Прочность бетона в25 на растяжение

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

Прочность бетона зависит от многочисленных факторов: структуры, марки и вида цемента, водоцементного отношения, вида и прочности крупных и мелких заполнителей, вида напряженного состояния, формы и размеров образца, длительности загружения.

На прочность бетона большое влияние оказывает скорость загружения образцов. При замедленном их нагружении, прочность бетона оказывается на 10…15% меньше, чем при кратковременном статическом. При быстром загружении прочность бетона возрастает до 20 %.

Бетон имеет различную прочность при разных силовых воздействиях: сжатии, растяжении, изгибе, срезе. В связи с этим различают несколько характеристик прочности бетона: кубиковую и призменную прочность, прочность при растяжении, срезе и скалывании; прочность при многократных повторных нагрузках, прочность при кратковременном, длительном и динамическом действии нагрузок.

Кубиковая прочность

В железобетонных конструкциях бетон преимущественно используется для восприятия сжимающих напряжений. Поэтому за основную характеристику прочностных свойств бетона принята его прочность на осевое сжатие, устанавливаемая, как правило, путем испытания стандартных кубов размером 150×150×150 мм, испытанных при температуре (20 ± 2) °С через 28 дней твердения в нормальных условиях (температуре воздуха 15…20 °С и относительной влажности 90… 100%). Реже испытания проводят па цилиндрах диаметром (d) 100, 150, 200 и 300 мм с высотой h = 2d.

За кубиковую прочность бетона принимают временное сопротивление R эталонных кубов, определяемое по выражению:

где F – разрушающая нагрузка, Н;

А – средняя рабочая площадь образца, мм2;

α – переводный коэффициент, зависящий от размеров образца. С уменьшением размеров поперечного сечения коэффициент а уменьшается. Это объясняется изменением эффекта обоймы с изменением размеров образца и расстояния между его торцами.

Различное сопротивление сжатию образцов разной величины (и формы) объясняется влиянием сил трения, возникающих между гранями образца и опорными плитами пресса.

Вблизи опорных плит пресса силы трения, направленные внутрь, создают как бы обойму и тем самым увеличивают прочность образцов при сжатии. По мере удаления от торцов влияние сил трения уменьшается. Поэтому бетонный куб получает форму двух усеченных пирамид (рис.2, а). При отсутствии (или существенном уменьшении) сил трения характер разрушения меняется, происходит раскалывание куба по плоскостям, параллельным направлению действующей внешней нагрузки (рис.2, б).

Силы трения

Рис. 2. Характер разрушения бетонных кубов; а — при наличии трения по опорным плоскостям; б — при отсутствии трения по опорным плоскостям

Реальные железобетонные конструкции по своей форме значительно отличаются от кубов. Поэтому кубиковая прочность не может непосредственно характеризовать прочность сжатых участков железобетонных конструкций. Для этой цели используют другую характеристику — призменную прочность бетона.

Призменная прочность

Железобетонные конструкции по форме отличаются от кубов, поэтому кубиковая прочность бетона не может быть непосредственно использована в расчетах прочности элементов конструкции. Основной характеристикой прочности бетона сжатых элементов является призменная прочность. Под призменной прочностью σbu понимают временное сопротивление осевому сжатию призмы с отношением высоты призмы h к размеру а квадратного основания, равным 4.

В реальных конструкциях напряженное состояние бетона сжатой зоны приближается к напряженному состоянию призм. Образцы призматической формы, для которых влияние сил трения меньше, чем для кубов, при одинаковом поперечном сечении показывают меньшую прочность на сжатие. При отношении высоты призмы к стороне основания h /a > 4 влияние сил трения практически исчезает, и прочность становится постоянной и равной ≈ 0,75 R.

Прочность на осевое растяжение

Прочность бетона на осевое растяжение зависит от прочности при растяжении цементного камня и его сцепления с зернами крупного заполнителя.

Рис.3. Схемы испытаний образцов для определения прочности бетона на растяжение

Опытным путем она определяется испытаниями на разрыв образцов в виде восьмерок, на раскалывание образцов в виде цилиндров, кубов или на изгиб бетонных балочек.

Прочность бетона на осевое растяжение имеет сравнительно небольшое значение.

σbtu =0,1σbu …0,05 σbu

Ориентировочное значение σbt можно определить по эмпирической формуле Фере:

где γ = 0,8 – коэффициент для бетонов класса В25 и ниже, γ = 0,7 – для бетонов класса В30 и ниже

Прочность бетона при срезе и скалывании

Под чистым срезом понимают разделение элемента на части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы.

Под чистым скалыванием понимают взаимное смещение (сдвиг) частей элемента между собой под действием скалывающих (сдвигающих) усилий.

Железобетонные конструкции редко работают на чистый срез и скалывание. Обычно срез сопровождается действием продольных сил, а скалывание — действием поперечных сил.

Сопротивление срезу может возникать в шпоночных соединениях и у опор балок, а сопротивление скалыванию – при изгибе преднапряженных балок до появления в них наклонных трещин, если не обеспечена надежная связь между верхней и нижней частями бетона на опорах.

В нормах временное сопротивление срезу и скалыванию не приводится, и его принимают приблизительно равным 2σbtu

Прочность бетона при длительном действии нагрузки

Пределом длительного сопротивления бетона называют наибольшие статические неизменные во времени напряжения, которые он может выдерживать неограниченно долгое время без разрушения.

При длительном действии нагрузки бетонный образец разрушается при напряжениях, меньших, чем при кратковременной нагрузке. Это обусловлено влиянием развивающихся неупругих деформаций изменением структуры бетона.

При расчете прочности элементов в расчетное сопротивление бетона сжатиюRbи растяжениюRbt вводят коэффициент условия работы γb2 , учитывающий влияние на прочность бетона вероятной длительности действии я расчетных усилий и условий возрастания прочности бетона во времени.

Прочность бетона при многократном действии нагрузки

Под прочностью бетона при многократно повторных (подвижных или пульсирующих) нагрузках σf (предел выносливости бетона) понимают напряжение, при котором количество циклов нагрузки и разгрузки, необходимых для разрушения образца, составляет не менее 1 000 000.

Предел выносливости бетона связан с нижней границей образования микротрещин. Если многократно повторная нагрузка вызывает в бетоне напряжения, превышающие границы трещинообразования, то при большом количестве циклов наступает его разрушение.

Предел выносливости бетона σf определяют посредством умножения временных сопротивлений σbu иσbtu бетона на коэффициент условий работы бетона γb1.

Удаление и снос бетона

— Как удалить старый бетон

Следующее предназначено только для общего информационного использования. Это очень общий обзор процесса выдачи разрешений для проектов по сносу. Фактический процесс может широко варьироваться между регионами страны, округами и муниципалитетами.

Вы также найдете обзор распространенных методов и инструментов сноса. Сравните ваши варианты того, как снести существующий бетон, а также какое оборудование использовать. Кроме того, вы сможете найти информацию о безопасности и предупреждения о возможных опасностях во время сноса.

Бетон Информация о сносе

УСЛОВИЯ ВЫЗОВА БЕТОНА ДЛЯ СНЯТИЯ И ЗАМЕНЫ

Существуют определенные условия, при которых использование исправляющего состава и продукта для шлифовки приведет к кратковременному исправлению. В этих условиях исправление бетона перед повторной шлифовкой или нанесение декоративного покрытия будет пустой тратой времени и денег, поскольку поверхность или покрытие вскоре будут иметь те же характеристики, что и бетон, который вы пытались починить.

Эти условия включают в себя:

Глубокие, широко распространенные трещины , где произошло заселение. Это может быть связано с весом больших грузовиков, неправильной подготовкой подкласса, эрозией подкласса или по другим причинам.
Бетонные плиты, которые утонули , что может произойти, если подкласс не был подготовлен должным образом. Свободная грязь, возможно, использовалась для подкласса. Когда эта грязь оседает — иногда из-за разбрызгивателя или дождевой воды, идущей под бетоном — бетон не поддерживается и будет более подвержен погружению.Также возможно, что подкласс был уплотнен, а бетон подвергся чрезмерному весу, что привело к падению бетона.
Бетонные плиты с явными признаками морозного пучения . Морозные пучки очень распространены в холодном климате. Влага в земле замерзает и бетон поднимается вверх.
Бетонные плиты, которые имеют так много отколов или точечной коррозии на поверхности, что выгоднее заменить бетон, чем подготовить всю поверхность к повторной шлифовке и шлифовке бетона.

При любом из вышеперечисленных условий лучше снять и заменить бетон.

Найдите местных подрядчиков по бетону, которые могут вырвать ваш старый бетон и заменить его новым красивым декоративным бетоном.

Существует множество других причин, по которым необходимо удалять бетон в проекте:

Пристройка к коммерческому или жилому зданию требует удаления бетона, который мешает пристройке.
Удаляется вся конструкция, из которой бетон является частью конструкции.
Существует неисправная бетонная конструкция, которую владелец хочет вырвать и заменить.
Старый бордюр должен быть удален для улучшения улиц, расширения дорог и т. Д.

БЕТОННЫЕ МЕТОДЫ РАЗРУШЕНИЯ

Разрывное давление

Разрыв под давлением может использоваться в тех случаях, когда предпочтительным является относительно тихий, беспыльный контролируемый снос.

Как механическое, так и химическое разрушение под давлением расщепляют бетон либо с помощью расщепляющей машины, работающей на гидравлическом давлении, обеспечиваемом двигателем в случае механического разрушения, либо путем введения расширяющейся суспензии в заранее определенный рисунок скважин в случае химического взрыва.

Затем расщепленный бетон легко удаляется вручную или краном.

Гидравлическое и химическое разрывное давление разрушает бетонные конструкции с минимальным уровнем шума и летящих обломков. Оба метода работают путем приложения боковых сил к внутренним отверстиям, просверленным в бетоне, и могут выполнять практически любую работу, на которую способны другие методы разрушения. Однако, вместо того, чтобы разрушить мошенник

.Определено

сил — KN, KGF, DAN и разрывная нагрузка

Что означают килоньютон [кН] и деканьютон [даН]?

Ньютон (символ: N) является производной единицей силы Международной системы единиц (СИ). Он назван в честь Исаака Ньютона в знак признания его работ по классической механике, в частности по второму закону движения Ньютона. Он равен величине силы, необходимой для ускорения массы одного килограмма со скоростью один метр в секунду в секунду.

На поверхности Земли масса в 1 кг прилагает силу приблизительно 9,8 Н [вниз] (или 1,0 кгс силы; 1 кгс = 9,80665 Н по определению). Приближение в 1 кг, соответствующее 10 Н, иногда используется, как правило, в повседневной жизни и в технике. Обычно можно увидеть силы, выраженные в килоньютонах или кН, где 1 кН = 1000 Н.

1 килоньютон [кН] = 100 деканьютон [даН] = 1000 ньютон [н]

1 Деканьютон [даН] = 10 ньютонов [N]

1 Килограмм-сила [кгс] = 9.80665 N

Забавное эмпирическое правило, помогающее запомнить Ньютон: на земле ньютон [N] эквивалентен ~ 100 г; по совпадению речь идет о массе яблока. Таким образом, вы можете думать о ньютоне [N] как о том, что его бьют по голове яблоком.

килоньютонов часто используются для определения безопасных значений крепежа, анкеров и многого другого в строительной промышленности. Они также часто используются в технических характеристиках оборудования для парапланеризма, парамоторизма, дельтапланеризма и скалолазания (например,грамм. карабины и мейлоны). Безопасные рабочие нагрузки при измерениях напряжения и сдвига могут быть указаны в кН (килоньютонах).

1 кН равняется 101,97162 килограммам нагрузки, но умножение значения кН на 100 (т. Е. Использование слегка пессимистичного и более легкого для вычисления значения) является хорошим эмпирическим правилом.

Примеры…

«Прочность: 18 кН» = 1800 даН = около 1800 кг
«Разрушающее напряжение 1800 даН» = 18 кН = около 1800 кг
«Разрушающее напряжение 2000 даН» = 20 кН = около 2000 кг
«Разрушающая нагрузка 2500 кг» = около 25 кН = 2500 даН
«Разрушающее напряжение> 2500 даН» = 25 кН = около 2500 кг
«Гарантированная нагрузка 26 кН» = 2600 даН = около 2600 кг
«Разрушающая нагрузка 32 кН» = 3200 даН = около 3200 кг
«Прочность на разрыв 40 кН» = 4000 даН = около 4000 кг

Для получения дополнительной информации см. Ньютон (единица) — Википедия, бесплатная энциклопедия

Предел рабочей нагрузки (WLL) и минимальная разрывная нагрузка (MBL)

Предел рабочей нагрузки (WLL), также известный как Безопасная рабочая нагрузка (SWL) или Нормальная рабочая нагрузка (NWL), — это максимальная рабочая нагрузка, разработанная производителем.Это сила, которую часть подъемного оборудования, подъемного устройства или аксессуара может безопасно использовать для подъема, подвешивания или опускания массы, не опасаясь ее поломки.

WLL представляет собой силу, намного меньшую, чем та, которая требуется для отказа или подъема подъемного оборудования, что обычно называется минимальной разрывной нагрузкой (MBL) или минимальной прочностью на разрыв (MBS).

WLL обычно отмечается на оборудовании производителем и рассчитывается путем деления MBL на коэффициент безопасности (SF) i.е. WLL = MBL / SF.

SF часто равен 5 (5: 1, 5 до 1 или 1/5), хотя могут использоваться и другие значения, такие как 4, 6 и 10. Для парапланеризма, дельтапланеризма и парамоторного оборудования обычно используется SF 5, для пример.

Например, майон, имеющий MBL 2250 кг, будет иметь WLL 450 кг, если используется SF 5.

Другими словами, у майлона, у которого есть WLL 450 кг, будет MBL 2250 кг, если используется SF 5.

Источник

Эта статья написана в том числе для разъяснения связи между классом и маркой бетона и решения частого конфликта Заказчика и Подрядчика, когда испытания конструкции показывают меньшую среднюю прочность.

Каждый из нас, если он конечно не живет в глухой лесной деревне, постоянно сталкивается с бетоном. Это один из самых распространенных материалов, применяемых в современном строительстве. Он прочен, огнестоек, принимает любую форму, позволяет выполнять самые разнообразные конструкции. При этом его стоимость относительно низка, что делает его максимально удобным в строительстве.

Итак, какими параметрами обладает бетон, как определить подходит ли он для строительства например частного дома? Каждый, кто собирался строить себе дом или уже построил слышал наверняка о некоторых параметрах бетона. Если мы обратимся на завод по производству бетона, или, как он называется «Растворно-Бетонный узел», то мы получим стоимость бетона например B25W6F100.

Что означают эти цифры?

Первое: B25 — это класс бетона по прочности — основной параметр, контролируемый при производстве работ, обеспечивает необходимую прочность конструкции.

Давайте немного отвлечемся, что такое прочность какой-либо конструкции? Очевидно это некий параметр, который определяет нагрузку, которую может выдержать данный элемент. Для бетона (и не только для бетона) прочность определяется величиной давления, которое способен выдержать наш элемент без разрушения. Давление из курса школьной физики — это величина характеризующая отношение силы, приложенной к поверхности в перпендикулярном направлении к площади этой поверхности. «В чем сила брат…?» как известно в Ньютонах, но это в науке, а в технике частенько применяют так называемый килограмм Силы или КгС. Это величина приблизительно в 10 (точнее в 9,8) раз меньшая силы в Ньютонах. То есть 10 КгС, это 98 Н. Тогда давление в науке это Ньютоны, деленные на метры квадратные (Н/М2), ну а в технике это килограммы, деленные на сантиметры квадратные (Кгс/См2). Вот такая не стыковка. Для бетона все еще интереснее. Марка бетона по прочности считается как Кгс/См2, а вот класс — это Н/М2 или Па (Паскаль). Поскольку прочность бетона высокая, то класс бетона определяют в Мега Паскалях (МПа), то есть миллионах ньютонов на метр квадратный. Чувствуете… миллион Ньютонов это что-то порядка 100 000 кг на метр квадратный. Бетонный образец прочностью 1 МПа, на каждый свой метр квадратный поверхности готов воспринять 100 тыс. тонн.

Но на самом деле все немного, а точнее много сложнее. Бетон — это сложный минерал. Это кристаллический материал, кристаллогидрат, то есть соединение с водой. Да, бетон образует такой прочный материал именно в соединении с водой. Он не сохнет, как многие считают, а твердеет реагируя именно с водой. Потому бетонные конструкции после их первичного схватывания можно и нужно обильно увлажнять и недостаток воды может привести к растрескиванию или снижению прочности конструкции. А вон на этапе первоначального схватывания воды должно быть строго отмеренное количество, поэтому при заливке добавлять в бетон воду категорически нельзя.

Я не буду здесь расписывать все химические преобразования, которые происходят при твердении и наборе прочности, но скажу так. Первый этап — образуется некий каркас, объемная пространственная структура изделия и на этом соотношение цемента и воды должно быть строго выверенным. После чего этот каркас заполняется несколько иными соединениями и там именно недостаток воды будет снижать качество конструкции.

Для регулирования процессов образования кристаллогидратов в бетонной конструкции в бетон внедряют массу добавок, которые не вступая непосредственно в реакцию твердения регулируют ее прохождение, защищают например воду от замерзания при низких температурах позволяя бетону твердеть зимой, увеличивают подвижность бетонной смеси что позволяет заливать конструкции сложной формы, влияют на иные свойства, например на водонепроницаемость.

В свое время и, кстати не так давно на бетонных заводах применялось достаточно несложное оборудование. В бак смесителя почти «лопатами» закидывали исходные вещества (цемент, песок, щебень) лили воду, перемешивали, добавляли присадки — вот он готовый раствор. Поскольку качество готового бетона сильно зависит от точности дозирования компонентов и их качества, то на выходе мы получали бетон самой различной прочности. Завод выдавал разные марки бетона, но выдерживал некоторое среднее значение — так называемую марочную прочность. Производя анализ образцов, которые завод изготавливал из каждого «замеса» технологи получали некоторую статистическую величину, называемую коэффициентом вариации, которая характеризовала насколько сильно и часто возникали отклонения в прочности.

Не вдаваясь в математические и статистические вычисления можно представить это так:

Пусть мы сделали 1000 замесов, и получили 1000 образцов. Проверили прочность, получили разные результаты, вывели среднее значение — это как раз наша марка бетона. Потом подсчитали количество образцов прочность которых лежит в диапазоне например +/- 10 Кгс/См2. Их довольно много, посчитали сколько образцов имеет прочность от от 10 до 30 КгС/см2 выше средней, и так же ниже, потом 30-50, 50-70 и т.д. цифры прочностей взяты исключительно для примера и не несут никакой нагрузки. Построили некоторое распределение:

о горизонтальной оси — прочность, по вертикальной количество образцов в заданном диапазоне.

Теперь мы видим как распределяются наши образцы по прочности и какова вероятность того, что наш образец и конструкция выдержат такую нагрузку. Чем более точен технологический процесс на всей цепочке от завода изготовителя цемента, поставщика песка, и бетона, до строительной площадки, где бетон уложили в конструкцию, тем «острее» будет пик кривой и меньше вероятность получения некачественного конструктивного элемента.

А как же быть конструктору, какую прочность закладывать в расчет? Среднюю? Но разброс весьма велик. Зная теорию вероятности и статистику можно подсчитать вероятность того, что наш образец, ну и конструкция будет иметь достаточную прочность.

Это собственно и делают технологи завода, выдавая в качестве параметров нашего бетона не марку, а класс прочности, который обозначается ,буквой В, и характеризует прочность с гарантией 95%. То есть произведя массу статистических расчетов и обработок результатов испытаний завод гарантирует, что 95 процентов изделий будут иметь прочность выше, указанной в классе.

Если вы попробуете поискать в интернете методы определения прочности, то не имея математического образования вы гарантированно утонете в выкладках и расчетах. Мне кажется что некоторые авторы сами плохо понимают эти расчеты потому, что иногда они сами себе противоречат.

На самом деле все в принципе понятно и без математики.

Вот на картинке я выделил цветом ячейки, в которых находится именно 5%, то есть 50 образцов из 1000 прочность которых ниже, прочности, определяемой классом. Прекрасно видно, что чем точнее завод изготавливает бетон, чем «острее» пик распределения, тем меньше различий средней прочности полученной при испытании образцов и его прочности по классу.

Когда любимый Заказчик, получив от лаборатории результат испытаний нашей конструкции и увидев среднее значение меньшее, чем он нашел ну например вот в этой таблице:

Он легко найдет ее в интернете набрав поисковый запрос например связь марки, бетона, его средней прочности и марки. Приходит в неимоверное возбуждение и кричит, что необходимо срочно назначить экспертизу, произвести дополнительный расчет, доказать и показать, а проектировщики радостно потирают руки видя, что сейчас им будут платить, причем за счет Подрядчика. А работать им вовсе не надо, они-то в курсе, что класс бетона определяет именно прочность 95% образцов и именно на этой цифре выполняется прочностной расчет.

Я думаю, что тут конечно уместно напомнить, что данная таблица составлена исходя из коэффициента вариации 13,5%, именно такой показатель выдавали бетонный заводы 80-х. А потом показать паспорт бетона, с текущим коэффициентом вариации по данному заводу.

Коэффициент вариации выделен красным 7,1%.

Потом можно попросить предоставить статистический расчет, отражающий расчетное значение, средней прочности образца бетона при данном коэффициенте вариации. Ну и наконец для определения среднего значения нужно произвести серию испытаний, не менее ста, а лучше более. Вот если в этой серии выяснится несоответствие среднего значения полученному образцу или выявится превышение 5% количества образцов с прочностью ниже, чем предусмотрена классом. Вот тогда только и можно говорить о нарушении качества.

Обычно проектировщики быстренько выдают заключение о достаточности прочности, полученной в результате испытаний и работы продолжаются.

А это и правильно.

На этом экскурс в прочностные параметры бетона заканчиваю надеюсь я объяснил достаточно понятно и не очень занудно.

Источник