Предел прочности бетона на растяжение

6.Прочность бетона на растяжение. Способы определения, классы и марки.

Cопротивление бетона растяжению значительно меньше сопротивления сжатию. Для тяжелых бетонов значения R_сж/R_р находятся в пределах от 15 до 20.

Для испытания на растяжение применяют образцы-восьмерки с квадратным сечением, сторона которого может быть равна 7, 10 ,15 или 20 см (рис. 13а). Предел прочности при растяжении вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения образца.

Прочность бетона на растяжение часто оценивают по прочности раскалывания бетонных образцов. Испытывают на раскалывание образцы (кубы или цилиндры) тех же размеров, что и при испытании на сжатие. Образец-куб испытывают с помощью двух полуцилиндров диаметром 150 мм, а образец-цилиндр помещают между плитами пресса (рис. 15б).

Рис. 13. а) образцы восьмерки для испытания бетона на осевое растяжение б) схема испытаний на раскалывание бетонных образцов (куба и цилиндра)

Предел прочности на растяжение при испытании кубов вычисляют по формуле

(где P_max — разрушающая нагрузка; а – длина ребра куба), а при испытании цилиндров – по формуле

где d – диаметр цилиндра; — длина цилиндра.

Масштабный коэффициент  в формулах (22) и (23) определяются экспериментально или по таблицам стандарта.

Классы бетона по прочности

В зависимости от назначения бетонных и железобетонных конструкций и условий их эксплуатации устанавливают показатели прочности бетона, основными из которых являются:

• Класс по прочности на осевое сжатие B; указывают в проекте во всех случаях как основную характеристику;
• Класс по прочности на осевое растяжение B_t; назначают в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве.

Заданный класс бетона обеспечивают соответствующим составом бетонной смеси с последующим испытанием контрольных образцов. Класс по прочности на осевое растяжение характеризует прочность бетона на осевое растяжение с учетом статистической изменчивости прочности. По прочности при растяжении стандартом установлены следующие классы: B_t 0,4; B_t 0,8; B_t 1,2; B_t 1,6; B_t 2,0; B_t 2,4; B_t 2,8; B_t3,2; B_t 3,6; B_t 4,0. Для конструкций промышленно-гражданского строительства нормативная прочность бетона вычисляется по следующей формуле:

7.Нормативные и расчетные сопротивления бетона. Нормативные и расчетные значения характеристик бетона

Нормативные значения прочностных характеристик бетона 5.1.8 Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения: — сопротивления бетона осевому сжатию R_b,n; — сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,n. Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса бетона по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 5.1. При назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение В_t, нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,n принимают равными числовой характеристике класса бетона на осевое растяжение. Расчетные значения прочностных характеристик бетона 5.1.9 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию R_b и осевому растяжению R_bt, определяют по формулам:

;	(5.1)
;	(5.2)

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γ_b принимают равными: 1,3 — для предельных состояний по несущей способности (первая группа); 1,0 — для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа). Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γ_bt принимают равными: 1,5 — для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие; 1,3 — для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение; 1,0 — для предельных состояний по эксплуатационной пригодности. Расчетные значения сопротивления бетона R_b, R_bt, R_b,ser, R_bt,ser (c округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы — соответственно в таблицах 5.2 и 5.3, второй группы — в таблице 5.1. Таблица 5.1

Вид сопротивления	Нормативные значения сопротивления бетона Rb,n и Rbt,n и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser иRbt,ser, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
	B10	B15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb,n, Rb,ser	7,5	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
Растяжение осевое Rbt,n, Rbt,ser	0,85	1,1	1,35	1,55	1,75	1,95	2,1	2,25	2,45	2,6	2,75

Таблица 5.2

Вид сопротивления	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
	B10	B15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb	6,0	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0	33,0
Растяжение осевое Rbt	0,56	0,75	0,9	1,05	1,15	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

Таблица 5.3

Вид сопротивления	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbt, МПа, при классе бетона по прочности на осевое растяжение
	Вt 0,8	Вt 1,2	Вt 1,6	Вt 2,0	Вt 2,4	Вt 2,8	Вt 3,2
Растяжение осевое Rbt	0,62	0,93	1,25	1,55	.1,85	2,15	2,45

5.1.10 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы γ_bi, учитывающие особенности работы бетона в, конструкции (характер нагрузки, условия .окружающей среды и т.д.): а) γ_b1 — для бетонных и железобетонных конструкции, вводимый к расчетным значениям сопротивлений R_b и R_bt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки: γ_b1 = 1,0 — при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки; γ_b1 = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки; б) γ_b2 — для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления R_b и учитывающий характер разрушения таких конструкций; γ_b2 = 0,9; в) γ_b3 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении, вводимый к расчетному значению сопротивления бетонаR_b γ_b3 = 0,9; Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона γ_b4≤1,0 Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициенту γ_b4 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента γ_b4 принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.

Прочность бетона

Прочность бетона (способность сопротивляться разрушению) на сжатие – основной параметр, определяющий выбор конкретной марки этого стройматериала. При основных нагрузках на бетон в ходе эксплуатации конструкций зданий и сооружений — вертикально направленных, предел прочности бетона именно на сжатие должен иметь максимально высокие значения среди всех рассматриваемых вариантов.

Марочная (проектная) прочность бетона доводиться искусственным камнем по истечении 28 дней (4 недели). Достижение прочности бетона во времени существенно зависит от внешних условий твердения, таких как влажность и температура: чем выше температура, тем быстрее бетон достигает отметки нормативной прочности.

Прочность бетона и его состав

Зависимость прочности бетона на сжатие от его состава в основном определяется рациональным подбором заполнителей, причем учитывается не только их прочностные характеристики, но и размер зерна. В итоге, для строительства наиболее ответственных объектов (мосты, гидротехнические сооружения, высотные здания) для формирования смеси используются дорогостоящие крупнозернистые твердые породы (диаметр зерна 80-100 мм), обеспечивающие максимальную (нормативную) прочность бетона в МПа.

Средняя прочность бетона на сжатие достигается применением в качестве заполнителя смеси гравия со средним размером зерна (5-20 мм), желательно еще и с предварительной очисткой заполнителя струей воды. В качестве мелкого заполнителя для таких марок бетона применяется смесь крупного и мелкого песка, повышающих плотность цементного теста и одновременно предел прочности бетона при сжатии за счет снижения количества полостей. Кроме этого, снижение размеров и числа полостей в застывающей смеси существенно продлевает срок службы бетона.

Прочность бетона на растяжение

Проектная прочност бетона на растяжение существенно меньше, чем на сжатие, и зачастую случаев при проектировании не учитывается, так как ее важность ограничивается рассмотрением возможности растрескивания материала при перепадах температуры. Значение прочности бетона на растяжение варьируется в пределах от 1/20 его нагрузочной способности у «молодого» бетона до 1/8 у «старого» бетона. Наибольшее значение прочность бетона на растяжение имеет при подборе материала для дорожного строительства, производимого без дополнительного армирования. В данных случаях при неверном выборе марки материала вполне реальна деформация бетона и быстрое разрушение дорожного покрытия.

Прочность бетона на изгиб

Показатель прочности бетона на изгиб, которая тоже существенно меньше прочности на сжатие, имеет значение на стадии начального возведения несущего контура конструкции. Применение металлической арматуры при формировании несущего каркаса существенно повышает коэффициент прочности бетона на изгиб. Заказать бетон с любыми прочностными и эксплуатационными характеристиками по самой выгодной цене в Нижнем Новгороде можно у компании «Первый Бетонный Завод» — непосредственного производителя широкого спектра марок этого стройматериала.

Таблица «Зависимость марки и класса бетона от прочности»

Класс бетона	Средняя прочность, кгс/кв.см	Ближайшая марка бетона
В3,5	46	М50
B7,5	698	M100
В10	121	М150
В12,5	164	M150
В15	196	М200
В20	262	M250
В25	327	М350
В30	393	M400

Более подробную консультацию по характеристикам бетона и способах его оптимального применения вы можете получить, позвонив нашему специалисту по тел.: 8 953 415-95-41. Для вашего объекта будет подобрана оптимальная смесь бетона, доставка до места в Нижнем Новгороде и области, способ заливки.

Предел прочности бетона при растяжении

Проф. Л.Л. Гвоздев рекомендует формулу перехода от кубиковой прочности к призменной, которая хорошо подтверждается опытами для вибрированного бетона:

Эта зависимость дает кривую, располагающуюся несколько выше кривой, принятой нормами 1947 г. По данным проф. Б.Г. Скрамтаева, для прочности выше 400 кг/см 2 существует зависимость между призменной и кубиковой прочностью вида формулы.

Прочность бетона на сжатие при изгибе принимается равной 1,25 от призменной прочности бетона, что хорошо подтверждается практикой расчета и испытаниями железобетонных конструкций.

Предел прочности при растяжении имеет большое значение для конструкций, подвергающихся растягивающим усилиям (резервуаров, бункеров, силосов).

Эта зависимость справедлива для диапазона прочности при сжатии от 120 до 240 кг/см 2 , которая соответствует прочности на растяжение от 10 до 22 кг/см 2 . Экспериментальные данные И. П. Александрина и других исследователей указывают на то, что для высоких марок но формуле получаются несколько завышенные значения предела прочности при растяжении.

Вид цемента (портландцемент, белитовый, пуццолановый портландцемент, быстро твердеющий портландцемент) не влияет на отношение пределов прочности при сжатии и растяжении, которое сохраняется практически неизменным. Сопротивление бетона растяжению для целой группы цементов (исключая глиноземистый) мало отличается друг от друга и при расходе цемента в 300 кг/м 3 составляет около 15 кг/см 2 .

По данным И.П. Александрина, предел прочности при растяжении у высокоалюминатных цементов, так же как и у глиноземистых, значительно ниже, чем у других цементов.

Для бетонов прочностью от 200 до 300 кг/см 2 наблюдается хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных; для более высоких марок отмечается понижение предела прочности при растяжении. Для бетонов на портландцементах может быть принята зависимость

Испытанные цементы независимо от минералогического состава при активности от 300 до 500 кг/см 2 показали почти одинаковый предел прочности при растяжении 24-27 кг/см 2 . Это указывает на то, что нельзя рассчитывать на существенное повышение предела прочности при растяжении, применяя цементы различного минералогического состава.

Возможность повышения предела прочности при растяжении за счет введения заполнителей с шероховатой поверхностью, в силу малой прочности зерен заполнителей, опытами не подтвердилась. Увеличение предела прочности при растяжении (до 70%) можно ожидать при применении известнякового заполнителя в жирных составах (1:2); о благоприятном влиянии на прочность при растяжении известнякового заполнителя в жирных растворах было давно известно. Введение известнякового заполнителя в тощие бетоны состава 1:6,6 не вызывает повышения предела прочности при растяжении.

Добавление к бетону 20% минеральной ваты при тщательном ее перемешивании вызывает повышение предела прочности при растяжении в пределах 18-28% при В/Ц = 0,6-0,65.

Предел прочности при растяжении бетона, испытанного в насыщенном водой состоянии, оказался в 2 раза меньше, чем при испытании в сухом состоянии.

Увеличение частоты колебаний с 3 000 до 6 000 кол/мин не повлекло повышения предела прочности при растяжении.

Приведены пределы прочности при растяжении, определенные по СНиП, по ГОСТ 970-41 и по экспериментальным данным. Результаты опытов указывают на заниженную прочность при растяжении, получаемую по нормативным данным.

Для вибрированного бетона можно принимать значения прочности при растяжении, равном 34.

Предел прочности бетона при сжатии	СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА >> Растяжение бетона при изгибе
>

Московская строительная компания ШАНС, генподрядчик в монолитном строительстве зданий.

СК ШАНС ведет строительную деятельность с 1997 года. Основным направлением является выполнение функций генподрядчика и монолитное строительство. В качестве генподрядчика выполняет собственными силами более 80% всех работ.

Внимание! Предложения по снабжению отправлять на skshans@gmail.com

Прочность бетона на растяжение и изгиб

Прочность бетона на растяжение меняется от 1/8 прочности на сжатие в раннем возрасте до 1/20 в более поздние сроки. Обычно при проектировании железобетонных конструкций прочность бетона на растяжение не принимается во внимание. Однако она оказывает большое влияние на сопротивление бетона растрескиванию от изменений влажности или температуры.

Измерение прочности бетона на прямое растяжение затруднено и производится очень редко. Наиболее практичным является косвенный метод определения прочности на растяжение путем измерения прочности его на изгиб.

Для бетонов с размерами зерен заполнителя не более 16 мм наиболее удобным образцом для испытания является брус, размерами 400X100X100 мм, который укладывается на самоустанавливающиеся опоры, отстоящие друг от друга на расстоянии 300 мм. Нагрузка прилагается в центре пролета до разрушения образца. Максимальные напряжения на гранях бруса, т. е. напряжение сжатия на его верхней грани и напряжение растяжения на нижней, могут быть подсчитаны по обычной формуле для балки. Брус, очевидно, разрушается от растяжения, так как сопротивление бетона растяжению значительно ниже, чем его прочность на сжатие.

Следует заметить, что предел прочности на разрыв определяется по формуле, в основу которой положен закон Гука: деформация пропорциональна напряжению вплоть до момента разрыва. Это положение не всегда справедливо. В частности, значения предела прочности на разрыв, рассчитанные для одного сечения, не будут соответствовать брусьям другого сечения. Вследствие этого возникла необходимость при испытаниях принять стандартные размеры бруса. Предел прочности на разрыв при изгибе обычно в два раза выше разрушающего напряжения, определенного путем проведения испытания на прямое растяжение.

Значения предела прочности на разрыв применяются в некоторых методах проектирования неармированных бетонных дорожных покрытий, где прочность бетона на растяжение учитывается при распределении сосредоточенных нагрузок на большую площадь. Образцы в виде брусьев размером 400X100X100 мм часто применяются на строительных площадках для быстрого определения предела прочности на растяжение. После разрушения образца две его половинки используются для приближенного определения прочности бетона на сжатие.