Materiaalien toiminnallisten ja fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien karakterisointiin käytetään erilaisia indikaattoreita. Betonin elastisuusmoduuli, joka luonnehtii kykyä elastisesti muodonmuutoksiin ulkoisen voiman ja paineen vaikutuksesta, on yleistynyt. Valmisbetoniratkaisun ominaisuuksien ymmärtämiseksi kannattaa selvittää, mikä se on, mistä se riippuu ja miten se määritetään.
Lue artikkelista
- 1 Betonin kimmoisuusmoduuli ja yksiköt
- 2 Betonin kimmoisuusmoduuliin vaikuttavat tekijät
- 2.1 Kiviaineksen laatu ja tilavuuspitoisuus
- 2.2 Betoniluokka
- 2.3 Ilman lämpötila ja kosteus
- 2.4 Seoksen altistumisaika ja kovettumisolosuhteet
- 2.5 Betonin ja rakenteiden vahvistuksen ikä
- 3 Betonin kimmoisuusmoduuli (Eb): menetelmät arvon määrittämiseksi
- 3.1 Mekaaninen testi
- 3.1.1 Materiaalit ja työkalut
- 3.1.2 Näytteen testausjärjestelmä
- 3.2 Tuhoamaton ultraäänimenetelmä
- 3.1 Mekaaninen testi
Betonin kimmoisuusmoduuli ja yksiköt
Käytön aikana kiinteitä aineita ladataan ja ne alkavat muodostua. Aluksi virtaavat muodonmuutokset ovat palautuvia ja niiden suuruus kohdistetusta voimasta on lineaarinen. Heti kun kuorma on poistettu, tuote palauttaa täysin alkuperäisen muodonsa. Käynnissä olevien prosessien kuvaamiseen käytetään Hooken lakia, jonka mukaan kerroin käytetään suhteellisuutta absoluuttisen puristuksen tai venymän ja sovelletun voimamoduulin välillä joustavuus.
Tämän indikaattorin määritelmä on seuraava: joustavuusmoduuli - suhteellisuuskerroin normaalijännityksen ja vastaavan suhteellisen pituussuuntaisen muodonmuutoksen välillä. Mitattu kgf / cm² (N / m², Pa). Sitä kutsutaan Youngin moduuliksi.
Heti kun kuorma ylittää tietyn tason, peruuttamattomien muutosten vaihe alkaa. Muodonmuutoksesta tulee joustamatonta. Leikkaus kasvaa ilman lisäkuormitusta. Ryömintävyöhykkeellä sisäiset siteet alkavat hajota ja betonirakenne menettää lujuutensa.
Betonin kimmoisuusmoduuliin vaikuttavat tekijät
Kimmomoduulin arvo voi vaihdella merkittävästi. Siihen vaikuttavat monet tekijät. Halutun tuloksen saamiseksi kannattaa tutustua heihin etukäteen.
Kiviaineksen laatu ja tilavuuspitoisuus
Betoni on joidenkin sementin ja kiviaineksen seos. Jälkimmäisten laatu ja pitoisuus vaikuttavat suoraan elastisen moduulin arvoon. Jos rakenne on epähomogeeninen, monimutkaisen stressitilan todennäköisyys kasvaa merkittävästi. Pääkuorma putoaa koville hiukkasille. Alueilla, joissa on tyhjiöitä ja huokosia, on poikittainen jännitys.
Huomio! Karkean kiviaineksen lisääminen koostumukseen lisää teräsbetonin elastisia ominaisuuksia.
Betoniluokka
Betoniluokalla on suora vaikutus joustavuusmalliin. Mitä korkeampi luokka, sitä suurempi puristuslujuus ja tiheys koostumuksella on ja sitä paremmin se kestää vaikuttavaa kuormitusta. Korkein arvo – lähellä betonia B60 – numeerisesti 39,5 MPa × 10-3. Pienin arvo on B10 ja vastaa 19 MPa × 10-3.
Ilman lämpötila ja kosteus
Lämpötilan noustessa betonin muodonmuutos kasvaa ja elastiset ominaisuudet vähenevät. Tämä lisää seoksen sisäisen energian kasvua sekä materiaalin lineaarista laajentumista, molekyyliliikkeen ratoja ja lisää plastisuutta.
Huomio! Lämpötilan vaihtelut otetaan huomioon vain, jos niiden vaihteluväli ylittää 20 ° C.
Kosteus vaikuttaa materiaalin kimmoisuuteen. Laskeutumisessa käytetään virumiskerrointa. Mitä suurempi on vesihöyryn osuus, sitä pienempi on muovin muodonmuutos.
Seoksen altistumisaika ja kovettumisolosuhteet
Betonirakenteen kuormituksen kesto vaikuttaa myös joustavuusmoduuliin. Jos kuormitus suoritetaan, rakenteen muodonmuutos kasvaa välittömästi suhteessa kohdistettuihin ulkoisiin voimiin. Pitkä jännite johtaa moduulin suuruuden pienenemiseen. Riippuvuus on epälineaarinen. Muoviset ja joustavat muodonmuutokset lisääntyvät.
Olosuhteet, joissa betoni saavuttaa lujuutensa, voivat vaihdella. Luonnollisissa olosuhteissa arvo on aina suurempi. Jos materiaali autoklavoidaan tai höyrytetään ilmakehän paineessa, arvo laskee hieman. Syynä tähän on suuri määrä tyhjiöitä ja huokosia, jotka johtuvat tilavuuden epätasaisesta lämpötilan laajentumisesta, sementtirakeiden nesteytyksen laadun heikkenemisestä.
Betonin ja rakenteiden vahvistuksen ikä
Juuri kaadetun betonin kovettuminen kestää neljä viikkoa. Määritetyn ajan kuluttua seoksella on elastisia ominaisuuksia ja riittävä plastisuus. Suurin kovuus saavutetaan vasta 200-250 päivän kuluttua. Juuri tällä hetkellä joustavuusmoduuli saavuttaa suurimman arvon, joka vastaa tuotemerkin vahvuutta.
Jotta asennettu rakenne kestäisi pidempään, se on vahvistettava. Vahvistuselementteinä käytetään verkkoa tai runkoa, jonka valmistukseen käytettiin luokkiin AI, AIII, A500C, At800 kuuluvaa vahvistusta, puuta ja komposiitteja. Kaikki nämä elementit havaitsevat toimintaprosessissa silmukkaan vaikuttavat vetolujuus- ja puristuskuormat.
Vahvistuksen ansiosta on mahdollista lisätä rakenteen kimmoisuutta ja lujuusominaisuuksia. Muodonmuutoksen ja kutistumistyypin halkeamisen todennäköisyys pienenee.
Betonin kimmoisuusmoduuli (Eb): menetelmät arvon määrittämiseksi
Menettely Eb: n määrittämiseksi voi vaihdella hieman. Jokaisella menetelmällä on omat erityispiirteensä. On syytä tutustua kunkin menetelmän vivahteisiin, jotta vältetään virheet arvon määrittämishetkellä.
Mekaaninen testi
Mekaanisten testien aikana näyte tuhoutuu. Tutkimus suoritetaan ottaen huomioon GOST 24452 -vaatimukset, joissa vahvistetaan käytetyt näytteet ja tutkimuksen suorittamista koskevat vaatimukset.
Materiaalit ja työkalut
Tutkimukseen käytetään näytteitä, jotka ovat ympyrän tai neliön muotoisia. Korkeuden ja poikkileikkauksen suhde on neljä. Näytteet porataan, porataan tai leikataan valmiista tuotteesta. Ne pidetään kostean liinan alla ennen testausta.
Halutun arvon saamiseksi näytteet asetetaan puristimeen, joka on varustettu erityisillä alustoilla, joiden avulla voit mitata muodonmuutoksen. Instrumentit on sijoitettu eri kulmiin näytereunaan nähden. Indikaattoreiden kiinnittämiseen käytetään teräskehyksiä. Joissakin tapauksissa indikaattorit liimataan tukilevyihin.
Huomio! Jos rakenne toimii kosteissa olosuhteissa, vaaditaan erityiskoulutusta GOST 24452-80 mukaisesti.
Näytteen testausjärjestelmä
Testit suoritetaan seuraavassa järjestyksessä:
- Näytteet valmistellaan ja asetetaan puristimen alle indikaattoreilla, jolloin näytteen akselit ja levyn keskikohta ovat kohdakkain. Tuhoava kuormitus on annettu t / m2. Arvo riippuu betonin lujuudesta.
- Kuormitusta lisätään asteittain 10%: n askeleella tuhoavaa ja 4-5 minuutin välein.
- Tuo arvo 40-45% enimmäismäärästä. Jos lisävaatimuksia ei ole, laitteet poistetaan ja lisälataus suoritetaan vakionopeudella.
- Kunkin näytteen tulokset käsitellään, kun kuorma on 30% murtokuormasta. Tiedot näkyvät testilokissa.
Suoritetun tutkimuksen mukaan määritetään alkukimmokerroin Eb. Kunkin luokan ohjearvot sisältyvät rakennuskooditaulukoihin ja tuotemerkintöihin. B15, B20, B25, B30, jotka on saatu luonnollisissa kovettumisolosuhteissa, kerroin on 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10-3 vastaavasti lämpökäsittelyolosuhteissa - 25, 24,5, 27, 29.
Tuhoamaton ultraäänimenetelmä
Mekaaninen menetelmä sisältää näytteen poistamisen jo valmiista rakenteesta. Tämä ei ole aina kätevää ja sisältää monia vaikeuksia. Ultraäänimenetelmä mahdollistaa ilman paikallista tuhoa. Korkean kosteuden olosuhteissa virhe on 15-75% johtuen ultraääniaaltojen nopeammasta etenemisnopeudesta vesiympäristössä. On olemassa menetelmä, jonka avulla voit löytää arvon materiaalin eri kosteuspitoisuuksilta. Testit suoritetaan näytteillä, joilla on erilainen veden kyllästyminen.
Vakio- ja laskettujen arvojen löytämiseksi käytetään korjauskertoimia ottaen huomioon vastaavat arvot. Tekniikka on esitetty SP 63.13330.2012.
Jaa kommentteihin, mihin menetelmään luotat eniten betonin kimmoisuusmoduulin määrittämisessä ja mitä sinun oli käytettävä.
