3.1.3. Классы и марки бетона.

Свойства бетона изменяются в достаточно широких пределах, поэтому показатель прочности задают с определенным запасом надежности.

Класс бетона по прочности на сжатие устанавливают по результатам испытаний бетонных кубиков с ребром 15 см после 28 суточного их выдерживания при температуре 20 2 ^оC и относительной влажности среды не ниже 95%.

Для бетонных и железобетонных конструкций из обычного тяжелого бетона предусматриваются следующие классы по прочности на сжатие : 3,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20 … 60.

Классы бетона по прочности на растяжение устанавливаются: B_t0,8; B_t1,2; B_t1,6; B_t2; B_t2,4; B_t2,8; B_t3,2.

Марка бетона соответствует средней плотности бетона в высушенном состоянии, кг/м³ :

• легкие бетоны Д800, Д900, Д1000,…, Д2000 (через 100 единиц);

• облегченные Д2000,Д2100, Д2200;

• тяжелые > Д2200.

Марки бетона также различают по морозостойкости и водонепроницаемости.

3.2. Арматура

Как уже отмечалось, бетон имеет прочность на растяжение во много раз меньше, чем на сжатие. Поэтому в те бетонные конструкции, которые при работе будут подвергаться растягивающим усилиям, изгибу или сдвигу, вводят каркас из стальной арматуры (рис.15).

Рис.15. Изгиб железобетонной балки

1) Бетонная балка; 2) стальная арматура; 3) трещины в растянутом бетоне

Арматура железобетонных конструкций по своему назначению подразделяется на следующую:

• рабочие стержни – для восприятия действующих усилий; площадь поперечных сечений определяется расчетом по предельным состояниям;

• монтажные стержни – для образования из отдельных стержней армированных сеток и каркасов; устанавливается исходя из конструктивных соображений.

В зависимости от технологии изготовления арматуры различают:

• стержневую горячекатаную;

• проволочную холоднотянутую.

Стержневая арматура после проката может быть подвергнута упрочняющей термической обработке или механическому воздействию (вытяжке, сплющиванию и т.д.) для образования наклепа с более высокими прочностными свойствами.

В зависимости от характера поверхности арматуры различают:

• гладкую;

• периодического профиля (для улучшения сцепления с бетоном).

Для изготовления арматуры используется мягкая, твердая и упрочненная сталь (рис.16).

Рис.16. Диаграммы деформирования арматурных сталей

1 – мягкая; 2 – твердая; 3 - упрочненная

1. Мягкие горячекатаные стали (Ст3, Ст5, 25Г2С и др.) имеют площадку текучести и отличаются значительным удлинением при разрыве .

2. Твердые стали – холоднодеформируемые (вытяжка, волочение, сплющивание и т. п.) и термически упрочненные (нагрев до 800^оС, быстрое охлаждение в масле и отпуск в свинцовой ванне при 500^оС). Отсутствует площадка текучести, относительное удлинения при разрыве = 3 – 5 %, разрушение – хрупкое.

3. Упрочнение стали холодным деформированием основано на явлении наклепа – повышении предела текучести стали в результате нагружения стержней до напряжения и последующей разгрузки. При повторном нагружении линии нагрузки и разгрузки будут совпадать до точки .

Стержневая арматура подразделяется на классы:

• горячекатаная А-I, А-II,…A-VI;

• термически и термомеханически упрочненную A_Т-III, A_Т-IV, …A_Т-VII;

• упрочненную вытяжкой A-IIIв.

В качестве арматуры железобетонных конструкций наибольшее применение нашла горячекатаная сталь периодического профиля (рис. 17). Форма периодического профиля улучшает сцепление арматуры с бетоном.

Рис.17. Стальная арматура периодического профиля

Для армирования железобетонных конструкций широко применяют обыкновенную арматурную проволоку класса Вр-I (рифленая) диаметром 3-5 мм, получаемую холодным волочением низкоуглеродистой стали через систему калиброванных отверстий – фильеров.

В качестве основной рабочей арматуры для обычных железобетонных конструкций наиболее часто применяется стержневая арматура класа А-III и арматурная проволока класса Вр-I.