Деформационные свойства бетона презентация

Обновлено: 29.04.2024

Томский государственный архитектурно- строительный университет

частиц с вытеснением в верхние слои более легких. Этот процесс наиболее ярко проявляется в пластичных и литых смесях и называется усадкой бетона.

По данным опытов:

Деформации усадки для тяжелых бетонов sl =3×10 -4

Деформации усадки для пористых бетонов sl =4,5×10 -4

Зависимость первоначальной усадки бетона от времени t с момента укладки бетонной литой смеси

(1) и жесткой смеси (2)

Наиболее интенсивны в первые 30… 90 мин. Деформации набухания меньше деформаций усадки

Деформации бетона, возникающие под влиянием изменения температуры, характеризуются коэффициентом линейной температурной деформации бетона . При изменении температуры среды от -40 о до + 50 0 С bt = 1·10 -5 C -

Он колеблется в зависимости от состава бетона и свойств заполнителей и вяжущего.

Например, бетон на гранитном заполнителе имеет bt = 9,8·10 -6 , на керамзите bt = 7,4·10 -6 ,

бетон на известняке bt = 8,6·10 -6

Бетон относится к категории огнестойких материалов

Обычный бетон пригоден для эксплуатации при систематическом нагреве его до температуры не выше 250 0 С. При более высокой температуре нарушается связь между разнородными компонентами бетона, и материал разрушается.

3. Деформации бетона при однократном кратковременном нагружении

Зависимость деформаций бетона от напряжений при сжатии и растяжении

el -упругие деформации

pl -неупругие пластические деформации

1 – область упругих деформаций;

2 – область пластических деформаций;

3,7 – кривая полных деформаций;

4,6 – прямые упругих деформаций;

5 – пластические деформации;

8 – кривая разгружения;

9 – нисходящая ветвь

Важное значение для расчета конструкций и оценки их поведения под нагрузкой имеют предельные деформации, при которых начинается разрушение бетона. По опытным данным, предельные

деформации бетона при сжатии изменяются в пределах bu = 0,0015. 0,0030 , уменьшаясь при

повышении прочности бетона.

Предельные деформации бетона при растяжении составляют bt,u = 0,0001. 0,00015 , т.е. примерно в

15. 20 раз меньше, чем при сжатии. Предельные деформации бетона при растяжении повышаются при введении пластифицирующих добавок, использовании белитовых цементов, уменьшении крупности заполнителей и при применении заполнителей с высокими деформативными свойствами и хорошим сцеплением с цементным

Характер изменения диаграммы деформирования в зависимости от скорости нагружения

Доля пластической деформации pl возрастает с увеличением длительности действия нагрузки,

понижением прочности бетона, увеличением W/C, при менее прочных заполнителях. Около 10… 15 % пластических деформаций после разгрузки восстанавливаются и их называют деформациями упругого последствия ep .

Презентация на тему ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ БЕТОНА

Слайды и текст этой презентации

Текст слайда:

ЛЕКЦИЯ 7 ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ БЕТОНА.

Вопросы Показатели прочности и деформативности.
Теория прочности и механизм разрушения.
Усадка и ползучесть бетона.
.

ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности.

Текст слайда:

Прочность - свойство материалов сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок.

Мерой прочности является предел прочности - максимальное напряжение, при котором имеет место разрушение образцов бетона или элементов конструкций.

Под прочностью бетона понимают способность материала сопротивляться разрушению от действия внутренних напряжений, возникающих под действием внешней нагрузки или других факторов.

Прочность бетона зависит от вида напряженного состояния (сжатия, растяжения, изгиба и др. или совместного влияния нескольких воздействий, т.е. сложного напряженного состояния). Важное значение имеет также характер нагрузки (кратковременная, длительная, повторно-переменная, ударная и др.).

Разрушение в физическом понимании состоит в отделении частей тела друг от друга. Дефекты в материале приводят к облегчению процесса разрушения, т. е. понижают прочность материала.

Особенностью поведения под нагрузкой хрупких материалов, а следовательно, и бетона является то, что при сжатии они разрушаются от растягивающих напряжений, возникающих в направлениях, перпендикулярных действию сжимающей нагрузки, или от напряжений среза, действующих по определенным плоскостям.

Показатели прочности и деформативности

Текст слайда:

Прочность и деформативиость бетона определяются главным образом структурой и свойствами цементного камня, который скрепляет зерна заполнителя в монолит.

Разрушение бетона происходит постепенно. Вначале возникают перенапряжения, а затем микротрещины в отдельных микрообъемах. Развитие этого процесса сопровождается перераспределением напряжений и вовлечением в трещинообразоваиие все большего объема материала, вплоть до образования сплошного разрыва того или иного вида, зависящего от формы образца или конструкций, ее размеров и других факторов На последней стадии иагружения процесс микроразрушепий становится неустойчивым и носит лавинный характер.

Текст слайда:

Прочность на сжатие

Текст слайда:

Влияние поверхности щебня на прочность контактной зоны.

Текст слайда:

Разрушение типа М (магистральные трещины проходят только через матрицу) может быть получено лишь на образцах без крупного заполнителя, так как при наличии последнего неизбежно по явление трещин на более слабых участках, т.е. трещин типа 3 и К.

Разрушение типа МЗ (матрица + заполнитель) характерно для бетона на пористых заполнителях, для которого указанные участки являются более слабыми по сравнению с контактной зоной, поэтому развивающиеся трещины матрицы легко проникают в заполнитель.

Разрушение типа МК (матрица + контактная зона) харак терно для обычных бетонов, для которых указанные выше участки являются более слабыми по сравнению с заполнителем. В этих усло виях развивающиеся трещины матрицы огибают зерна заполнителя.

Разрушение типа МКЗ (матрица + контактная зона + за полнитель) свойственно высокопрочным бетонам, у которых матри ца и заполнитель близки по прочности. При таком соотношении тре щины матрицы легко проникают в зерна заполнителя.

Текст слайда:

Закон Гука - нормальное напряжение прямо пропорционально относительному удлинению или укорочению.
Математически эта зависимость записывается так:
σ = E ε.

Текст слайда:

Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями бетона при сжатии и растяжении:
I – область упругих деформаций;
II – область пластических деформаций;
1 – нагрузка;
2 – разгрузка;
– предельная сжимаемость;
– предельная растяжимость;
– максимальная сжимаемость при нисходящей ветви диаграммы

Текст слайда:

Если через ε0 обозначить предельную растяжимость бетона и полагать, что до момента разрушения, деформации ε связаны с напряжением линейным законом, то условия прочности можно представить следующими уравнениями :

в предельном состоянии

0.5 – коэф. трения при испытании

Текст слайда:

Теория прочности дает оценку прочности материала, находящегося в любом напряженном состоянии, по какому-либо решающему фактору (так называемому критерию прочности). За критерий прочности, как показывают многочисленные исследования, можно принимать напряжения, деформации или энергию деформации (полную энергию или энергию изменения формы). Введение критерия прочности позволяет сопоставить данное сложное напряженное состояние с простым, например, с одноосным растяжением и установить при этом такое эквивалентное (расчетное) напряжение sэкв,, которое в обоих случаях дает одинаковый коэффициент запаса прочности.

Текст слайда:

Константы деформативности бетона.

* Модуль упругости
Еσ = σ/ε

*Коэффициент поперечной
деформации (Пуассона)
μ = εпоп / εпр

* Коэффициент относительных
объемных деформаций

где R.- кубиковая прочность бетона на сжатие при определенной длительности твердения (τ);
Еm и S - эмпирические константы.
В строительных нормах рекомендуются значения: Еm = 52 000;
S = 23.

Текст слайда:

Усадку бетона εус в зависимости от объема введенного заполнителя можно найти из выражения:

где - усадка цементного камня;
V3ап - объемная доля заполнителя.

Предельные деформации бетона перед разрушением

Предельные деформации бетона перед
разрушением
Предельная сжимаемость bu и предельная растяжимость bt,u зависят от
прочности бетона, его класса, длительности приложения нагрузки.
С увеличением класса бетона предельные
деформации
уменьшаются,
а
с
ростом
длительности
приложения
нагрузки
–
увеличиваются.
116
2

Предельные деформации бетона перед
разрушением
PRESTRESSED CONCRETE STRUCTURES.
Michael P. Collins, Denis Mitchell
PRESTRESSED CONCRETE.
ANALYSIS AND DESIGN.
Fundamentals. Antoine E. Naaman
Strain rate
16 microstrain/s
116
3

Предельные деформации бетона перед
разрушением
35
b
;
;
.
Н а п р я ж е н и я, МПа
30
25
k n n2
Rb
1 (k 2) n
E
b b2 ; k b b0 ; n b
Rb
b0
20
B15
B20
B25
2
b0 k k
b 2 1 1 2
2 2 2
15
B30
B35
B40
B45
B50
10
B55
B60
5
b2
b0
b2
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
О т н о с и т е л ь н ы е д е ф о р м а ц и и * 1000
116
4

5. Диаграммы бетона класса В30

25
Предлагаемая
σ, МПа
σ, МПа
СНиП 52-01-2003 АР (СП 63.13330.2012)
20
25
20
15
15
10
10
5
5
ε,‰
0
0,0
2,0
4,0
6,0
ε,‰
0
0,0
2,0
Расчетная
Расчетная
Нормативная
Нормативная ( + )
4,0
6,0
Нормативная (—)

Предельные деформации бетона перед
разрушением
При
центральном
сжатии
бетонных
призм
bu=(0,8…3,0) 10-3, в среднем ее принимают bu=2,0 10-3.
116
6

Предельные деформации бетона перед
разрушением
При центральном сжатии бетонных призм bu=(0,8…3,0) 10-3, в среднем ее принимают
bu=2,0 10-3.
В сжатой зоне изгибаемых элементов наблюдается большая, чем у сжатых призм,
предельная сжимаемость, зависящая от формы поперечного сечения bu=(2,7…4,5) 10-3:
СНиП 2.03.01 84 * bu
buсж
1
СНиП 52 01 2003 АР
bu
700
3,5 10 3
Es
1,1
Предельная растяжимость бетона в 10…20 раз меньше,
чем предельная сжимаемость bt,u=1,5 10-4.
116
8

Предельные деформации бетона перед
разрушением
При центральном сжатии бетонных призм bu=(0,8…3,0) 10-3, в среднем ее принимают
bu=2,0 10-3.
В сжатой зоне изгибаемых элементов наблюдается большая, чем у сжатых призм,
предельная сжимаемость, зависящая от формы поперечного сечения bu=(2,7…4,5) 10-3:
СНиП 2.03.01 84 * bu
buсж
1
СНиП 52 01 2003 АР
bu
700
3,5 10 3
Es
1,1
Предельная растяжимость бетона в 10…20 раз меньше, чем предельная сжимаемость
bt,u=1,5 10-4.
У бетонов на пористых заполнителях предельная
сжимаемость и растяжимость в 2 раза выше, чем у
тяжелых бетонов.
116
9

Предельные деформации бетона перед
разрушением
При центральном сжатии бетонных призм bu=(0,8…3,0) 10-3, в среднем ее принимают
bu=2,0 10-3.
В сжатой зоне изгибаемых элементов наблюдается большая, чем у сжатых призм,
предельная сжимаемость, зависящая от формы поперечного сечения bu=(2,7…4,5) 10-3:
СНиП 2.03.01 84 * bu
buсж
1
СНиП 52 01 2003 АР
bu
700
3,5 10 3
Es
1,1
Предельная растяжимость бетона в 10…20 раз меньше, чем предельная сжимаемость
bt,u=1,5 10-4.
У бетонов на пористых заполнителях предельная сжимаемость и растяжимость в 2
раза выше, чем у тяжелых бетонов.
Коэффициент поперечных деформаций:
, 0,2 b , t 0,2 bt
b
116
10

Модуль деформации бетона
Начальный модуль упругости бетона при сжатии Eb
соответствует лишь упругим деформациям при
мгновенном нагружении.
116
11

Модуль деформации бетона
Начальный модуль упругости бетона при сжатии Eb соответствует лишь упругим
деформациям при мгновенном нагружении.
Схема для определения модуля деформации
бетона
1 – упругие деформации;
2 – секущая; 3 –
касательная; 4 – полные деформации
Eb tg 0 , где : масштабный фактор
Геометрическая интерпретация:
Модуль полных деформаций бетона при сжатии Eb соответствует полным
деформациям (включая ползучесть) является переменной величиной; геометрически
он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с
d b
заданным напряжением:
E/
tg
b
d b
Для расчета используют модуль упругопластичности
бетона (тангенс угла наклона секущей в точке на
кривой b - b с заданным напряжением): E / tg 1 ,
b
116
15

Модуль деформации бетона
Начальный модуль упругости бетона при сжатии Eb соответствует лишь упругим
деформациям при мгновенном нагружении.
Схема для определения модуля деформации
бетона
1 – упругие деформации;
2 – секущая; 3 –
касательная; 4 – полные деформации
E tg , где : масштабный фактор
0
Геометрическая интерпретация: b
Модуль полных деформаций бетона при сжатии Eb соответствует полным
деформациям (включая ползучесть) является переменной величиной; геометрически
он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с
d b
заданным напряжением:
Eb/
tg
d b
Для расчета используют модуль упругопластичности бетона (тангенс угла наклона секущей в
точке на кривой b - b с заданным напряжением):
E / tg 1 ,
b
Так как угол 1 меняется в зависимости от напряжений
и времени, модуль упругопластичности также является
переменной величиной, меньше, чем начальный
модуль упругости.
116
16

Модуль деформации бетона
Геометрическая интерпретация: Eb tg 0 , где : масштабный фактор
Модуль полных деформаций бетона при сжатии Eb соответствует полным
деформациям (включая ползучесть) является переменной величиной; геометрически
он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с
d
заданным напряжением: Eb/ b tg
d b
Для расчета используют модуль упругопластичности бетона (тангенс угла наклона секущей в
точке на кривой b - b с заданным напряжением): E / tg 1 ,
b
Так как угол 1 меняется в зависимости от напряжений и времени, модуль
упругопластичности также является переменной величиной, меньше, чем начальный
модуль упругости.
b e Eb b Eb/ , откуда Eb/ b Eb ,
e
где : b коэффициен т упругопластических деформаций.
b
Коэффициент b меняется от 1 (при упругой работе) до
0,15.
116
18

Модуль деформации бетона
Геометрическая интерпретация: Eb tg 0 , где : масштабный фактор
Модуль полных деформаций бетона при сжатии Eb соответствует полным
деформациям (включая ползучесть) является переменной величиной; геометрически
он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с
d
заданным напряжением: Eb/ b tg
d b
Для расчета используют модуль упругопластичности бетона (тангенс угла наклона секущей в
точке на кривой b - b с заданным напряжением): E / tg 1 ,
b
Так как угол 1 меняется в зависимости от напряжений и времени, модуль
упругопластичности также является переменной величиной, меньше, чем начальный
модуль упругости.
/
/
b e Eb b Eb , откуда Eb b Eb ,
где : b e коэффициен т упругопластических деформаций.
b
Коэффициент b меняется от 1 (при упругой работе) до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и
длительности действия нагрузки, коэффициент b
уменьшается.
116
19

Модуль деформации бетона
Геометрическая интерпретация: Eb tg 0 , где : масштабный фактор
Модуль полных деформаций бетона при сжатии Eb соответствует полным
деформациям (включая ползучесть) является переменной величиной; геометрически
он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с
d
заданным напряжением: Eb/ b tg
d b
Для расчета используют модуль упругопластичности бетона (тангенс угла наклона секущей в
точке на кривой b - b с заданным напряжением): E / tg 1 ,
b
Так как угол 1 меняется в зависимости от напряжений и времени, модуль
упругопластичности также является переменной величиной, меньше, чем начальный
модуль упругости.
/
/
b e Eb b Eb , откуда Eb b Eb ,
где : b e коэффициен т упругопластических деформаций.
b
Коэффициент b меняется от 1 (при упругой работе) до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки,
коэффициент b уменьшается.
При изгибе железобетонных элементов для бетона
сжатой зоны E/b может быть на 15…20% больше, чем
при осевом сжатии.
116
20

Модуль деформации бетона
Геометрическая интерпретация: Eb tg 0 , где : масштабный фактор
Модуль полных деформаций бетона при сжатии Eb соответствует полным
деформациям (включая ползучесть) является переменной величиной; геометрически
он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с
d
заданным напряжением: Eb/ b tg
d b
Для расчета используют модуль упругопластичности бетона (тангенс угла наклона секущей в
точке на кривой b - b с заданным напряжением): E / tg 1 ,
b
Так как угол 1 меняется в зависимости от напряжений и времени, модуль
упругопластичности также является переменной величиной, меньше, чем начальный
модуль упругости.
/
/
b e Eb b Eb , откуда Eb b Eb ,
где : b e коэффициен т упругопластических деформаций.
b
Коэффициент b меняется от 1 (при упругой работе) до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки,
коэффициент b уменьшается.
При изгибе железобетонных элементов для бетона сжатой зоны E/b может быть на
15…20% больше, чем при осевом сжатии.
При растяжении
Ebt/ bt Ebt ,
et
коэффициен т
bt
растяжении bt 021,5
где : bt
116
упругопластических деформаций бетона
при

Модуль деформации бетона
Так как угол 1 меняется в зависимости от напряжений и времени, модуль
упругопластичности также является переменной величиной, меньше, чем начальный
модуль упругости.
/
/
b e Eb b Eb , откуда Eb b Eb ,
где : b e коэффициен т упругопластических деформаций.
b
Коэффициент b меняется от 1 (при упругой работе) до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки,
коэффициент b уменьшается.
При изгибе железобетонных элементов для бетона сжатой зоны E/b может быть на
15…20% больше, чем при осевом сжатии.
При растяжении
Ebt/ bt Ebt ,
et
коэффициен т
bt
растяжении bt 0,5
где : bt
упругопластических деформаций бетона при
Предельная растяжимость бетона в зависимости от
временного сопротивления растяжению:
bt ,u
Rbt 2 Rbt
/
Ebt
Ebt
116
22

Модуль деформации бетона
Коэффициент b меняется от 1 (при упругой работе) до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки,
коэффициент b уменьшается.
При изгибе железобетонных элементов для бетона сжатой зоны E/b может быть на
15…20% больше, чем при осевом сжатии.
При растяжении
Ebt/ bt Ebt ,
et
коэффициен т
bt
растяжении bt 0,5
где : bt
упругопластических деформаций бетона при
Предельная растяжимость бетона в зависимости от временного сопротивления
R
2 Rbt
растяжению:
bt ,u bt/
Ebt
Ebt
Начальный модуль упругости бетона при сжатии и
растяжении может быть определен из специальных
испытаний при низком уровне напряжений
b
Rb
0 ,2.
116
23

Модуль деформации бетона
Предельная растяжимость бетона в зависимости от временного сопротивления
R
2 Rbt
растяжению:
bt ,u bt/
Ebt
Ebt
Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении может быть определен
из специальных испытаний при низком уровне напряжений
b
Rb
0 ,2.
Существуют различные эмпирические формулы для
определения Eb .
Для тяжелого бетона естественного твердения:
43000 B
5,5 105 B
Eb
; Eb
СССР;
21 B
870 B
Ec 3320
где :
f c/ 690 Канада; Ec 0,043
f c/ нормативная цилиндрическая
116
f c/
США,
прочность; в кг / м 3
24

Модуль деформации бетона
Предельная растяжимость бетона в зависимости от временного сопротивления
R
2 Rbt
растяжению:
bt ,u bt/
Ebt
Ebt
Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении может быть определен
из специальных испытаний при низком уровне напряжений
b
Rb
0 ,2.
Существуют различные эмпирические формулы для определения Eb .
Для тяжелого бетона естественного твердения:
43000 B
5,5 105 B
Eb
; Eb
СССР;
21 B
870 B
Ec 3320
где :
f c/ 690 Канада; Ec 0,043
f c/ нормативная цилиндрическая
Модуль сдвига:
f c/
США,
прочность; в кг / м 3
Eb
.
2 1
При коэффициен те Пуассона
G
0 ,2 G 0 ,4 Eb .
116
25

Зависимость начального модуля упругости от
возраста бетона к моменту нагружения
Арутюнян Н.Х.
E ( ) EK 1 e
116
26

Диаграмма деформирования бетона σ–ε
( t = 00C )
40
Н а п р я ж е н и я, МПа
35
30
0w03631
b
0w03632
25
0w04524
0w04525
0w07631
20
0w07632
0w16630
15
0w19631
0w19632
10
0w25631
0w25632
5
0w27630
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
О т н о с и т е л ь н ы е д е ф о р м а ц и и * 100
116
27

Диаграмма деформирования бетона σ–ε
(t = –400C)
90
4w03619
80
4w03620
4w04512
70
4w04513
Н а п р я ж е н и я, МПа
4w07617
4w07618
60
4w07619
4w16615
50
4w16616
4w16617
40
4w16618
4w19617
30
4w19619
4w19620
4w25617
20
4w25618
4w25619
10
4w25620
4w27613
0
4w27614
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
О т н о с и т е л ь н ы е д е ф о р м а ц и и * 100
116
1,2
4w27615
4w27616
28

Диаграмма деформирования бетона σ–ε
(t = –600C)
80
6w03634
70
6w04526
6w063112
Н а п р я ж е н и я, МПа
60
6w07623
6w07633
6w07634
50
6w16619
6w16622
6w16631
40
6w16632
6w19634
30
6w25621
6w25622
6w25623
20
6w25624
6w25633
6w27617
10
6w27618
6w27619
0
6w27620
0
0,2
0,4
0,6
0,8
О т н о с и т е л ь н а я д е ф о р м а ц и я * 100
116
1
1,2
6w27621
29

Влияние темпрературы и ЦЗО на диаграмму
деформирования бетона σ–ε
116
30

Самостоятельно:
• Плотный
силикатный
бетон
–
бесцементный
бетон
автоклавного
твердения,
на
основе
известкового
вяжущего
(известково-песчаного,
известково-шлакового).
116
31

Самостоятельно:
• Плотный силикатный бетон – относятся к
группе тяжелых бетонов с заполнителем
из кварцевых песков.
• Обладает
хорошим
сцеплением
с
арматурой и защищает ее от коррозии.
• Eb в 1,5…2 раза меньше, чем у
равнопрочного цементного бетона.
• В неблагоприятных условиях (большие
динамические
нагрузки,
усиленное
воздействие
атмосферных
осадков)
применение ограничено.
116
32

Самостоятельно:
• Кислотостойкий бетон. Применяют
пуццолановый портландцемент, шлаковый
портландцемент,
жидкое
стекло
применяется для конструкций подземных
сооружений, покрытий некоторых цехов
химической промышленности, цветной
металлургии.
116
33

Самостоятельно:
• Бетонополимеры. Бетон на цементном
вяжущем с последующей пропиткой
полимерными материалами по специально
разработанной
технологии.
Имеют
улучшенные физико-механические свойства.
Используется при изготовлении напорных
труб, дорожных плит, колонн, ригелей и др.
116
34

Самостоятельно:
• Полимербетон. В качестве вяжущего
используются
полимерные
материалы
(смолы, различные эмульсии) существенно
повышающие его прочность на сжатие и
растяжение, значительно повышающие
стойкость
в
агрессивных
средах,
улучшающие сцепление с арматурой.
• Используется в химической, пищевой,
электрометаллургической
и
других
отраслях промышленности.
116
35

Свойства бетона

Бетон – комплексный строительный материал, в котором крупные и мелкие
каменные заполнители, соединенные вяжущим, сопротивляются нагрузкам
как одно монолитное тело.
Состав бетона
Вяжущее вещество
Заполнители (щебень, песок)
Вода
Добавки

Классификация бетонов (ГОСТ 25192-2012).
1. Основное назначение:
- конструкционные. Используются для изготовления строительных конструкций;
- специальные. Вид бетона зависит от его назначения.
Конструкционный бетон
Ячеистый бетон – может использоваться в
качестве теплоизоляционного материала
Прозрачный бетон - Illumicon
Полимербетон

2. По стойкости к видам коррозии:
А - бетоны, эксплуатируемые в среде без риска коррозионного воздействия;
Б - бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под действием
карбонизации;
В - бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под действием
хлоридов;
Г - бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под действием
попеременного замораживания и оттаивания;
Д - бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей химическую коррозию.
3. По виду вяжущего:
- цементные;
- известковые;
- шлаковые;
- гипсовые;
- специальные.

4. По виду заполнителей:
- плотные (на гравии или щебне);
- пористые;
- специальные.
Блоки из керамзитобетона
Металлическая дробь
Полистиролбетон

5. По структуре:
- плотные;
- поризованные;
- ячеистые;
- крупнопористые.
Тяжелый бетон плотной структуры
Поризованный керамзитобетон
Ячеистый бетон
Крупнопористый бетон

6. По условиям твердения:
- в естественных условиях;
- в условиях тепловой обработке
при атмосферном давлении;
- в условиях тепловой обработке
при давлении выше атмосферного.
Твердение бетона в естественных условиях
Пропарочная камера
Автоклав

7. По прочности:
- средней прочности (до В50);
- высокопрочные (В55 и выше).
8. По скорости набора прочности в нормальных условиях:
- быстротвердеющие;
- медленнотвердеющие.
9. По средней плотности.
10. По морозостойкости.
11. По водонепроницаемости.
12. По истираемости:
- низкой истираемости;
- средней истираемости;
- высокой истираемости.

Свойства бетона
Прочностные
Деформативные
Физические

Прочностные свойства.
1. Кубиковая прочность – временное сопротивление бетонных кубов сжатию.
Размер
кубов, см
Условная
прочность
10×10×10
1,1
15×15×15
1
20×20×20
0,9

2. Призменная прочность – временное сопротивление бетонных призм сжатию.
Соотношение призменной
прочности к кубиковой
прочности:
Rb
0 ,7 0 ,8
R
Rb – призменная прочность;
R – кубиковая прочность.

3. Прочность на осевое растяжение.
Схемы испытания образцов
а)
б)
в)
а – испытание на осевое растяжение образца в форме гантели;
б – испытание цилиндрического образца на раскалывание;
в – испытание бетонной балки на изгиб

Эмпирическая зависимость предела прочности бетона на растяжение
(Rbt) с кубиковой прочностью (R):
Rbt 0,5 3 R2
4. Прочность на срез и скалывание.
Схема испытания на срез
Схема испытания на скалывание
Эмпирическая зависимость предела прочности бетона на срез и
скалывания (Rsh) с пределом прочностью на растяжение (Rbt):
Rsh 2 Rbt

Прочность бетона на сжатие (кубиковая прочность) и прочность бетона на
осевое растяжение являются основными характеристиками бетона, которые
называются классами.
Под классом бетона по прочности на сжатие (В) понимают
среднестатистическое значение временного сопротивления (в МПа) эталонных
образцов (кубы 15×15×15 см), изготовленных и испытанных через 28 суток
хранения при температуре 20±2°С с обеспеченностью не менее 0,95.
Определение класса бетона:
n
1. Определение среднего значения временного
сопротивления образцов:
Bm i 1
n
2. Определение среднего квадратического отклонения:
S
Bm
B Bm 1
3. Определение коэффициента вариации:
4. Определение класса бетона:
Bi
S
Bm Bi
n
i 1
2
n 1
n – количество образцов;
χ = 1,64 – коэффициент, учитывающий обеспеченность равной 0,95.

Деформативные свойства.
Силовые деформации:
- при кратковременном нагружении;
- при длительном нагружении.

Полные деформации: εb =εel +εpl
εel –упругие деформации;
εpl – пластические деформации;
εbu – предельные деформации.
Зависимость деформаций бетона от напряжения при
кратковременном сжатии и растяжении

Основные характеристики силовых деформаций бетона:
Начальный модуль упругости: Eb
b
el
σb – напряжения в бетоне, при которых бетон работает упруго;
εel – упругие деформации бетона.
Модуль упругопластичности:
Eb' Eb
ν – коэффициент упругости бетона (0< ν <1).
Модуль сдвига:
G 0 ,4 Eb
Несиловые деформации бетона:
1. Усадка.
2. Набухание.
3. Температурные деформации.

Физические свойства.
Водонепроницаемость – способность бетона не пропускать воду.
Определяется по «мокрому пятну».
Водонепроницаемость определяют по
максимальному давлению воды, при котором на
образцах не наблюдается просачивание воды.
Прибор УВБ-МГ4

Водонепроницаемость бетона оценивается маркой.
Диапазон значений – от W2 до W20.
По водонепроницаемости бетоны подразделяются:
- низкой водонепроницаемости (марки менее W4);
- средней водонепроницаемости (марки от W4 до W12);
- высокой водонепроницаемости (марки более W12).
Марку по
водонепроницаемости
назначают для конструкций, к
которым предъявляют
требования по ограничению
водонепроницаемости.

Морозостойкость – способность бетона в водонасыщенном или насыщенном
раствором соли состоянии выдерживать многократное замораживание и
оттаивание без внешних признаков разрушения, снижения прочности,
изменения массы и других технических характеристик.
Морозостойкость оценивается маркой.
Диапазон значений – от F15 до F1000.
По морозостойкости бетоны подразделяются:
- низкой морозостойкости (марки менее F50);
- средней морозостойкости (марки от F50 до F300);
- высокой морозостойкости (марки более F300).
Марку по морозостойкости
назначают для конструкций,
подвергающихся
воздействию попеременного
замораживания и оттаивания.

Плотность бетона – удельная собственная масса бетона.
В зависимости от плотности, бетоны подразделяются на марки по
средней плотности.
Диапазон значений – от D500 до D2500 (ГОСТ25192-2012).
1. Особо легкие (марка по средней плотности менее D800).
2. Легкие (марки по средней плотности от D800 до D2000).
Пенобетон. Марки по средней
плотности от D500 до D1200.
Керамзитобетон. Марки по средней
плотности от D700 до D1800.

3. Тяжелые (марки по средней плотности более D2000 до D2500).
4. Особо тяжелые (марки по средней плотности более D2500).
Тяжелый бетон. Марки по средней плотности от D2000 до D2500.
Марка по средней плотности устанавливается для конструкций, к которым
предъявляются требования по теплоизоляции.

Марка напрягающего бетона по самонапряжению (Sp) представляет
собой значение предварительного напряжения в бетоне, МПа,
создаваемого в результате его расширения при коэффициенте
продольного армирования равного 0,01.
Диапазон значений – от Sp0,6 до Sp4.
Марка по самонапряжению
конструкций.
устанавливают
для
самонапряженных

Презентация на тему Свойства бетона

Слайды и текст этой презентации

Текст слайда:

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АРХИТЕТУРЫ, ДИЗАЙНА И ИСКУССТВ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Тема 2. Свойства бетона

Текст слайда:

Бетон – комплексный строительный материал, в котором крупные и мелкие каменные заполнители, соединенные вяжущим, сопротивляются нагрузкам как одно монолитное тело.

Заполнители (щебень, песок)

Текст слайда:

Ячеистый бетон – может использоваться в качестве теплоизоляционного материала

Прозрачный бетон - Illumicon

Текст слайда:

4. По виду заполнителей:
- плотные (на гравии или щебне);
- пористые;
- специальные.

Блоки из керамзитобетона

Текст слайда:

5. По структуре:
- плотные;
- поризованные;
- ячеистые;
- крупнопористые.

Тяжелый бетон плотной структуры

Текст слайда:

Твердение бетона в естественных условиях

Текст слайда:

7. По прочности:
- средней прочности (до В50);
- высокопрочные (В55 и выше).
8. По скорости набора прочности в нормальных условиях:
- быстротвердеющие;
- медленнотвердеющие.

9. По средней плотности.
10. По морозостойкости.
11. По водонепроницаемости.
12. По истираемости:
- низкой истираемости;
- средней истираемости;
- высокой истираемости.

Текст слайда:

Прочностные свойства.
1. Кубиковая прочность – временное сопротивление бетонных кубов сжатию.

Текст слайда:

2. Призменная прочность – временное сопротивление бетонных призм сжатию.

Соотношение призменной прочности к кубиковой прочности:

Rb – призменная прочность;
R – кубиковая прочность.

Текст слайда:

3. Прочность на осевое растяжение.

а – испытание на осевое растяжение образца в форме гантели;
б – испытание цилиндрического образца на раскалывание;
в – испытание бетонной балки на изгиб

Схемы испытания образцов

Текст слайда:

Эмпирическая зависимость предела прочности бетона на растяжение (Rbt) с кубиковой прочностью (R):

4. Прочность на срез и скалывание.

Схема испытания на срез

Схема испытания на скалывание

Эмпирическая зависимость предела прочности бетона на срез и скалывания (Rsh) с пределом прочностью на растяжение (Rbt):

Текст слайда:

Определение класса бетона:
1. Определение среднего значения временного сопротивления образцов:

2. Определение среднего квадратического отклонения:

3. Определение коэффициента вариации:

4. Определение класса бетона:

n – количество образцов;
χ = 1,64 – коэффициент, учитывающий обеспеченность равной 0,95.

Текст слайда:

Силовые деформации:
- при кратковременном нагружении;
- при длительном нагружении.

Текст слайда:

Зависимость деформаций бетона от напряжения при кратковременном сжатии и растяжении

εel –упругие деформации;
εpl – пластические деформации;
εbu – предельные деформации.

Текст слайда:

Зависимость деформаций бетона во времени при длительном нагружении (сжатии)

Текст слайда:

Основные характеристики силовых деформаций бетона:

Начальный модуль упругости:

σb – напряжения в бетоне, при которых бетон работает упруго;
εel – упругие деформации бетона.

ν – коэффициент упругости бетона (0

Текст слайда:

Водонепроницаемость – способность бетона не пропускать воду. Определяется по «мокрому пятну».

Водонепроницаемость определяют по максимальному давлению воды, при котором на образцах не наблюдается просачивание воды.

Текст слайда:

Водонепроницаемость бетона оценивается маркой.
Диапазон значений – от W2 до W20.

По водонепроницаемости бетоны подразделяются:
- низкой водонепроницаемости (марки менее W4);
- средней водонепроницаемости (марки от W4 до W12);
- высокой водонепроницаемости (марки более W12).

Марку по водонепроницаемости назначают для конструкций, к которым предъявляют требования по ограничению водонепроницаемости.

Текст слайда:

По морозостойкости бетоны подразделяются:
- низкой морозостойкости (марки менее F50);
- средней морозостойкости (марки от F50 до F300);
- высокой морозостойкости (марки более F300).

Марку по морозостойкости назначают для конструкций, подвергающихся воздействию попеременного замораживания и оттаивания.

Текст слайда:

1. Особо легкие (марка по средней плотности менее D800).
2. Легкие (марки по средней плотности от D800 до D2000).

Пенобетон. Марки по средней плотности от D500 до D1200.

Керамзитобетон. Марки по средней плотности от D700 до D1800.

Текст слайда:

3. Тяжелые (марки по средней плотности более D2000 до D2500).
4. Особо тяжелые (марки по средней плотности более D2500).

Тяжелый бетон. Марки по средней плотности от D2000 до D2500.

Марка по средней плотности устанавливается для конструкций, к которым предъявляются требования по теплоизоляции.

Текст слайда:

Марка напрягающего бетона по самонапряжению (Sp) представляет собой значение предварительного напряжения в бетоне, МПа, создаваемого в результате его расширения при коэффициенте продольного армирования равного 0,01.
Диапазон значений – от Sp0,6 до Sp4.

Марка по самонапряжению устанавливают для самонапряженных конструкций.

Лекция 3. ДЕФОРМАТИВНОСТЬ БЕТОНА

При силовом воздействии продольные деформации сопровождаются поперечным расширением.

Начальный коэффициент поперечного расширения

(коэффициент Пуассона) соответствует 0,2.

Бетон упруго пластический материал – одновременно с упругими деформациями, которые восстанавливаются после снятия нагрузки, развиваются неупругие практически с момента нагружения.

По длительности действия нагрузки подразделяются:

– однократное загружение кратковременной нагрузкой;

- многократно-повторяющаяся нагрузка; -динамическая нагрузка.

2.Объемные деформации

Усадка - свойство бетона уменьшаться в объеме при твердении.

Набухание - увеличение в объеме при твердении в воде.

Усадка зависит от следующих факторов:

1) количества и вида цемента: чем больше

цемента, тем больше усадка

2) W/C : чем больше это соотношение, тем больше

3) крупности заполнителя: чем мельче заполнитель, тем больше усадка.

Деформации и напряженное состояние, вызванное усадкой:

б-в железобетонной раме

Усадка связана с физико-химическим процессом: -уменьшением объема цементного геля – потеря избыточной воды на испарение.

Усадка наиболее интенсивно происходит в начальный период твердения, затем затухает.

Чем меньше влажность, тем быстрее усадка. При сжатии усадка ускоряется.

При неравномерном высыхании происходит неравномерная усадка, тогда возникают начальные напряжения.

На поверхности быстрее высыхает – усадка больше; внутри – усадка медленнее, получается, что внешние слои растянуты, вследствие этого появляются усадочные трещины.

Уменьшить усадку:

- конструктивные меры: устройство усадочных швов – снижение размеров единовременно заливаемых конструкций; установка дополнительной арматуры;

Читайте также: