ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ БЕТОНА

Теория

прочности и механизм разрушения.
Усадка и ползучесть бетона.
.

ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности...

внешних нагрузок.

Мерой прочности является предел

прочности - максимальное напряжение, при котором имеет место разрушение образцов бетона или элементов конструкций.

Под прочностью бетона понимают способность материала сопротивляться разрушению от действия внутренних напряжений, возникающих под действием внешней нагрузки или других факторов.

Прочность бетона зависит от вида напряженного состояния (сжатия, растяжения, изгиба и др. или совместного влияния нескольких воздействий, т.е. сложного напряженного состояния). Важное значение имеет также характер нагрузки (кратковременная, длительная, повторно-переменная, ударная и др.). 

Разрушение в физическом понимании состоит в отделении частей тела друг от друга. Дефекты в материале приводят к облегчению процесса разрушения, т. е. понижают прочность материала.

Особенностью поведения под нагрузкой хрупких материалов, а следовательно, и бетона является то, что при сжатии они разрушаются от растягивающих напряжений, возникающих в направлениях, перпендикулярных действию сжимающей нагрузки, или от напряжений среза, действующих по определенным плоскостям.

Показатели прочности и деформативности

и свойствами цементного камня, который скрепляет зерна заполнителя в монолит.

Разрушение бетона происходит постепенно. Вначале возникают перенапряжения, а затем микротрещины в отдельных микрообъемах. Развитие этого процесса сопровождается перераспреде­лением напряжений и вовлечением в трещинообразоваиие все большего объема материала, вплоть до образования сплошного разрыва того или иного вида, зависящего от формы образца или кон­струкций, ее размеров и других факторов На последней стадии иагружения процесс микроразрушепий становится неустойчивым и носит лавинный характер.

может быть получено лишь на образцах без крупного заполнителя, так как

при наличии последнего неизбежно по­ явление трещин на более слабых участках, т.е. трещин типа 3 и К.

Разрушение типа МЗ (матрица + заполнитель) характерно для бетона на пористых заполнителях, для которого указанные участки являются более слабыми по сравнению с контактной зоной, поэтому развивающиеся трещины матрицы легко проникают в заполнитель.

Разрушение типа МК (матрица + контактная зона) харак­ терно для обычных бетонов, для которых указанные выше участки являются более слабыми по сравнению с заполнителем. В этих усло­ виях развивающиеся трещины матрицы огибают зерна заполнителя.

Разрушение типа МКЗ (матрица + контактная зона + за­ полнитель) свойственно высокопрочным бетонам, у которых матри­ ца и заполнитель близки по прочности. При таком соотношении тре­ щины матрицы легко проникают в зерна заполнителя.

эта зависимость записывается так:
σ = E ε.

растяжении:
I – область упругих деформаций;
II – область пластических

деформаций;
1 – нагрузка;
2 – разгрузка;
– предельная сжимаемость;
– предельная растяжимость;
– максимальная сжимаемость при нисходящей ветви диаграммы
 

до момента разрушения, деформации ε  связаны с напряжением линейным законом, то

условия прочности можно представить следующими уравнениями :


при растяжении                                                               



при сжатии                                                                       


в предельном состоянии                                     



следовательно                                                                     

0.5 – коэф. трения при испытании

любом напряженном состоянии, по какому-либо решающему фактору (так называемому критерию

прочности). За критерий прочности, как показывают многочисленные исследования, можно принимать напряжения, деформации или энергию деформации (полную энергию или энергию изменения формы). Введение критерия прочности позволяет сопоставить данное сложное напряженное состояние с простым, например, с одноосным растяжением и установить при этом такое эквивалентное (расчетное) напряжение sэкв,, которое в обоих случаях дает одинаковый коэффициент запаса прочности.

Еσ = σ/ε

*Коэффициент поперечной

деформации (Пуассона)
μ = εпоп / εпр

* Коэффициент относительных
объемных деформаций

где R.- кубиковая прочность бетона на сжатие при определенной длительности твердения (τ);
Еm и S - эмпирические константы.
В строительных нормах рекомендуются значения: Еm = 52 000;
S = 23.

бетона

Усадку бетона εус в зависимости от объема введенного заполнителя можно

найти из выражения:



где - усадка цементного камня;
V3ап - объемная доля заполнителя.