Главная / Про Бетон / Определение предела прочности бетона при сжатии

Определение предела прочности бетона при сжатии

Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру, устанавливая наличие дефектов в виде сколов ребер, раковин и инородных включений. Образцы, имеющие трещины, сколы ребер глубиной более 10 мм, раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм, а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси, испытанию нe подлежат. Наплывы бетона на ребрах опорных граней образцов должны быть удалены рашпилем.

Опорные грани образцов выбирают так, чтобы сжимающая нагрузка при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы.

Линейные размеры образцов замеряют с погрешностью 1 %. Массу образцов определяют взвешиванием с погрешностью 0,1 %. Плотность бетона вычисляют с погрешностью 1 кг/м 2 . Результаты обмера, взвешивания и подсчетов площадей, объемов и плотности каждое звено вносит в журнал.

Все образцы одной серии должны быть испытаны в расчетном возрасте в течение 1 ч. Шкалу силоизмерительного пресса выбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно быть в интервале 20. 80 % от максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой. Испытание образцов производят непрерывно со скоростью нагружения, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до полного разрушения в пределах 0,2. 1,0 МПa/c.

Время нагружения одного образца должно быть не менее 30 секунд.

Предел прочности при сжатии вычисляют с погрешностью 0,1 MПa с учетом масштабного коэффициента для приведения прочности бетона в образце к прочности бетона в базовых (марочных) образцах по формуле

где R _м– прочность марочных образцов, МПа; α – масштабный коэффициент (таблица 50); R_куб– кубиковая прочность бетона, МПа.

Таблица 50 – Масштабные коэффициенты для перевода кубиковой прочности к марочной прочности бетона

Масштабный коэффициент при определении R сж

По полученным значениям пределов прочности бетона при сжатии строится график зависимости прочности от В/Ц отношения и интерполяцией определяется В/Ц, обеспечивающее получение бетона проектной марки (класса).

Допускается определение оптимального В/Ц производить методом экстраполяции.

После определения оптимального В/Ц записать откорректированный состав бетона, обеспечивающий запроектированную марку по показателю прочности.

1 От чего зависит размер контрольных образцов бетона при определении предела прочности при сжатии?

1 От жесткости бетонной смеси

2 От удобоукладываемости бетонной смеси

3 От размеров бетонируемой конструкции

4 От наибольшей крупности заполнителя

2 Каковы условия твердения бетона при определении его марки?

1 28 суток хранения в воде при температуре 18. 22 C.

2 Сутки хранения на воздухе под влажной тканью и 27 суток хранения в воде при температуре 17. 23 ºC.

3 28 суток хранения на воздухе при температуре 18. 22 C и относительной влажности не менее 60 %.

4 28 суток хранения на воздухе при температуре 18. 22 C и относительной влажности не менее 95 %.

3 Почему при определении прочности бетона разрушающая нагрузка должна быть направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси?

1Так как не нужно выравнивать поверхности образцов.

2 Направление нагрузки не связано с направлением укладки бетонной смеси.

3 Так как требуется определить максимальную прочность бетона.

4 Так как требуется определить минимальную прочность бетона.

4 Как определяется марочная прочность бетона?

1 Испытанием на прессе трех образцов марочной формы и размеров после 28 суток твердения в воде при температуре 20 C.

2 Испытанием трех образцов марочной формы и размеров на прессе через 28 суток твердения при температуре 18. 22 C и относительной влажности воздуха не ниже 95 %.

3 Испытанием на прессе трех образцов-балочек 4х4х16 см на изгиб и сжатие через 28 суток твердения в воде при температуре 18…22 C.

4 Испытанием на прессе трех образцов-кубиков через 2 часа воздушного твердения.

5 Может ли прочность бетона быть больше марочной?

1 Может при благоприятных условиях твердения (положительная температура и высокая относительная влажность воздуха) и большей длительности твердения бетона.

2 Может только для бетона после тепловлажностной обработки с последующим твердением при температуре не менее 20 C и высокой влажности воздуха.

4 Может только для бетонов, подвергаемых тепловлажностной обработке.

6 Для чего нужно определять оптимальное В/Ц при корректировке состава бетона по прочности?

1 Для обеспечения удобоукладываемости бетонной смеси.

2 Для обеспечения марочной прочности бетона при минимальном расходе цемента и повышения однородности бетона по прочности и плотности.

3 Для достижения максимальной прочности бетона.

4 Для получения бетонов повышенной плотности и долговечности.

7 Какой масштабный коэффициент применяют для определения марки тяжелого бетона при испытании образцов-кубов 15 х 15 см?

8 Как влияет изменение В/Ц на прочность бетона при прочих равных условиях?

2 Обратно пропорционально.

3 Существует оптимальное значение В/Ц.

4 В/Ц не влияет на прочность бетона.

9 Если бетон после формования высушить, наберет ли он марочную прочность?

1 Прочность будет выше марочной, так как часть воды испарится и понизится В/Ц.

2 Марочная прочность будет достигнута, так как наряду со снижением В/Ц повысится его плотность.

3 Прочность бетона будет достигнута на момент высушивания.

4 Прочность бетона будет ниже марочной, так как уменьшится степень гидратации цемента и повысится пористость бетона.

Полимербетоны – бетоны, в которые вводится заметное количество полимеров, создающих в структуре полимерную фазу, влияющую на строение и свойства композита.

Они делятся на следующие виды:

– полимерные бетоны изготавливаются только на полимерном вяжущем;

– бетонополимеры получают пропиткой полимером готового железобетонного изделия;

– цементно-полимерные бетоны, в которых основным вяжущим является цемент, а полимер в количестве от 1 до 5 % дополняет структуру;

– бетоны, содержащие полимерные материалы – заполнители, фибру, микронаполнители.

Полимербетоны обязательно включают полимерное связующее (5…10 %) – эпоксидные, фурановые, полиэфирные и др. смолы, неорганические заполнители с плотной упаковкой – песок, щебень (90…95 %), а также тонкомолотые наполнители (1…5 %) – кварцевая, карбонатная и диабазовая мука, и пластификаторы (1…5 %).

Большинство смол отверждаются при введении катализаторов. Для эпоксидных смол ЭД-16, ЭД-22, ЭД-20 это ПЭПА (10…15 %), для фурановых это сульфокислоты ФА (20…30 %), для полиэфирных ПН-1, ПН-3, и полиэфиракрилатных МГФ-9, ТМГФ-11 это перекись бензоила, циклогексанон и др.

С повышением температуры скорость отверждения возрастает. Для повышения деформативных свойств в состав смолы вводят добавки пластификаторы – для ЭД ДБФ 15…20 %. Расход смол равен объему пустот в микронаполнителе +10…20 % для обеспечения требуемой подвижности.

Приготовление полимербетонных смесей производят при нормальной температуре в скоростных смесителях, смесь затем быстро укладывается в качественно смазанную форму и виброуплотняется. После тепловой обработке или выдержки при нормальной температуре полимербетон набирает свойства.

Для полимербетонов характерны высокие механические свойства, прочность при сжатии до 100 МПа, при растяжении до 12 МПа, высокая химическая стойкость, водонепроницаемость, низкая истираемость и т.д. Однако стоимость полимерных бетонов в 4…17 раз выше, чем обычного бетона.

Цементно-полимерные бетоны содержат в качестве основного вяжущего цемент с добавлением 1…5 % от массы цемента полимеров в виде эмульсий или водорастворимых смол. При этом происходит рост прочности на 20…30 %, водонепроницаемости на 3…4 марки, морозостойкости, деформативности и т.д. в сравнении с исходным цементным бетоном. В качестве эмульсий могут применяться латексы СКС и др., ПВА, акрилаты в комплексе со стабилизаторами и инициаторами твердения. В качестве водорастворимых смол используют ДЭГ-1, ТЭГ-17, С-89, фуриловый спирт и др. в комплексе с отвердителем.

Такие бетоны обладают самой низкой стоимостью из всех видов полимербетонов за счет небольшого содержания полимеров, и повышенной эффективностью.

Бетонополимеры получают путем сушки, вакуумирования и пропитки мономерами с их последующей полимеризацией. За счет заполнения пор бетона изменяются свойства его структуры. Повышается коррозионная стойкость, повышается прочность до 200 МПа (в 2…10 раз) и т.д. Полимер, отвержденный в порах бетона работает как дисперсная арматура при условии хорошего сцепления с цементной матрицей.

Для пропитки могут использоваться различные материалы с оптимальной вязкостью. При высокой вязкости не пропитываются мелкие поры, при низкой – мономер не удерживается в крупных порах. При необходимости закрыть доступ воды и газов в тело бетона, он пропитывается органическими жидкостями типа петролатума, битума. Последующая обработка не требуется, а глубина пропитки составляет 1…3 см. Для изменения структуры и свойств используют жидкие мономеры – метилметакрилат, стирол, эпоксидные полимеры и др с последующим отверждением под действием высоких температур (70…120 о С) или инициаторов твердения. Глубина пропитки достигает 10…20 см, для полной пропитки требуется мономера 2…5 % от массы бетона. Иногда применяют пропитку бетона мономерным газом (стирольный), который при последующей обработке также полимеризуется в порах.

Полимербетоны подразделяются на 3 вида:

– полимерные бетоны, в которых связующим является полимер;

– цементно-полимерные бетоны, в которых полимер играет роль дополнительного связующего, а основным вяжущим является портландцемент;

– бетонополимеры, технология для которых подразумевает пропитку открытой пористости рядового бетона полимерами.

– изучить принципы получения и свойства полимерных и цементно-полимерных бетонов;

– определить влияние дозировки водорастворимого полимера на свойства цементно-полимерных растворных смесей и растворов;

– определить влияние соотношения «связующее-наполнитель» на свойства полимербетона на эпоксидном связующем.

Порядок выполнения работы

1 Оценка свойств цементно-полимерной смеси и изготовление образцов цементно-полимерного бетона

1 звено приготовляет цементно-песчаную смесь состава 1:2 в количестве 1500 г. Затем в нее вводится вода до консистенции соответствующей диметру расплыва на встряхивающем столике 170±5 мм согласно методике определения водопотребности песка (работа № 9). Из полученной смеси методом виброуплотнения формуются образцы-балочки 4х4х16 см (работа № 7).

2, 3 и 4 звено изготавливают смеси того же состава, но с добавлением 1; 1,5 и 2% от массы цемента водорастворимого полимера ДЭГ-1 с заранее введенным отвердителем ПЭПА (полиэтиленполиамин) (в количестве 10 % от массы смолы). Для всех смесей определяется диаметр расплыва на встряхивающем столике и формуются образцы-балочки 4х4х16 см.

Образцы с формами помещаются в камеру нормального твердения до набора распалубочной прочности.

По результатам выполнения 1 этапа необходимо построить зависимости расплыва конуса растворных смесей от дозировки водорастворимого полимера и сделать заключение о влиянии полимера на подвижность растворных смесей.

источник

Определение предварительного состава тяжелого бетона

Цель:Определение удобоукладываемости бетонной смеси, корректировка состава, определение расхода материалов, коэффициент выхода бетона, определение марки бетона (ГОСТ 10180-90).

Прочность бетона характеризуется классом или маркой. Класс бетона представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона (МПа×10).

Класс и марку определяют чаще всего в возрасте 28 сут., хотя в зависимости от времени нагружения конструкций могут и в другом возрасте. Классы назначают при проектировании конструкций с учетом требований стандарта СЭВ 1406-78, марки- без учета требований этого стандарта.

По прочности на сжатие тяжелый бетон подразделяется на классы: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В65; В75; В80 или марки: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М600; М700; М800, легкий – на классы: В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В17,5; В20; В22,5; В25; В30 или марки: М35; М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500.

Между средней прочностью R_b и классом бетона В при коэффициенте вариации V=0,135 иммется зависимость:

Оборудования и материалы: проба бетонной смеси, формы для изготовления образцов, гидравлический пресс, штангенциркуль, стальной стержень диаметром 16 мм, кельма, секундомер, лабораторная виброплощадка, камера нормального твердения.

Проведение испытаний. Прочность бетона при сжатии определяют испытанием серии образцов-кубов с размерами ребер 70, 100, 150, 200 и 300 мм или цилиндров диаметром 70, 100, 150 и 200 мм с высотой, равной двум диаметрам. Размеры образцов зависят от крупности щебня (гравия) и принимаются по таблице 1. За эталон принят куб с ребром 150 мм.

При испытании конструкционно- теплоизоляционного бетона на пористых заполнителях изготавливают образцы с наименьшим размером 150 мм независимо от крупности заполнителя.

Размеры образцов в зависимости от крупности щебня (гравия)

Наибольшая крупность зерен щебня (гравия), мм	Наименьший размер образцов, мм
Ребро куба	Диаметр цилиндра
—

Количество образцов в серии зависит от внутри серийного коэффициента вариации и принимается: ≥ 2 при V_з≤5%, 3-4 при 8>V_з>5 и 6- при V_з>8.

Формы заполняют бетонной смесью слоями по высоте не более 100 мм и независимо от удобоукладываемости штыкуют стержнем диаметром 16 мм от краев к середине формы из расчета один нажим на 10см 2 верхней открытой поверхности.

Бетонные смеси с подвижностью менее 10 см и жесткостью менее 11 с дополнительно уплотняют вибрированием на лабораторной площадке с частотой колебаний 2900±100 и амплитудой 0,5±0,05, причем форма с бетонной смесью должна быть закреплена жестко. Вибрируют до полного уплотнения и прекращают, когда поверхность бетона выравнивается, на ней появится тонкий слой цементного теста и прекратятся выделятся пузырьки воздуха. Поверхность образца заглаживают.

При изготовлении образцов из бетонной смеси жесткостью более 11 с смесь уплотняют вибрированием на виброплощадке с пригрузом, обеспечивающим давление, принятое на производстве, но не менее 0,004 МПа. Бетонной смесью заполняют форму с некоторым избытком, примерно до половины высоты насадки, укладывают сверху пригруз и встряхивают до прекращения оседания пригруза и еще дополнительно 5-10 с.

Образцы для твердения в условиях нормальной влажности вначале хранят в формах, покрытых влажной тканью, при температуре (20±5) 0 С. Для бетонов классов В7,5 и выше их освобождают от форм не ранее чем через 24ч, классов В5 и ниже- через 48-72 ч и затем помещают в камеру с температурой (20±3) 0 С и относительной влажностью воздуха (95±5) 0 С.

Испытания на сжатие выполняют на гидравлическом прессе с точностью показаний ±2%. Пресс должен иметь шаровую опору на одной из опорных плит. Шкалу силоизмерителя пресса выбирают из условия, что разрушающая нагрузка должна находится в интервале 20-80% от максимальной, допускаемой шкалой. Нагрузка должна возрастать непрерывна и равномерно со скоростью (0,6±0,4) МПа/с до разрушения образца.

Образцы – кубы испытывают таким образом, чтобы сжимающая сила была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы, при испытании образцов-цилиндров- перпендикулярно слоям укладки. Далее определяют площадь сдавливания, для чего замеряют размеры образцов с точностью до 1%.

В образцах- кубах каждый линейный размер вычисляют как среднее арифметическое значение из двух измерений посредине противоположных граней. Диаметр образца – цилиндра определяют как среднее арифметическое значение результатов четырех измерений (по два взаимно перпендикулярных измерения диаметра на каждом торце).

Обработка результатов. Предел прочности отдельного образца при сжатии определяют по формуле:

где R_b_._c— предел прочности бетона при сжатии, МПа; Р- разрушающая нагрузка, Н; F- площадь образца, м 2 ; α— масштабный коэффициент для перевода к прочности образца- куба с ребром 15 см, который допускается принимать по Таблице 11.2.

Предел прочности бетона определяют как среднее арифметическое значение пределов прочности испытанных образцов. Результаты испытания записывают в Таблицу 11.3

Таблица 11.2Значения масштабных коэффициентов

Форма и номинальный размер образцов, мм	Минимальное значение масштабных коэффициентов
При испытании на сжатие σ	При испытании на растяжение σ
Кубы с ребром:
0,85	0,85
0,95	0,92
1,00	1,00
1,05	1,08
1,10
Цилиндры диаметром с высотой:
100×200	1,16
150×300	1,20
200×400	1,24
300×600	1,28

Таблица 11.3Определение прочности бетона при сжатии

Дата добавления: 2014-12-16 ; Просмотров: 1446 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Между средней прочностью R_b и классом бетона В при коэффициенте вариации V=0,135 иммется зависимость:

Размеры образцов в зависимости от крупности щебня (гравия)

Наибольшая крупность зерен щебня (гравия), мм

Наименьший размер образцов, мм

Обработка результатов. Предел прочности отдельного образца при сжатии определяют по формуле:

где R_b_._c— предел прочности бетона при сжатии, МПа; Р- разрушающая нагрузка, Н; F- площадь образца, м 2 ; α— масштабный коэффициент для перевода к прочности образца- куба с ребром 15 см, который допускается принимать по Таблице 11.2.

Таблица 11.2Значения масштабных коэффициентов

Форма и номинальный размер образцов, мм

Минимальное значение масштабных коэффициентов

источник

Предел прочности бетона на сжатие обычно определяют на образцах кубической формы с размерами грани 70, 100, 150, 200, З00 мм; а также на образцах цилиндрической формы диаметром 70, 100, 150, 200 мм и высотой или . Размеры образцов выбирают в зависимости от максимального размера зерен заполнителя. Максимальный размер зерен заполнителя должен быть не более 1/4 размера грани куба или диаметра цилиндра. Образцы испытывают сериями по три образца.

Перед формованием внутреннюю поверхность металлических форм смазывают тонким слоем машинного масла. Уплотнение бетонной смеси при изготовлении образцов осуществляют способом, принятым в технологии производства изделий. При невозможности выполнения этого условия, образцы формуют следующим образом. Укладку бетонной смеси и ее уплотнение производят штыкованием с помощью металлического стержня диаметром 16 мм. Количество штыкований определяется из расчета 10 штыкований на каждые 100 см 2 площади образца.

При уплотнении бетонной смеси с подвижностью менее 10 см или жесткостью до 11с форму закрепляют на лабораторном вибростоле с помощью металлических зажимов. Форму заполняют бетонной смесью с избытком и включают вибростол. Вибрирование продолжают до тех пор, пока смесь полностью не заполнит форму с образованием на поверхности цементного молока.

При изготовлении образцов из бетонной смеси жесткостью 11 с и более, на форме закрепляют насадку. Форму с насадкой жестко закрепляют на виброплощадке и устанавливают на поверхность смеси пригруз, обеспечивающий давление (4±0,5) кПа, и вибрируют до прекращения оседания пригруза, плюс дополнительно 5-10 с.

Затем излишек бетонной смеси срезают металлической линейкой, и поверхность образца сглаживают кельмой. При определении пределов прочности на сжатие товарного бетона поверхность образцов закрывают влажной тканью, выдерживают в комнате при температуре воздуха (20±3)°С не менее 24 часов, а затем распалубливают и помещают в камеру нормального твердения. Если предусмотрено тепловлажностное ускоренное твердение бетона, то образцы в формах помещают в пропарочную камеру и подвергают тепловлажностной обработке по заданному режиму. Чаще всего образцы подвергают твердению вместе с изделиями в идентичных условиях.

Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру (дефектные образцы испытаниям не подлежат), взвешивают, определяют среднюю плотность. Среднее значение средней плотности бетона округляют до десяти кг/м 3 . Испытуемый образец устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса так, чтобы направление разрушающей силы было параллельно слоям бетонной смеси при ее уплотнении. Нарастание нагрузки на образец должно быть постепенным. Скорость нарастания нагрузки должна быть в пределах (0,6±0,4) МПа в секунду.

Предел прочности бетона, МПа (кгс/см 2 ), выражают по формуле

, (40)

где Р – разрушающая сила, Н (кгс); F — площадь поперечного сечения образца, мм 2 (см 2 ); — масштабный коэффициент.

Значения масштабных коэффициентов выбирают из таблицы 10 в зависимости от размеров испытуемых образцов.

Значения масштабных коэффициентов для приведения прочности

тяжелого бетона к прочности бетона в образцах базового размера

Длина ребра куба, мм	Значение коэффициентов
0,85 0,95 1,00 1,05 1,10

После вычисления предела прочности отдельных образцов рассчитывают среднее арифметическое значение предела прочности в данной серии образцов: из двух образцов ─ по двум образцам; из трех образцов ─ по двум наибольшим по прочности образцам.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8558 — | 7381 — или читать все.

178.45.150.72 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

Рисунок 4 — Погрешности расположения плоскостей действия нагрузки при испытании на растяжение при раскалывании

7.4.2 С помощью держателя или временных опор проверяют, чтобы образец был отцентрирован при первоначальном приложении нагрузки. Нагружение проводят при постоянной скорости нарастания нагрузки (0,05±0,01) МПа/с.

Для равномерной передачи усилия на образец между стальной колющей прокладкой и поверхностью образца-куба или между опорными плитами испытательной машины и поверхностью образца-цилиндра устанавливают прокладку из фанеры (используют не более двух раз) или картона (используют не более одного раза) длиной не менее длины образца, шириной (15±1) мм и толщиной (4±1) мм.

7.4.3 Результаты испытания не учитывают, если плоскость разрушения образца наклонена к вертикальной плоскости более чем на 15° (см. рисунок 4).

7.5 Испытание на осевое растяжение

7.5.1 Образец закрепляют в разрывной машине по одной из схем, приведенных в приложении К, и нагружают до разрушения при постоянной скорости нарастания нагрузки (0,05±0,01) МПа/с.

7.5.2 Результат испытаний не учитывают, если разрушение образца произошло не в рабочей зоне или плоскость разрушения образца наклонена к его горизонтальной оси более чем на 15°.

8.1 Прочность бетона на сжатие , МПа, вычисляют с точностью до 0,1 МПа по формуле

Прочность бетона на осевое растяжение , растяжение при раскалывании , растяжение при изгибе , МПа, вычисляют с точностью до 0,01 МПа по формулам:

где — разрушающая нагрузка, Н;

— площадь рабочего сечения образца, мм ;

, , — ширина, высота поперечного сечения призмы и расстояние между опорами соответственно при испытании образцов на растяжение при изгибе, мм;

, , , — масштабные коэффициенты для приведения прочности бетона к прочности бетона в образцах базовых размера и формы;

— поправочный коэффициент для ячеистого бетона, учитывающий влажность образцов в момент испытания.

8.2 Значения масштабных коэффициентов , , и определяют экспериментально по приложению Л. Допускается значения масштабных коэффициентов для отдельных видов бетонов принимать по таблице 4.

Таблица 4 — Масштабные коэффициенты

Форма и размеры образца, мм

Масштабные коэффициенты при испытании

источник

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;

 вид напряженного состояния и длительность воздействия.

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

Различают кубиковую (R) и призменную (Rb) 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 Rb- временное сопротивление осевому сжатию бетонных призм. Опыты на бетонных призмах со стороной основанияаи высотойhпоказали, 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 значениеRb становится почти стабильным и равным примерно0.75R.

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:

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

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 Rsh  2Rbt;

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 большеRbt.

Определение прочности бетона на сжатие проводят путем испытаний образцов установленной формы согласно ГОСТ 10180-78, соответствующий международному стандарту ИСО 1920-76. Проектную марку бетона по прочности на сжатие контролируют путем испытания стандартных бетонных образцов: для монолитных конструкций — в возрасте 28 сут, для сборных конструкций — в сроки, установленные для данного вида изделий стандартом или техническими условиями.

Проектную марку бетона монолитных конструкций разрешается устанавливать при специальном обосновании в возрасте 90 или 180 сут в зависимости от сроков загружения, что позволяет экономить цемент.

Рисунок-1.Определение прочности бетона ( восьмерка)

Методы определения прочности бетона на сжатие и растяжение регламентированы ГОСТ 10180 — 78, который соответствует международному стандарту ИСО 1920 — 76 и в котором учтены рекомендации СЭВ по стандартизации. Прочность бетона определяют путем испытания образцов, форма и размеры которых указаны в таблицу-1. Таблица -1. Форма и размеры бетонных образцов

Рисунок-2. Определение прочности бетона: призма и устройство для испытания ее на растяжение при изгибе:

1 — каток; 2 — качающийся цилиндрический шарнир; 3 — шаровой шарнир; 4 — траверса;

Рисунок-3. Схема испытаний на растяжение при раскалывании:

1 — образец (куб или цилиндр); 2 — плита пресса; 3 — полуцилиндр Наименьший размер образца (ребра куба, диаметра цилиндра, стороны поперечного сечения призмы) принимают в зависимости от наибольшей крупности заполнителя в пробе бетонной смеси:

Таблица-2. Наибольший диаметр заполнителя в зависимости от наименьшего размера образца.

Образцы изготовляют сериями.Серия, как правило, состоит из грех образцов. Для изготовления контрольных образцов отбирают пробу бетонной смеси из средней части замеса или порции смеси. Бетонную смесь уплотняют в формах на лабораторной виброплощадке типа 435А (вертикальные колебания частотой 2900± 100 кол ./мин и амплитуда 0,5 ± 0,05 мм). Изготовленные образцы хранят не менее 24 ч в формах, покрытых влажной тканью, на воздухе с температурой 20±2°С, затем распалубленные образцы помещают в камеру «нормального твердения», в которой поддерживается относительная влажность воздуха не ниже 95% и температура 20 ± 2°С.

Прочность бетона вычисляют для каждого образца по формулам:

На осевое растяжение: Rp=ℜm(P/F)ℜw;

На растяжение при раскалывании Rp.p=ℜm(2P/πF)ℜw;

На растяжение при изгибе: Rp.и=ℜm(Pl/ab²)ℜw;

где R-прочность бетона на сжатие; Rp-прочность бетона на осевое растяжение; Rp.p-прочность бетона на растяжение при раскалывании; Rp.и-прочность бетона на растяжение при изгибе; P-разрушающая нагрузка; F-средняя площадь рабочего сечения образца; a,b,l-соответственно ширина и высота призмы и расстояние между опорами при испытании образцов на растяжение при изгибе; ℜм-масштабный коэффициент прочности бетона; ℜw-поправочный коэффициент, учитывающий влажность бетона образца; для всех видов бетона( кроме ячеистого) ℜw=1, для ячеистого бетона ℜw принимают в зависимости от влажности:

Таблица-3. Величина ℜw в зависимости от влажности ячеистых бетонов по массе

Поскольку образцы могут быть разной формы и размера, показатели прочности приводят к кубиковой прочности базового образца размером 15X15X15 см умножением на масштабный коэффициент (таблица-4).

Таблица -4. Минимальные значения масштабного коэффициента

Примечание. Для ячеистого бетона плотностью менее 400 кг/м³ масштабный коэффициент для образцов всех размеров и формы принимают равным 1.

Предел прочности при растяжении возрастает при повышении марки бетона, по прочности при сжатии (рисунок-4), однако увеличение сопротивления растяжению замедляется в области высокопрочных бетонов.

Рисунок-4. Зависимость предела прочности бетона при растяжении от его марки:

1 — осевое растяжение; 2 — растяжение при изгибе Поэтому прочность бетона при растяжении составляет 1/10 — 1/17 предела прочности при сжатии, а предел прочности при изгибе — 1/6 — 1/10.

1. Чем бетонная смесь отличается от бетона?

2. Какими показателями характеризуют удобоукладываемость бетонной смеси?

3. На какие группы и марки разделяют бетонные смеси по удобоукладываемости?

4. Как определяют подвижность бетонной смеси?

5. Для каких бетонных смесей и как определяют жесткость?

6. Как определяют жесткость бетонной смеси упрощенным способом и как в этом случае соотносится показатель жесткости с показателем, определенным на стандартном приборе?

7. В каких единицах выражают показатели удобоукладываемости бетонной смеси?

Определение свойств тяжелого бетона

Качество тяжелого бетона характеризуют классами и марками по прочности при сжатии и изгибе, марками по морозостойкости и водонепроницаемости. Класс бетона по прочности на сжатие определяют величиной гарантированного предела прочности на сжатие в МПа с обеспеченностью 0,95 образцов бетона базового размера (кубов с ребром 15x15x15 см) в возрасте 28 суток. Бетоны подразделяют на классы:В3,5;В5;В7,5;В10;В12,5;В15;В20;В25;В30;В35;В40;В45;В50;В55;В60,В 65;В 70;В 75;В80.

На производстве контролируют среднюю прочность бетона на сжатие или марку бетона по прочности на сжатие. Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие, средней прочностью на сжатие и марками по прочности на сжатие приведены в таблице 3.14.

Таблица 3.14. Классы, марки и средняя прочность бетона на сжатие

Класс бетона по прочности на сжатие

Средняя прочность бетона данного класса, МПа

Ближайшая марка бетона по прочности на сжатие

Для тяжелых бетонов, применяемых в строительстве дорог и аэродромов, устанавливаются классы и марки бетона по прочности при изгибе.

Для бетонов конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации по переменному замораживанию и оттаиванию, назначают следующие марки по морозостойкости: F50;F75;F100;F150;F200;F300;F400;F500;F600;

Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости или повышенной плотности и коррозионной стойкости, назначают марки по водонепроницаемости. Марки тяжелого бетона по водонепроницаемости: W2;W4;W6;W8;W10;W 12;W16;W18;W20.

Предел прочности бетона на сжатие обычно определяют на образцах кубической формы с размерами грани 70, 100, 150, 200, З00 мм; а также на образцах цилиндрической формы диаметром 70, 100, 150, 200 мм и высотой или. Размеры образцов выбирают в зависимости от максимального размера зерен заполнителя. Максимальный размер зерен заполнителя должен быть не более 1/4 размера грани куба или диаметра цилиндра. Образцы испытывают сериями по три образца.

При изготовлении образцов из бетонной смеси жесткостью 11 с и более, на формезакрепляют насадку. Форму с насадкой жестко закрепляют на виброплощадке и устанавливают на поверхность смеси пригруз, обеспечивающий давление (40,5) кПа, и вибрируют до прекращения оседания пригруза, плюс дополнительно 5-10 с.

Затем излишек бетонной смеси срезают металлической линейкой, и поверхность образца сглаживают кельмой. При определении пределов прочности на сжатие товарного бетона поверхность образцов закрывают влажной тканью, выдерживают в комнате при температуре воздуха (203)С не менее 24 часов, а затем распалубливают и помещают в камеру нормального твердения. Если предусмотрено тепловлажностное ускоренное твердение бетона, то образцы в формах помещают в пропарочную камеру и подвергают тепловлажностной обработке по заданному режиму. Чаще всего образцы подвергают твердению вместе с изделиями в идентичных условиях.

Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру (дефектные образцы испытаниям не подлежат), взвешивают, определяют среднюю плотность. Среднее значение средней плотности бетона округляют до десяти кг/м3. Испытуемый образец устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса так, чтобы направление разрушающей силы было параллельно слоям бетонной смеси при ее уплотнении. Нарастание нагрузки на образец должно быть постепенным. Скорость нарастания нагрузки должна быть в пределах (0,60,4) МПа в секунду.

Предел прочности бетона в МПа (кгс/см2) вычисляют по формуле

, (3.9)

где Р– разрушающая сила, Н (кгс);F — площадь поперечного сечения образца, мм2(см2);— масштабный коэффициент.

Значения масштабных коэффициентов выбирают из табл.3.15 в зависимости от размеров испытуемых образцов.

Таблица 3.15. Значения масштабных коэффициентов для приведения прочности тяжелого бетона к прочности бетона в образцах базового размера

источник

18 Авг 2019 admin 8