Se utilizan varios indicadores para caracterizar las propiedades operativas, físicas y mecánicas de los materiales. El módulo de elasticidad del hormigón, que caracteriza la capacidad de deformarse elásticamente como resultado de la acción de fuerzas y presiones externas, se ha generalizado. Para comprender las propiedades de la solución de hormigón preparada, vale la pena averiguar qué es, de qué depende y cómo se determina.
Leer en el articulo
- 1 Módulo de elasticidad y unidades del hormigón
- 2 Factores que afectan el módulo de elasticidad del hormigón.
- 2.1 Calidad y contenido volumétrico de áridos
- 2.2 Clase concreta
- 2.3 Temperatura y humedad del aire
- 2.4 Tiempo de exposición y condiciones de curado de la mezcla.
- 2.5 Edad del hormigón y refuerzo estructural.
- 3 Módulo de elasticidad del hormigón (Eb): métodos para determinar el valor.
- 3.1 Prueba mecánica
- 3.1.1 Materiales y herramientas
- 3.1.2 Esquema de prueba de muestra
- 3.2 Método ultrasónico no destructivo
- 3.1 Prueba mecánica
Módulo de elasticidad y unidades del hormigón
Durante la operación, los sólidos se cargan y comienzan a deformarse. Al principio, los cambios de deformación que fluyen son reversibles y su magnitud a partir de la fuerza aplicada es lineal. Tan pronto como se retira la carga, el producto recupera completamente su forma original. Para describir los procesos en curso se utiliza la ley de Hooke, según la cual, como coeficiente Se utiliza la proporcionalidad entre la compresión o elongación absoluta y el módulo de fuerza aplicada. elasticidad.
La definición de este indicador es la siguiente: módulo de elasticidad: el coeficiente de proporcionalidad entre la tensión normal y la correspondiente deformación longitudinal relativa. Medido en kgf / cm² (N / m², Pa). Se llama módulo de Young.
Tan pronto como la carga supera un cierto nivel, comienza la fase de cambios irreversibles. La deformabilidad se vuelve inelástica. La cizalla aumenta sin más aplicación de carga. En la zona de fluencia, los enlaces internos comienzan a romperse y la estructura de hormigón pierde resistencia.
Factores que afectan el módulo de elasticidad del hormigón.
El valor del módulo de elasticidad puede variar significativamente. Está influenciado por muchos factores. Para obtener el resultado deseado, vale la pena conocerlos con anticipación.
Calidad y contenido volumétrico de áridos
El hormigón es una mezcla de cemento y agregados. La calidad y concentración de estos últimos tienen un impacto directo sobre el valor del módulo elástico. Si la estructura no es homogénea, la probabilidad de un estado de tensión complejo aumenta significativamente. La carga principal recae sobre las partículas duras. Las áreas con huecos y poros se someten a tensión transversal.
¡Atención! La introducción de agregado grueso en la composición ayuda a aumentar las propiedades elásticas del hormigón armado.
Clase concreta
La clase de hormigón tiene un impacto directo en el modelo de elasticidad. Cuanto mayor sea la clase, mayor será la resistencia a la compresión y la densidad que tendrá la composición y mejor resistirá la carga actuante. Valor más alto – cerca de hormigón B60 – numéricamente igual a 39,5 MPa × 10-3. El valor más pequeño está en B10 y corresponde a 19 MPa × 10-3.
Temperatura y humedad del aire
A medida que aumenta la temperatura, aumenta la deformación en el hormigón y disminuyen las propiedades elásticas. Esto contribuye a un aumento de la energía interna de la mezcla, así como a la expansión lineal del material, las trayectorias del movimiento molecular y un aumento de la plasticidad.
¡Atención! Las fluctuaciones de temperatura solo se tienen en cuenta si su rango supera los 20 ° C.
La humedad afecta la elasticidad del material. El coeficiente de fluencia se utiliza en los cálculos. Cuanto mayor sea el porcentaje de vapor de agua, menor será la deformación plástica.
Tiempo de exposición y condiciones de curado de la mezcla.
La duración de la carga sobre la estructura de hormigón también afecta el módulo de elasticidad. Si se realiza la carga, instantáneamente la deformación de la estructura aumenta en proporción a las fuerzas externas aplicadas. El voltaje prolongado conduce a una disminución en la magnitud del módulo. La dependencia no es lineal. La deformación plástica y elástica se suman.
Las condiciones bajo las cuales el hormigón adquiere su resistencia pueden variar. En condiciones naturales, el valor siempre es mayor. Si el material se procesa en un autoclave o se cuece al vapor a presión atmosférica, el valor disminuirá ligeramente. La razón de esto es la formación de una gran cantidad de huecos y poros debido a la expansión desigual del volumen por temperatura, una disminución en la calidad de hidratación de los granos de cemento.
Edad del hormigón y refuerzo estructural.
El hormigón recién vertido tarda cuatro semanas en curarse. Después del período especificado, la mezcla tendrá propiedades elásticas y suficiente plasticidad. La dureza máxima solo se alcanzará después de 200-250 días. Es en este momento cuando el módulo de elasticidad alcanza su valor máximo correspondiente a la fuerza de la marca.
Para que la estructura montada dure más tiempo, debe estar reforzada. Como elementos de refuerzo se toma una malla o un marco, para cuya fabricación se utilizó armadura perteneciente a las clases AI, AIII, A500C, At800, madera y composites. Todos estos elementos en el proceso de operación perciben cargas de tracción y compresión que actúan sobre la yema.
Gracias al refuerzo, es posible aumentar las características de elasticidad y resistencia de la estructura. Se reduce la probabilidad de agrietamiento del tipo de deformación y contracción.
Módulo de elasticidad del hormigón (Eb): métodos para determinar el valor.
El procedimiento para determinar Eb puede diferir ligeramente. Cada método tiene sus propias características distintivas. Vale la pena familiarizarse con los matices de cada método para evitar errores a la hora de determinar el valor.
Prueba mecánica
Durante las pruebas mecánicas, la muestra se destruye. La investigación se lleva a cabo teniendo en cuenta los requisitos de GOST 24452, que establecen los requisitos para las muestras utilizadas y el procedimiento para realizar la investigación.
Materiales y herramientas
Para la investigación, se utilizan muestras que tienen forma de círculo o cuadrado. La relación de altura y sección transversal se toma igual a cuatro. Las muestras se perforan, perforan o cortan del producto terminado. Se mantienen bajo un paño húmedo antes de realizar la prueba.
Para obtener el valor deseado, las muestras se colocan en una prensa equipada con bases especiales que permiten medir la deformación. Los instrumentos se colocan en diferentes ángulos con respecto al borde de la muestra. Se utilizan marcos de acero para fijar los indicadores. En algunos casos, los indicadores se pegan a las inserciones de soporte.
¡Atención! Si la estructura opera en condiciones de alta humedad, se requiere capacitación especial de acuerdo con GOST 24452-80.
Esquema de prueba de muestra
Las pruebas se llevan a cabo en la siguiente secuencia:
- Las muestras se preparan y se colocan bajo una prensa con indicadores, logrando la alineación de los ejes de la muestra y el centro de la placa. La carga destructiva se asigna en t / m2. El valor depende de la resistencia del grado del hormigón.
- Se lleva a cabo un aumento escalonado de la carga con un paso del 10% del destructivo y con un intervalo de 4-5 minutos.
- Lleve el valor al 40-45% del máximo. En ausencia de requisitos adicionales, los dispositivos se eliminan y la carga adicional se realiza a una velocidad constante.
- Los resultados de cada muestra se procesan cuando la carga es el 30% de la carga de rotura. Los datos se muestran en el registro de prueba.
Según la investigación realizada, se determina el módulo de elasticidad inicial Eb. Los valores de referencia para cada clase se encuentran en las tablas de códigos de construcción y en el etiquetado del producto. Para B15, B20, B25, B30, obtenidos en condiciones de endurecimiento natural, el coeficiente es 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10-3 respectivamente, en condiciones de tratamiento térmico - 25, 24,5, 27, 29.
Método ultrasónico no destructivo
El método mecánico consiste en extraer una muestra de una estructura ya terminada. Esto no siempre es conveniente e implica una serie de dificultades. El método ultrasónico permite prescindir de la destrucción local. En condiciones de alta humedad, el error es del 15 al 75% debido a la mayor velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en el medio acuático. Existe un método que le permite encontrar el valor a diferentes contenidos de humedad del material. Las pruebas se realizan en muestras con diferente saturación de agua.
Para encontrar los valores estándar y calculados, se utilizan factores de corrección, teniendo en cuenta los valores correspondientes. La técnica se da en SP 63.13330.2012.
Comparta en los comentarios en qué método confía más para determinar el módulo de elasticidad del hormigón y cuál tuvo que utilizar.
