Бетон в30 мпа. Марки бетона и их применение
[REQ_ERR: OPERATION_TIMEDOUT] [KTrafficClient] Something is wrong. Enable debug mode to see the reason.
Средняя прочность бетона Среднюю прочность бетона R каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации. Сергей гл. По прочности на сжатие бетоны подразделяют на классы: Теплоизоляционные В0,35 — B2.
Конструкционно-теплоизоляционные В2,5 — В Конструкционные бетоны В12,5 — В Бетоны для усиленных конструкций от В45 и выше.
Твердение бетона
Класс бетона по прочности на осевое растяжение Обозначается «Bt» и соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 и принимается в пределах от Bt 0,4 до Bt 6. Марка бетона Наряду с классом прочность бетона также задается маркой и обозначается латинской буквой «М». Применение бетонов в зависимости от прочности Класс бетона по прочности Ближайшая марка бетона по прочности Применение В0,B2,5 М5-М35 Применяется для подготовительных работ и не несущих конструкций В3,5-B5 ММ75 Применяется для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит и лент фундаментов.
Чтобы проверить качество полученного по заказу продукта, следует взять на пробу и отлить 2—3 кубика на 15 см. Надо сделать нужного размера ящички-формы и намочить их водой, чтобы они не взяли влагу из раствора. Чтобы в смеси не образовались раковины, ее необходимо вначале хорошо перемешать или постучать молотком по бокам форм.
Марки Бетона
Затем отнести в лабораторию и получить результат. Прочность повышается при взаимодействии цемента с водой. Если высыхает или вымерзает вода, взаимодействие останавливается и свойства бетона ухудшаются. Чтобы этого не произошло, в жаркую погоду молодую бетонную смесь можно накрыть мокрой тряпкой или полиэтиленовой пленкой, а в первые дни желательно поливать водой. Труднее зимой, когда вода замерзает, и тогда надо ждать весны, чтобы гидратация продолжилась.
Но прочность такого бетона будет ниже. Бетон б 30 высокого качества получается при условии, если строго следовать технологии приготовления и рекомендациям по составу. Обычно в его составе три главных компонента:. От составляющих и их количества зависят качество и характеристики материала.
Основной является прочность, зависящая от точно придерживаемой рецептуры. Она же влияет и на удобоукладываемость.
Главным показателем, по которому определяются класс и марка бетона, выступает предел прочности на сжатие. Согласно СНиП 2. Полный диапазон В — от 3,5 до 80, при этом к основному диапазону относят значения B 7.
Состав бетона определяется функциями его частей:. В настоящее время в составе бетона марки в 30 часто используют различные добавки. К примеру, в местностях с жарким климатом добавляют замедлители твердения. При сооружении бассейнов, чтобы повысить водонепроницаемость, также применяются соответствующие добавки.
Марка и класс бетона
Высокие технические характеристики марки B30 обеспечиваются его свойствами. Их не так много, но каждое оказывает большое влияние на качество материала:. Прочность — самое важное свойство бетона В Вкратце это тот показатель, обозначающий уровень, когда армировочные пруты не проскальзывают при снятии с кондукторов. От М5 до М35 применяются для ненесущих конструкций — они не особо прочные.
М50 и М75 подходят для подготовительных работ перед заливкой бетона. ММ — для малоэтажного строительства, конструктива, перемычек. ММ используются для большинства строительных задач. Это легкие бетоны. Стяжки, полы, отмостки, фундаменты, лестницы, подпорки, бордюры — наиболее часто изготавливают именно из него. Легкие бетоны можно проверить, ударив по ним молотком или проведя острым предметом — на поверхности останутся достаточно отчетливые следы. М класс В25 — кубический метр этого бетона способен выдержать нагрузку в 25 МПа, он отвечает М М класс В30 — выдерживает нагрузку 30 МПа.
Эти марки и выше используются для многоэтажных зданий, несущих, монолитных конструкций, чаш бассейнов. Наиболее часто используется для дорожного покрытия, плит перекрытий, так как водонепроницаемый класс W8 , морозостойкий F Марки от М классы от В25 и больше относятся к более прочным бетонам, они имеют высокую плотность и лучшие показатели стойкости к морозам и влажности, но намного тяжелее.
Каталог компаний. Критерии Определяющим показателем при покупке бетонной смеси являются условия и задачи ее использования.
Марка и класс определяется значениями: стойкости к сжатию проектная, марочная ; морозоустойчивости, воздействия высоких температур, влагонепроницаемости. Марка Этот индекс обозначается в цифровом значении и буквой М.
Класс и марка бетона
Класс Класс обозначается буквой В и цифровым индексом после него. Соотношение маркировки Лучше всего эти показатели отобразить таблицей: Табл. Прочность зависит от таких составляющих: качество и состав смеси. Чем выше качество и составляющая цемента, тем прочнее бетон; условия перемешивания. Недостаточно продолжительное перемешивание снижает качество; количество воды.
Проведение этих мероприятия позволит определить соответствие марки и класса бетона, который привезли на стройплощадку, тому, что вы заказывали. Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.
Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой которые определяют в возрасте 28 суток. В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может определяться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; суток.
Бетон в30 является одним из самых прочных строительных материалов. Благодаря надежности, используется при производстве сложных железобетонных конструкций, незаменимых в строительстве мостов, возведении гидротехнических сооружений, аэродромов, тоннелей, подземных хранилищ и других больших объектов. Бетон — это строительный материал, который состоит из связующего вещества, песка и наполнителей, при затвердевании превращающихся в камень. Без него сейчас не может обойтись ни одна стройка, будь то садовая дорожка или небоскреб. Для выбора качественного изделия обычно ориентируются на формулу, указанную на упаковке.
При проектировании конструкций обычно назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в табл.
Прочность при растяжении. С прочностью бетона на растяжение приходится иметь дело при проектировании конструкций и сооружений, в которых не допускается образование трещин. В качестве примера можно привести резервуары для воды, плотины гидротехнических сооружений и др.
Прочность на растяжение при изгибе. При устройстве бетонных покрытий дорог, аэродромов назначают классы или марки бетонов на растяжение при изгибе. Технологические факторы, влияющие на прочность бетона.
Прочность бетона на сжатие — это основной показатель, которым характеризуют бетон. В настоящее время, встречаются две системы выражения данного показателя, а именно:. Класс бетона, B — это так называемая кубиковая прочность то есть сжимаемый образец в форме куба показывающая выдерживаемое давление в МПа, с долей вероятности разрушения не более 5 единиц из испытуемых образцов. Обозначается латинской буквой B и числом показывающим прочность в МПа.
Активность цемента. Более прочные бетоны получаются на цементах повышенной активности. Содержание цемента. С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела.
Затем она растет незначительно, другие же свойства бетона ухудшаются. Увеличивается усадка, ползучесть.
Поэтому не рекомендуется вводить на 1 м3 бетона более кг цемента. Водоцементное отношение.
Разница в прочности бетона по ГОСТ и в паспорте на бетонную смесь.
Это определяется физической сущностью формирования структуры бетона. Избыточная вода образует поры в бетоне, которые снижают его прочность. Однако в практических расчетах пользуются другой линейной зависимостью:. Качество заполнителей. Не оптимальность зернового состава заполнителей, применение мелких заполнителей, наличие глины и мелких пылевидных фракций, органических примесей уменьшает прочность бетона.
Прочность крупных заполнителей, сила их сцепления с цементным камнем влияет на прочность бетона.
Качество перемешивания и степень уплотнения бетонной смеси существенно влияют на прочность бетона. Влияние возраста и условий твердения. При благоприятных температурных условиях прочность бетона растет длительное время и изменяется по логарифмической зависимости:. Эта формула осредненная.
Бетон B30 М400
Фактически же прочность на разных цементах нарастает поразному. Рост прочности бетона во времени зависит, в основном, от минерального и вещественного составов цемента. По интенсивности твердения портландцементы подразделяют на четыре типа табл. Как видно из данных, приведенных в табл. На скорость твердения бетона большое влияние оказывает температура и влажность среды.
Студент НГАСУ (Сибстрин) стал призером Всероссийского форума-конкурса молодых ученых под эгидой ЮНЕСКО |
Продолжается прием заявок на Всероссийский студенческий конкурс «Твой ход» Студентов НГАСУ (Сибстрин) приглашают принять участие в новом проекте президентской платформы «Россия – страна возможностей»: Всероссийском студенческом конкурсе «Твой ход». Всероссийский конкурс «Твой Ход» стартовал 8 апреля 2021 года. Его организаторами выступают АНО «Россия – страна возможностей» и Национальная лига студенческих клубов при поддержке Минобрнауки России, Росмолодежи и Ростуризма. Конкурс проводится для студентов высших учебных заведений России с целью развития профессиональных компетенций, лидерских качеств, творческого и научного потенциала молодежи. Инициатива проведения конкурса для студентов была поддержана Президентом России, Председателем Наблюдательного совета АНО «Россия – страна возможностей» Владимиром Путиным 26… |
Приглашаем студентов к участию в конкурсе «Вместе против коррупции!» В 2021 году Генеральная прокуратура Российской Федерации выступает организатором Международного молодежного конкурса социальной антикоррупционной рекламы «Вместе против коррупции!» для молодежи из всех государств мира. Борьба с коррупцией является жизненно важным компонентом совместных усилий государства и общества по укреплению мира и безопасности, защите прав человека и содействию устойчивому развитию. Информационными партнерами проекта в России являются государственные органы, общественные организации, научные и образовательные учреждения страны, молодежные объединения… |
Основные термины
Почему прочность на сжатие больше плотности на растяжение? Бетон состоит из песчинок и гравия, скрепленного цементом. Он хорошо противостоит сжатию и хорошо поддаётся растягиванию. Песок в песочнице сильно сопротивляется сжатию, но хорошо поддаётся растяжению. Чем больше цемента в бетоне и чем выше его марка, тем больше связей между компонентами, тем выше прочность и долговечность.
Как выбрать нужную марку бетона?
По нагрузке и условиям эксплуатации. К примеру, если объект на заболоченном участке, имеет смысл выбрать марку выше М200.
М100– подложка под фундамент. Арматуру для предотвращения коррозии не следует забивать в грунт. А также отмостки, дорожки, заборы.
М150– для строений из железных листов.
М200– для строений из дерева, пенобетона, шлакоблоков, полы. Самая популярная марка бетона.
М250– одно этажные кирпичные строения с железобетонными перекрытиями.
М300– фундамент под 2-х или 3-х этажное каменное здание.
М350 – лестничные площадки, автодороги.
М400– редко используемая марка, применяемая для специальных объектов.
М450– фундаменты высотных зданий.
М500– особо важные конструкции с суровыми условиями эксплуатации.
Подвижность, удобоукладываемость (П), подвижные смеси)
– определяется по шкале от 1 до 5, где 1 – наименьшая подвижность, 5 – наибольшая. По аналогии, подвижность П5 походит на сметану 10% жирности или кисель, а П1 на жирный творог или конфитюр.
Каждый класс подвижности характеризуется осадкой конуса в пределах 2-4 сантиметров.
Бетононасосом можно перекачивать смесь подвижность 4 и 5.
Уплотнение смесей в опалубке сложна операция с применением глубинных вибраторов. При высоте 4 метра, уплотнить вибраторами не всегда удается качественно. При этом нужно учитывать коэффициент армирования. В таких случаях применение самоуплотняющихся бетонных смесей обязательно, а также при укладке смеси не должны расслаиваться.
Бывают «Жёсткие смеси» (Ж) и «Сверхжёсткие смеси» (СЖ)
Морозостойкость (F), freeze, замораживать, англ.)
— в условиях зимы средней полосы России, на которой находится Раменское, с частыми перепадами температуры около нуля градусов, с постоянным замерзанием и размерзанием воды и бетона, находящегося ниже уровня земли, морозостойкость выходит на 1-ое место по важности среди характеристик.
Как известно, в древние времена большие камни ломали с помощью воды: сначала долбили небольшую дырочку, вставляли туда деревянный клин, мочили, и камень ломался от расширения мокрого клинышка. В нашей полосе клинышек не нужен, вода и так расширяется при замерзании и ломает бетон, асфальт, и другие материалы, мокнущие зимой.
Морозостойкость обозначается латинской буквой Fи числом за ней, обозначающим количество циклов замерзания/оттаивания до разрушения, к примеру, бетон с морозостойкостью F 100, потеряет часть наружного слоя через 100 циклов, но не разрушится целиком.
В южных областях нашей планеты есть не разрушенные образцы строений из бетона, построенные несколько тысяч лет назад и сохранившие свой первоначальный вид из-за отсутствия охлаждения ниже нуля градусов.
Поэтому очень важно ограничить бетон от намокания при фундаментных работах, препятствую преждевременному разрушению.
Если таких условий добиться невозможно, поверхность можно пропитать различными гидроизолирующими составами, которые расширяются при контакте с влагой, препятствуя её проникновению вглубь материала, и возвращаются в исходное состояние при высыхании, обеспечивая вентиляцию.
Также можно провести гидроизоляцию физически оградив поверхность от влаги или минимизировать её попадание.
Существует РСН 58-86 с рекомендациями по морозостойкости в северной зоне для наружных стен самых ответственных отапливаемых зданий, при температуре от -20 до -40 рекомендуется морозостойкость F100. Для более суровых условий рекомендуется и F200, но это уже не Раменская климатическая зона.
Водонепроницаемость (W), water, вода, англ.)
способность бетона не впитывать и не пропускать через себя воду до тех пор, пока гидростатическое давление не достигнет определенной величины.
Находится в пределах от W2 до W20. Цифры 2-20 соответствуют давлению в МПа. W2 соответствует водопроницаемость 0,2, т.е. он не будет пропускать воду при давлении в 2 атмосферы, а W20 при давлении в 20 атмосфер.
Есть водонепроницаемые бетоны больше W20.
Для большинства сооружений хватает W6, но влага может проникать через швы, и в ответственных местах следует сделать их водонепроницаемыми.
W8 и более требуется для для гидротехнических сооружений, бассейнов, хранилищ воды, пристаней.
Для сопротивления водопроницаемости добавляют добавки: уплотняющие (жидкое стекло) и гидрофобизирующие (полимерные смолы, битум, церезит).
Поскольку затвердевший бетон порист, он водопроницаем.
Водонепроницаемым принято считать поверхность, пропускающий малое количество воды, которое полностью испаряется с поверхности не оставляя влажных пятен.
Для строительных растворов параметр водопроницаемости не приводится, т.к. раствор проницаем для воды, и более правильно указывать его водопоглащаемость.
БСГ
Бетонная смесь готовая к употреблению.
Смесь может быть не готова к употреблению, если в ней отсутствует вода, которая, к примеру, заливается в миксер (ботономешалку) непосредственно на объекте.
ПБСГ
Пескобетонная смесь готовая к употреблению
Василий Федорович Коровяков
Заместитель директора по научной работе НИИ Мосстрой, проф., д.т.н.
| Диамерт арматуры, мм | Площадь сечения, см2 | Вес арматуры, кг/м | Класс стали |
| 3 | 0,071 | 0,055 (0,051) | Обыкновенная и высокопрочная проволока |
| 4 | 0,126 | 0,098 (0,090) | Обыкновенная и высокопрочная проволока |
| 5 | 0,196 | 0,154 (0,139) | Обыкновенная и высокопрочная проволока |
| 6 | 0,283 | 0,222 | A-III, обыкновенная и высокопрочная проволока |
| 7 | 0,385 | 0,302 | A-III, обыкновенная и высокопрочная проволока |
| 8 | 0,503 | 0,395 | A-III, обыкновенная и высокопрочная проволока |
| 9 | 0,636 | 0,499 | A-III |
| 10 | 0,785 | 0,617 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 12 | 1,131 | 0,888 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 14 | 1,539 | 1,208 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 16 | 2,011 | 1,578 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 18 | 2,545 | 1,998 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 20 | 3,142 | 2,466 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 22 | 3,801 | 2,984 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 25 | 4,909 | 3,853 | A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI |
| 28 | 6,158 | 4,834 | A-II, A-III, A-IV |
| 32 | 8,042 | 6,313 | A-II, A-III, A-IV |
Техническая справка
Технические характеристики продукции, выпускаемой ОАО «Смолевичский завод железобетонных изделий»
Бетон — это смесь воды, цемента, песка и наполнителя. В качестве наполнителя на ОАО «Смолевичский завод железобетонных изделий» используется щебень гравийный (фракция 3-20 мм) и щебень гранитный (фракция 5-20 мм).
Щебень в широком смысле — это дробленый гравий, валуны, горные породы, отходы или некондиция горных производств. В нашем конкретном случае это дробленый гравий и гранит оптимальных размеров зерна 3-20 мм и 5-20 мм соответственно.
Прочность заполнителей непосредственно влияет на прочность бетона.
Гранитный щебень имеет более угловатую и шероховатую поверхность и потому лучше сцепляется с цементом. Тем самым обеспечивает большую прочность бетона. Но гравийный щебень за счет округлой, окатанной, гладкой поверхность делает бетон более подвижным. Такой бетон лучше заполняет сложные формы или формы с высокой частой армирования.
Подвижность бетона. Удобоукладываемость.
Подвижность бетонной смеси – это способность раствора растекаться под собственным весом. На нашем предприятии товарные бетоны выпускаются двух подвижностей: П1 и П3 (под заказ выпускаются бетоны и растворы любых характеристик!) . П1 — более густой бетон, такую подвижность заказывают при доставке бетона с помощью самосвала. При доставке бетона с помощью автобетоносмесителя АБС-7 (бетономешалка, миксер) готовят бетон с подвижностью П3, более жидкий. Кладочная смесь (РСГП) нашего производства имеет подвижность Пк2, оптимальную для кладки блоков или кирпича. Такая смесь подается самосвалом. Смесь штукатурная РСПИ — подвижность Пк1, т.е. более густая и потому наиболее удобная при производстве штукатурных работ.
Таблица соответствия (зависимости) марок и классов бетона
Класс бетона по прочности (СНиП 2.03.01-84*) — Обозначается буквой B и числами отвечающими значению гарантированной прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в МПа, с обеспеченностью 95%.
Класс бетона по прочности (СНБ 5.03.01-02) — Обозначается буквой С, а так же цифрами, характеризующими качество бетона, означающими значения нормативного сопротивления и гарантированной прочности на осевое сжатие в Н/мм2 (МПа). К примеру С20/25: перед чертой — значение нормативного сопротивления fck, Н/мм2, после черты — гарантированная прочность бетона fс,Gcube, Н/мм2.
| Марка бетона по прочности | Класс бетона по прочности (B) по СНиП | Класс бетона по прочности (С) по СНБ |
|---|---|---|
| М 50 | В 3,5 | — |
| М 75 | В 5 | — |
| M 100 | В 7,5 | — |
| М 150 | В 10 | С 8/10 |
| М 150 | В 12,5 | С 10/12,5 |
| М 200 | В 15 | С 12/15 |
| М 250 | В 20 | С 16/20 |
| М 300 | В 22,5 | С 18/22,5 |
| М 350 | В 25 | С 20/25 |
| М 350 | В 27,5 | С 22/27,5 |
| М 400 | В 30 | С 25/30 |
| М 450 | В 35 | С 28/35 |
| М 500 | — | С 30/37 |
| М 550 | В 40 | С 32/40 |
| М 600 | В 45 | С 35/45 |
| М 700 | В 50 | С 40/50 |
| М 700 | В 55 | С 45/55 |
| М 800 | В 60 | С 50/60 |
| М 900 | В 65 | — |
| М 900 | В 70 | C60/70 |
| М 1000 | В 75 | С 60/75 |
Водонепроницаемость бетона
Бетон (и изделия из железобетона), как нам известно, водопроницаем. Но очень часто есть необходимость защитить строительные конструкции от проникновения влаги. Для частного домостроения водонепроницаемый бетон применяется в первую очередь для подвалов (стены и пол) и фундамента. Не редко водонепроницаемый бетон применяется для гаражей и хозпостроек (смотровая яма, погреб).
Грунтовые воды и осадки могут создать немало проблем, поэтому конструкции необходимо от них защищать. И водонепроницаемый бетон решает эту проблему.
Бетоны по водопроницаемости делятся на несколько категорий и обозначаются буквой W в маркировке (W2, W4,…W18,W20).
Цифра – это максимально допустимое давление воды в атмосферах. К примеру W4 – это значит, что бетон выдержит давление воды в 4 атмосферы и не пропустит влагу. Если давление будет выше – то бетон промокнет и ваш подвал «потечет».
Иногда в маркировке ЖБ изделий нет букв W. К примеру, ФБС 24.6.6-О, КСф 10.9-Н (Б) F150.
О — особо низкой проницаемости
Н — нормальной проницаемости
П — пониженной проницаемости
Наше предприятие изготавливает фундаментные блоки для стен подвалов двух типов: с нормальной водопроницаемостью W2-W4 и с проницаемостью ниже W2. Под заказ изготавливаются изделия с любой водопроницаемостью (Н, П, О).
Обращаем ваше внимание, что с большей вероятностью влага будет проникать через швы между блоками, чем через сам бетон. Поэтому уделите особое внимание герметизации стыков.
Для фундаментов рекомендовано выбирать ФБС максимально возможной длины, чтобы сделать конструкцию более прочной и долговечной и сократить количество швов. Чем меньше будет стыков, тем крепче будет основание, да и монтаж пройдет куда быстрее. Самая популярная ширина фундамента (Фундаментных блоков) 300-400 мм.
ФБС 24.4.6 ФБС 24.4.6-Н
ФБС 12.4.6 ФБС 12.4.6-Н
ФБС 9.4.6 ФБС 9.4.6 –Н
Стоимость блоков с Н (нормальная водопроницаемость, W2) выше на 10-12%
| Тип одноэтажного дома* | Рекомендуемая марка бетона, не менее чем: | |
| Слабопучинстый грунт | Пучинстый грунт | |
| Щитовой, каркасный дом | БСГ В 15 П3 F100 W4 (М-200) | БСГ В 20 П3 F150 W4 (М-250) |
| Брусовой, бревенчатый дом | БСГ В 20 П3 F150 W4 (М-250) | БСГ В 22,5 П3 F150 W6 (М-300) |
| Газобетонный, пенобетонный, керамзитобетонный дом | БСГ В 22,5 П3 F150 W6 (М-300) | БСГ В 25 П3 F200 W8 (М-350) |
| Кирпичный, монолитный дом | БСГ В 25 П3 F200 W8 (М-350) | БСГ В 30 П3 F200 W8 (М-400) |
*При строительстве 2-3 этажного дома рекомендуется использовать бетон на марку выше (но не выше М400).
Класс прочности бетона на сжатие. | Пенообразователь Rospena
Поскольку в состав затвердевшего бетона входят компоненты, являющиеся по своей природе разнородными, он является материалом конгломератного (составного типа). Поэтому одним из главных свойств, по которым можно определить качественным ли он является, можно назвать адгезию. В данной статье будет рассказано о том, что такое класс бетона, а также коснемся и других характеристик материала.
На фото – проверка материала на прочность
Качество материала
Под адгезией понимается то, насколько хорошо цементный камень скрепляется с частицами заполнителей. Кроме того, к основным качествам можно также отнести:
- морозостойкость;
- водонепроницаемость;
- прочность на сжатие и растяжение.
Когда материал находится в проектном возрасте, о его прочностных характеристиках можно судить по последним параметрам. Поэтому стоит отметить, что во время приготовления он получается неоднородным.
Здесь представлено соответствие марок и классов бетона
Колебания прочности снижаются при качественной подготовки смеси, а также при более высокой культуре строительства. Поэтому стоит запомнить, что изготовленный материал должен не только иметь средний заданный показатель, но и иметь равномерное его распределение по всей поверхности.
Определение класса
Учесть вышеописанные колебания можно в таком показателе, как класс, под которым понимается процентный показатель какого-либо свойства. К примеру, если указано, что материал имеет класс прочности 0,95, то в 95 случаях и 100 он будет иметь такой показатель.
Стоит отметить, что согласно ГОСТу, классификация бетона состоит из 18 основных классов показателей прочности на сжатие. При этом в начале название класса указывается В1, после чего идет числовое значение предела прочности, отображаемое в МПа.
Классификация изделий
Для более точного восприятия стоит привести пример. Итак, предположим, что перед нами класс бетона В35. Это означает, что в 95 случаях из 100 он обеспечивает предел прочности на сжатие до 35 МПа.
Кроме того, существуют и другие классы прочности:
- индекс В,, обозначает осевое растяжение;
- индекс Btb отображает предел растяжения при изгибе.
Помните, что предел прочности на сжатие может в 20 раз превышать аналогичное значение прочности на растяжение. Поэтому при строительстве используется стальная арматура, которая повышает несущую способность материала, цена при этом увеличивается.
Таблица марок и классов бетона по прочности на сжатие
Определение марки
Как утверждает стандарт СЭВ 1406-78, главным показателем прочности изделий является именно их класс. Если же во время проектирования различных изделий не учитывался данный стандарт, их прочность описывается при помощи марки.
Под ней понимают какое-либо его свойство, выраженное в численной характеристике, для расчета которой используются средние показанные результаты образцов во время испытаний. Для обозначения марки используют значения, полученные во время испытаний:
Минимальное Используется, если она определяется по таким показателям, как:· водонепроницаемость;· морозостойкость;
· прочность.
Максимальное Применяется при определении бетона по средней плотности.
Совет: знайте, что помощи марки нельзя отобразить колебания прочности по всему объему бетонного изделия.
Как производить перевод марок бетона в классы
Марка по прочности на сжатие
- Это одна из наиболее часто используемых характеристик бетонных конструкций.
- Инструкция требует для ее определения использовать образцы в виде куба, имеющих длину одной стороны 150 мм.
- Испытание проводится на протяжении условного проектного возраста – в большинстве случаев это 4 недели.
Совет: если берется серия из трех образцов, предел прочности рассчитывается по двум наибольшим из них. Для его выражения используются такие единицы – кгс/см2.
- 2.Специалисты выделяют всего 17 марок тяжелого бетона в зависимости от его прочности на сжатие. Для их обозначения используется индекс «М», после которого указывается число. К примеру, марка М450 означает, что такой бетон гарантирует минимальный предел прочности на сжатие в 450 кгс/см
- Если же принимать во внимание прочность на осевое растяжение, то его марок гораздо больше – от Pt5 до Pt50 (прибавляя каждый раз по 5 кгс/см2). К примеру, марка бетона Pt30 будет означать, что он способен выдержать осевое растяжение до 30 кгс/см2.
- Для бетона, которые будет использоваться во время изготовления изгибаемых ж/б конструкций, существует также характеристика растяжения при изгибе, которая отображается при помощи индекса «Ptb».
Совет: не всегда следует проводить параллели между маркой бетона и его классом.
Класс поверхности бетона по СНиПу имеет 4 параметра
Классы и марки
Дело в том, что многое зависит от того, насколько материал является однородным. Для обозначения этой величины используется коэффициент вариации.
Чем ниже его числовое значение, тем большей однородностью обладает бетон. При снижении данного показателя, снижаются, соответственно, класс и марка материала. К примеру, М300, имеющий коэффициент вариации в 18%, получит класс В15, а вот при снижении до значения в 5%, класс повысится до В20.
Совет: результаты исследований доказывают, что во время изготовления бетонной смеси необходимо добиваться ее максимальной однородности.
На числовое значение прочности оказывают влияние множество факторов. Наибольшее — качество исходных компонентов, а также такой показатель, как пористость.
Изготовление раствора
Для набора прочности материала, изготовленного при помощи портландцемента, требуется значительное количество времени. Кроме того, для нормального протекания процесса требуется соблюдение определенных условий.
Морозостойкость
При помощи такого показателя, как марка бетона по морозостойкости можно определить, сколько циклов замораживания и оттаивания может выдержать 28-дневный материал, теряя при этом не более 15% показателя прочности на сжатие. Для обозначения такого показателя используется индекс F, а всего существует 11 классов.
Совет: чтобы бетон обладал хорошими морозостойкими свойствами, в его составе должен быть качественный портландцемент, а также его различные модификации – сульфатостойкий, гидрофобный и т.п.
При этом существуют определенные ограничения по процентному содержанию трехкальциевого алюмината в портландцементе.
К примеру, для:
- F200 допускается не более 7% такого вещества;
- F300 – до 5%, и т.д.
Крайне нежелательным является присутствие в цементе активных минеральных добавок, так как в результате их использования увеличивается потребность в воде. А вот снижение водопотребности достигается за счет применения поверхностно-активных веществ.
Работа с раствором в мороз
Совет: в сооружениях гидротехнического типа, обладающих маркой морозостойкости F 300, а также заполнителем диаметром не более 20 мм, объем вовлеченного воздуха должен находиться в пределах 2-4%
Вот небольшая инструкция, которой следует придерживаться:
- Для получения высококачественного морозостойкого бетона должно соблюдаться максимально точное соотношение всех компонентов.
- Их необходимо тщательно перемешать своими руками, получив максимально однородную смесь.
- После этого уплотнить.
- Обеспечить необходимые хорошие условия во время процесса затвердевания.
Совет:следите, чтобы не происходило тепловое расширение составляющих бетона, а значение воды и воздуха находились в допустимых пределах.
В ситуациях, когда осуществляется изготовление деталей, обладающих высокой степенью морозостойкости (F200 и выше), стоит помнить, что материал должен твердеть в условиях положительного значения температуры окружающей среды. Кроме того, его влажность должна сохраняться на протяжении около 10 дней.
Водопроницаемость
Марка по такому показателю, как водонепроницаемость определяется путем испытаний материала на ограниченную проницаемость во время одностороннего давления напора воды. Для ее обозначения используют индекс «W», после которого идет число.
Водопроницаемость материала
Оно обозначает максимальное давление (в кгс/см2), которое может выдержать исследуемый образец, диаметр и высота которого составляют 150 мм, во время определенных испытаний. К примеру, маркаW4 выдерживает напор воды в 4 кгс/см
2. Всего существует 10 марок – от W2 до W20 (прибавляя по 2 кгс/см2).
Существуют методы, благодаря которым можно увеличить водонепроницаемость смеси во время ее приготовления, укладки и затвердевания бетона, а также методы, которые могут повысить такой показатель уже затвердевшего материала.
Вывод
В данной статье было рассказано о классах и марках бетона, которые читаются важными показателями. Они дают возможность правильного подбора материала для ремонтных и строительных работ. Также вы узнали ГОСТ на класс бетона и индексы, которыми обозначается он и марки.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.
Выбор бетона для строительных конструкций
Если коротко, то для следующих строительных конструкций рекомендуют следующие марки бетона:
— подбетонка или подготовка основания для монолитной конструкции — В7,5;
— фундаменты — не ниже В15, но в ряде случаев марка по водонепроницаемости должна быть не ниже W6 (бетон В22,5). Также, согласно еще не принятому приложению Д к СП 28.13330.2012, класс бетона для фундаментов должен быть не ниже В30. Я рекомендую использовать бетон с маркой по водонепроницаемости не ниже W6, что позволит обеспечить долговечность конструкции;
— стены, колонны и другие конструкции расположенные на улице — марка по морозостойкости не ниже F150, а для района с расчетной температурой наружного воздуха ниже -40С — F200.
— внутренние стены, несущие колонны — по расчету, но не ниже В15, для сильно сжатых не ниже В25.
Возможно я не охвачу все нормативы, где может быть прописаны требования к выбору марки бетона, поэтому прошу в комментариях отписаться если есть неточности.
Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются:
— класс по прочности на сжатие B;
— класс по прочности на осевое растяжение B t ;
— марка по морозостойкости F;
— марка по водонепроницаемости W;
— марка по средней плотности D.
B
Класс бетона по прочности на сжатие B соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) и принимается в пределах от B 0,5 до B 120.
Это основной параметр бетона, который определяет его прочность на сжатие. Например, класс бетона В15 означает, что после 28 дней при температуре застывания 20°С прочность бетона будет 15 МПа. Однако в расчетах используют другую цифру. Расчетное сопротивление бетона (R b) сжатию можно найти в таблице 5.2 СП 52-101-2003
Таблица 5.2 СП 52-101-2003
| Вид сопротивления | Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы R b и R bt | ||||||||||
| В10 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| R b | 6,0 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 |
| Растяжение осевое R bt | 0,56 | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,15 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 |
Почему прочность замеряют именно через 28 дней? Потому, что бетон набирает прочность всю жизнь, но после 28 дней прирост прочности уже не такой большой. Через одну неделю после заливки прочность бетона может быть 65% от нормативной (зависит от температуры твердения), через 2 недели будет 80%, через 28 дней прочность достигнет 100%, через 100 суток будет 140% от нормативной. При проектировании есть понятие прочности через 28 дней, и оно принимается за 100%.
Также известна классификация по марке бетона M и цифрами от 50 до 1000. Цифра обозначает предел прочности на сжатие в кг/см². Различие в классе бетона B и марке бетона M заключается в методе определения прочности. Для марки бетона это средняя величина силы сжатия при испытаниях после 28 дней выдержки образца, выраженная в кг/см². Данная прочность обеспечивается в 50% случаях. Класс бетона B гарантирует прочность бетона в 95% случаях. Т.е. прочность бетона варьируется и зависит от многих факторов, не всегда можно добиться нужной прочности и бывают отклонения от проектной прочности. Например, марка бетона М100 обеспечивает прочность бетона после 28 дней в 100 кг/см² в 50% случаев. Но для проектирования это как-то слишком мало, поэтому ввели понятие класс бетона. Бетон B15 гарантирует прочность в 15 МПа после 28 дней в 95% случаях.
В проектной документации бетон обозначается только классом B, но в строительной практике марка бетона всё еще применяется.
Определить класс бетона по марке и наоборот можно по следующей таблице:
| Класс бетона по прочности на сжатие | Средняя прочность бетона данного класса, кгс/см² | Ближайшая марка бетона по прочности на сжатие | Отклонения ближайшей марки бетона от средней прочности бетона этого класса, % |
В3,5 | 45,84 | М50 | 9,1 |
В5 | 65,48 | М75 | 14,5 |
В7,5 | 98,23 | М100 | 1,8 |
В10 | 130,97 | М150 | 14,5 |
В12,5 | 163,71 | М150 | 8,4 |
В15 | 196,45 | М200 | 1,8 |
В20 | 261,94 | М250 | 4,6 |
В22,5 | 294,68 | М300 | 1,8 |
В25 | 327,42 | М350 | 6,9 |
В27,5 | 360,16 | М350 | 2,8 |
В30 | 392,90 | М400 | 1,8 |
В35 | 458,39 | М450 | 1,8 |
В40 | 523,87 | М500 | 4,6 |
Класс бетона по прочности на осевое растяжение B t соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) и принимается в пределах от B t 0,4 до B t 6.
Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с требованиями нормативных документов для отдельных специальных видов сооружений (например, для массивных гидротехнических сооружений).
Марка бетона по морозостойкости F соответствует минимальному числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцом при стандартном испытании, и принимается в пределах от F 15 до F 1000.
Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды (МПа · 10 -1), выдерживаемому бетонным образцом при испытании, и принимается в пределах от W 2 до W 20.
Марка по средней плотности D соответствует среднему значению объемной массы бетона в кг/м 3 и принимается в пределах от D 200 до D 5000.
Также встречается маркировка бетона по подвижности (П) или указывается осадка конуса. Чем выше число П, тем бетон более жидкий и с ним легче работать.
Для напрягающих бетонов устанавливают марку по самонапряжению.
Подбор марки бетона по прочности
Минимальный класс бетона для конструкций назначается согласно СП 28.13330.2012 и СП 63.13330.2012.
Для любых железобетонных строительных конструкций класс бетона должен быть не ниже В15 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).
Для предварительно напряженных железобетонных конструкций класс бетона по прочности на сжатие следует принимать в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, но не ниже В20 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).
Железобетонный ростверк из сборного железобетона должен быть выполнен из бетона не ниже кл. В20 (п. 6.8 СП 50-102-2003)
Класс бетона для конструкций назначают согласно прочностному расчету по технико-экономическим соображениям, например, на нижних этажах здания монолитные колонны имеют большую прочность т.к. нагрузка на них выше, на верхних этажах класс бетона уменьшается, что позволяет использовать колонны одного сечения на всех этажах.
Также есть рекомендации СП 28.13330.2012. Согласно постановлению 1521 от 26.12.2014 приложения А и Д СП 28.13330.2012 не входят в обязательный перечень, т.е. рекомендуются, но рекомендую обратить своё внимание на эти приложения т.к., возможно, скоро они будут обязательными для применения. Прежде всего необходимо сделать классификацию конструкцию по среде эксплуатации согласно таблице А.1 СП 28.13330.2012:
Таблица А.1 — Среды эксплуатации
| Индекс | Среда эксплуатации | Примеры конструкций |
| ||
| ХО | Для бетона без арматуры и закладных деталей: все среды, кроме воздействия замораживания — оттаивания, истирания или химической агрессии.Для железобетона: сухая | Конструкции внутри помещений с сухим режимом эксплуатации |
| ||
| ХС1 | Сухая и постоянно влажная среда | Конструкции помещений в жилых домах, за исключением кухонь, ванных, прачечных.Бетон постоянно под водой |
| ХС2 | Влажная и кратковременно сухая среда | Поверхности бетона, длительно смачиваемые водой. Фундаменты |
| ХС3 | Умеренно влажная среда (влажные помещения, влажный климат) | Конструкции, на которые часто или постоянно воздействует наружный воздух без увлажнения атмосферными осадками. Конструкции под навесом. Конструкции внутри помещений с высокой влажностью (общественные кухни, ванные, прачечные, крытые бассейны, помещения для скота) |
| ХС4 | Наружные конструкции, подвергающиеся действию дождя | |
| ||
| В случае, когда бетон, содержащий стальную арматуру или закладные детали, подвергается действию хлоридов, включая соли, применяемые как антиобледенители, агрессивная среда классифицируется по следующим показателям: | ||
| XD1 | Среда с умеренной влажностью | Конструкции, подвергающиеся воздействию аэрозоля солей хлоридов |
| XD2 | Влажный и редко сухой режим эксплуатации | Плавательные бассейны. Конструкции, подвергающиеся воздействию промышленных сточных вод, содержащих хлориды |
| XD3 | Переменное увлажнение и высушивание | Конструкции мостов, подвергающиеся обрызгиванию растворами противогололедных реагентов. Покрытие дорог. Перекрытия парковок |
| ||
| В случае, когда бетон, содержащий стальную арматуру или закладные детали, подвергается действию хлоридов из морской воды или аэрозолей морской воды, агрессивная среда классифицируется по следующим показателям: | ||
| XS1 | Воздействие аэрозолей, но без прямого контакта с морской водой | Береговые сооружения |
| XS2 | Под водой | Подводные части морских сооружений |
| XS3 | Зона прилива и отлива, обрызгивания | Части морских сооружений в зоне переменного уровня воды |
| Примечание — Для морской воды с различным содержанием хлоридов требования к бетону указаны в таблице Г.1 | ||
| ||
| При действии на насыщенный водой бетон переменного замораживания и оттаивания агрессивная среда классифицируется по следующим признакам: | ||
| XF1 | Умеренное водонасыщение без антиобледенителей | Вертикальные поверхности зданий и сооружений при действии дождя и мороза |
| XF2 | Умеренное водонасыщение с антиобледенителями | Вертикальные поверхности зданий и сооружений, подвергающиеся обрызгиванию растворами антиобледенителей и замораживанию |
| XF3 | Сильное водонасыщение без антиобледенителей | Сооружения при действии дождей и мороза |
| XF4 | Сильное водонасыщение растворами солей антиобледенителей или морской водой | Дорожные покрытия, обрабатываемые противогололедными реагентами. Горизонтальные поверхности мостов, ступени наружных лестниц и др. Зона переменного уровня для морских сооружений при действии мороза |
| ||
| При действии химических агентов из почвы, подземных вод, коррозионная среда классифицируется по следующим признакам: | ||
| ХА1 | Незначительное содержание агрессивных агентов — слабая степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2 | Конструкции в подземных водах |
| ХА2 | Умеренное содержание агрессивных агентов — средняя степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2 | Конструкции, находящиеся в контакте с морской водой. Конструкции в агрессивных грунтах |
| ХА3 | Высокое содержание агрессивных агентов — сильная степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2 | Промышленные водоочистные сооружения с химическими агрессивными стоками. Кормушки в животноводстве. Градирни с системами газоочистки |
| ||
| В зависимости от влажности среда классифицируется по следующим признакам: | ||
| WO | Бетон находится в сухой среде | Конструкции внутри сухих помещений. Конструкции в наружном воздухе вне действия осадков, поверхностных вод и грунтовой влаги |
| WF | Бетон часто или длительно увлажняется | Наружные конструкции, не защищенные от воздействия осадков, поверхностных вод и грунтовой влаги.Конструкции во влажных помещениях, например, бассейнах, прачечных и других помещениях с относительной влажностью преимущественноболее 80 %.Конструкции, часто подвергающиеся действию конденсата, например, трубы, станции теплообменников, фильтровальные камеры,животноводческие помещения.Массивные конструкции, минимальный размер которых превосходит 0,8 м, независимо от доступа влаги |
| WA | Бетон, на который помимо воздействий среды WF действуют часто или длительно щелочи, поступающие извне | Конструкции, подвергающиеся воздействию морской воды.Конструкции, на которые воздействуют противогололедные соли без дополнительного динамического воздействия (например, зона обрызгивания).Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий (например, шламонакопители), подвергающиеся воздействию щелочных солей |
| WS | Бетон с высокими динамическими нагрузками и прямым воздействием щелочей | Конструкции, подвергающиеся воздействию противогололедных солей и дополнительно высоким динамическим нагрузкам (например, бетон дорожных покрытий) |
| Примечание — Агрессивное воздействие должно быть дополнительно изучено в случае:действия химических агентов, не указанных в таблицах Б.2, Б.4, В.3;высокой скорости (более 1 м/с) течения воды, содержащей химические агенты по таблицам В.3, В.4, В.5. | ||
В зависимости от выбранной среды эксплуатации назначаем класс бетона для конструкции по таблице Д.1 СП 28.13330.2012.
Таблица Д.1 — Требования к бетонам в зависимости от классов сред эксплуатации
| Требования к бетонам | Классы сред эксплуатации | |||||||||||||||||
| Неагрессивная среда | Карбонизация | Хлоридная коррозия | Замораживание — оттаивание 1) | Химическая коррозия | ||||||||||||||
| Морская вода | Прочие хлоридные воздействия | |||||||||||||||||
| Индексы сред эксплуатации | ||||||||||||||||||
| ХО | ХС1 | ХС2 | ХС3 | ХС4 | XS1 | XS2 | XS3 | XD1 | XD2 | XD3 | XF1 | XF2 | XF3 | XF4 | ХА1 | ХА2 | ХА3 | |
| Минимальный класс по прочности В | 15 | 25 | 30 | 37 | 37 | 37 | 45 | 45 | 37 | 45 | 45 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | 45 |
| Минимальный расход цемента, кг/м 3 | — | 260 | 280 | 280 | 300 | 300 | 320 | 340 | 300 | 300 | 320 | 300 | 300 | 320 | 340 | 300 | 320 | 360 |
| Минимальное воздухо-содержание, % | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 4,0 | 4,0 | 4,0 | — | — | — |
| Прочие требования | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | Заполнитель с необходимой морозостойкостью | Сульфатостойкий цемент 2) | |||||
| Приведенные в колонках требования назначаются совместно с требованиями, указанными в следующих таблицах | — | Д.2, Ж.5 | Г.1, Д.2 | Г.1, Д.2 | Ж.1 | В.1 — В.5, Д.2 | ||||||||||||
| 1) Для эксплуатации в условиях попеременного замораживания — оттаивания бетон должен быть испытан на морозостойкость. 2) Когда содержание соответствует ХА2 и ХА3, целесообразно применение сульфатостойкого цемента. 3) Значения величин в данной таблице относятся к бетону на цементе класса СЕМ 1 по ГОСТ 30515 и заполнителе с максимальной крупностью 20 — 30 мм. | ||||||||||||||||||
Если посмотреть на эти требования, то для фундамента нужно принимать бетон минимум В30 (среда XC2). Однако пока это рекомендуемые требования, которые в перспективе станут обязательными (или не станут, кто его знает?)
Подбор марки бетона по водонепроницаемости
Марки бетона по водонепроницаемости подбирается согласно таблицам В.1-В.8 СП 28.13330.2012 в зависимости от степени агрессивности среды. Данные по агрессивности грунтов указываются в инженерно-геологических изысканиях и там же обычно пишут рекомендуемую марку по водонепроницаемости.
Для свай и необходимо применять бетон марки по водонепроницаемости не ниже W6 (п.15.3.25 СП 50-102-2003). Такую марку имеет бетон В22,5, поэтому нужно это учитывать при подборе класса бетона.
Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха выше минус 40 °С, а также для наружных стен отапливаемых зданий марку бетона по водонепроницаемости не нормируют (п.6.1.9 СП 63.13330.2012).
Подбор марки бетона по морозостойкости
Подбор марки бетона по морозостойкости производится согласно таблицам Ж.1, Ж.2 СП 28.13330.2012 в зависимости от расчётной температуры наружного воздуха.
Таблица Ж.1 — Требования к бетону конструкций, работающих в условиях знакопеременных температур
Таблица Ж.2 — Требования к морозостойкости бетона стеновых конструкций
| Условия работы конструкций | Минимальная марка бетона по морозостойкости наружных стен отапливаемых зданий из бетонов | ||
| Относительная влажность внутреннего воздуха помещения j int , % | Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °C | легкого, ячеистого, поризованного | тяжелого и мелкозернистого |
| j int > 75 | Ниже -40 | F100 | F200 |
| Ниже -20 до -40 включ. | F75 | F100 | |
| Ниже -5 до -20 включ. | F50 | F70 | |
| — 5 и выше | F35 | F50 | |
| 60 int £ 75 | Ниже -40 | F75 | F100 |
| Ниже -20 до -40 включ. | F50 | F50 | |
| Ниже -5 до -20 включ. | F35 | — | |
| — 5 и выше | F25 | — | |
| j int £ 60 | Ниже -40 | F50 | F75 |
| Ниже -20 до -40 включ. | F35 | — | |
| Ниже -5 до -20 включ. | F25 | — | |
| — 5 и выше | F15 * | — | |
* Для легких бетонов марка по морозостойкости не нормируется. Примечания 1. При наличии паро- и гидроизоляции конструкций марки бетонов по морозостойкости, указанные в настоящей таблице, могут быть снижены на один уровень. 2. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно СП 131.13330 как температура наиболее холодной пятидневки. 3. Марка ячеистого бетона по морозостойкости устанавливается по ГОСТ 25485 . | |||
Расчетная зимняя температура наружного воздуха для расчета железобетонных конструкций принимается по средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 в зависимости от района строительства согласно СП 131.13330.2012.
В грунтах с положительной температурой, ниже уровня промерзания на 0,5 м, морозостойкость не нормируется (СП 8.16 СП 24.13330.2011)
Например, для Москвы температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 равна минус 29 °С. Тогда марка бетона по морозостойкости равна F150 (Характеристика режима — Возможное эпизодическое воздействие температуры ниже 0 °C а) в водонасыщенном состоянии, например, конструкции, находящиеся в грунте или под водой).
Защитный слой бетона
Чтобы арматура не оголилась со временем существуют требования по минимальной толщине слоя бетона для защиты арматуры. Согласно пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры СП 52-101-2003 минимальная толщина защитного слоя определяется по таблице 5.1 Пособия к СП 52-101-2003:
Таблица 5.1 Пособия к СП 52-101-2003
| № п/п | Условия эксплуатации конструкций здания | Толщина защитного слоя бетона, мм, не менее |
| 1. | В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности | 20 |
| 2. | В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) | 25 |
| 3. | На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) | 30 |
| 4. | В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки | 40 |
| 5. | В монолитных фундаментах при отсутствии бетонной подготовки | 70 |
Для сборных железобетонных элементов толщину защитного слоя можно уменьшить на 5 мм от данных таблицы 8.1 СП 52-101-2003 (п.8.3.2).
Для буронабивных свай защитный слой бетона составляет не менее 50 мм (п. 8.16 СП 24.13330.2011), для буронабивных свай фундаментов мостов 100 мм.
Для буронабивных свай, используемых как защитные ограждения, защитный слой бетона принимается 80-100 мм (п. 5.2.12 Методического пособия по устройству ограждений из буронабивных свай).
Также во всех случаях толщина защитного слоя не может быть меньше толщины арматуры.
Защитный слой бетона считается от наружной поверхности до поверхности арматуры (не до оси арматуры).
Защитный слой бетона обычно обеспечивается использованием фиксаторов:
Расчетные значения сопротивления бетона
СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения
Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию R b определяют по формуле 6.1 СП 63.13330.2012:
Расчетные значения сопротивления бетона осевому растяжению R bt определяют по формуле 6.2 СП 63.13330.2012:
Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γ b принимают равными:
для расчета по предельным состояниям первой группы:
1,5 — для ячеистого бетона;
Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γ bt принимают равными:
для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на сжатие:
1,5 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;
2,3 — для ячеистого бетона;
для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на растяжение:
1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;
для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.
(п. 6.1.11 СП 63.13330.2012)
В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы γ bt , учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):
а) γ b 1 — для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений R b и R bt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:
γ b 1 = 1,0 при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;
γ b 1 = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки. Для ячеистых и поризованных бетонов γ b 1 = 0,85;
б) γ b 2 — для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления R b и учитывающий характер разрушения таких конструкций, γ b 2 = 0,9;
в) γ b 3 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона R b , γ b 3 = 0,85;
г) γ b 4 — для ячеистых бетонов, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона R b :
γ b 4 = 1,00 — при влажности ячеистого бетона 10 % и менее;
γ b 4 = 0,85 — при влажности ячеистого бетона более 25 %;
по интерполяции — при влажности ячеистого бетона свыше 10 % и менее 25 %.
Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур, учитывают коэффициентом условий работы бетона γ b 5 £ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент γ b 5 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.
(п. 6.1.12 СП 63.13330.2012)
Для свайных фундаментов согласно СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты, п. 7.1.9
7.1.9 При расчете набивных, буровых свай и баретт (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с понижающим коэффициентом условий работы γ cb = 0,85, учитывающим бетонирование в узком пространстве скважин и обсадных труб, и дополнительного понижающего коэффициента γ’ cb , учитывающего влияние способа производства свайных работ:
а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, γ’ cb = 1,0;
б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ’ cb = 0,9;
в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ’ cb = 0,8;
г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), γ’ cb = 0,7.
Параметры для расчета железобетонных конструкций:
Параметры для расчета железобетонных конструкций приведены в СП 63.13330.2012:
Таблица 6.7
| Вид | Бетон | Нормативные сопротивления бетона R b,n , R bt,n , МПа, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы R b,ser и R bt,ser , МПа, при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В2 | В2,5 | В3,5 | В5 | В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
| Сжатие осевое (призменная прочность) R b,n , R b,ser | — | — | — | 2,7 | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11 | 15 | 18,5 | 22 | 25,5 | 29 | 32 | 36 | 39,5 | 43 | 50 | 57 | 64 | 71 | |
| Легкий | — | — | 1,9 | 2,7 | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11 | 15 | 18,5 | 22 | 25,5 | 29 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Ячеистый | 1,4 | 1,9 | 2,4 | 3,3 | 4,6 | 6,9 | 9,0 | 10,5 | 11,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Растяжение осевое R bt,n и R bt,ser | Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий | — | — | — | 0,39 | 0,55 | 0,70 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,10 | 2,25 | 2,45 | 2,60 | 2,75 | 3,00 | 3,30 | 3,60 | 3,80 |
| Легкий | — | — | 0,29 | 0,39 | 0,55 | 0,70 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,10 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Ячеистый | 0,22 | 0,26 | 0,31 | 0,41 | 0,55 | 0,63 | 0,89 | 1,00 | 1,05 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
Примечания 1 Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %. 2 Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений R bt,n , R bt,ser следует принимать с умножением на коэффициент 0,8. 3 Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений R bt,n , R bt,ser следует принимать как для легкого бетона с умножением на коэффициент 0,7. R bt,n , R bt,ser следует принимать с умножением на коэффициент 1,2. | |||||||||||||||||||||||
Таблица 6.8
| Вид | Бетон | Расчетные сопротивления бетона R b , R bt , МПа, для предельных состояний первой группы при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В2 | В2,5 | В3,5 | В5 | В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | в30 | B35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
| Сжатие осевое (призменная прочность) | Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий | — | — | — | 2,1 | 2,8 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 | 37,0 | 41,0 | 44,0 | 47,5 |
| Легкий | — | — | 1,5 | 2,1 | 2,8 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Ячеистый | 0,95 | 1,3 | 1,6 | 2,2 | 3,1 | 4,6 | 6,0 | 7,0 | 7,7 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Растяжение осевое | Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий | — | — | — | 0,26 | 0,37 | 0,48 | 0,56 | 0,66 | 0,75 | 0,90 | 1,05 | 1,15 | 1,30 | 1,40 | 1,50 | 1,60 | 1,70 | 1,80 | 1,90 | 2,10 | 2,15 | 2,20 |
| Легкий | — | — | 0,20 | 0,26 | 0,37 | 0,48 | 0,56 | 0,66 | 0,75 | 0,90 | 1,05 | 1,15 | 1,30 | 1,40 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Ячеистый | 0,09 | 0,12 | 0,14 | 0,18 | 0,24 | 0,28 | 0,39 | 0,44 | 0,46 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
Таблица 6.11
| Бетон | Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении E b , МПа × 10 -3 , при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В2 | В2,5 | В3,5 | В5 | В7,5 | в10 | В12,5 | B15 | B20 | B25 | в30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | |
| Тяжелый | — | — | — | 9,5 | 13,0 | 16,0 | 19,0 | 21,5 | 24,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 | 41,0 | 42,0 | 42,5 | 43 |
| Мелкозернистый групп: | ||||||||||||||||||||||
| А — естественного твердения | — | — | — | 7,0 | 10 | 13,5 | 15,5 | 17,5 | 19,5 | 22,0 | 24,0 | 26,0 | 27,5 | 28,5 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Б — автоклавного твердения | — | — | — | — | — | — | — | — | 16,5 | 18,0 | 19,5 | 21,0 | 22,0 | 23,0 | 23,5 | 24,0 | 24,5 | 25,0 | — | — | — | — |
| Легкий и порисованный марки по средней плотности: | ||||||||||||||||||||||
| D800 | — | — | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1000 | — | — | 5,0 | 5,5 | 6,3 | 7,2 | 8,0 | 8,4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1200 | — | — | 6,0 | 6,7 | 7,6 | 8,7 | 9,5 | 10,0 | 10,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1400 | — | — | 7,0 | 7,8 | 8,8 | 10,0 | 11,0 | 11,7 | 12,5 | 13,5 | 14,5 | 15,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1600 | — | — | — | 9,0 | 10,0 | 11,5 | 12,5 | 13,2 | 14,0 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | 18,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1800 | — | — | — | — | 11,2 | 13,0 | 14,0 | 14,7 | 15,5 | 17,0 | 18,5 | 19,5 | 20,5 | 21,0 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D2000 | — | — | — | — | — | 14,5 | 16,0 | 17,0 | 18,0 | 19,5 | 21,0 | 22,0 | 23,0 | 23,5 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Ячеистый автоклавного твердения марки по средней плотности: | ||||||||||||||||||||||
| D500 | 1,4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D600 | 1,7 | 1,8 | 2,1 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D700 | 1,9 | 2,2 | 2,5 | 2,9 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D800 | — | — | 2,9 | 3,4 | 4,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D900 | — | — | — | 3,8 | 4,5 | 5,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1000 | — | — | — | — | 5,0 | 6,0 | 7,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1100 | — | — | — | — | — | 6,8 | 7,9 | 8,3 | 8,6 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1200 | — | — | — | — | — | — | 8,4 | 8,8 | 9,3 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Примечания 1 Для мелкозернистого бетона группы А, подвергнутого тепловой обработке или при атмосферном давлении, значения начальных модулей упругости бетона следует принимать с коэффициентом 0,89. 2 Для легкого, ячеистого и поризованного бетонов при промежуточных значениях плотности бетона начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции. 3 Для ячеистого бетона неавтоклавного твердения значения Е b принимают как для бетона автоклавного твердения с умножением на коэффициент 0,8. 4 Для напрягающего бетона значения Е b принимают как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент α = 0,56 + 0,006 В. | ||||||||||||||||||||||
С этой таблицей нужно быть внимательнее – данные даны не в 10 -3 МПа, а в МПа х 10 -3 , т.е. в ГПа или 1000 МПа. Например, модуль упругости для бетона В25 равен 30 ГПа = 30*1000 МПа. Не знаю зачем составители данной таблицы так намудрили, но новички ловятся на этом.
Обозначение бетона на чертежах
В спецификации бетон маркируется согласно ГОСТ 26633-2012. Например: Бетон В25 F200 W8 означает, что бетон принят по прочности класса B25, по морозостойкости марки 200, по водонепроницаемости W8.
На разрезах и сечениях бетон обозначается штриховкой согласно ГОСТ 2.306-68, но там нет штриховки железобетона. Тем не менее в строительных чертежах применяют штриховку согласно ГОСТ Р 21.1207-97 (стандарт отменен, но тем не менее штриховки используют эти).
Литература:
- Пособие к СП 52-101-2003 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (pdf)
| ACI 318-11 Раздел | Резерв | Комментарий |
| 3.5.3.2 | Деформированные арматурные стержни должны соответствовать одной из спецификаций ASTM, перечисленных в 3.5.3.1, за исключением того, что для стержней с f y менее 60000 фунтов на квадратный дюйм предел текучести должен приниматься как напряжение, соответствующее деформации 0,5 процента, а для стержней с f y не менее 60 000 фунтов на квадратный дюйм предел текучести должен приниматься как напряжение, соответствующее деформации 0.35 процентов. См. 9.4. | Этот раздел был введен в ACI 318-71. В общем, ACI 318 не отменяет спецификации ASTM. Но комитет посчитал, что для стержней с f y , равным 60000 фунтов на квадратный дюйм или более, необходимо ограничить предел текучести f y до деформации 0,35 процента, а не 0,5 процента, как тогда. указано в ASTM. В то время арматура класса 75 использовалась нечасто. Высказывались опасения, что бетон в колонне может разрушиться на уровне около 0.3-процентная деформация сжатия и, следовательно, прочность стали на основе f y при 0,5-процентной деформации не будет полностью добавлена к прочности бетона. Предельная деформация 0,35 процента была выбрана в качестве компромисса, учитывая, что бетон будет иметь некоторую длительную деформацию от ползучести и усадки в дополнение к кратковременной деформации сжатия 0,3 процента. |
| 9,4 | Значения f y и f yt , используемые в расчетных расчетах, не должны превышать 80000 фунтов на квадратный дюйм, за исключением предварительно напряженной стали и для поперечной арматуры в 10.9.3 и 21.1.5.4. | Причина ограничения 80 000 фунтов на квадратный дюйм в разделе 9.4, также введенного в ACI 318-71, была объяснена в комментарии к ACI 318-71 следующим образом: «Верхний предел 80 000 фунтов на квадратный дюйм установлен на предел текучести арматуры (кроме предварительного напряжения сухожилия) в разделе 9.4.2. Комитет 318 не решил рекомендовать какую-либо прочность выше 80 000 фунтов на квадратный дюйм без добавления других ограничений, поскольку эта прочность стали примерно равна предельной деформации в бетоне, умноженной на модуль упругости стали.В настоящее время наивысший предел текучести, охватываемый стандартами ASTM, составляет 75 000 фунтов на квадратный дюйм, и эта марка широко не используется ». Следует отметить, что в ASTM A615-09b и ASTM A706-09b, на которые ссылается ACI 318-11, добавлена сталь Grade 80, имеющая предел текучести 80000 фунтов на квадратный дюйм. Верхний предел 80 000 фунтов на квадратный дюйм остается неизменным. |
| 10.9.3 | Коэффициент объемного спирального армирования ρ с должен быть не менее значения, указанного в ρ s = 0,45 (A g / A ch — 1) f ’ c / f yt (10-5) , где значение f yt , используемое в уравнении.(10-5) не должно превышать 100 000 фунтов на квадратный дюйм. Для f yt более 60000 фунтов на квадратный дюйм, соединения внахлест в соответствии с 7.10.4.5 (a) не должны использоваться. | Разделы 9.4 и 10.9.3 были впервые изменены в ACI 318-05, чтобы позволить использовать спиральную арматуру с заданным пределом текучести до 100 000 фунтов на квадратный дюйм. Это было сделано для решения проблемы, связанной с тем, что ограничительное армирование часто создает скопление в железобетонных элементах. Исследования показали, что арматура с пределом текучести до 100 000 фунтов на квадратный дюйм может использоваться для удержания без какого-либо ущерба для характеристик элемента.Обратите внимание, что в соответствии с разделом 3.5.3.3 такое усиление должно соответствовать ASTM A1035. Это можно узнать, прочитав 3.5.3.1 и 3.5.3.3. Раздел 3.5.3.1 требует, чтобы деформированные арматурные стержни соответствовали одной из спецификаций, перечисленных в этом разделе, за исключением случаев, разрешенных разделом 3.5.3.3. Перечисленные технические характеристики: (a) Обычная углеродистая сталь: ASTM A615; (б) Низколегированная сталь: ASTM A706; (c) Нержавеющая сталь: ASTM A955; (d) Рельсовая сталь и осевая сталь ASTM A996 (рельсовая сталь должна быть типа R).Ни один из вышеперечисленных стандартов не обеспечивает предел текучести, превышающий 80 000 фунтов на квадратный дюйм. |
| 11.4.2 | Значения f y и f yt , используемые при расчете арматуры на сдвиг, не должны превышать 60 000 фунтов на квадратный дюйм, за исключением того, что значение не должно превышать 80 000 фунтов на квадратный дюйм для сварной арматуры из деформированной проволоки. | Верхний предел предела текучести поперечной арматуры устанавливается для ограничения ширины возможных трещин сдвига до приемлемых уровней.Следует отметить, что это ограничение не означает, что стержни повышенной прочности нельзя использовать в качестве поперечной арматуры. Это просто означает, что более высокий предел текучести нельзя использовать для расчета прочности на сдвиг. |
| 21.1.5.1 | Требования пункта 21.1.5 распространяются на рамы со специальным моментом, специальные несущие стены и все компоненты специальных несущих стен, включая соединительные балки и опоры стен. | Важно отметить, что четыре ограничения в 21.Пункты 1.5.2–21.1.5.5 не применяются ни к чему, кроме рам со специальным моментом и специальных стен, работающих на сдвиг (включая соединительные балки и опоры стен, если таковые имеются). Особая детализация требуется для конструкций, отнесенных к категории сейсмического проектирования (SDC) D, E или F; его можно использовать в структурах, закрепленных за более низкими SDC. |
| 21.1.5.2 | Деформированная арматура, сопротивляющаяся изгибу, вызванному землетрясением, осевой силе или и тем, и другим, должна соответствовать ASTM A706, класс 60. Арматура ASTM A615 классов 40 и 60 разрешается, если: (a) Фактический предел текучести, основанный на заводских испытаниях, не превышает f y более чем на 18 000 фунтов на квадратный дюйм; и (b) Отношение фактического предела прочности на разрыв к фактическому пределу текучести не менее 1.25. | Ограничения (a) и (b) являются частью ASTM A706, но не ASTM A615. Если фактический предел текучести арматуры намного выше указанного, эта арматура при растяжении сделает конструктивный элемент особо прочным при изгибе. Таким образом, этот элемент будет притягивать к себе более высокие поперечные силы в реальной ситуации землетрясения. Если его прочность на сдвиг не увеличивается соответствующим образом, что обычно не делается, может произойти хрупкое разрушение при сдвиге. Таким образом, ограничение (а) чрезвычайно важно.Ограничение (б) гарантирует, что арматура получит или, по крайней мере, сохранит прочность в большом диапазоне неупругих деформаций; структурный элемент с таким усилением при растяжении, таким образом, также не потеряет прочности в значительном диапазоне неупругих смещений. Это очень важно в сейсмических приложениях. |
| 21.1.5.3 | Сталь для предварительного напряжения, выдерживающая изгибные и осевые нагрузки, вызванные землетрясением, в элементах каркаса и в сборных конструктивных стенах должна соответствовать ASTM A416 или A722. | Издание 2008 г. является первым изданием ACI 318, в котором разрешено предварительное напряжение каркасной балки со специальным моментом при соблюдении четырех условий, изложенных в Разделе 21.5.2.5. Это также допускается в специальных стенах из сборного железобетона. Сталь для предварительного напряжения в таких элементах должна соответствовать ASTM A416 или A722. |
| 21.1.5.4 | Значение f yt , используемое для расчета количества ограничивающего армирования в 21.6.4.4, не должно превышать 100 000 фунтов на квадратный дюйм. | Две из функций поперечной арматуры в железобетонном элементе — удерживать бетон и действовать как поперечная арматура. Для целей локализации верхний предел для f yt составляет 100 000 фунтов на квадратный дюйм. |
| 21.1.5.5 | Значения f y или f yt , используемые при расчете поперечной арматуры, должны соответствовать 11.4.2. | Для целей расчета прочности на сдвиг верхний предел для f yt остается 60 000 фунтов на квадратный дюйм, за исключением сварной арматуры из деформированной проволоки, которая составляет 80 000 фунтов на квадратный дюйм.Следует еще раз отметить, что это ограничение не означает, что стержни более высокой прочности не могут использоваться в качестве поперечной арматуры. |
| Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. аудитория. | ||||||
| Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас. | ||||||
| 2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки. в службу поддержки клиентов журнала Science Alert. | ||||||
| Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В виде некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры. | ||||||
| Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории. | ||||||
| Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки. | ||||||
Испытания на прочность при растяжении | Национальные технические системы
Испытания на разрыв
Один из наиболее распространенных методов механических испытаний, испытание на растяжение, используется для определения поведения образца при приложении осевой растягивающей нагрузки.Эти типы испытаний могут быть выполнены в условиях окружающей среды или в контролируемых (нагрев или охлаждение) условиях для определения свойств материала при растяжении.
Испытания на растяжение проводятся на различных материалах, включая металлы, пластмассы, эластомеры, бумагу, композиты, каучуки, ткани, клеи, пленки и т. Д.
Испытание на растяжение обычно используется для определения максимальной нагрузки (прочности на разрыв), которую может выдержать материал или изделие. Испытание на растяжение может быть основано на значении нагрузки или значении удлинения.
Общие результаты испытаний на растяжение включают:
- Максимальная нагрузка
- Прогиб при максимальной нагрузке
- Работа с максимальной нагрузкой
- Жесткость
- Нагрузка при разрыве
- Прогиб при разрыве
- Работа в перерыве
- Наклон хорды
- Напряжение
- Штамм
- Модуль Юнга: этот метод испытаний используется для определения поведения образца при осевой растягивающей нагрузке. Общие результаты испытаний на растяжение включают предел упругости, предел прочности, предел текучести, предел текучести, удлинение и модуль Юнга.Модуль Юнга обычно выражается как Н / мм2 (фунт / дюйм2), МПа (фунт / кв. Дюйм).
Испытания на пластичность
Испытание на пластичность включает определение степени, в которой материал может выдерживать деформацию без разрыва.
Испытание пластичности на изгиб обеспечивает простой способ оценки качества материалов по их способности противостоять растрескиванию или другим неровностям поверхности во время одного непрерывного изгиба. При пластическом разрушении перед разрушением происходит значительная пластическая деформация.В металлах, например, трещина имеет типичное образование конуса и чашки, а поверхность трещины выглядит шероховатой и волокнистой. Пластичные материалы показывают определенную пластическую деформацию перед разрушением.
Испытание на удлинение
Увеличение расчетной длины образца, измеренной после разрыва или разрыва, деленное на исходную расчетную длину образца, называется удлинением. Чем больше удлинение, тем выше пластичность или эластичность материала.
Относительное удлинение нельзя использовать для прогнозирования поведения материалов, подвергающихся внезапной или повторяющейся нагрузке.Некоторые нежесткие материалы, такие как резина и некоторые пластмассы, имеют очень высокое удлинение до разрушения. Ход поперечной головки можно использовать для измерения удлинения образцов с одинаковыми размерами ширины. Если образец имеет форму собачьей кости или гантели с уменьшенной областью поперечного сечения, называемой измерительной длиной, потребуется экстензометр для измерения удлинения в области измерительной длины путем прикрепления его непосредственно к образцу и отслеживания движения в качестве измерительной длины. материал растянут до отказа.
Испытание характеристик осевого сжатия заполненных нанокремнеземным бетоном угловых стальных трубчатых колонн из стеклопластика
В данной статье предпринята попытка исследовать влияние различных параметров на осевое сжатие угловых стальных трубчатых колонн, армированных нанокремнеземным бетоном.Предлагаемая новая композитная колонна состоит из трех частей: внешней трубы из стеклопластика, внутренней стальной угловой секции и нанокремнезема, заполненного между трубой из стеклопластика и стальным уголком. Двадцать семь образцов с различной прочностью на сжатие из нанокремнезема (20 МПа, 30 МПа и 40 МПа), отношением диаметра к толщине трубы из стеклопластика (20, 25 и 40) и отношением стали (0,008, 0,022 и 0,034) были испытаны в осевом направлении. нагрузка. Основная цель этого исследования — изучить влияние трех параметров на следующее: режимы разрушения, деформационная способность, несущая способность, пластичность и начальная жесткость новой композитной колонны при осевой нагрузке.Было обнаружено, что несущая способность и начальная жесткость увеличиваются по мере увеличения прочности образцов на сжатие из нанокремнезема. Но образцы с более высокой прочностью на сжатие из нанокремнезема показали более низкую деформационную способность, чем образцы с более низкой прочностью на сжатие из нанокремнезема. Различия в соотношении сталей не оказывают существенного влияния на поведение образцов при осевой деформации. Экспериментальные результаты также показали, что как несущая способность, так и деформационная способность увеличиваются с уменьшением отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика.Однако отношение диаметра к толщине трубки из стеклопластика не оказывает значительного влияния на исходную жесткость образцов. Коэффициент удержания был предложен, чтобы лучше оценить эффект удержания трубы GFRP на внутреннем угловом профиле армированного стальной сердцевиной нано-кварцевого бетона. Эффект удержания трубы GFRP на бетоне с более низкой прочностью был лучше, и эффект удержания уменьшился, поскольку отношение диаметра к толщине трубы GFRP увеличилось. Были предложены расчетные формулы для несущей способности заполненных нанокремнеземным бетоном угловых стальных трубчатых колонн из стеклопластика при осевой нагрузке.
3 Результаты тестирования и обсуждение
3.1 Виды отказов
Экспериментальные явления всех испытательных образцов были одинаковыми при осевой нагрузке. На более ранней стадии загрузки волокно в трубке из стеклопластика функционировало постепенно и издавало слабый звук. Когда нагрузка достигла примерно шестидесяти процентов от предельной нагрузки, на поверхности трубки из стеклопластика начали появляться некоторые белые полосы. Более того, цвет фиброзного налета изменился от ондинового до неравномерного местного белого цвета.
Когда нагрузка достигла примерно девяноста процентов от предельной нагрузки, срезанные пучки волокон начали отслаиваться от разрыва в направлении намотки волокна.Когда нагрузка достигла предельной нагрузки, трубка из стеклопластика внезапно треснула, и можно было услышать громкий звук «пэн», что привело к разрушению испытательного образца. Несколько типичных образцов после испытания на сжатие были показаны на Рисунке 7. После испытания на сжатие трубка из стеклопластика была разрезана и удалена, как показано на Рисунке 8. Как показано на Рисунке 8, на месте можно было наблюдать раздробленное ядро из нанокремнезема. где пучок волокон порезался. Более того, в корпусе из нанокремнезема было много вертикальных трещин.Сердцевинный нанокремнеземный бетон также был удален для наблюдения за деформацией стального уголка после нагрузки, как показано на Рисунке 9. Можно было наблюдать как общее продольное изгибание, так и локальное продольное изгибание.
Рисунок 7
Вид отказа колонн
Рисунок 8
Сердцевина из нанокремнеземного бетона после удаления трубы из стеклопластика
Рисунок 9
Форма стального уголка после удаления трубы из стеклопластика и нанокремнезема
3.2 Кривые зависимости нагрузки от деформации
На рис. 10 показан набор типичных кривых «нагрузка-деформация» для образцов. Деформации четырех образцов под нагрузкой перечислены в таблице 5. Как показано в таблице 5, ч — это среднее значение двух кольцевых деформаций каждого образца при , ч = ( 1 + ϵ 3 ) / 2. a — среднее значение двух осевых деформаций каждого образца при a = ( ϵ 2 + ϵ 4 ) / 2.На основе данных испытаний можно получить кривые нагрузка-деформация для четырех образцов, как показано на рисунке 10. Максимальная кольцевая деформация на линейной стадии составляет около 400 × 10 −6 ~ 600 × 10 −6 . максимальная осевая деформация в линейной стадии составляет около 1600 × 10 −6 ~ 2400 × 10 −6 . Из рисунка 10 видно, что наклон кривой P — ϵ h примерно в четыре раза больше, чем у соответствующей кривой P — ϵ a (сравните P — ϵ h кривая и P — ϵ кривая того же образца), указывают на то, что осевая деформация примерно в четыре раза больше, чем соответствующая кольцевая деформация при той же осевой нагрузке. в первой линейной стадии.Деформация образца ζ 20– ψ 0,034– C 40 больше, чем у образца ζ 40– ψ 0,034– C 40 при той же нагрузке, можно сделать вывод, что деформация образца с меньшим отношением диаметра к толщине трубы из стеклопластика развиваются медленнее с увеличением осевой нагрузки. Наклон кривой нагрузка-деформация образца ζ 40– ψ 0,034– C 40 больше, чем у образца ζ 40– ψ 0.034- C 20 при той же нагрузке, указывают на то, что деформация образца с более высокой прочностью на сжатие бетона развивается медленнее с увеличением осевой нагрузки. Кривая нагрузки-деформации образца ζ 40- ψ 0,034- C 40 и образца ζ 40- ψ 0,008- C 40 не имеет большой разницы, что указывает на то, что соотношение сталей не имеет большого влияния на развитие деформации с увеличением осевой нагрузки.
Рисунок 10
Кривые нагрузки-деформации образцов
Таблица 5Штаммы образцов
| Образцы | P (кН) | ϵ 1 | ϵ 2 | ϵ 3 | ϵ 4 | ϵ ч | ϵ и |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 2 | 0 | 1 | 0 | 2 | 0 | |
| 250 | 63 | −105 | 39 | −96 | 51 | −101 | |
| 500 | 77 | −273 | 69 | −242 | 73 | −258 | |
| 750 | 117 | −404 | 90 | −364 | 104 | −384 | |
| 1000 | 164 | −565 | 114 | −513 | 139 | −539 | |
| 1250 | 231 | −763 | 155 | −677 | 193 | −720 | |
| ζ 20- ψ 0.034- К 40 | 1500 | 358 | −1068 | 208 | −867 | 283 | −968 |
| 1750 | 580 | −1485 | 266 | −1059 | 423 | −1272 | |
| 2000 | 947 | −2111 | 314 | −1289 | 631 | −1700 | |
| 2250 | 1817 | −3377 | 586 | −1736 | 1202 | −2557 | |
| 2500 | 3548 | −6281 | 1276 | −2458 | 2412 | −4370 | |
| 2750 | 5625 | −9123 | 2321 | −3254 | 3973 | −6189 | |
| 3000 | 6350 | −10557 | 3896 | −5647 | 5123 | −8102 | |
| 0 | 8 | 1 | −2 | 0 | 3 | 1 | |
| 200 | 237 | −523 | −71 | -130 | 83 | −327 | |
| 400 | 327 | −896 | 27 | −250 | 177 | −573 | |
| 600 | 369 | −1159 | 90 | −402 | 230 | −781 | |
| 800 | 419 | −1336 | 147 | −654 | 283 | −995 | |
| ζ 40- ψ 0.008- К 40 | 1000 | 482 | −1553 | 229 | −895 | 356 | −1224 |
| 1200 | 573 | −1841 | 434 | −1230 | 504 | −1536 | |
| 1400 | 845 | −2433 | 1127 | −1485 | 986 | −1959 | |
| 1600 | 1381 | −3471 | 2810 | −2665 | 2096 | −3068 | |
| 1800 | 2036 | −4814 | 4828 | −4164 | 3432 | −4489 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 200 | 89 | −438 | 13 | −76 | 51 | −257 | |
| 400 | 159 | −784 | 32 | −191 | 96 | −488 | |
| 600 | 297 | −1183 | 58 | −296 | 178 | −740 | |
| 800 | 404 | −1516 | 73 | −446 | 239 | −981 | |
| 1000 | 493 | −1862 | 109 | −629 | 301 | −1246 | |
| ζ 40- ψ 0.034- К 40 | 1200 | 639 | −2419 | 155 | −880 | 397 | −1650 |
| 1400 | 907 | −3309 | 242 | −1255 | 575 | −2282 | |
| 1600 | 1451 | −4736 | 565 | −2155 | 1008 | −3446 | |
| 1800 | 2235 | −6552 | 1143 | −3674 | 1689 | −5113 | |
| 2000 | 3207 | −8655 | 1954 | −5638 | 2581 | −7147 | |
| 2200 | 4406 | −11414 | 2968 | −8254 | 3687 | −9834 | |
| 2400 | 5746 | −14635 | 4139 | -11243 | 4943 | −12939 | |
| 0 | 0 | 0 | 3 | 0 | 2 | 0 | |
| 200 | 102 | −231 | 112 | −251 | 107 | −173 | |
| 400 | 214 | −505 | 218 | −532 | 216 | −344 | |
| 600 | 305 | −845 | 316 | −913 | 311 | −582 | |
| 800 | 432 | −1299 | 445 | -1325 | 439 | −888 | |
| ζ 40- ψ 0.034- К 20 | 1000 | 589 | −1696 | 607 | −1736 | 598 | −1178 |
| 1200 | 1417 | −2783 | 1542 | −2817 | 1480 | −2080 | |
| 1400 | 2915 | −4376 | 3058 | −4423 | 2987 | −3646 | |
| 1600 | 4965 | −6650 | 5123 | −6698 | 5044 | −5948 | |
| 1800 | 6212 | −9214 | 7123 | −9314 | 6668 | −8613 | |
3.3 Соотношение осевой нагрузки и смещения
На рис. 11, 12 и 13 показаны кривые зависимости осевой нагрузки от смещения для типичных образцов. Кривые состоят из первой начальной стадии, второй упругой стадии и последней упругопластической стадии. Наклон кривых на начальном этапе был очень пологим. Поскольку сердцевина из нанокремнеземного бетона еще не была сильно нажата, ограничивающий эффект трубы из стеклопластика на сердцевину нанокремнеземного бетона еще не полностью проявился.Кривая перешла в стадию упругости, когда эффект ограничения полностью проявился с увеличением нагрузки. На этой стадии осевое смещение почти пропорционально осевой нагрузке, а жесткость ступени выше, чем у двух других ступеней.
Рисунок 11
Типичные кривые нагрузка-смещение при разном соотношении диаметра и толщины трубы из стеклопластика
Рисунок 12
Типичные кривые нагрузка-смещение при различной прочности нанокремнеземного бетона
Рисунок 13
Типичные кривые нагрузка-смещение при различных долях стали
По сравнению с упруго-пластической стадией осевая деформация образца увеличивалась быстрее, а жесткость уменьшалась на упруго-пластической стадии.Жесткость колонны уменьшалась с увеличением нагрузки, пока образец не был сломан на этом этапе. Поскольку хрупкое разрушение трубки из стеклопластика, когда нагрузка образца достигает предельной нагрузки, кривые внезапно изгибаются вниз.
Как показано на Рисунке 11, жесткость образца с различным отношением диаметра к толщине трубки из стеклопластика не имеет большой разницы в упругой стадии. Жесткость образцов не меняется регулярно при изменении соотношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика.Предел нагрузки образца увеличивается с уменьшением отношения диаметра к толщине трубы GFRP. Образцы с меньшим отношением диаметра к толщине трубки из стеклопластика имеют более длинную упругопластическую стадию. Более того, осевое смещение, соответствующее предельной нагрузке, также увеличивается с уменьшением отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика. Более толстая трубка из стеклопластика обеспечивает более высокое поперечное прилегание к сердцевине из нанокремнеземного бетона, поэтому образец с более толстой трубкой из стеклопластика имеет более высокое сопротивление осевому сжатию.Эффект от наличия большего ограничивающего давления на поверхности трещины включает замедленное разрушение и более высокую сдвигающую способность.
На рисунке 12 показано влияние прочности на сжатие нанокремнеземного бетона на поведение образцов при осевой деформации. Из рисунка 12 видно, что предельная нагрузка образца увеличивается с увеличением прочности на сжатие бетона с нанокремнеземом. Из рисунка 12 также видно, что смещение при предельной нагрузке образца с более высокой прочностью на сжатие бетона меньше, чем у образцов с более низкой прочностью на сжатие бетона.Это приводит к выводу, что увеличение прочности на сжатие бетона из нанокремнезема может увеличить несущую способность композитной колонны, но снизить деформационную способность. Кроме того, рисунок показывает, что в упругой стадии кривые этих образцов с более высокой прочностью на сжатие из нанокремнезема имеют более глубокий наклон, что означает более высокую жесткость. Более того, жесткость образцов с прочностью бетона C40 больше, чем у образцов с прочностью бетона на сжатие C20 и C30, очевидно, в упругой фазе, но жесткость образцов с прочностью на сжатие бетона C20 и C30 не имеет большой разницы.
На рисунке 13 показано, как соотношение сталей влияет на осевую деформацию образцов. Как видно из рисунка, поведение образцов при осевой деформации не изменяется при изменении соотношения сталей регулярно, если соотношение сталей находится в диапазоне от 0,08 до 0,034.
3,4 Грузоподъемность
В процессе нагружения максимальная нагрузка определяется как предельная нагрузка ( P и ) образцов. Предельная нагрузка каждого образца указана в таблице 6.Более того, на Рисунке 14 показаны кривые зависимости предельной нагрузки от прочности бетона с нанокремнеземом. Из рисунка 14 видно, что предельная нагрузка, очевидно, возрастает с увеличением прочности на сжатие нанокремнеземного бетона. Кроме того, обнаружено, что тенденция развития этих кривых одинакова. Как правило, предельная нагрузка образца линейно увеличивается с увеличением прочности на сжатие бетона из нанокремнезема. Предельные нагрузки образцов из нанокремнеземного бетона с пределом прочности на сжатие С30 увеличились на 4.55% ~ 21,69% по сравнению с образцами из нанокремнеземного бетона с прочностью на сжатие C20 (каждый из двух сравниваемых образцов имеет одинаковое соотношение диаметра и толщины трубы из стеклопластика и стали). Предельные нагрузки образцов с прочностью на сжатие из нанокремнезема C40 увеличились на 5,09% ~ 33,13% по сравнению с образцами из нанокремнеземного бетона с прочностью на сжатие C30 (каждый из двух сравниваемых образцов имеет один и тот же диаметр — до -толщина трубы из стеклопластика и стали).Предельные нагрузки образцов с прочностью на сжатие из нанокремнезема C40 увеличились на 9,87% ~ 48,49% по сравнению с образцами из нанокремнеземного бетона с прочностью на сжатие C20 (каждый из двух сравниваемых образцов имеет одинаковый диаметр — до -толщина трубы из стеклопластика и стали).
Рисунок 14
Кривые зависимости предельной нагрузки от прочности бетона с нанокремнеземом
Таблица 6Результаты испытаний всех образцов
| Этикетки | P u (кН) | Δ 0.6 (мм) | Δ u (мм) | постоянного тока | P мкФ (кН) | P мкФ / P u |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ζ 40- ψ 0,008- C 20 | 1728,4 | 8,3 | 18,1 | 2,2 | 1672,8 | 0.97 |
| ζ 40- ψ 0,008- С 30 | 1691,5 | 6,9 | 15,6 | 2,3 | 1929,5 | 1,14 |
| ζ 40- ψ 0,008- С 40 | 1931,2 | 6,4 | 14,7 | 2,3 | 2161,5 | 1.12 |
| ζ 40- ψ 0,022- С 20 | 1550,2 | 5,1 | 11,7 | 2,3 | 1747,0 | 1,13 |
| ζ 40- ψ 0,022- С 30 | 1627,8 | 5,5 | 12,4 | 2,3 | 1768,6 | 1.09 |
| ζ 40- ψ 0,022- С 40 | 1733,6 | 5,3 | 11,5 | 2,2 | 1863,8 | 1,08 |
| ζ 40- ψ 0,034- С 20 | 1896,8 | 6,5 | 13,4 | 2,1 | 1806,2 | 0.95 |
| ζ 40- ψ 0,034- С 30 | 2035,0 | 6,2 | 13,0 | 2,1 | 2049,5 | 1.01 |
| ζ 40- ψ 0,034- С 40 | 2404,2 | 5,5 | 12,7 | 2,3 | 2269,4 | 0.94 |
| ζ 25- ψ 0,008- С 20 | 1999,8 | 7,7 | 16,9 | 2,2 | 2179,6 | 1,09 |
| ζ 25- ψ 0,008- С 30 | 2230,6 | 5,1 | 10,9 | 2,1 | 2436,3 | 1.09 |
| ζ 25- ψ 0,008- С 40 | 2969,6 | 7,4 | 18,4 | 2,5 | 2668,3 | 0,90 |
| ζ 25- ψ 0,022- С 20 | 1979,0 | 5,9 | 12,8 | 2,2 | 2246,5 | 1.14 |
| ζ 25- ψ 0,022- С 30 | 2363,8 | 7,2 | 18,6 | 2,6 | 2495,8 | 1,06 |
| ζ 25- ψ 0,022- С 40 | 2575,0 | 7,4 | 16,3 | 2,2 | 2721,1 | 1.06 |
| ζ 25- ψ 0,034- С 20 | 2447,2 | 7,0 | 16,9 | 2,4 | 2299,6 | 0,94 |
| ζ 25- ψ 0,034- С 30 | 2558,6 | 5,9 | 11,6 | 2,0 | 2542,9 | 0.99 |
| ζ 25- ψ 0,034- С 40 | 2688,8 | 6,2 | 14,7 | 2,4 | 2762,8 | 1,03 |
| ζ 20- ψ 0,008- С 20 | 3008,2 | 6,7 | 20,4 | 3,0 | 2561,3 | 0.85 |
| ζ 20- ψ 0,008- С 30 | 3187,4 | 6,9 | 19,4 | 2,8 | 2754,3 | 0,86 |
| ζ 20- ψ 0,008- С 40 | 3364,0 | 7,7 | 18,5 | 2,4 | 2986,2 | 0.89 |
| ζ 20- ψ 0,022- С 20 | 2591,3 | 8,2 | 19,1 | 2,3 | 2559,8 | 0,99 |
| ζ 20- ψ 0,022- С 30 | 3153,4 | 7,4 | 17,0 | 2,3 | 2809,2 | 0.89 |
| ζ 20- ψ 0,022- С 40 | 3438,4 | 6,3 | 18,0 | 2,9 | 3034,5 | 0,88 |
| ζ 20- ψ 0,034- С 20 | 2730,0 | 7,2 | 17,7 | 2,5 | 2609,1 | 0.96 |
| ζ 20- ψ 0,034- С 30 | 3025,2 | 6,9 | 17,7 | 2,6 | 2852,5 | 0,94 |
| ζ 20- ψ 0,034- С 40 | 3598,6 | 7,1 | 17,8 | 2,5 | 3072,3 | 0.85 |
| Среднее | 0,99 | |||||
| Макс | 1,14 | |||||
| Мин. | 0,85 | |||||
| Стандартное отклонение | 0.01 | |||||
Кривые зависимости предельной нагрузки от отношения диаметра к толщине для труб из стеклопластика показаны на рисунке 15. Отношение диаметра к толщине трубы из стеклопластика имеет большое влияние на предельную нагрузку образцов. Очевидно, что предельная нагрузка уменьшилась по мере увеличения отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика. Наклон этих кривых уменьшается с увеличением прочности бетона на сжатие, это означает, что скорость уменьшения предельной нагрузки уменьшается с увеличением отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика.Более того, тенденция развития этих кривых в целом одинакова, что указывает на то, что влияние отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика на предельную нагрузку композитных колонн с разной прочностью на сжатие бетона и соотношением стали одинаково. Предельные нагрузки образцов с диаметром к толщине трубки из стеклопластика 25 уменьшились на 10,36% ~ 33,52% по сравнению с образцами с отношением диаметра к толщине трубки из стеклопластика 20 (каждый из двух сравниваемых образцов ниже одинаковая прочность бетона на сжатие и соотношение стали).Предельные нагрузки образцов с отношением диаметра к толщине из стеклопластика
Рисунок 15
Предельная нагрузка в зависимости от отношения диаметра к толщине изгиба трубы из стеклопластика
Трубаиз 40 уменьшилась на 20,46% ~ 34,97% по сравнению с образцами с отношением диаметра к толщине трубы из стеклопластика 25 (каждый из двух сравниваемых образцов имеет одинаковую прочность на сжатие бетона и соотношение стали).Предельные нагрузки образцов с диаметром и толщиной трубки из стеклопластика 40 уменьшились на 30,52% ~ 49,58% по сравнению с образцами с отношением диаметра к толщине трубки из стеклопластика, равным 20 (каждый из двух сравниваемых образцов находится ниже одинаковая прочность бетона на сжатие и соотношение стали). Как показано на рисунке 16, предельные нагрузки образцов колеблются в зависимости от соотношения стали. Поэтому, когда доля стали в образцах увеличивается, предельная нагрузка на них может не увеличиваться, как ожидалось.
Рисунок 16
Кривые отношения предельной нагрузки к стали
3,5 Коэффициент удержания
Основная функция трубки из стеклопластика — удерживать внутренний материал. Таким образом, для оценки эффекта удержания трубы из стеклопластика на нанокремнеземный бетон с угловым сечением, армированным сталью, коэффициент удержания γ определяется как:
(1) γ знак равно п ты / А s × ж y + А c × ж c , м
Где P u представляет собой несущую способность колонн при осевой нагрузке, A s и A c — площадь поперечного сечения стального уголка и сердечника нано- кремнеземный бетон соответственно. f y — предел текучести стали уголкового профиля, f c , м — прочность цилиндра нанокремнеземного бетона и f c , м = 0,8 f у.е. , м . Все коэффициенты удержания образцов были перечислены в таблице 6, которые варьируются от 1,46 до 3,96.
На рис. 17 показано влияние отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика на коэффициент удержания.Тенденция развития кривых ? — ? аналогична кривым P, и — ? . Это означает, что влияние отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика на коэффициент удержания аналогично влиянию отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика на предельную нагрузку. Коэффициент удержания уменьшается с увеличением отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика, и чем больше отношение диаметра к толщине, тем медленнее уменьшается коэффициент удержания.Более толстая труба из стеклопластика обеспечивает большее прилегание к сердцевине из нанокремнеземного бетона, таким образом делая несущую способность сердцевинного нанокремнеземного бетона при трехосном напряжении в несколько раз больше, чем у сердцевинного нанокремнеземного бетона при одноосном напряжении.
Рисунок 17
Коэффициент удержания в зависимости от отношения диаметра к толщине изгиба трубы из стеклопластика
Как показано на рисунке 18, с повышением класса прочности бетона из нанокремнезема коэффициент удержания образца постепенно уменьшался.Хотя несущая способность образца с более высокой прочностью на сжатие из нанокремнезема намного больше, чем у образца с более низкой прочностью на сжатие из нанокремнезема, ограничивающий эффект трубки из стеклопластика на сердцевину нанокремнеземного бетона уменьшается по мере того, как повышена прочность на сжатие нано-кремнеземного бетона.
Рисунок 18
Кривые зависимости коэффициента удержания от прочности нанокремнеземного бетона
На рисунке 19 показано влияние доли стали на коэффициент удержания.Когда ζ = 40 или ζ = 25, из рисунка 19 (a, b) можно увидеть, что коэффициент удержания уменьшился при изменении доли стали с 0,008 до 0,022. При увеличении доли стали с 0,022 до 0,034 коэффициент удержания не сильно меняется. Однако из рисунка 19 (c) видно, что когда ζ = 20, коэффициент удержания уменьшался с увеличением доли стали.
Рисунок 19
Кривые зависимости коэффициента удержания от соотношения стали
3.6 Коэффициент пластичности
Смещение при шестидесяти процентах предельной нагрузки определяется как смещение текучести ( Δ 0,6 ). Смещение при предельной нагрузке определяется как предельное смещение ( Δ и ). С целью количественной оценки пластичности композитной колонны в настоящем исследовании использовался следующий коэффициент пластичности (DC):
(2) D C знак равно Δ ты / Δ 0.6
Результаты расчетов DC были показаны в таблице 6. Эти значения варьировались от 2,0 до 3,0, это указывает на то, что, когда осевая нагрузка достигает 0,6 P и , смещение было меньше половины конечного смещения. В этой статье в качестве расчетной несущей способности колонны предлагалось 0,6 P u , при этом имелись достаточные излишки деформации и несущей способности колонны. Среднее значение коэффициента пластичности девяти образцов с ζ = 40 равно 2.2, среднее значение коэффициента пластичности девяти образцов с ζ = 25 составляет 2,3, а среднее значение коэффициента пластичности девяти образцов с ζ = 20 составляет 2,6. Сделайте вывод, что уменьшение отношения диаметра к толщине трубы из стеклопластика может улучшить пластичность композитной колонны.
Ссылки
[1] Павловски Р., Павловски Б., Вита Х., Наночастицы серебра в термическом посеребрении соединений алюминиевых сборных шин, Nanotechnol. Ред., 2018, 7 (5), 365-372.Искать в Google Scholar
[2] Ценг К.Х., Чжоу С.Дж., Лю Т.К., Связь между наночастицами Ag и ионами Ag, полученными методом дугового разряда, Nanotechnol. Ред., 2018, 7 (1), 1-9. Искать в Google Scholar
[3] Karwowska E., Антибактериальный потенциал материалов на основе нанокомпозитов — краткий обзор, Nanotechnol. Ред., 2017, 6 (2), 243-254. Искать в Google Scholar
[4] Скотт А., Вадаласетти К.П., Чвалибог А., Савош Э., Наночастицы меди как альтернативная кормовая добавка в рацион птицы, обзор, Nanotechnol.Ред., 2018, 7 (1), 69-93. Искать в Google Scholar
[5] Шаннахан Дж. Биокорона: проблема для биомедицинского применения наночастиц, Nanotechnol. Ред., 2017, 6 (4), 345-353. Поиск в Google Scholar
[6] Зейдан М., Саид А.М., Влияние коллоидного нанокремнезема на уменьшение щелочного кремнезема, J. Sustainable Cem.-Based Mater., 2017, 6 (2), 126-138. Искать в Google Scholar
[7] Контолеонтос Ф., Цакиридис П.Е., Маринос А., Калоидас В., Кациоти М., Влияние коллоидного нанокремнезема на ультратонкую гидратацию цемента: физико-химические и микроструктурные характеристики, Констр.Строить. Материалы, 2012, 35 (35), 347-360. Искать в Google Scholar
[8] Чжан М.Х., Ислам Дж., Пеэтхампаран С., Использование нанокремнезема для увеличения ранней прочности и сокращения времени схватывания бетонов с большим количеством шлака, Cem. Concr. Соч., 2012, 34 (5), 650-662. Искать в Google Scholar
[9] Гупта М., Кумар М., Влияние нанокремнезема и кокосового волокна на прочность на сжатие и сопротивление истиранию бетона, Констр. Строить. Матер., 2019, 226, 44-50. Искать в Google Scholar
[10] Lam L., Teng J.G., Модель «напряжение-деформация» для бетона из стеклопластика при циклическом осевом сжатии, Eng. Struct., 2009, 31, 308-321. Искать в Google Scholar
[11] Teng J.G., Hu Y.M., Yu T., Модель «напряжение-деформация» для бетона в стальных трубчатых колоннах из стеклопластика, Eng. Структура, 2013, 49, 156-167. Искать в Google Scholar
[12] Yu T., Hu Y.M., Teng J.G., Круглые стальные трубчатые колонны, заполненные бетоном, в условиях циклического осевого сжатия. Стальные науки, 2014, 94, 33-48. Искать в Google Scholar
[13] Zhang D.Дж., Ван Ю.Ф., Ма Ю.С., Поведение при сжатии квадратных бетонных колонн из FRP после ползучести, Eng. Struct., 2010, 32, 1957-1963. Поиск в Google Scholar
[14] Хань Л.Х., Тао З., Ляо Ф.Й., Сюй Ю., Испытания на циклические характеристики двустенных трубчатых колонн из стеклопластика, бетона и стали, Тонкостенные конструкции, 2010, 48, 430 -439. Поиск в Google Scholar
[15] Ху Б., Ван Дж. Г., Ли Г. К., Численное моделирование и модели прочности железобетонных колонн, обернутых FRP, при эксцентрической нагрузке, Констр.Строить. Матер., 2011, 25, 2751-2763. Искать в Google Scholar
[16] Тидарут Дж., Чжан Д. У., Тамон У., Прогнозирование постпикового поведения железобетонных колонн с оболочкой из стеклопластика и без нее, англ. Struct., 2013, 56, 1511-1526. Искать в Google Scholar
[17] Фен П., Ченг С., Бай Й., Е Л.П., Механическое поведение заполненной бетоном стальной трубы квадратного сечения с бетонным сердечником из стеклопластика, подвергнутого осевому сжатию, Compos. Структура, 2015, 123, 312-324. Искать в Google Scholar
[18] Siddiqui N.А., Алсайед С.Х., Аль-Саллум Ю.А., Икбал Р.А., Аббас Х., Экспериментальное исследование тонких круглых колонн RC, усиленных композитами из стеклопластика, Констр. Строить. Матер., 2014, 69, 323-334. Поиск в Google Scholar
[19] Тао З., Тенг Дж. Г., Хан Л. Х., Лам Л., Экспериментальное поведение тонких колонн RC, ограниченных FRP, при эксцентрической нагрузке, Adv. Polym. Compos. Struct. Прил. Стро., Proc. Int. Конф., 2004, 203-212. Искать в Google Scholar
[20] Пан Дж. Л., Сюй Т., Ху З. Дж., Экспериментальное исследование несущей способности тонкой железобетонной колонны, обернутой стеклопластиком, Констр.Строить. Матер., 2007, 21, 1991–1996. Поиск в Google Scholar
[21] Тао З., Хан Л.Х., Поведение подвергшихся воздействию огня колонн из стальных трубчатых балок, заполненных бетоном, отремонтированных с помощью обертки из углепластика, Тонкостенная конструкция, 2007, 43, 445-452. Искать в Google Scholar
[22] Тэн Дж. Г., Сяо К. Г., Ю. Т., Лам Л., Трехмерный анализ методом конечных элементов железобетонных колонн с FRP и / или стальным ограничением, Eng. Структура, 2015, 97, 15-28. Искать в Google Scholar
[23] Piscesa B., Аттард М.М., Самани А.К., Трехмерный анализ методом конечных элементов круглой железобетонной колонны с FRP с использованием модели пластичности, Procedure Eng., 2017, 171, 847-856. Искать в Google Scholar
[24] Маццукко Г., Саломони В.А., Майорана С.Е., Пеллегрино К., Чеккато К., Численное исследование бетонных колонн с внешними оболочками из стеклопластика, подвергающихся осевым нагрузкам, Констр. Строить. Матер., 2016, 111, 590-599. Искать в Google Scholar
[25] Wang J., Feng P., Hao T.Y., Yue Q.Р., Поведение при осевом сжатии труб из стеклопластика с морской водой из кораллового заполнителя, заполненных бетоном, Констр. Строить. Матер., 2017, 147, 272-285. Поиск в Google Scholar
[26] Ли Ю.Л., Чжао XL, Сингх Р.К.Р., Аль-Саади С., Экспериментальное исследование морской воды и морского песчаного бетона, наполненного стеклопластиком и трубчатых колонн из нержавеющей стали, Тонкостенные конструкции, 2016, 106 , 390-406. Поиск в Google Scholar
[27] Ву Ю.Ф., Цзян К. Влияние эксцентриситета нагрузки на соотношение напряжения и деформации бетонных колонн, ограниченных FRP, Compos.Struct., 2013, 98, 228-241. Поиск в Google Scholar
[28] Хади М.Н.С., Сравнительное исследование эксцентрично нагруженных столбцов с оболочкой из FRP, Compos. Struct., 2006, 74, 127-135. Поиск в Google Scholar
[29] Цука Б., Коллар Л.П., Анализ ограниченных колонн из стеклопластика при эксцентрической нагрузке, Compos. Struct., 2012, 94, 1106-1116. Искать в Google Scholar
[30] Хассан В.М., Ходход О.А., Хилал М.С., Бахнасавей Х.Х., Поведение эксцентрично нагруженных высокопрочных бетонных колонн с оболочкой из стеклопластика, Констр.Строить. Матер., 2017, 138, 508-527. Искать в Google Scholar
[31] Хуанг Л., Инь П., Ян Л. Б., Касал Б., Поведение гибридной бетонной колонны с перфорированной стальной трубой, покрытой стеклопластиком, при одноосном сжатии, Compos. Структура, 2016, 142, 313-324. Поиск в Google Scholar
[32] Ван Л., Лю В.К., Хуэй Д., Прочность на сжатие полых многослойных колонн с обшивкой из стеклопластика и сердцевиной из древесины павловнии, Композиты, Часть B, 2014, 60, 495-506. Искать в Google Scholar
[33] Zhu C.Ю., Чжао Ю.Х., Гао С., Ли X.Ф., Механическое поведение бетонной трубы из полимер-стали, армированной стекловолокном, при циклической нагрузке, J. Zhejiang Univ-Sc. А, 2013, 14, 778-788. Искать в Google Scholar
[34] Ван Л.Г., Хань Х.Ф., Лю Х.П., Поведение труб из стеклопластика, заполненных железобетоном, при эксцентрической сжимающей нагрузке, Mater. Struct., 2016, 49, 2819-2827. Искать в Google Scholar
[35] Хе К., Чен Ю., Экспериментальная оценка встроенных в канал стальных бетонных труб трубчатых колонн из стеклопластика при осевом сжатии, Compos.Структура, 2019, 219, 51-68. Искать в Google Scholar
Оценка испытаний на растяжение, сжатие, скручивание, поперечное сечение и удар и сопоставление результатов для хрупких керметов
% PDF-1.4 % 308 0 объект > эндобдж 303 0 объект > поток application / pdf
Сопротивление железобетонных колонн осевым усилиям и изгибу
% PDF-1.7 % 1 0 объект > >> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > поток application / pdf10.1016 / j.trpro.2016.05.283
Испытание на неограниченное сжатие | Geoengineer.org
Испытание на неограниченное сжатие — это лабораторный тест, используемый для получения неподтвержденной прочности на сжатие (UCS) образца горной породы.Неподтвержденная прочность на сжатие (UCS) означает максимальное осевое сжимающее напряжение, которое образец может выдержать при нулевом ограничивающем напряжении. Из-за того, что напряжение прикладывается вдоль продольной оси, испытание на неограниченное сжатие также известно как испытание на одноосное сжатие . UCS — это параметр, широко используемый в геотехническом проектировании, но он может не отражать прочность на месте. В больших масштабах свойства горных пород сильно зависят от других факторов, включая неоднородности, разломы и выветривание.
Во время испытания, помимо осевой нагрузки, обычно измеряют осевую и поперечную деформацию для определения модуля упругости образца и коэффициента Пуассона.
Лабораторная процедура
Отбор проб
Образцы отбираются с помощью бурового керна и отбираются осторожно, чтобы быть репрезентативными для исходного горного образования. Минимальный диаметр образца должен быть не менее 47 миллиметров и в 10 раз превышать размер самого крупного минерального зерна (или в 6 раз больше для более слабых пород e.грамм. песчаники, мергели).
Отношение длины к диаметру образцов (L / D) должно составлять от 2,0 до 2,5 согласно ASTM (Американское общество испытаний и материалов) и 2,5–3,0 согласно ISRM (Международное общество механиков горных пород). Цилиндрические поверхности должны быть ровными и гладкими. В частности, концы образца должны быть выровнены с допуском 0,02 миллиметра, и они не должны отклоняться от перпендикулярности более чем на 0,06 градуса.
Целью процедуры является сохранение свойств образца на месте до проведения испытания.Следовательно, влажность, зарегистрированная в полевых условиях, также должна сохраняться до тестирования.
Для получения достоверного значения UCS требуется не менее 5 образцов.
Аппарат
Аппарат, используемый для проведения испытания на неограниченное сжатие, состоит из следующих частей:
Нагрузочное устройство: Нагрузочное устройство должно быть спроектировано для постоянного приложения нагрузки с требуемой скоростью до конца испытания. Тест может контролироваться стрессом или деформацией.Следует отметить, что только устройства с контролем деформации могут фиксировать поведение материала после разрушения.
Плиты: Осевое напряжение, прикладываемое нагружающим устройством, передается на образец двумя стальными плитами, которые сделаны с минимальной твердостью по Роквеллу 58. Их диаметр должен быть по крайней мере равным диаметру образца. Отношение длины к диаметру также должно быть не менее 0,5.
Устройства для измерения деформации: Осевые и поперечные деформации измеряются с помощью различных устройств (например,грамм. Линейно-регулируемые дифференциальные трансформаторы (LVDT), компрессометры, тензорезисторы электрического сопротивления).
Процедура испытания
Перед помещением образца в испытательную камеру необходимо тщательно очистить две пластины. Нагрузку следует прикладывать непрерывно со скоростью от 0,5 МПа / с до 1,0 МПа / с (в случае нагрузочного устройства с регулируемым напряжением), и отказ должен произойти примерно через 10 минут. Данные о напряжениях и деформациях могут быть записаны с помощью электронной системы с соответствующими характеристиками точности.Максимальная нагрузка записывается в Ньютонах с точностью до 1%.
Результаты
Типичная диаграмма напряжения-деформации, полученная в результате испытания на одноосное сжатие ненарушенного образца базальта, представлена на рис. 1 . UCS является пиковым значением диаграммы и составляет 44,7 МПа. Фотографии образца до и после испытания представлены на рисунке 2. Во время процесса разрушения трещины распространялись снизу вверх по образцу, отрывая большой кусок образца.
Рис. 1: Кривая напряжения-деформации испытания на неограниченное сжатие для образца базальта.
Рис. 2: Фотографии образца до и после процедуры тестирования.
Записанный процесс испытания другого образца базальта представлен на видео ниже.
Расчеты
Осевая деформация рассчитывается как:
ε a = Δl / L 0
Где ε a : осевая деформация, Δl: изменение измеренной осевой длины и L 0 : Начальная длина выборки.
Диаметральная деформация рассчитывается как:
ε d = Δ d / D 0
Где ε d : диаметральная деформация, Δd: изменение диаметра и D 0 : Начальный диаметр образца.
Напряжение сжатия рассчитывается как:
σ = P / A 0
Где σ: напряжение сжатия, P: нагрузка и A 0 : начальная площадь поперечного сечения образца.
Следовательно, Предел прочности на сжатие рассчитывается для максимальной приложенной нагрузки:
σ UCS = P max / A 0
Модуль упругости (модуль Юнга) E , который представляет собой соотношение между осевым напряжением и осевой деформацией, которое может быть получено несколькими методами. Обычно он рассчитывается на уровне напряжения-деформации около 50% от максимальной нагрузки.
E = Δ σ / Δε a (при 50% максимальной нагрузки)
Коэффициент Пуассона , который представляет собой соотношение между диаметральной и осевой деформациями, рассчитывается как:
n = — (ε d / ε a )
Поправки по размеру:
Согласно ASTM, предпочтительное отношение L / D образца равно 2.0. Следовательно, для больших соотношений применяется поправочная формула (меньшие порции недопустимы). В частности, прочность на одноосное сжатие пересчитывается следующим образом:
σ c = σ UCS / (0,88 + 0,222 * (D / L))
, где σ c — скорректированная прочность на одноосное сжатие.
Характеристика горных пород и типичный диапазон UCS на основе типов горных пород
В зависимости от их прочности на одноосное сжатие породы можно охарактеризовать от очень слабых до очень сильных следующим образом:
Классификация прочности | Диапазон прочности (МПа) | Типичные типы горных пород |
Очень слабые | 10-20 | Выветренные и слабоплотные осадочные породы |
20-40 | осадочные породы слабосцементированные, сланцы | |
Средние | 40-80 | компетентные осадочные породы у скал; некоторые низкоплотные крупнозернистые магматические породы |
Strong | 80-160 | компетентные магматические породы; некоторые метаморфические породы и мелкозернистые песчаники |
Таблица 1: Классификация твердости горных пород (из Attewell & Farmer 1976).
Диапазон прочности на одноосное сжатие для большого количества типичных типов горных пород представлен в таблице 2.
Типовые типы горных пород | Одноосные Прочность на сжатие (МПа) 9000 | ||
Гранит | 100-250 | ||
Диорит | 150-300 | ||
Диабаз | 100-350 | 100-350 9007 930 150-300 | |
Базальт | 100-300 | ||
Gneiss | 50-200 | ||
| 92 430 Мрамор | 100-250 | ||
Сланец | 100-200 | ||
Кварцит | 150-300 | ||
| 9 170 | |||
Сланец | 5-100 | ||
Известняк | 30–250 | ||
Доломит | 75