Materjalide töö- ja füüsikaliste ning mehaaniliste omaduste iseloomustamiseks kasutatakse erinevaid näitajaid. Laialt on levinud betooni elastsusmoodul, mis iseloomustab võimet elastselt deformeeruda välise jõu ja surve mõjul. Valmis betoonilahenduse omaduste mõistmiseks tasub välja selgitada, mis see on, millest see sõltub ja kuidas see määratakse.
Loe artiklist
- 1 Betooni elastsusmoodul ja ühikud
- 2 Betooni elastsusmoodulit mõjutavad tegurid
- 2.1 Täitematerjalide kvaliteet ja maht
- 2.2 Betooni klass
- 2.3 Õhutemperatuur ja niiskus
- 2.4 Kokkupuuteaeg ja segu kõvenemise tingimused
- 2.5 Betooni ja konstruktsiooni tugevdamise vanus
- 3 Betooni elastsusmoodul (Eb): väärtuse määramise meetodid
- 3.1 Mehaaniline test
- 3.1.1 Materjalid ja tööriistad
- 3.1.2 Proovi testimise skeem
- 3.2 Mittepurustav ultraheli meetod
- 3.1 Mehaaniline test
Betooni elastsusmoodul ja ühikud
Töö ajal koormatakse tahkeid aineid ja need hakkavad deformeeruma. Alguses on voolavad deformatsioonimuutused pöörduvad ja nende suurus rakendatavast jõust on lineaarne. Niipea, kui koorem on eemaldatud, taastab toode täielikult oma esialgse kuju. Käimasolevate protsesside kirjeldamiseks kasutatakse Hooke seadust, mille kohaselt koefitsiendina kasutatakse absoluutse kokkusurumise või pikenemise ja rakendatud jõumooduli vahelist proportsionaalsust elastsus.
Selle näitaja määratlus on järgmine: elastsusmoodul - proportsionaalsustegur normaalse pinge ja vastava suhtelise pikisuunalise deformatsiooni vahel. Mõõdetud kgf / cm² (N / m², Pa). Seda nimetatakse Youngi mooduliks.
Niipea, kui koormus ületab teatud taseme, algab pöördumatute muutuste faas. Deformatsioon muutub elastseks. Nihkevõime suureneb ilma täiendava koormuseta. Roomamisvööndis hakkavad sisemised sidemed lagunema ja betoonkonstruktsioon kaotab tugevuse.
Betooni elastsusmoodulit mõjutavad tegurid
Elastsusmooduli väärtus võib oluliselt erineda. Seda mõjutavad paljud tegurid. Soovitud tulemuse saamiseks tasub nendega eelnevalt tutvuda.
Täitematerjalide kvaliteet ja maht
Betoon on segu mõnest tsemendist ja täitematerjalidest. Viimase kvaliteet ja kontsentratsioon mõjutavad otseselt elastsusmooduli väärtust. Kui struktuur on ebahomogeenne, suureneb keeruka stressiseisundi tõenäosus märkimisväärselt. Põhikoormus langeb kõvadele osakestele. Tühimike ja pooridega alad läbivad põiksuunalise pinge.
Tähelepanu! Jämeda täiteaine lisamine kompositsiooni aitab tugevdada raudbetooni elastseid omadusi.
Betooni klass
Betooniklass mõjutab otseselt elastsusmudelit. Mida kõrgem on klass, seda suurem on kompositsiooni survetugevus ja tihedus ning seda paremini talub see koormust. Kõrgeim väärtus – betooni B60 lähedal – arvuliselt võrdne 39,5 MPa × 10-3. Väikseim väärtus on B10 juures ja vastab 19 MPa × 10 -le-3.
Õhutemperatuur ja niiskus
Temperatuuri tõustes suureneb betooni deformatsioon ja elastsed omadused vähenevad. See aitab kaasa segu siseenergia suurenemisele, samuti materjali lineaarsele laienemisele, molekulaarse liikumise trajektooridele ja plastilisuse suurenemisele.
Tähelepanu! Temperatuuri kõikumisi võetakse arvesse ainult siis, kui nende vahemik ületab 20 ° C.
Niiskus mõjutab materjali elastsust. Arvutustes kasutatakse libisemiskoefitsienti. Mida suurem on veeauru protsent, seda väiksem on plastiline deformatsioon.
Kokkupuuteaeg ja segu kõvenemise tingimused
Betoonkonstruktsiooni koormuse kestus mõjutab ka elastsusmoodulit. Laadimise korral suureneb konstruktsiooni deformatsioon koheselt proportsionaalselt rakendatud välisjõududega. Pikaajaline pinge viib mooduli suuruse vähenemiseni. Sõltuvus on mittelineaarne. Plastiline ja elastne deformatsioon lisanduvad.
Tingimused, mille korral betoon tugevneb, võivad olla erinevad. Looduslikes tingimustes on väärtus alati suurem. Kui materjali autoklaavitakse või aurutatakse atmosfäärirõhul, väheneb see väärtus veidi. Selle põhjuseks on suure hulga tühimike ja pooride moodustumine mahu ebaühtlase temperatuuri laienemise tõttu, tsemenditerade hüdratatsiooni kvaliteedi langus.
Betooni ja konstruktsiooni tugevdamise vanus
Värskelt valatud betooni kõvenemine võtab neli nädalat. Pärast määratud perioodi on segul elastsed omadused ja piisav plastilisus. Maksimaalne kõvadus saavutatakse alles 200-250 päeva pärast. Just sel ajal saavutab elastsusmoodul oma maksimaalse väärtuse, mis vastab kaubamärgi tugevusele.
Selleks, et paigaldatud konstruktsioon kestaks kauem, tuleb seda tugevdada. Tugevdavate elementidena võetakse võrk või raam, mille valmistamiseks kasutati tugevdusi, mis kuuluvad klassidesse AI, AIII, A500C, At800, puitu ja komposiite. Kõik need elemendid tööprotsessis tajuvad pungale mõjuvat tõmbe- ja survekoormust.
Tänu tugevdusele on võimalik suurendada konstruktsiooni elastsust ja tugevust. Deformatsiooni ja kokkutõmbumise tüübi pragunemise tõenäosus väheneb.
Betooni elastsusmoodul (Eb): väärtuse määramise meetodid
Eb määramise protseduur võib veidi erineda. Igal meetodil on oma eripära. Tasub tutvuda iga meetodi nüanssidega, et vältida vigu väärtuse määramisel.
Mehaaniline test
Mehaaniliste katsete käigus hävitatakse proov. Uuring viiakse läbi, võttes arvesse GOST 24452 nõudeid, millega kehtestatakse nõuded kasutatud proovidele ja uuringute läbiviimise kord.
Materjalid ja tööriistad
Uurimiseks kasutatakse ringikujulise või ruudukujulisi proove. Kõrguse ja ristlõike suhe on võrdne neljaga. Proovid puuritakse välja, puuritakse välja või lõigatakse valmistootest välja. Enne katsetamist hoitakse neid niiske lapi all.
Soovitud väärtuse saamiseks asetatakse proovid pressile, mis on varustatud spetsiaalsete alustega, mis võimaldavad teil deformatsiooni mõõta. Seadmed on paigutatud proovi serva suhtes erinevate nurkade alla. Näitajate kinnitamiseks kasutatakse terasraame. Mõnel juhul on indikaatorid liimitud tugisüdamike külge.
Tähelepanu! Kui konstruktsioon töötab kõrge õhuniiskusega tingimustes, on vaja erikoolitust vastavalt standardile GOST 24452-80.
Proovi testimise skeem
Katsed viiakse läbi järgmises järjestuses:
- Proovid valmistatakse ette ja asetatakse indikaatoritega pressi alla, saavutades proovide telgede ja plaadi keskpunkti joondamise. Hävitav koormus on määratud t / m2. Väärtus sõltub betooni tugevusest.
- Koormuse järkjärguline suurendamine toimub sammuga 10% hävitavast ja 4-5-minutilise intervalliga.
- Viige väärtus 40-45% -ni maksimumist. Täiendavate nõuete puudumisel seadmed eemaldatakse ja edasine laadimine toimub püsiva kiirusega.
- Iga proovi tulemusi töödeldakse, kui koormus on 30% purunemiskoormusest. Andmed kuvatakse testilogis.
Läbiviidud uuringute kohaselt määratakse esialgne elastsusmoodul Eb. Iga klassi suunavad väärtused sisalduvad ehituskoodide tabelites ja toote märgistuses. B15, B20, B25, B30 puhul, mis on saadud looduslikes kõvenemistingimustes, on koefitsient 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10-3 vastavalt kuumtöötlustingimustes - 25, 24,5, 27, 29.
Mittepurustav ultraheli meetod
Mehaaniline meetod hõlmab proovi eemaldamist juba valmis konstruktsioonist. See ei ole alati mugav ja hõlmab mitmeid raskusi. Ultraheli meetod võimaldab ilma kohaliku hävitamiseta hakkama saada. Suure niiskuse tingimustes on viga veekeskkonnas ultrahelilainete suurema levimiskiiruse tõttu 15 -75%. On olemas meetod, mis võimaldab teil leida väärtuse materjali erineva niiskusesisalduse juures. Katsed viiakse läbi erineva veeküllastusega proovidega.
Standard- ja arvutatud väärtuste leidmiseks kasutatakse parandustegureid, võttes arvesse vastavaid väärtusi. Tehnika on toodud SP 63.13330.2012.
Jagage kommentaarides, millist meetodit te betooni elastsusmooduli määramiseks kõige rohkem usaldate ja millist pidite kasutama.
