10. Прочностные свойства бетона.

Прочность бетона при сжатии. Значения по результатам испытаний контрольных образцов вычисляют по следующим формулам.

Кубиковая прочность бетона при сжатии

_i=N/A=N/a²

где а=15 см — ребро стандартного куба.

Прочность бетона при сжатии можно определить также испытанием образцов-цилиндров диаметром 15см и высотой 30 см.

Так как железобетонные конструкции по форме и размерам отличаются от кубов, то кубиковую прочность бетона нельзя непосредственно использовать в расчетах прочности элементов конструкций. Основной характери­стикой прочности бетона сжатию элементов является. Призменная прочность R_bn, которая определяется по формуле и обычно составляет 0,75 кубиковой прочности:

R_bn=0,75R при h/a=4.

Призменная прочность бетона при сжатии в значи­тельной степени зависит от отношения высоты призмы h к стороне основания а; при уменьшении h/a значение R_bn возрастает, при увеличении h/a значение R_bn умень­шается; при h/a=4-r-7 значение R_bn почти не изменяется, поэтому стандартные призмы бето­на изготовляют обычно с отношением h/a=4.

Прочность бетона при растяжении. Временное сопро­тивление бетона осевому растяжению R_btn можно вы­числить по эмпирической формуле в зависимости от ку­биковой прочности бетона при сжатии R:

R_btn=0,5

Более точные значения R_btn находят испытанием на разрыв образцов бетона в виде восьмерок на раскалывание образцов-кубов или цилиндров, на изгиб бетонных балок..

При осевом растяжении образцов в виде восьмерки R_btn=N/A. При испытании балок вре­менное сопротивление бетона осевому растяжению вы­числяют по разрушающему моменту М:

R_btn=М /W=3.5М/bh²,

где W==bh²/6 — момент сопротивления прямоугольного поперечного сечения балки шириной b и высотой h; у= 1,7 — множитель, учитывающий криволинейный характер эпюры напряжений в бетоне растянутой зоны.

Прочность бетона при срезе и скалывании. Временное сопротивление бетона при срезе R_sh в случаях, когда не проводят специальных испытаний, можно определять по эмпирической формуле

R_sh= 0,7 . или R_sh=2R_bt.

Согласно опытным данным, временное сопротивление скалыванию бетона при изгибе R_sh в 1,5—2 раза больше R_bt.

В расчетах прочности железобетонных конструкций - учитывают также влияние на прочность бетона длитель ности действия нагрузки (при осевом сжатии Rid=0,9Rb), воздействие многократно повторных нагрузок (наименьший предел выносливости бетона R_r=0,5Rb), динамическое упрочнение бетона при возникающей вследствие ударных и взрывных воздействий динамической нагрузке большой интенсивности, но малой продолжительности. Временное сопротивление бетона сжатию при большой динамической нагрузке

Rd=k_d R_b

где kd — коэффициент динамического упрочнения бетона, зависящий от времени нагружения образца.

11 Объемные деформации бетона.

Усадка и набухание. Под усадкой в общем случае принято понимать объемное сокращение бетона в результате физико-химических процессов, происходящих при взаимодействии цемента с водой. Усадку бетона рассматривают как свойства микроструктуры твердеющего цементного камня. Величина деформации усадки во времени зависит от многих факторов. Усадку подразделяют: химическая усадка, связанная с потерей воды; физическая усадка, связанная с потерей свободной влаги бетона.