Классификация бетона

Физико-механические свойства и экспериментальные основы теории сопротивления железобетона
Кафедра
«Железобетонные и

каменные конструкции»

Дисциплина
«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ»
Часть I
Курс лекций

Составитель: В. В. Родевич

многих факторов. Она формируется в виде пространственной решетки из цементного

камня, заполненной зернами крупных и мелких заполнителей и пронизанной многочисленными микропорами и капиллярами, содержащими химически не связанную воду, водяные пары и воздух.
С физической точки зрения бетон представляет собой капиллярно-пористое тело, в котором резко нарушена сплошность массы и присутствуют все три фазы: твердая, жидкая и газообразная.

3 - структурные трещины в матрице и на границе зерен

заполнителя;
4 -крупные поры и капилляры;
5 - пустоты под зернами крупного заполнителя;
6 - разрыхленная порами структура цементного камня под отдельными зернами крупного заполнителя

вязкой массы - геля. Сочетание упругой и вязкой структурных составляющих

цементного камня наделяет бетон свойствами упруго-пластично-ползучего тела.
Эти свойства проявляются в поведении бетона под нагрузкой и в его взаимодействии с внешней средой.

Свойства цементного камня зависят от водоцементного отношения (В/Ц).

(В/Ц)

min

0,2

0,3-0,4

Смесь не
удобоукладываемая

Жесткая
бетонная смесь

Применяется на
заводах сборного
железобетона

0,5-0,6

Подвижная бетонная смесь
Применяется в
монолитном железобетоне
Возможно образование
усадочных трещин

Исключает образование усадочных трещин

по виду вяжущего
по виду заполнителя
по

зерновому составу

по способу твердения

по назначению

заполнителя занято затвердевшим вяжущим;

крупнопористый бетон – пространство между зернами заполнителя

заполнено частично;

поризованный бетон - бетон, в котором пространство между зернами заполнителя поризовано посредством введения специальных добавок;

ячеистый бетон - бетон с искусственно созданными порами.

По средней плотности

Особо тяжелые
ρ> 2500 кг/м3,

Тяжелые
ρ = 2200…2500 кг/м3,

Облегченные (мелкозернистые)
ρ =1800...2200 кг/м3,

Легкие
ρ =500...1800 кг/м3

вяжущих
По виду заполнителя

на плотных естественных заполнителях
(гравий, щебень);

на

пористых природных заполнителях
(перлит, пемза, ракушечник);

на искусственных заполнителях
(керамзит);

на специальных заполнителях, которые удовлетворяют
требованиям биологической защиты, жаростойкости, химической стойкости и т.д.

мелким заполнителем
Dmax = 5-32 мм

мелкозернистый
(только с мелким заполнителем)
Dmax

мм

По способу твердения

естественного твердения
Т=18 оС, РАТМ=765 мм.рт.ст
W=90-100 %

бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке при атмосферном давлении
Т=100-120 оС, Р=765 мм.рт.ст
W=95-100 %

бетон, подвергнутый автоклавной обработке при повышенном давлении
Т=100-120 оС, Р=(2-3) РАТМ
W=95-100 %

По назначению
конструкционные бетоны для изготовления несущих конструкций
Теплоизоляционные бетона – для изготовления ограждающих конструкций
специальные – бетоны, к которым предъявляются специальные требования в соответствии с их назначением (жаростойкие, корозионно стойкие бетоны)

сопротивляться воздействию внешних сил, не разрушаясь.
Прочность бетона
Кубиковая прочность
R

Призменная прочность
Rb

Прочность на осевое
растяжение
Rbt

Прочность при срезе
(скалывании)
Rsh

Прочность при
длительном действии
нагрузки
Rbl

Прочность бетона на
местное смятие
Rb,loc

с размером ребра 150 мм

Кубиковая прочность R
а) б)
Характер разрушения бетонных

кубов:
а - при наличии трения по опорным плоскостям;
б - при отсутствии трения по опорным плоскостям

- переводный коэффициент,

при b =100 мм

при b =150 мм

при b =200 мм

при b =300 мм

Стандартный бетонный образец для определения прочности на сжатие

отношением высоты призмы к размеру квадратного основания, равным 4
Призменная прочность

Rb

- переводный коэффициент,

при а =100 мм

при а =150 мм

при а =200 мм

при а =300 мм

График зависимости призменной прочности бетона от отношения
размеров испытываемого образца

классов ниже В25;



- для бетона классов

В25 и выше

коэффициент условного
увеличения прочности бетона;

Ad - площадь бетонного элемента;
Аloc - площадь загруженной части (площадь смятия).

растяжении цементного камня и его сцепления с зернами крупного заполнителя.

Эмпирический метод

Как правило

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.

В нормах СНиП

1 - испытуемый образец;
2 - неподвижные стальные опоры;
3 - рабочая арматура;
4 - прорези (щели);
5 -.участки, где происходит скалывание (срез) бетона

называют наибольшие статические неизменные во времени напряжения, которые он может

выдерживать неограниченно долгое время без разрушения.

В нормах СНиП 2.03.01-86*

Нарастание прочности бетона во времени

1- при хранении бетона во влажной среде;
2-то же в сухой среде

где t – время в сутках.

Проф. Б.Г. Скрамтаев предложил

.

прочности на осевое сжатие понимают среднестатистическое значение временного сопротивления сжатию

в МПа эталонных образцов, изготовленных и испытанных через 28 суток хранения при температуре (20 ± 2) 0С в соответствии с государственным стандартом с обеспеченностью 0,95.

Классы бетона

По прочности на осевое
сжатие В

По прочности на осевое
растяжение Вt

Под классом бетона «Вt» по прочности на осевое растяжение понимают среднестатистическое значение временного сопротивления растяжению в МПа эталонных образцов, испытанных через 28 суток хранения при температуре (20 ± 2) 0С в соответствии с государственным стандартом с обеспеченностью 0,95.

бетона сжатию, установленное при испытании партии стандартных образцов, определяют по

зависимости

где число случаев, в которых было установлено временное сопротивление соответственно

;

;

общее число испытаний в партии

Среднее квадратичное отклонение прочности бетона – это величина, характеризующая разброс прочности экспериментальных значений.

Коэффициент вариации прочности бетона – это отношение среднего квадратичного отклонения прочности бетона к среднему значению временного сопротивления бетона сжатию.

коэффициент вариации прочности бетона при сжатии
При показателе надежности
,

который характерен для обеспеченности 95% прочностных свойств (правило «двух сигм»), класс бетона по прочности на сжатии определяют по формуле (2.7):

или

(2.7)

Таким образом, гарантированная прочность заданного нормами класса бетона на сжатие равна:

Кривая распределения прочности

водонепроницаемости
W
по
самонапряжению
Sp
Число характеризует давление воды в

кг/см2, при котором еще не наблюдается ее просачивания через испытываемый образец. Испытания выполняют на образцах из бетона диаметром и высотой 150 мм.

W2 …W12

устанавливаются для бетона на напрягающем цементе

Sp 0,6...Sp 4

Число характеризует величину предварительного напряжения в бетоне (МПа) на уровне оси, проходящей через центр тяжести арматуры.

способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания.

F25 … F500

Число характеризует количество выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, при котором прочность бетона снижается не более чем на 15% или не наблюдается видимых его разрушений

по
Средней плотности D

Марку по средней плотности принимают для конструкций, к которым предъявляют требования теплоизоляции.

D500 … D2000

Число соответствует среднему значению объемной массы бетона (кг/м3)