K charakterizaci provozních a fyzikálních a mechanických vlastností materiálů se používají různé ukazatele. Modul pružnosti betonu, který charakterizuje schopnost pružně se deformovat v důsledku působení vnější síly a tlaku, se rozšířil. Abychom porozuměli vlastnostem hotového betonového řešení, stojí za to zjistit, co to je, na čem závisí a jak je určeno.
Přečtěte si v článku
- 1 Modul pružnosti betonu a jednotky
- 2 Faktory ovlivňující modul pružnosti betonu
- 2.1 Kvalita a objemový obsah kameniva
- 2.2 Třída betonu
- 2.3 Teplota a vlhkost vzduchu
- 2.4 Doba expozice a podmínky vytvrzení směsi
- 2.5 Stáří betonové a konstrukční výztuže
- 3 Modul pružnosti betonu (Eb): metody stanovení hodnoty
- 3.1 Mechanická zkouška
- 3.1.1 Materiály a nástroje
- 3.1.2 Ukázka testovacího schématu
- 3.2 Nedestruktivní ultrazvuková metoda
- 3.1 Mechanická zkouška
Modul pružnosti betonu a jednotky
Během provozu se pevné látky načítají a začínají se deformovat. Zpočátku jsou změny proudící deformace reverzibilní a jejich velikost z aplikované síly je lineární. Jakmile je náklad odstraněn, výrobek zcela obnoví svůj původní tvar. K popisu probíhajících procesů slouží Hookeův zákon, podle kterého jako koeficient používá se proporcionalita mezi absolutní kompresí nebo prodloužením a modulem aplikované síly pružnost.
Definice tohoto indikátoru je následující: modul pružnosti - koeficient proporcionality mezi normálním napětím a odpovídající relativní podélnou deformací. Měřeno v kgf / cm² (N / m², Pa). Říká se mu Youngův modul.
Jakmile zatížení překročí určitou úroveň, začíná fáze nevratných změn. Deformovatelnost se stává nepružnou. Smyk se zvyšuje bez dalšího zatížení. V zóně dotvarování se začínají rozpadat vnitřní vazby a betonová konstrukce ztrácí pevnost.
Faktory ovlivňující modul pružnosti betonu
Hodnota modulu pružnosti se může výrazně lišit. Je ovlivněna mnoha faktory. Abyste dosáhli požadovaného výsledku, stojí za to je předem poznat.
Kvalita a objemový obsah kameniva
Beton je směsí cementu a kameniva. Jeho kvalita a koncentrace mají přímý dopad na hodnotu modulu pružnosti. Pokud je struktura nehomogenní, pravděpodobnost komplexního stresového stavu se výrazně zvyšuje. Hlavní zátěž dopadá na tvrdé částice. Oblasti s dutinami a póry podléhají příčnému napětí.
Pozornost! Zavedení hrubého kameniva do kompozice pomáhá zvýšit elastické vlastnosti železobetonu.
Třída betonu
Třída betonu má přímý dopad na model pružnosti. Čím vyšší třída, tím větší pevnost v tlaku a hustota bude mít kompozice a tím lépe odolá působícímu zatížení. Nejvyšší hodnota – poblíž betonu B60 – číselně rovno 39,5 MPa × 10-3. Nejmenší hodnota je na B10 a odpovídá 19 MPa × 10-3.
Teplota a vlhkost vzduchu
Jak teplota stoupá, deformace v betonu se zvyšuje a elastické vlastnosti se snižují. To přispívá ke zvýšení vnitřní energie směsi, stejně jako k lineární expanzi materiálu, trajektorii molekulárního pohybu a zvýšení plasticity.
Pozornost! Kolísání teploty se bere v úvahu pouze tehdy, pokud jejich rozsah přesahuje 20 ° C.
Vlhkost ovlivňuje pružnost materiálu. Při výpočtech se používá součinitel dotvarování. Čím vyšší je procento vodní páry, tím nižší bude plastická deformace.
Doba expozice a podmínky vytvrzení směsi
Trvání zatížení betonové konstrukce také ovlivňuje modul pružnosti. Pokud se provádí zatížení, deformace konstrukce se okamžitě zvyšuje úměrně k aplikovaným vnějším silám. Prodloužené napětí vede ke snížení velikosti modulu. Závislost je nelineární. Plastická a elastická deformace se sčítají.
Podmínky, za kterých beton získává svou pevnost, se mohou lišit. V přírodních podmínkách je hodnota vždy vyšší. Pokud je materiál v autoklávu nebo v páře za atmosférického tlaku, hodnota se mírně sníží. Důvodem je tvorba velkého počtu dutin a pórů v důsledku nerovnoměrné teplotní expanze objemu, snížení kvality hydratace zrn cementu.
Stáří betonové a konstrukční výztuže
Čerstvě vylitému betonu trvá vytvrzení čtyři týdny. Po uplynutí stanovené doby bude mít směs elastické vlastnosti a dostatečnou plasticitu. Maximální tvrdosti bude dosaženo až po 200-250 dnech. Právě v této době dosahuje modul pružnosti své maximální hodnoty odpovídající síle značky.
Aby nesená konstrukce vydržela déle, musí být vyztužena. Jako výztužné prvky se používá síťovina nebo rám, pro jejichž výrobu byla použita výztuž tříd AI, AIII, A500C, At800, dřevo a kompozity. Všechny tyto prvky v procesu provozu vnímají tahová a tlaková zatížení působící na pupen.
Díky výztuži je možné zvýšit pružnost a pevnost konstrukce. Pravděpodobnost prasknutí typu deformace a smrštění je snížena.
Modul pružnosti betonu (Eb): metody stanovení hodnoty
Postup pro stanovení Eb se může mírně lišit. Každá metoda má své vlastní charakteristické rysy. Stojí za to seznámit se s nuancemi každé metody, abyste se při určování hodnoty vyhnuli chybám.
Mechanická zkouška
Při mechanických zkouškách je vzorek zničen. Výzkum se provádí s přihlédnutím k požadavkům GOST 24452, které stanoví požadavky na použité vzorky a postup provádění výzkumu.
Materiály a nástroje
Pro výzkum se používají vzorky, které mají tvar kruhu nebo čtverce. Poměr výšky a průřezu se rovná čtyřem. Vzorky se vyvrtají, vyvrtají nebo vyříznou z hotového výrobku. Před testováním jsou drženy pod vlhkým hadříkem.
Aby se získala požadovaná hodnota, vzorky se umístí na lis vybavený speciálními základnami, které umožňují měřit deformaci. Přístroje jsou umístěny v různých úhlech k okraji vzorku. K upevnění indikátorů se používají ocelové rámy. V některých případech jsou indikátory přilepeny k podpůrným vložkám.
Pozornost! Pokud konstrukce funguje v podmínkách vysoké vlhkosti, je vyžadováno speciální školení v souladu s GOST 24452-80.
Ukázka testovacího schématu
Testy se provádějí v následujícím pořadí:
- Vzorky se připraví a umístí pod lis s indikátory, čímž se dosáhne zarovnání os vzorků a středu desky. Destruktivní zatížení je přiřazeno v t / m2. Hodnota závisí na stupni pevnosti betonu.
- Postupné zvyšování zatížení se provádí s krokem 10% destruktivního a v intervalu 4-5 minut.
- Zvyšte hodnotu na 40-45% maxima. Při absenci dalších požadavků se zařízení odstraní a další načítání se provádí konstantní rychlostí.
- Výsledky pro každý vzorek jsou zpracovány, když je zatížení 30% mezního zatížení. Data se zobrazí v protokolu testů.
Podle provedeného výzkumu je určen počáteční modul pružnosti Eb. Směrné hodnoty pro každou třídu jsou obsaženy v tabulkách stavebních předpisů a na označení výrobků. Pro B15, B20, B25, B30, získané za přirozených podmínek kalení, je koeficient 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10-3 respektive za podmínek tepelného zpracování - 25, 24,5, 27, 29.
Nedestruktivní ultrazvuková metoda
Mechanická metoda zahrnuje odebrání vzorku z již hotové struktury. To není vždy pohodlné a přináší to řadu obtíží. Ultrazvuková metoda umožňuje obejít se bez lokální destrukce. V podmínkách vysoké vlhkosti je chyba 15 -75% kvůli vyšší rychlosti šíření ultrazvukových vln ve vodním prostředí. Existuje metoda, která vám umožňuje zjistit hodnotu při různém obsahu vlhkosti materiálu. Testy se provádějí na vzorcích s různým nasycením vodou.
K nalezení standardních a vypočtených hodnot se používají korekční faktory s přihlédnutím k odpovídajícím hodnotám. Tato technika je uvedena v dokumentu SP 63.13330.2012.
Podělte se v komentářích, které metodě nejvíce důvěřujete pro stanovení modulu pružnosti betonu a kterou jste museli použít.
