Na charakterizáciu prevádzkových a fyzikálnych a mechanických vlastností materiálov sa používajú rôzne ukazovatele. Modul pružnosti betónu, ktorý charakterizuje schopnosť elasticky sa zdeformovať v dôsledku pôsobenia vonkajšej sily a tlaku, sa stal rozšíreným. Aby sme pochopili vlastnosti hotového betónového riešenia, stojí za to zistiť, čo to je, od čoho to závisí a ako je to určené.
Prečítajte si v článku
- 1 Modul pružnosti betónu a jednotky
- 2 Faktory ovplyvňujúce modul pružnosti betónu
- 2.1 Kvalita a objemový obsah kameniva
- 2.2 Trieda betónu
- 2.3 Teplota a vlhkosť vzduchu
- 2.4 Doba expozície a podmienky tvrdnutia zmesi
- 2.5 Vek betónu a konštrukčnej výstuže
- 3 Modul pružnosti betónu (Eb): metódy stanovenia hodnoty
- 3.1 Mechanická skúška
- 3.1.1 Materiály a nástroje
- 3.1.2 Príklad testovacej schémy
- 3.2 Nedeštruktívna ultrazvuková metóda
- 3.1 Mechanická skúška
Modul pružnosti betónu a jednotky
Počas prevádzky sa pevné látky zaťažia a začnú sa deformovať. Plynulé zmeny deformácie sú najskôr reverzibilné a ich veľkosť z aplikovanej sily je lineárna. Hneď ako je bremeno odstránené, výrobok úplne obnoví svoj pôvodný tvar. Na opis prebiehajúcich procesov sa používa Hookeov zákon, podľa ktorého ako koeficient Použije sa proporcionalita medzi absolútnym stlačením alebo predĺžením a modulom aplikovanej sily pružnosť.
Definícia tohto indikátora je nasledovná: modul pružnosti - koeficient proporcionality medzi normálnym napätím a zodpovedajúcou relatívnou pozdĺžnou deformáciou. Merané v kgf / cm² (N / m², Pa). Hovorí sa mu Youngov modul.
Akonáhle zaťaženie prekročí určitú úroveň, začína fáza nevratných zmien. Deformovateľnosť sa stáva nepružnou. Strih sa zvyšuje bez ďalšieho zaťaženia. V zóne dotvarovania sa začnú rozpadať vnútorné väzby a betónová konštrukcia stráca pevnosť.
Faktory ovplyvňujúce modul pružnosti betónu
Hodnota modulu pružnosti sa môže výrazne líšiť. Ovplyvňuje to mnoho faktorov. Aby ste dosiahli požadovaný výsledok, stojí za to ich poznať vopred.
Kvalita a objemový obsah kameniva
Betón je zmesou cementu a kameniva. Jeho kvalita a koncentrácia majú priamy vplyv na hodnotu modulu pružnosti. Ak je štruktúra nehomogénna, pravdepodobnosť komplexného stresového stavu sa výrazne zvyšuje. Hlavné zaťaženie padá na tvrdé častice. Oblasti s dutinami a pórmi podliehajú priečnemu napätiu.
Pozor! Zavedenie hrubého kameniva do kompozície pomáha zvýšiť elastické vlastnosti železobetónu.
Trieda betónu
Trieda betónu má priamy vplyv na model pružnosti. Čím vyššia je trieda, tým väčšia bude pevnosť v tlaku a hustota v kompozícii a bude lepšie odolávať pôsobiacemu zaťaženiu. Najvyššia hodnota – v blízkosti betónu B60 – číselne sa rovná 39,5 MPa × 10-3. Najmenšia hodnota je na B10 a zodpovedá 19 MPa × 10-3.
Teplota a vlhkosť vzduchu
So zvyšujúcou sa teplotou sa deformácia v betóne zvyšuje a elastické vlastnosti sa znižujú. To prispieva k zvýšeniu vnútornej energie zmesi, ako aj k lineárnej expanzii materiálu, trajektóriám molekulárneho pohybu a zvýšeniu plasticity.
Pozor! Kolísanie teploty sa berie do úvahy iba vtedy, ak ich rozsah presahuje 20 ° C.
Vlhkosť ovplyvňuje pružnosť materiálu. Pri výpočtoch sa používa koeficient dotvarovania. Čím vyššie je percento vodnej pary, tým nižšia bude plastická deformácia.
Doba expozície a podmienky tvrdnutia zmesi
Trvanie zaťaženia betónovej konštrukcie tiež ovplyvňuje modul pružnosti. Ak sa vykoná zaťaženie, deformácia konštrukcie sa okamžite zvýši úmerne k pôsobeniu vonkajších síl. Predĺžené napätie vedie k zníženiu veľkosti modulu. Závislosť je nelineárna. Plastická a elastická deformácia sa sčítava.
Podmienky, za ktorých betón získava svoju pevnosť, sa môžu líšiť. V prírodných podmienkach je hodnota vždy vyššia. Ak je materiál spracovávaný v autokláve alebo v pare za atmosférického tlaku, hodnota sa mierne zníži. Dôvodom je tvorba veľkého počtu dutín a pórov v dôsledku nerovnomernej teplotnej expanzie objemu, zníženia kvality hydratácie zrniek cementu.
Vek betónu a konštrukčnej výstuže
Čerstvo naliaty betón trvá štyri týždne, kým sa vytvrdne. Po uplynutí určeného obdobia bude mať zmes elastické vlastnosti a dostatočnú plasticitu. Maximálna tvrdosť sa dosiahne až po 200-250 dňoch. V tejto dobe dosahuje modul pružnosti maximálnu hodnotu zodpovedajúcu sile značky.
Aby montovaná konštrukcia vydržala dlhšie, musí byť spevnená. Ako výstužné prvky sa používa sieťovina alebo rám, na výrobu ktorých bola použitá výstuž patriaca do tried AI, AIII, A500C, At800, drevo a kompozity. Všetky tieto prvky v procese prevádzky vnímajú ťahové a tlakové zaťaženia pôsobiace na púčik.
Vďaka výstuži je možné zvýšiť pružnosť a pevnostné charakteristiky konštrukcie. Pravdepodobnosť praskania typu deformácie a zmršťovania je znížená.
Modul pružnosti betónu (Eb): metódy stanovenia hodnoty
Postup stanovenia Eb sa môže mierne líšiť. Každá metóda má svoje vlastné charakteristické črty. Stojí za to zoznámiť sa s nuansami každej metódy, aby ste sa pri určovaní hodnoty vyhli chybám.
Mechanická skúška
Pri mechanických skúškach je vzorka zničená. Výskum sa vykonáva s prihliadnutím na požiadavky GOST 24452, ktoré stanovujú požiadavky na použité vzorky a postup vykonávania výskumu.
Materiály a nástroje
Na výskum slúžia vzorky, ktoré majú tvar kruhu alebo štvorca. Pomer výšky a prierezu sa rovná štyrom. Vzorky sa vyvŕtajú, vyvŕtajú alebo vyrežú z hotového výrobku. Pred testovaním sa uchovávajú pod vlhkou handričkou.
Na získanie požadovanej hodnoty sa vzorky umiestnia na lis vybavený špeciálnymi základňami, ktoré vám umožnia zmerať deformáciu. Nástroje sú umiestnené v rôznych uhloch k okraju vzorky. Na upevnenie indikátorov sa používajú oceľové rámy. V niektorých prípadoch sú indikátory prilepené k podporným vložkám.
Pozor! Ak konštrukcia funguje v podmienkach vysokej vlhkosti, je potrebné špeciálne školenie v súlade s GOST 24452-80.
Príklad testovacej schémy
Testy sa vykonávajú v nasledujúcom poradí:
- Vzorky sa pripravia a umiestnia pod lis s indikátormi, čím sa dosiahne zarovnanie osí vzorky so stredom platne. Ničivé zaťaženie je priradené v t / m2. Hodnota závisí od pevnosti betónu.
- Postupné zvyšovanie zaťaženia sa vykonáva s krokom 10% deštruktívneho a s intervalom 4-5 minút.
- Nastavte hodnotu na 40-45% maxima. Pri absencii ďalších požiadaviek sa zariadenia odstránia a ďalšie nakladanie sa vykonáva konštantnou rýchlosťou.
- Výsledky pre každú vzorku sa spracujú, keď je zaťaženie 30% medzného zaťaženia. Údaje sa zobrazia v protokole o teste.
Podľa uskutočneného výskumu je určený počiatočný modul pružnosti Eb. Orientačné hodnoty pre každú triedu sú uvedené v tabuľkách stavebných predpisov a na označení výrobku. Pre B15, B20, B25, B30, získané za prirodzených podmienok tvrdnutia, je koeficient 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10.-3 respektíve za podmienok tepelného spracovania - 25, 24,5, 27, 29.
Nedeštruktívna ultrazvuková metóda
Mechanická metóda zahŕňa odstránenie vzorky z už hotovej konštrukcie. Nie je to vždy pohodlné a prináša to množstvo ťažkostí. Ultrazvuková metóda umožňuje zaobísť sa bez lokálnej deštrukcie. V podmienkach vysokej vlhkosti je chyba 15 -75% v dôsledku vyššej rýchlosti šírenia ultrazvukových vĺn vo vodnom prostredí. Existuje metóda, ktorá vám umožňuje nájsť hodnotu pri rôznom obsahu vlhkosti materiálu. Testy sa uskutočňujú na vzorkách s rôznym nasýtením vodou.
Na nájdenie štandardných a vypočítaných hodnôt sa používajú korekčné faktory s prihliadnutím na zodpovedajúce hodnoty. Technika je uvedená v SP 63.13330.2012.
Podeľte sa v komentároch o to, ktorej metóde najviac dôverujete pri určovaní modulu pružnosti betónu a ktorú ste museli použiť.
