нагрузок.

Материал хорошо работает на сжатие, а расчётное сопротивление растяжению у бетона на порядок хуже. Поэтому нужно избегать внецентренных нагрузок и изгибающих моментов.

Расчетное сопротивление бетона: осевому сжатию, растяжению

Конструкции из бетона возводятся с учетом того, что они смогут выдерживать большие нагрузки и не разрушаться. В проектной документации указываются все качества материала, включая сопротивление бетона сжатию, а также степень прочности, надежности, плотности и длительность службы бетонного изделия.

Бетон — это неоднородный материал, поэтому в каких-то местах он может быть менее прочным и не выдерживать возлагаемые на него нагрузки. Рассчитать его прочность необходимо для того, чтобы определить, какие значения имеет материал в норме.

Что такое расчетное сопротивление

Способность изделия противостоять различным механическим нагрузкам показывает расчетное сопротивление бетона.

Значения, которые получаются при расчете, обозначают аббревиатурой RB и RBT, они необходимы для разработки проектов для различных коммерческих и промышленных объектов. Это значение получается из показателей по норме противодействия нагрузкам указанной марки бетона посредством деления на табличный коэффициент γbi.

Узнать точное расчетное сопротивление бетона сжатию можно с помощью таблицы, которая содержит цифры математических расчетов, использующихся для строительства различных объектов.

Этот коэффициент может быть выражен в таких цифрах:

  • 1,3 — для наибольших показателей по несущей способности;
  • 1 — для наибольших величин по эксплуатационной пригодности.

Надежность бетона при физическом растяжении γbt выражается в таких коэффициентах:

  • 1,5 — для наибольших показателей несущей способности бетона при установлении его класса на степень сжатия;
  • 1,3 — для наибольших показателей несущей способности на степень растяжения по оси;
  • 1 — для наибольших показателей по эксплуатационной способности.

Для того чтобы узнать точное расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, следует определить его класс.

Из табличных данных следует взять показатели по норме и рассчитать по формуле Rb=Rbn/γb, где:

  • Rb — расчетные цифры сжатия по оси;
  • Rbn — множитель по норме;
  • γb — табличный коэффициент.

Сопротивление бетонных изделий осевому растяжению считается по формуле Rbt=Rbtn/γbt, где:

  • Rbt — расчетные цифры на растяжение по оси;
  • Rbtn — множитель по норме;
  • γbt — табличный коэффициент.

В зависимости от факторов, которые будут влиять на эксплуатационные способности бетонных изделий, могут применяться и другие коэффициенты γbi:

  • 1 — для кратковременных нагрузок;
  • 0,9 — для нагрузок, которые действуют длительное время;
  • 0,9 — для изделий, которые заливаются вертикально;
  • коэффициенты, которые указывают природные условия, назначение бетонного изделия и площадь сечения, в проекте прописываются отдельно.

Нормативное сопротивление

Ранее качеством бетона, отражавшим его противодействие различным видам нагрузок, была марка М. Затем ввели другое свойство, которое получило название класса прочности В. Определить свойства бетонных элементов и ЖБК можно по нормативам, указанным в СП.

Для того чтобы узнать, к какому классу принадлежит бетон, его подвергают испытаниям:

  1. Раствор заливают в кубическую емкость высотой 15 см.
  2. Затем его уплотняют и оставляют на 28 суток до окончательного затвердения. Температура должна быть +18…+20ºС.
  3. После этого бетон испытывают путем разрушения под прессом.

Сопротивление изделий из бетона нагрузке по оси (Мпа) — это и есть свойство материала, определяющее данную характеристику. В некоторых случаях, для того чтобы узнать класс раствора, берут образец из призмы высотой 60 см.

Также образец проверяют на растяжение по оси. Это необходимо сделать при расчете сопротивления БК.

Таблицы содержат классы бетона и их значения по норме, поэтому испытания проводить не нужно.

Вид сопротивления Нормативные и расчетные показатели для бетона 2 группы на сжатие
класс В 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
сжатие по оси 7,5 11 15 18,5 22 25,5 29 32 36 39,5 43
растяжение по оси 0,85 1,1 1,35 1,55 1,75 1,95 2,1 2,25 2,45 2,6 2,75

В таблице представлены значения бетона растяжению. Они необходимы при составлении проектной документации.

Показатели могут изменяться в зависимости от различных условий, которые определяются коэффициентами.

Вид сопротивления Расчетные показатели RB и RBT 1 группы класса на сжатие
класс В 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
сжатие по оси RB 6 8,5 11,5 14,5 17 19,5 22 25 27,5 30 33
растяжение по оси RBT 0,56 0,75 0,9 1,05 1,15 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

Таблица показывает, что расчетные сопротивления бетона растяжению и сжатию меньше констант по норме, т. к. они учитывают и другие факторы, такие как:

  • тип воздействия на сооружение;
  • расположение центра тяжести объекта;
  • неоднородность материала.

Определяя противодействие материала нагрузкам, следует учитывать степень его возможной деформации. Для этого берут первоначальное значение этого показателя и делят на коэффициент, который состоит из степени ползучести, возможной деформации изделия в поперечнике и деформации при температурном колебании (-40…+50ºС).

Понятия прочности и класса

До появления европейских стандартов прочность определялась только по марке, и она показывала среднюю цифру сопротивления на сжатие. Новые стандарты предусматривают определение классов по прочности на степень сжатия и растяжения.

Класс — это способность осевого сопротивления 1 м³ бетона по СП. Неравномерное распределение по всему объему изделия прочности бетона не дает возможности использовать среднеарифметические значения, т. к. на отдельном участке данный показатель может быть больше или меньше.

Класс — это один из главных показателей, который определяет срок службы БК. Определяя класс, учитывается как сжатие элемента по оси, так и растяжение бетона, показатели, которые рассчитываются, учитывая запас прочности посредством его сопротивления в удельных единицах измерения.

По формуле рассчитывается возможность сопротивления конструкций из бетона сжатию: R=Rn/g, где g — коэффициент степени прочности, который принимается за 1 при условии, что структура раствора является однородной.

Для расчетов берут и дополнительные данные, такие как:

  1. Удельное электросопротивление раствора.
  2. Влагостойкость. С помощью этих показателей определяется наибольшее давление жидких субстанций, которые способны выдержать ЖБК.
  3. Воздухопроницаемость. Она имеет отношение к прочности, и ее постоянное значение колеблется от 3 до 130 с/см³.
  4. Морозоустойчивость. Обозначается латинской буквой F, а цифры от 50 до 1000 указывают число замораживаний и размораживаний.
  5. Теплопроводность. Чем больший объем воздуха содержит изделие, тем меньше его плотность и теплопроводные характеристики.

Трещины по вертикали в тестируемых изделиях из призмы возникают под действием силы тяжести поперечных нагрузок. Прочностные качества бетона увеличиваются при его стягивании металлическими обручами.

Но в период эксплуатации изделия на нем появятся трещины, и оно разрушится. Такая отсрочка разрушения имеет название «эффект обоймы». Стальной обруч, который сжимает конструкцию, можно заменить металлической арматурой различных видов (сетка, спираль, прутья).

Она укладывается в раствор горизонтально:

  1. Марка указывает среднюю степень прочности куба раствора RB и выражается в кг/см².
  2. Класс указывает на прочность куба раствора с точностью до 0,95 и выражается в Мпа. Неоднородность его прочности варьируется от Rmin до Rmax.

Бетон класса В20 относится к виду «тяжелых» и используется в различных областях строительства, т. к. имеет высокую степень прочности, обеспечивая длительный срок эксплуатации различных промышленных и жилых объектов. Благодаря его прочности конструкции имеют высокую степень сопротивления сдвигам и нагрузкам на изгиб. Такие изделия смогут выдерживать наибольшие нагрузки.

Прочность бетона класса В25 составляет 327 кгс/см², поэтому он предназначен для заливки фундамента, изготовления плит, балок и других монолитных изделий.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Это ЖБК, которые нагружены искусственно сформированными напряжениями внутри конструкций и направлены назад существующим нагрузками, возникающими в процессе их эксплуатации. Такие напряжения возникают после того, как внутрь конструкции была установлена арматура.

Делается это таким образом:

  1. Заливая раствор в емкости, оставляют пустоты, в которые затем укладывают арматуру. Конструкция набирает прочности после того, как арматура натягивается и закрепляется по всем бокам изделия. При этом бетон сжимается. Натяжение обозначается буквой «P».
  2. Перед тем как залить раствор, натягивают арматуру, т.е. создают натяжение на упоры, а после того, как смесь затвердеет, ее отпускают, в результате чего создается напряжение сжатия.

Кроме этого, предварительное напряжение можно создать путем заливки специального цемента марки НЦ, который после отвердения увеличивается в объеме, растягивая и арматуру.

Сопротивление можно определить в зависимости то того, какие на него действую силы тяжести.

Они бывают:

  • сжимающими;
  • поперечными;
  • изгибающими.

Для изделий, которые сжимаются и растягиваются вне центра, а также находятся под изгибом, показатель определяется для сечений, расположенных перпендикулярно их вертикальной оси.

Для прямоугольных, квадратных или тавровых сечений конструкций используются формулы, по которым рассчитывается предельная нагрузка каждой детали. Для других типов сечений применяются различные виды диаграмм.

Расчетное сопротивление изделий из бетона поможет выбрать его класс и марку для разработки проектной документации будущего объекта. Данные цифры показывают параметры объекта в геометрической проекции, условия его эксплуатации и типы возможных деформаций.

Кроме этого, применяются коэффициенты степени надежности материала, виды используемой арматуры и прочие параметры, которые могут повлиять на итоговую прочность конструкции, где использовался литой бетон.

Расчетное сопротивление бетона: нормы, как определить

Наряду с плотностью, морозоустойчивостью и водонепроницаемостью важную роль в характеристике бетонной конструкции имеет расчетное сопротивление бетона. Необходимость определения этого расчетного коэффициента обусловлена неоднородностью стройматериала и различными свойствами каждого участка. Показатель характеризует способность материала выдерживать высокие механические нагрузки сжатия или растяжения без повреждения структуры поверхности.

Что собой представляет?

Стоимость материала непосредственно зависит от класса бетона, поэтому чтобы сэкономить, не рекомендуется делать большой запас по прочности.

Несколько образцов бетонной смеси из одинакового сырья могут иметь различные качественные характеристики. Поэтому для отображения более точной картины качества стройматериалов определяется расчетное сопротивление. Это необходимо, чтобы уменьшить риск повреждения бетонного объекта. На показатель влияет класс бетона, расчетная величина ниже нормы. При проведении расчетов рационально учитывать коэффициент условий работы, зависящий от таких факторов:

  • продолжительность воздействия нагрузки;
  • статичность нагрузки;
  • характер, условия и стадия эксплуатации конструкции;
  • метод производства;
  • величина сечения.

Расчетное сопротивление бетона для предельных состояний на сжатие и растяжение.

Нормы показателя

До 2001 года прочностные свойства бетона характеризовались по его марке. В соответствии с этой характеристикой определена и норма сопротивления, сведенная в таблицу. Проектная документация имеет сведения о нормативном значении, характерном классу бетона. Этот показатель вычисляется по устойчивости осевому сжатию образцов материала. Для исследования изготавливают кубы с длиной ребра 15 см. Нормативное сопротивление характеризуется двумя значениями, когда образцы с максимальной прочностью подвергаются осевому сжатию или растяжению до начала разрушающих процессов. Второй показатель чаще всего не измеряют, а используется таблица соответствия коэффициента классу стройматериала:

Класс бетона Сопротивление (МПа)
В10 0,85
В7,5 0,70
В5 0,55
В3,5 0,39

​​​​​​Как определить?

Для испытания материала разрушающим методом необходимо подготовить пробные образцы.

Нормативное сопротивление является базовым, на основании которого, в зависимости от однородности исследуемых образцов, вычисляют прочностные характеристики. Проверка осуществляется разрушающими или неразрушающими методами. Во втором случае используются специальные приборы, предназначенные для этого. Если имеются подготовленные образцы, исследование проводится в лабораторных условиях. Значение нормы делится на коэффициент, характеризующий качество стройматериала. Как правило, он составляет 1,3, но с уменьшением однородности увеличивается его величина. Чаще всего эти расчеты не проводятся, а опытные специалисты пользуются данными СНиП 2.06.08—87.

Посмотреть «СНиП 2.06.08-87» или cкачать в PDF (2 MB)

Как регулируется?

Для увеличения устойчивости искусственного камня растяжению применяется армирование, поэтому берутся ко вниманию расчетные сопротивления арматуры и предел текучести металла.

Так как величина расчетного сопротивления бетона напрямую зависит от однородности состава, то в первую очередь рекомендуется использовать высокопродуктивные бетономешалки. Кроме этого, широко пользуются популярностью специальные вещества, способствующие повышению прочности и улучшению других качественных характеристик материала. При длительной транспортировке смеси или заливке больших объектов рекомендуется использовать добавки, способствующие замедлению затвердения бетона. Это позволяет сделать бетонную конструкцию более однородной, а соответственно увеличит ее расчетное сопротивление.

Расчетное сопротивление бетона сжатию — марка и класс на сжатие. | Пенообразователь Rospena

Структура тяжелого бетона испытуемого образца

Расчетное сопротивление бетона сжатию – одна из ключевых характеристик, которые необходимо учитывать при проектировании какой-либо конструкции из данного материала, и в начале любого строительства. При этом, нужно обращать на нее внимание не только профессионалам, но и обычным мастерам-подсобникам, решившимся на возведение дома своими руками.

Определения

Прочность – основное качество, которое точно описывает его несущую способность. Определяется она пределом на сжатие – это наивысший предел нагрузки, при котором наступают разрушения образца. И это основной показатель, который и учитывают при его использовании.

Расчетное сопротивление  – это показатель стойкости материала нагружающим воздействиям. Используется он при проектировочных расчетах, и неотъемлемо связан с нормативными показателями сопротивления сжатию.

До 2000−х годов ориентировались только на марки материала, которые и принимали как расчетный показатель, но по новым техническим документам, каждой марке присвоен новый критерий соответствия образца сжимающим нагрузкам.

Он выявлен в лабораторных условиях, узаконен специалистами и отражен в СП 52−101−2003. Согласно этому техническому документу, нормативное сопротивление материала осевому сжатию – это и есть класс на сжатие, заданный с 95%-ой обеспеченностью. Условие означает, что оно выполняется в 95% тестируемых случаев, и только в 5% может отклоняться от установленных показателей.

Но даже такой процент доказывает, что пользоваться при проектировании средними расчетными показателями неоправданно рискованно. А при выборе наименьшего значения, увеличится сечение конструкции или изделия, что в свою очередь отразится на перерасходе денежных и энергоресурсов.

Согласно СП 52−101−2003, нормативные значения сопротивления представлены на фото ниже.

Нормативные и расчетные значения сопротивления

Есть еще такое определение, как предел прочности на растяжение. По своей природе, данный материал в разы хуже выдерживает растягивающие нагрузки. Поэтому его и армируют в ЖБИ, стяжках пола большой толщины, фундаментах и прочее.

При расчетах используют в приоритете показатель при сжатии. В принципе, любое изделие или конструкция, испытывают большие нагрузки именно от сжимающих статических или динамических воздействий. Но сопротивление к изгибающим воздействиям учитывают при проектировании. В таких случаях, просто пользуются таблицей соответствия классов.

Таблица 6.7 из СП 63.13330.2012″СНиП 52-01-2003, в которой указаны марки сопротивление к сжатию, растяжению.

ВидБетонНормативные сопротивления МПа, и расчетные сопротивления для предельных состояний второй группы и МПа, при классе материалапо прочности на сжатиеВ1,5В2В2,5В3,5В5В7,5В10В12,5В15В20В25В30В35В40В45В50В55В60В70В80В90В100Сжатие осевое растяжениеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———2,73,55,57,59,5111518,52225,529323639,54350576471Легкий——1,92,73,55,57,59,5111518,52225,529————————Ячеистый1,41,92,43,34,66,99,010,511,5—————————————Растяжение осевоеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———0,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,102,252,452,602,753,003,303,603,80Легкий——0,290,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,10————————Ячеистый0,220,260,310,410,550,630,891,001,05————————————

От прочности в срезе при скалывании, зависит устойчивость к сжатию от корреляционных показателей.

Примечание. Сопротивление сжатию В25 наиболее часто встречающийся показатель при проектировании материала.

Осевое сжатие. Расчеты и значения

При расчетах нужно учитывать, что класс (В) напрямую зависит от его средней прочности R, МПа. Соответственно, используется следующая формула:

В= R (1−tV), где, t – класс обеспеченности, заложенный при проектировании, в основном берут значение 0,95, соответственно t=1,64; V – коэффициент вариации прочности. 1 – постоянная.

Если в расчетах использовался нормативный коэффициент V = 13,5% (0,135), то средняя прочность равна R = В/0,778.

Другое дело, когда рассчитываются всевозможные железобетонные конструкции. Особо тщательно просчитывается граничная высота оговариваемой зоны. Она выражает такую высоту, при которой перед разрушением напряжения в сжатом материале и растянутой арматуре, достигают своих максимальных значений одновременно. Только при таком условии можно считать сечение нормально армированным.

Согласно СНиП 2.03.01 – 84, высота зоны формула:

Формула высоты сжатой зоны

При этом относительная высота этой зоны (таблица), используется для определенного изделия своя. Их можно найти в нормативных документах, и применять данные при расчетах. В принципе, представленная информация вкратце разъяснила, что представляет собой зона сжатия и сопротивление осевому сжатию.

Методы определения прочности по контрольным образцам бетона

Разобравшись с тем, что такое сопротивление материала на сжатие, рассмотрим основные методы определения данного показателя.

Испытание бетона разрушающим способом

Проверка на сжатие проводится, как правило, в аккредитованных строительных лабораториях на поверенном оборудовании. Главное, что для него понадобится −  пресс.

Также будут необходимы точные лабораторные весы, штангенциркуль и испытуемые образцы. Последние готовятся заранее из нужной партии. Форма стандартная – куб со сторонами 10 см. Согласно техническим документам, используют от 3 до 5 штук образцов для одной партии.

Совет. Изначально их нужно подготовить, отчищая от загрязнения и взвешивают для определения соответствия плотности, веса и проектной марки материала. Если эти значения в норме, то на 95% можете быть уверены в должном уровне устойчивости.

Абсолютно ровными гранями образец устанавливается на пресс, включается и начинается проверка. Максимальная нагрузка, при которой началось разрушение образца – это и есть предельное сжатие.

Среднее значение устанавливается по результатам контроля всех отобранных образцов. По конечной цифре определяется, соответствует или нет фактическая прочность нормативным и проектным значениям. После чего она заносится в журнал.

Галерея: процесс испытания разрушающим методом с помощью пресса.

Контроль неразрушающими методами

Предыдущий метод обязателен на любом строительном производстве и на любом этапе строительства.

Он считается наиболее достоверным:

  • На результаты протоколов, лабораторных разрушающих исследовании, опираются конструкторы и архитекторы при возведении зданий и изготовлении железобетонных изделий.
  • Когда же нет возможности определить прочность образцов разрушающим методом, или же требуется через определенное время повторный анализ характеристик, используют специальные устройства.
  • Они необходимы для того, чтобы протестировать материал на сжатие непосредственно на месте. Одним легким нажатием они определяют числовое значение и при желании другие необходимые характеристики, касающиеся однородности и уплотнения тела материала.
  • Существует масса подобного оборудования, но наиболее распространённый в строительных кругах – прибор ИПС − МГ различной модификации. Он прост в использовании, точен и цена на него вполне доступна.

Фото автоматизированного аппарата.

Преимущественно его используют на строительной площадке. Этот электронный измеритель позволяет в короткие сроки определить показатели плотности, прочности и упруго−пластические свойства методом ударного импульса. Этот способ хоть и не является приоритетным, но все же, предусмотрен ГОСТ 22690.

Совет. Обязательно перед «простреливанием» бетона необходимо выбрать или подготовить поверхность. Она должна быть ровной без шероховатостей, вмятин, пустот, трещин и прочих дефектов площадью не меньше 100 см2. При необходимости нужно зашкурить поверхность.

Количество участков должно приниматься по программе испытаний, но их должно быть не менее трех. Обычно для объемной железобетонной конструкции берут среднее значение 15 проб.

Это количество зависит от площади, так как точки контроля должны находиться на расстоянии друг от друга 15 мм и от края не менее 50 мм. Идеальные места – между гранулами щебня и крупными раковинами в бетонном теле.

Чтобы провести тестирование конструкции, необходимо:

  • включить прибор, при этом он сразу будет в режиме испытания;
  • ввести данные об испытываемом материале;
  • взвести рычаг на «пистолете»;
  • плотно прижать перпендикулярно к тестируемой поверхности и отпустить рычаг;
  • на табло появится результат, он запоминается с последующими испытаниями;
  • после 15 проб выводится автоматически среднее значение, если количество «прострелов» меньше, то можно заранее просмотреть средний результат.

Чем хорош такой прибор – все данные на нем могут сохраняться на компьютере и архивироваться. В любой момент можно просмотреть предыдущие испытания на компьютере и составить протокол.

Другие характеристики бетона

Прочность на сжатие – это не самостоятельная характеристика. Она, как и прочие, зависима от многих обстоятельств и других свойств материала.

От чего зависит прочностной показатель бетона

Основные факторы:

  • качество компонентов, а именно, активность и прочность цемента, чистота и правильность выбора модуля крупности заполнителя, химический состав воды, верность подбора пластифицирующих добавок;

Компоненты тяжелого бетона

  • оптимальный подбор состава, отвечающий главному девизу технологов ЖБИ: «максимальное качество при минимальной себестоимости»;
  • теловлажностный режим обработки изделий;
  • верность проведения испытаний образцов в лаборатории;
  • правильный алгоритм снятия с напряжения ЖБИ;
  • последующая выдержка изделий при определенных условиях.

Трещины – признак низкокачественного бетона

Если при измерении прочности, марка на сжатие по факту оказалась намного ниже нормативной, обязательно пересмотрите качество изделия по вышеперечисленным пунктам, чтобы выявить причину брака.

Какие показатели нужно предусмотреть вместе с расчетной прочностью бетона

Прочность – основной, но далеко не единственный показатель качества материала, на который нужно опираться при его проектировании.

Также необходимо учитывать следующие значения:

  • Морозостойкость и водопроницаемость – от них напрямую зависит насколько долговечным будет бетонное изделие или конструкция. Чем выше марка по морозостойкости и водопроницаемости, тем лучше. Узнать ее соответствие определенным маркам по прочности, можно из технических документов, или из таблицы ниже.

Таблица соответствий марок, классов по прочности, маркам морозоустойчивости и водонепроницаемости бетона

  • Теплопроводность и воздухопроницаемость напрямую влияют на то, насколько теплым и комфортным будет будущее строение. Поэтому их тоже нужно учитывать. Причём, чем больше значение, тем холоднее материал.

Теплопроводность и паропроницаемость разных марок бетона

  • Удельное электрическое сопротивление необходимо при дополнительном прогреве бетонной смеси. Чем выше будет показатель, тем лучше будет прогреваться смесь.

В статье мы рассмотрели такую характеристику, как расчетное сопротивление материала сжатию, и сопутствующие свойства, на нее влияющие. Это ключевая характеристика, на которую нужно опираться в строительных расчетах. Воспользоваться ей помогут технические документы, в которых прописаны все формулы и значения необходимых данных.

Объемный вес бетона расчетное сопротивление модуль упругости

Объемный вес бетона и железобетона (в кг/м2)

Вид бетона Бетон Железобетон
Тяжелый бетон на гравии или щебне из природного камня (невибрированный) 2300 2400
Тоже, вибрированный или центрифугированный 2400 2500
Тяжелый бетон на кирпичном щебне не невибрированный 1800 1000
То же, вибрированный 2000 2100
Легкий бетон По фактическому фесу

Объемный вес легкого бетона на керамзите или шлаках составляет (ориентировочно) 1500 —1800 кг/м3, а легкого железобетона на пемзе или туфе — 1100—1500 кг/м3.

При проценте армирования более 3,0 объемный вес железобетона должен быть подсчитан как сумма весов бетона и арматуры на единицу объема конструкции.

Бетон м200 характеристики: нормативные сопротивления (пределы прочности) бетона должны приниматься по табл. 1.

Таблица 1.

Нормативные сопротивления бетона (в кг/см2)

Вид напряженного состоянияние Условное обозначе Марка бетона
35 50 75 100 150 200 300 400 500 600
Сжатие осевое (призменная прочность) RНпр 28 40 60 80 115 145 210 280 350 420
Сжатие при изгибе RНИ 35 50 75 100 140 180 260 350 440 520
Растяжение RНр 5 6 8 10 13 16 21 25 28 30
Срез RНср 8 11 16 20 28 35 47 58 68 77

Величина RНср в СН и П не приведена и в таблице указана ориентировочно.

2. Нормативные сопротивления растяжению бетонов на глиноземистом цементе принимаются с коэффициентом 0,7.

Коэффициенты однородности бетона kб должны приниматься по табл. 2

Таблица 2. Коэффициенты однородности бетона kб

Вид напряженного состояния Условия приготовления бетона Марка бетона
35—200 300—600
Сжатие осевое и при изгибе

А

0,60

0,65

Б

0,55

0,60

Растяжение

А

0,45

0,50

Б

0,40

0,45

1. Значения коэффициентов однородности, указанные в строке А, принимаются для бетонов, приготовляемых на бетонных заводах или бетонных узлах, оборудованных механизмами для автоматического дозирования составляющих бетона (вяжущего, фракций заполнителя, воды и добавок) при систематическом контроле прочности и однородности бетона при сжатии.

В остальных случаях значения коэффициеита однородности бетона принимаются по строке Б.

2. При установлении марок бетона пос растяжению и систематическом контроле прочности и однородности бетона при растяжении величины коэффициентов однородности бетона при растяжении, приведенные в табл. 2, повышаются на 10%.

Нормативные модули упругости бетона при сжатии EНδ должны приниматься по табл. 3.

Модуль сдвига для бетона может быть принят

GНδ= 0,425 EНδ

Таблица 3. Нормативные модули упругости бетона при сжатии EНδ (в кг/см2)

Марка бетона Тяжелый бетон Легкий бетон
35 60000
50 110000 70000
75 155000 95000
100 190000 110000
150 240000 130000
200 290000 150000
300 340000

400 380000

500 410000

600 430000

1. Нормативные модули упругости для легких бетонов даны для бетонов на котельных и металлургических шлаках и на керамзите. Модули упругости для легких бетонов на пемзе, туфе и т. п. принимаются по специальным техническим условиям или экспериментальным данным.

2. Нормативные модули упругости для легких бетонов марок 100 и 150 при изготовлении их на кварцевом песке принимаются по табл. 27 с повышением на 40%.

Коэффициент поперечногорасширения бетона может быть принят

в упругой стадии работы γ = 1/6

в стадии разрушения γ = 0

Расчетное сопротивление бетона по СП 63.13330

Расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и напрягающегося бетона на осевое сжатие приведено в СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Данный СП действующий и обязательных к применению (см. пост.985)

Согласно таблицы 6.8 п.6.1.11 СП 63.13330.2018 расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и напрягающегося бетона на осевое сжатие (призменная прочность), Rb, равна:









Класс бетона Расчетное сопротивление тяжелого бетона осевому сжатию, Rb, МПа
В10 6,0
В12,5 7,5
В15 8,5
В20 11,5
В25 14,5
В30 17,0
В35 19,5

Согласно п. 6.1.12 СП 63.13330.2018 в необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы , учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) Yb1 для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений Rb  и Rbt  и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

  • Yb1 =1,0 — при действии всех нагрузок, включая кратковременные нагрузки;


  • Yb1 =0,9  (для ячеистых и поризованных бетонов  Yb1=0,85) — при действии только постоянных и длительных нагрузок;

б) Yb2 =0,9 — для бетонных конструкций, вводимых к расчетным значениям сопротивления Rb и учитывающий характер разрушения конструкций

в) Yb3 =0,85 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона

Узнать значение модуля упругости бетона

Прочность бетонных кубов на сжатие

Общая прочность конструкции, такая как сопротивление изгибу и истиранию, напрямую зависит от прочности бетона на сжатие.

Согласно Википедии, Прочность бетона на сжатие определяется как характеристическая прочность бетонных кубов размером 150 мм, испытанных в течение 28 дней.

Почему мы проводим тестирование через 7, 14 и 28 дней?

Бетон представляет собой макрокомпонент с песком, цементом и крупнозернистым заполнителем в качестве микрокомпонентов (соотношение смеси) и со временем приобретает 100% прочность в затвердевшем состоянии.

Взгляните на приведенную ниже таблицу.

Прочность бетона сверхурочно

Дней после литья Прирост силы
День 1 16%
3 день 40%
День 7 65%
День 14 90%
28 день 99%

Как видите, бетон быстро набирает прочность до 7 и 14 дней. Затем постепенно увеличивается оттуда. Поэтому мы не можем предсказать прочность, пока бетон не придет в это стабильное состояние.

Как только он достигнет определенной силы через 7 дней, тогда мы знаем (согласно таблице) только 9% силы увеличится. Поэтому на объектах мы обычно тестируем бетон с этим интервалом. Если бетон выйдет из строя через 14 дней, мы откажемся от замеса.

Таблица прочности на сжатие бетона через 7 и 28 дней

Марка бетона Минимальная прочность на сжатие Н / мм2 через 7 дней Нормативная прочность на сжатие (Н / мм2) через 28 дней
M15 10 15
M20 13.5 20
M25 17 25
M30 20 30
M35 23,5 35
M40 27 40
M45 30 45

Лабораторные испытания бетона на прочность при сжатии

Объектив

Найти значение прочности бетонных кубов на сжатие.

Необходимое оборудование и аппаратура

  • Форма для куба 150 мм (с маркировкой IS)
  • Электронные весы
  • Лист G.I (для изготовления бетона)
  • Вибрирующая игла и другие инструменты
  • Машина для испытания на сжатие

Процедура

Отливка куба
  • Измерьте сухую пропорцию ингредиентов (цемент, песок и крупный заполнитель) в соответствии с проектными требованиями.Ингредиентов должно хватить для отливки тестовых кубиков
  • Тщательно перемешайте сухие ингредиенты для получения однородной смеси
  • Добавьте расчетное количество воды к сухой пропорции (водоцементное соотношение) и хорошо перемешайте для получения однородной текстуры
  • Залить бетон в форму с помощью вибратора для тщательного уплотнения
  • Обработайте верхнюю часть бетона шпателем и хорошо постукивайте, пока цементный раствор не достигнет вершины кубиков.
Лечение
  • Через некоторое время форму следует накрыть красным мешком и поставить в покое на 24 часа при температуре 27 ° C ± 2
  • Через 24 часа выньте образец из формы.
  • Держите образец погруженным в пресную воду при температуре 27 ° C. Образец следует хранить 7 или 28 дней. Каждые 7 дней воду следует обновлять.
  • Образец следует вынуть из воды за 30 минут до испытания.
  • Перед проведением испытаний образец должен быть в сухом состоянии.
  • Вес куба не должен быть меньше 8,1 кг
Тестирование
  • Теперь поместите бетонные кубики в испытательную машину. (централизованно)
  • Кубики должны быть правильно размещены на плите машины (проверьте отметки кружков на машине). Тщательно совместите образец со сферической пластиной.
  • Нагрузка будет приложена к образцу в осевом направлении.
  • Теперь медленно прилагайте нагрузку со скоростью 140 кг / см 2 в минуту, пока куб не рухнет.
  • Максимальная нагрузка, при которой образец разрушается, принимается за сжимающую нагрузку.

Расчет

Прочность бетона на сжатие = максимальная сжимающая нагрузка / площадь поперечного сечения

Площадь поперечного сечения = 150 мм X 150 мм = 22500 мм2 или 225 см 2

Предположим, что сжимающая нагрузка составляет 450 кН,

Прочность на сжатие = (450000 Н / 225) / 9.81 = 204 кг / см 2

Примечание — 1 кг равен 9,81 N

Результат наблюдения (лабораторный отчет)

Детали Образцы
Образец 1 Образец 2 Образец 3

Сжимающая нагрузка

(кН)

375 кН 425 кН 435 кН

Прочность на сжатие

(кг / см2)

(375000/225) / 9. 81

= 170 кг / см 2

(425000/225) / 9,81

= 192,5 кг / см 2

(435000/225) / 9,81

= 197,0 кг / см 2

Средняя прочность на сжатие = (170 + 192,5 + 197) / 3

= 186,5 кг / см 2

Банкноты
  • Описанный выше эксперимент следует проводить при температуре 27 ° C ± 2 °.
  • Согласно стандарту IS 516 индивидуальное изменение сжимающей нагрузки не должно превышать плюс минус 15% от среднего значения.

Частота отбора проб

Согласно IS 456: 2000, минимальная частота отбора проб бетона

Количество бетона в работе (м3) Количество образцов
1-5 1
6-15 2
16-30 3
31-50 4
51 и выше 4 плюс одна дополнительная проба на каждые дополнительные 50 м3

Видео эксперимента