Za karakterizaciju radnih, fizikalnih i mehaničkih svojstava materijala koriste se različiti pokazatelji. Modul elastičnosti betona, koji karakterizira sposobnost elastičnog deformiranja uslijed djelovanja vanjske sile i pritiska, postao je široko rasprostranjen. Da biste razumjeli svojstva gotove betonske otopine, vrijedi saznati o čemu se radi, o čemu ovisi i kako se određuje.
Pročitajte u članku
- 1 Modul elastičnosti i jedinice betona
- 2 Čimbenici koji utječu na modul elastičnosti betona
- 2.1 Kvaliteta i volumetrijski sadržaj agregata
- 2.2 Klasa betona
- 2.3 Temperatura i vlažnost zraka
- 2.4 Vrijeme izlaganja i uvjeti stvrdnjavanja smjese
- 2.5 Starost betona i konstrukcijske armature
- 3 Modul elastičnosti betona (Eb): metode određivanja vrijednosti
- 3.1 Mehaničko ispitivanje
- 3.1.1 Materijali i alati
- 3.1.2 Uzorak sheme ispitivanja
- 3.2 Nerazorna ultrazvučna metoda
- 3.1 Mehaničko ispitivanje
Modul elastičnosti i jedinice betona
Tijekom rada krute tvari se opterećuju i počinju se deformirati. U početku su tečne deformacijske promjene reverzibilne, a njihova veličina od primijenjene sile je linearna. Čim se teret ukloni, proizvod potpuno vraća svoj izvorni oblik. Za opis tekućih procesa koristi se Hookeov zakon prema kojem se kao koeficijent koristi se proporcionalnost između apsolutne kompresije ili produljenja i primijenjenog modula sile elastičnost.
Definicija ovog pokazatelja je sljedeća: modul elastičnosti - koeficijent proporcionalnosti između normalnog naprezanja i odgovarajuće relativne uzdužne deformacije. Mjereno u kgf / cm² (N / m², Pa). Zove se Youngov modul.
Čim opterećenje prijeđe određenu razinu, počinje faza nepovratnih promjena. Deformabilnost postaje neelastična. Smicanje se povećava bez daljnje primjene opterećenja. U zoni puzanja unutarnje veze počinju se raspadati i betonska konstrukcija gubi čvrstoću.
Čimbenici koji utječu na modul elastičnosti betona
Vrijednost modula elastičnosti može značajno varirati. Na to utječu mnogi čimbenici. Da biste dobili željeni rezultat, vrijedi ih unaprijed upoznati.
Kvaliteta i volumetrijski sadržaj agregata
Beton je mješavina cementa i agregata. Kvaliteta i koncentracija potonjeg imaju izravan utjecaj na vrijednost modula elastičnosti. Ako je struktura nehomogena, vjerojatnost složenog stresnog stanja značajno se povećava. Glavno opterećenje pada na tvrde čestice. Područja s prazninama i porama podliježu poprečnoj napetosti.
Pažnja! Uvođenje grubog agregata u sastav pomaže povećati elastična svojstva armiranog betona.
Klasa betona
Klasa betona ima izravan utjecaj na model elastičnosti. Što je viša klasa, sastav će imati veću tlačnu čvrstoću i gustoću te će bolje podnijeti djelovanje opterećenja. Najviša vrijednost – blizu betona B60 – brojčano jednak 39,5 MPa × 10-3. Najmanja vrijednost je na B10 i odgovara 19 MPa × 10-3.
Temperatura i vlažnost zraka
S porastom temperature deformacija u betonu raste i smanjuju se elastična svojstva. To pridonosi povećanju unutarnje energije smjese, kao i linearnom širenju materijala, putanjama molekularnog gibanja i povećanju plastičnosti.
Pažnja! Oscilacije temperature uzimaju se u obzir samo ako njihov raspon prelazi 20 ° C.
Vlaga utječe na elastičnost materijala. U proračunima se koristi koeficijent puzanja. Što je veći postotak vodene pare, manja će biti plastična deformacija.
Vrijeme izlaganja i uvjeti stvrdnjavanja smjese
Trajanje opterećenja betonske konstrukcije također utječe na modul elastičnosti. Ako se izvrši opterećenje, trenutno se deformacija konstrukcije povećava proporcionalno primijenjenim vanjskim silama. Dugotrajni napon dovodi do smanjenja veličine modula. Ovisnost je nelinearna. Zbrajaju se plastične i elastične deformacije.
Uvjeti pod kojima beton dobiva na čvrstoći mogu varirati. U prirodnim uvjetima vrijednost je uvijek veća. Ako se materijal autoklavira ili pari pod atmosferskim tlakom, vrijednost će se malo smanjiti. Razlog tome je stvaranje velikog broja šupljina i pora zbog neravnomjernog temperaturnog širenja volumena, smanjenja kvalitete hidratacije zrna cementa.
Starost betona i konstrukcijske armature
Svježe izlivenom betonu potrebno je četiri tjedna da se stvrdne. Nakon navedenog razdoblja smjesa će imati elastična svojstva i dovoljnu plastičnost. Maksimalna tvrdoća će se postići tek nakon 200-250 dana. U ovom trenutku modul elastičnosti doseže svoju najveću vrijednost koja odgovara snazi marke.
Kako bi montirana konstrukcija trajala dulje, mora se ojačati. Kao armaturni elementi uzima se mreža ili okvir, za čiju se izradu koristi armatura klasa AI, AIII, A500C, At800, drvo i kompoziti. Svi ti elementi u procesu rada percipiraju vlačna i tlačna opterećenja koja djeluju na pupoljak.
Zahvaljujući armaturi moguće je povećati karakteristike elastičnosti i čvrstoće konstrukcije. Smanjuje se vjerojatnost pucanja tipa deformacije i skupljanja.
Modul elastičnosti betona (Eb): metode određivanja vrijednosti
Postupak određivanja Eb može se malo razlikovati. Svaka metoda ima svoje posebne karakteristike. Vrijedi se upoznati s nijansama svake metode kako biste izbjegli pogreške u vrijeme određivanja vrijednosti.
Mehaničko ispitivanje
Tijekom mehaničkih ispitivanja uzorak se uništava. Istraživanje se provodi uzimajući u obzir zahtjeve GOST 24452, koji utvrđuju zahtjeve za upotrijebljene uzorke i postupak za provođenje istraživanja.
Materijali i alati
Za istraživanje se koriste uzorci koji imaju oblik kruga ili kvadrata. Omjer visine i presjeka uzima se jednak četiri. Uzorci se izbuše, izbuše ili izrežu iz gotovog proizvoda. Prije ispitivanja drže se pod vlažnom krpom.
Za dobivanje željene vrijednosti uzorci se stavljaju na prešu opremljenu posebnim podlogama koje vam omogućuju mjerenje deformacije. Instrumenti su postavljeni pod različitim kutovima prema rubu uzorka. Za učvršćivanje indikatora koriste se čelični okviri. U nekim slučajevima, indikatori su zalijepljeni na potporne umetke.
Pažnja! Ako konstrukcija radi u uvjetima visoke vlažnosti, potrebna je posebna obuka u skladu s GOST 24452-80.
Uzorak sheme ispitivanja
Ispitivanja se provode u sljedećem slijedu:
- Uzorci se pripremaju i stavljaju pod prešu s indikatorima, čime se postiže poravnanje osi uzoraka i središta ploče. Destruktivno opterećenje dodjeljuje se u t / m2. Vrijednost ovisi o čvrstoći betona.
- Postupno povećanje opterećenja provodi se s korakom od 10% od razornog i s razmakom od 4-5 minuta.
- Dovedite vrijednost na 40-45% od maksimuma. U nedostatku dodatnih zahtjeva, uređaji se uklanjaju, a daljnje opterećenje vrši se konstantnom brzinom.
- Rezultati za svaki uzorak obrađuju se kada je opterećenje 30% od prekidnog opterećenja. Podaci se prikazuju u dnevniku ispitivanja.
Prema provedenim istraživanjima određuje se početni modul elastičnosti Eb. Vrijednosti smjernica za svaku klasu sadržane su u tablicama građevinskih kodova i oznakama proizvoda. Za B15, B20, B25, B30, dobiven u prirodnim uvjetima stvrdnjavanja, koeficijent je 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10-3 u uvjetima toplinske obrade - 25, 24,5, 27, 29.
Nerazorna ultrazvučna metoda
Mehanička metoda uključuje uklanjanje uzorka iz već gotove strukture. To nije uvijek prikladno i uključuje brojne poteškoće. Ultrazvučna metoda omogućuje bez lokalnog uništenja. U uvjetima visoke vlažnosti, pogreška je 15 -75% zbog veće brzine širenja ultrazvučnih valova u vodenom okolišu. Postoji metoda koja vam omogućuje da pronađete vrijednost pri različitom sadržaju vlage u materijalu. Ispitivanja se provode na uzorcima s različitim zasićenjem vode.
Za pronalaženje standardnih i izračunatih vrijednosti koriste se korekcijski faktori uzimajući u obzir odgovarajuće vrijednosti. Tehnika je dana u SP 63.13330.2012.
Podijelite u komentarima kojoj metodi najviše vjerujete za određivanje modula elastičnosti betona i koju ste morali koristiti.