Прочность бетона. Зависимость от возраста, скорости нагружения, условий твердения, масштабного фактора. Призменная прочность.



Под прочностью бетона понимают его способность сопротивляться воздействию внешних сил, не разрушаясь.

На прочность бетона большое влияние оказывает скорость нагружения образцов. При замедленном их нагружении прочность бетона оказывается на 10…15% меньше, чем при кратковременном. При быстром нагружении (0,2 с и менее) прочность бетона возрастает до 20%.

При длительном действии нагрузки под влиянием развивающихся значительных неупругих деформаций и структурных изменений бетон разрушается при напряжениях, меньших, чем временное сопротивление осевому сжатию Rbl = 0,9 Rb.

При действии многократно повторяемых нагрузок (повторяемость несколько миллионов циклов) временное сопротивление бетона сжатию под влиянием развития структурных микротрещин уменьшается. Предел прочности бетона при многократно повторяемых нагрузках или предел выносливости бетона Rr зависит от числа циклов нагрузки – разгрузки и отношения попеременно возникающих минимальных и максимальных напряжения. Значение Rr необходимо для расчета на выносливость железобетонных конструкций, испытывающих динамические нагрузки, - подкрановых балок, перекрытий некоторых промышленных зданий и т.п.

При динамической нагрузке большой интенсивности, но малой продолжительности, развивающейся вследствие ударных и взрывных воздействий, имеет место увеличенное временное сопротивление бетона – динамическая прочность. Это объясняется энергопоглощающей способностью бетона, работающего в течение короткого промежутка нагружения динамической нагрузкой только упруго. Чем меньше время нагружения (чем больше скорость роста напряжений), тем больше коэффициент динамической прочности бетона kd.

Влияние времени и условий твердения на прочность. При благоприятных условиях естественного твердения прочность бетона постепенно увеличивается. При этом, чем меньше тонкость помола цемента, тем выше скорость и меньше продолжительность роста прочности бетона. Наиболее интенсивно бетон набирает прочность в первые 28 сут, поэтому испытания бетона на прочность производят в 28-суточном возрасте. Но и в последующем при благоприятных условиях твердения – положительной температуре, влажной среде – прочность бетона может нарастать еще весьма продолжительное время, измеряемое годами. Объясняется это длительным процессом образования цементного камня. Если бетон остается сухим, как это часто бывает при эксплуатации большинтсва железобетонных конструкций, то по истечении первого года дальнейшего увеличения прочности ожидать уже нельзя.

Если испытания осуществляют в более раннем возрасте, то их результаты приводят к 28-суточной прочности бетона. Процесс твердения бетона значительно ускоряется при повышении температуры и влажности среды. Твердение бетона при отрицательной температуре резко замедляется или прекращается.

Масштабный фактор. Прочность бет она одного и того же состава зависит от размера куба: если временное сопротивление сжатию бетона для базового куба с ребром 150 мм равно R, то для куба с ребром 200 мм оно уменьшается приблизительно до 0.93R, а для куба с ребром 100 мм – увеличивается до 1.1R. Это объясняется эффектом обоймы с изменением размеров куба и расстояния между его торцами.

Если взять кубики 10х10, 15х15, 20х20 одного бетона, испытывая их прочность окажется разной. У кубика 10х10 – прочность окажется выше (1,12), у кубика 20х20 – меньше (0,93). Для основы взят кубик 15х15х15 – он более удобный.

Призменная прочность Rb наиболее точно соответствует реальной прочности бетона в конструкциях, ее определяют испытанием стандартных призм размерами 150´150´600 мм. Однако изготовление призм требует вчетверо больше расхода бетона, чем изготовление кубов, а их испытание – дело очень трудоемкое (много времени отнимает центрирование призмы на прессе) и требующее дополнительных приборов. Поэтому в строительной практике призмы заменены кубами размерами 150´150´150 мм, хотя их прочность R на 33...37 % выше, чем Rb (вызвано это, главным образом, влиянием сил трения между плитами пресса и опорными гранями куба). Поэтому сначала на прессе испытывают кубиковую прочность, а затем переводят в призменную. Rb и R связаны между собой эмпирической зависимостью: Rb = (0,77– 0,001R)R.

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 228; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ