На модуль упругости сильно влияют качества крупного наполнителя. Эта зависимость является прямолинейной. Естественно, что показатель легких бетонов будет ниже, чем тяжелых образцов. Упругость также увеличивается с ростом возраста материалов. Например, модуль упругости бетона в25, через один год будет выше, чем изначально, а через 10 лет он ещё больше возрастет. Для определения показателей упругости существует специальная таблица, где указаны примерные начальные модули материала каждой марки.

fb.ru

Определения модуля упругости бетона

Модуль упругости — определение знакомо по большей части профессионалам. Малоопытному специалисту либо обычному потребителю это понятие незнакомо. Однако прочность и долговечность возведенного строения во многом зависит именно от этого показателя. Бетон само по себе довольно крепкое изделие. Но все-таки под воздействием некоторых внешних раздражителей он подвержен разрушению. Как раз по этой причине существует пара коэффициентов его крепости – на сжатие и на растяжение. Однако чаще всего обращают внимание именно на первое значение. Соответственно, и другие искомые параметры обязаны быть готовы к таким различным влияниям.

Что такое модуль упругости?

При воздействии повышение разрушения объясняется тем, что бетон известен такой характеристикой, как ползучесть. Сперва во время определенного воздействия внутри него начинается упругое разрушение. Данный эффект означает временное изменение состояния тела, при котором после окончания воздействия все возвращается к исходному состоянию. Если воздействие продолжается, то в конструкции начинаются необратимые разрушения.

Именно поэтому первый вариант воздействия называют упругим разрушением, а второй вариант – пластичным. Данное явление происходит по причине ползучести бетона. Если же воздействие не будет прекращено, то это приведет к значительной деформации строения. Модуль упругости бетона иногда еще могут называть, как коэффициент разрушения. Его выясняют при помощи различных технологий.

Что влияет на модуль упругости?

• Прямое воздействие оказывают свойства компонентов в бетоне. Мало того, данная подвластность полностью прямолинейная. У бетонов с небольшим весом этот показатель меньше, а вот у более тяжелых крупнозернистых видов он больше.
• Классификация бетона. Для выяснения зависимости искомого коэффициента составлена специальная таблица. Обычный потребитель в работе применяет небольшой перечень данных изделий, в связи с этой причиной нет необходимости приводить ее целиком. По известным показателям прочности и модуля понятно, что они пропорционально зависят друг от друга. Причем, данная зависимость не меняется при температурном воздействии ниже 230С. То есть в основном показатели не меняются вообще. Данный нюанс дает возможность контролировать такую характеристику продукта, как упругость, к тому же это выполнимо в одних и тех же классах материала. Это свойство учитывают для того, чтобы знать какой из продуктов может быть установлен. При возведении загородных частных домов применяют довольно маленький перечень бетонных растворов, согласно их кл

vest-beton.ru

что это такое и как определить?

Очень многих людей интересует, как влияют на бетонные конструкции различные силовые воздействия и нагрузки. Бетон представляет собой твердое тело, имеющее склонность поддаваться деформации при воздействии на него внешних сил. Именно способность к упругой деформации (временного характера) отражает модуль упругости бетона.

Величину упругости определяют при проведении испытаний различных образцов на устойчивость к растяжению или сжатию. Однако следует знать, что бетон, который не содержит арматуры, к растяжению нестойкий. На основании результатов испытаний строится график зависимости возникающих деформаций от приложенных к материалу усилий. Наглядность способствует лучшему пониманию. Также необходимо знать начальный модуль упругости бетона и величину деформации.

Модуль упругости бетона начальный определяется очень непросто. Однако его приблизительное значение можно установить косвенным путем. На многих графиках секущая линия к кривой, отражающей зависимость напряжения от деформации, очень часто, хотя и не всегда, бывает параллельной касательной, которая идет через начало координат.

Относительно верным будет утверждение, что модуль упругости бетона возрастает прямо пропорционально корню его прочности. Однако это является истинным только для основной части на графике (напряжение-деформация) и зависит от среды и условий испытаний. Как пример, водонасыщенные типы материала на испытаниях имеют больший показатель модуля упругости, чем сухие образцы. Хотя их свойства прочности аналогичны.

На модуль упругости сильно влияют качества крупного наполнителя. Эта зависимость является прямолинейной. Естественно, что показатель легких бетонов будет ниже, чем тяжелых образцов. Упругость также увеличивается с ростом возраста материалов. Например, модуль упругости бетона в25, через один год будет выше, чем изначально, а через 10 лет он ещё больше возрастет. Для определения показателей упругости существует специальная таблица, где указаны примерные начальные модули материала каждой марки.

fb.ru

Деформации бетона

12 мая 2016 г.

Деформативные свойства бетона определяются его начальным модулем упругости Е_b. Этот модуль может быть определен в зави­симости от марки или класса бетона по таблице ниже.

Начальные модули упругости тяжелого бетона

За начальный модуль упругости бетона при сжатии и растя­жении принимается отношение нормального напряжения в бето­не к его относительной деформации при величине напряжения σ_b < 0,2R_b. Упругие свойства бетона следует проверить путем эк­сперимента, определив начальный модуль упругости в_ь = 0,2R_b и условный модуль деформаций при σ_b = 0,2R_b, подвергнув осе­вому сжатию призму размером 100x100x300 мм, замеряя деформацию ε = Δl/l.

При однократном непрерывном сжатии бетонного образца мак­симальной разрушающей нагрузкой диаграмма напряжения-дефор­мации имеет криволинейное очертание, деформации в бетоне рас­тут быстрее напряжений (рис. ниже). Такой характер диаграммы возникает, потому что при быстром достижении максимального усилия в бетоне под действием нагрузки одновременно с упругими деформациями развиваются также неупругие, обусловленные пол­зучестью бетона. Ползучесть — это способность бетона деформи­роваться во времени даже при неизменной нагрузке.

Диаграммы напряжения-деформации бетона при сжатии

В момент окончательного разрушения призмы получают рас­четное сопротивление R_b. После этого строится график с отклады­ванием по оси х относительного удлинения, а по оси у — напряже­ния в бетоне (рис. выше).

Затем определяют:

1.  начальный модуль упругости при напряжении σ_b = 0,2R_b (тан­генс угла наклона касательной к действительной диаграмме σ-ε в начале координат)

tga₀ = E_b = σ_b/ε_el

2.  с увеличением напряжений угол наклона касательной к кривой σ_b-ε_b будет уменьшаться (вследствие развития во времени де­формаций ползучести). Находят тангенс угла наклона к оси абс­цисс касательной, проведенной к этой кривой,

tga₀ = E^‘

3.  определяют условный модуль упругости (средний модуль упругопластичности бетона) при σ_b = 0,5R_b (тангенс угла наклона секущей к кривой полных деформаций)

tga₁ = E^‘_b = σ_b/ε_b

4.  выражая модуль упргопластичности бетона через модуль упру­гости (из выражений выше), получают коэффициент упругости бетона (коэффициент Пуассона)

v = ε_el/ε_b

Коэффициент Пуассона (отношение поперечной деформации к продольной) с увеличением напряжений в бетоне возрастает: на­чальное его значение принимается равным 0,2.

Призменная прочность бетона может быть получена по формуле

R_b = N_max/A

где N_max — разрушающая нагрузка, кН; А — площадь сечения об­разца, см².

Модуль упругости бетона

Модуль упругости бетона — общее название совокупности нескольких физических величин, характеризующих способность материала периодически подвергаться деформации при воздействии на него какой-либо нагрузки.Понятие модуля упругости бетона не имеет широкого распространения и известно лишь узкому кругу специалистов. Для застройщика, занимающегося частными постройками, или для строителя сочетание этих слов не несет никакой информации. Однако стоит помнить, что срок службы того или иного возводимого объекта напрямую зависит от рассматриваемого понятия.

Значения прочности бетона.

Факторы прочности бетона

Бетон относится к разряду материалов, имеющих высокую прочность. Несмотря на это, он может быть подвергнут частичной деформации в результате действия нагрузки. В таких случаях принято выделять два фактора, указывающих на твердость материала:

• сжатие;
• растяжение.

В большинстве случаев специалисты смотрят на первый показатель прочности.

Ультразвуковой способ контроля модуля упругости бетона.

Следовательно, для этих разносторонних воздействий, рассмотренных выше, должен быть верно подсчитан модуль упругости бетона.

Как свидетельствует строительная практика, показатели, рассмотренные выше, считаются равноценными. Они указывают на склонность бетона к короткой деформации под влиянием повышенных нагрузок, но при этом не допуская изменений, носящих непоправимый характер. К таким изменениям можно отнести разрушение структуры бетона, появление в материале микротрещин. Способность к временной деформации необходимо знать, в случаях когда конструкция из бетонных элементов подвергается всевозможным прогибам (к примеру, железобетонные конструкции типа арок или различные виды перекрытий). В определенных рамках материал отличается от множества других, использующихся в строительстве, поскольку под влиянием повышенной нагрузки он пружинисто реагирует.

Вернуться к оглавлению

Способы определения модуля упругости бетона

Модуль упругости бетона определяется экспериментально на основании образцов бетона, подвергнувшихся проверке.

Зависимость модуля упругости цементного камня от предела прочности.

Данный показатель имеет обозначение в виде символа «Е». Также он известен своим вторым названием — «модуль Юнга». Специалисты делят модуль упругости на приведенный и начальный (Eb и Eb1). Следует отметить, что для простого обывателя сложные примеры расчетов, связанные с изучением рассматриваемого термина, и математические правила, применяемые для них, не смогут никак помочь на практике. Во всех особенностях и нюансах рассматриваемого понятия возможно разобраться лишь человеку, имеющему соответствующее образование.

Вернуться к оглавлению

Таблица зависимости модуля упругости от различных факторов

Однако не будет лишним узнать о существовании специальной таблицы, с помощью которой можно узнать зависимость модуля упругости Е ряда материалов от температуры плавления (рис. 1). В таблице представлены такие материалы, как:

Рисунок 1. Модуль упругости бетона.

• карбид кремния;
• периклаз;
• корунд;
• железо;
• медь;
• алюминий;
• свинец;
• полистирол;
• каучук.

В таблице показана температура плавления каждого перечисленного материала, которая напрямую зависит от модуля упругости.

Таким образом, становится ясна необходимость понимания того, что влияет на модуль деформации бетона и упругости.

Вернуться к оглавлению

Что влияет на модуль упругости?

Рассмотрим, от чего зависит данная характеристика материала:

Таблица определения количества бетона в зависимости от марок цемента.

1. Самое важное влияние имеют характеристики наполнителя. Можно увидеть, что зависимость, если изобразить ее в виде графика, является практически прямолинейной. Значение модуля будет ниже для нетяжелых бетонов, чем для бетона, имеющего крупные гранулы, такие, как щебень и гравий.
2. Следующее влияние на рассматриваемую характеристику оказывает класс бетона. Для того чтобы определить класс, разработана специальная таблица. Нет необходимости рассматривать то, как она выглядит в настоящем виде, так как человек, занимающийся частной практикой, пользуется неполным ассортиментом материалов. В таблице даны сведения, содержащие прочность и модуль, посмотрев на которые, можно понять, что они прямо пропорционально зависят друг от друга. Зависимость постоянна и не меняется до 230° С, то есть практически никогда. Приведенные данные помогают управлять упругостью бетона. Упругость берется в расчет в зависимости от того, монтаж какого предмета конструкции будет произведен. К примеру, с какой силой будет нагружен элемент конструкции либо как долго на конструкцию будет воздействовать дополнительная масса и с какой периодичностью.
3. Модуль упругости зависит также от возраста бетона. Чем больше возраст бетона, тем сильнее изменяется характер его пористости: наблюдается постепенное уменьшение объема микропор. Они словно зарастают продуктами цементной гидратации. К примеру, в возрасте 3 месяцев водонепроницаемость бетона увеличивается вдвое по сравнению с маркой 4-недельного возраста. Постепенно просматривается тенденция, согласно которой числовой показатель модуля упругости материала становится больше. Следовательно, чтобы определить величину в заданном промежутке времени, специалисты берут в расчет таблицы, в которых можно увидеть первоначальные данные. Эти данные умножаются на поправочные коэффициенты.
4. Наблюдается прямая зависимость рассматриваемой характеристики от технологии обработки бетона. Существует три основных технологии.

Затвердение бетона естественным путем. В начале процесса естественного затвердения материал схватывается. Начинается этот процесс спустя несколько часов с момента укладки. Образуются первичные сцепки внутри материала. Начавшаяся в бетоне химическая реакция между жидкостью и цементом в итоге заканчивается тем, что бетон начинает постепенно твердеть. Итоговой целью является сцепка застывшим вяжущим веществом всех элементов. Процесс схватывания может продолжаться как несколько часов, так и целые сутки. Это зависит от температуры. В это время настоятельно не рекомендуется подвергать материал каким-либо нагрузкам, так как впоследствии это негативно отразится на качестве всей конструкции. Временным стандартом естественного твердения бетона является один календарный месяц. По достижению этого срока на конструкцию разрешено осуществлять нагрузку.

Бетон автоклавного твердения. Такой вид бетона является искусственным материалом, создаваемым из нескольких компонентов и добавок. Данный метод твердения способствует материалу максимально соответствовать требованиям, при которых его будут использовать.

Тепловлажностный вид обработки. Данный вид отвердения имеет место в случаях, когда бетону необходимо придать высокую твердость.

5. Количество времени, в течение которого материал подвергается нагрузке. Для того чтобы определить этот показатель, необходимо начальный модуль упругости умножить на необходимый коэффициент. Для разных типов материалов он различен: 0,85 и 0,7.

Схема приготовления бетонной смеси.

Для того чтобы продолжить рассматривать следующие факторы, оказывающие свое влияние на рассматриваемую характеристику бетона, следует обратить внимание на «ползучесть» материала. С ее помощью можно узнать, до какой степени может деформироваться бетон. Важно знать, что при коротком промежутке времени воздействия тяжести бетон приобретает форму, которой обладал изначально.

В том случае, если процесс действия груза на материал не останавливается, запускается процесс пластичной деформации. Данный вид деформации в большинстве случаев носит необратимый характер. Часто на практике бывают ситуации, при которых практически невозможно различить эти деформации друг от друга. В таком случае необходимо знать, что пластичность вызвана «ползучестью» материала. Именно «ползучесть» учитывается, когда воздействие нагрузки имеет продолжительный характер.

6. Влажность воздуха. Ползучесть бетона и влажность воздуха имеют между собой прямую зависимость. Так же, как и в остальных случаях, эта зависимость определяется по специальным схемам. Необходимо учитывать также существующую температуру и радиационное излучение.
7. Металлическая основа. Данный фактор необходимо принимать во внимание во время изучения рассматриваемой характеристики бетона, так как известно, что металл склонен к деформации от силы действия тяжести гораздо в меньше, чем бетон.

Итак, рассмотрев понятие модуля упругости бетона, можно увидеть, что данная характеристика зависит от множества факторов, не учитывать которые в строительной деятельности нельзя.

tolkobeton.ru

Упругость бетона |

Упругость бетона

Упругие деформации бетона под нагрузкой определяются модулем упругости. Чем выше модуль упругости, тем меньше при данной нагрузке будет относительная деформация. Помимо факторов, связанных с качеством цементного камня, модуль упругости бетона зависит от содержания и качества заполнителей.

Бетон можно рассматривать как конгломерат из двух компонентов: цементного камня (раствора) и заполнителя. Каждый из этих компонентов занимает в сечении бетона определенную часть и участвует в восприятии нагрузки.

Попытаемся выразить аналитически зависимость модуля упругости бетона от модулей упругости его составляющих, приняв упрощенные структурные модели бетона, в том или ином виде использумые рядом исследователей.

Если прочность заполнителя в бетоне не всегда полностью используется и, следовательно, не всегда проявляется, то модуль упругости заполнителя непременно отражается на модуле упругости бетона.

Модуль упругости гранита и подобных ему горных пород, часто используемых для производства крупных заполнителей, составляет около 50 000 МПа, что в среднем примерно вдвое выше модуля упругости растворной части бетона. Для этого случая получили, что модуль упругости обычного (с крупным заполнителем) бетона должен на 32 … 35% превышать модуль упругости раствора (мелкозернистого бетона). Если обратиться к СНиП 2.03.01—84, где в результате обобщения опытных данных приведены нормативные значения модулей упругости различных бетонов, то в сопоставлении модулей упругости обычных (тяжелых) и мелкозернистых бетонов найдем подтверждение реальности выполненных расчетов.

Однако горные породы типа базальтов имеют модуль упругости около 100 000 МПа. Поэтому модуль упругости бетона на базальтовом щебне выше нормируемого и более соответствует данным .

Соотношение между средними напряжениями в компонентах бетона более сложно, чем отношение их модулей упругости, как это представляется из рассмотрения простейшей модели бетона № 1 и часто принимается в расчет.

Физическая сущность этого раскрывается с позиций теории упругости. Растворный скелет бетона можно представить как среду с отверстиями, в которые вставлены зерна заполнителя той или иной жесткости. Ради упрощения задачи рассмотрим случай растяжения (или сжатия) полосы с круглым отверстием (по отношению к бетону это означает, что Е3=0) и случай, когда в такое отверстие впаян абсолютно жесткий диск.

Это подтверждает описанное выше представление об используемой прочности заполнителей: прочность гранита не используется полностью в бетоне, так как он недогружен (эпюра вогнута), а прочность пористых заполнителей в бетонах чрезмерно высоких марок недоиспользуется из-за их относительной перегрузки и преждевременного выхода из строя.

Правильность изложенных выше теоретических положений (С. М. Ицкович) подтверждается экспериментальными исследованиями, в частности с помощью фотоупругих покрытий (Ф. Ф. Губин и др.) и на моделях с тензодатчиками (М. Л. Нисневич и др.).

Знание закономерностей распределения напряжений при совместной работе цементного камня и заполнителей в бетоне позволяет подбором соответствующих заполнителей получать бетон с требуемыми упругими свойствами.

midas-beton.ru

что это такое и как определить?

Очень многих людей интересует, как влияют на бетонные конструкции различные силовые воздействия и нагрузки. Бетон представляет собой твердое тело, имеющее склонность поддаваться деформации при воздействии на него внешних сил. Именно способность к упругой деформации (временного характера) отражает модуль упругости бетона.

Величину упругости определяют при проведении испытаний различных образцов на устойчивость к растяжению или сжатию. Однако следует знать, что бетон, который не содержит арматуры, к растяжению нестойкий. На основании результатов испытаний строится график зависимости возникающих деформаций от приложенных к материалу усилий. Наглядность способствует лучшему пониманию. Также необходимо знать начальный модуль упругости бетона и величину деформации.

Под нагрузкой увеличение деформации обусловлено тем, что бетон обладает таким свойством, как ползучесть. Сначала при определённом давлении в нем происходит упругая деформация. Она представляет собой явление, при котором тело, которое деформировалось от нагрузки, возвращается к своей изначальной форме после её исчезновения. Затем при дальнейшей нагрузке в материале начинают происходить необратимые (пластичные) деформации. Однако разделить пластичные и упругие изменения крайне затруднительно. Потому что мгновенное изменение формы зависит от скорости повышения нагрузки. Из-за этого деформацию за время увеличения нагрузки называют упругой, а дальнейшее увеличение изменения формы – пластичной. Она происходит из-за ползучести бетона. Дальнейшая деформация является уже разрушением объекта. Данный модуль упругости бетона часто ещё называют модулем деформации. Он определяется с помощью разных методик.

Модуль упругости бетона начальный определяется очень непросто. Однако его приблизительное значение можно установить косвенным путем. На многих графиках секущая линия к кривой, отражающей зависимость напряжения от деформации, очень часто, хотя и не всегда, бывает параллельной касательной, которая идет через начало координат.

Относительно верным будет утверждение, что модуль упругости бетона возрастает прямо пропорционально корню его прочности. Однако это является истинным только для основной части на графике (напряжение-деформация) и зависит от среды и условий испытаний. Как пример, водонасыщенные типы материала на испытаниях имеют больший показатель модуля упругости, чем сухие образцы. Хотя их свойства прочности аналогичны.

На модуль упругости сильно влияют качества крупного наполнителя. Эта зависимость является прямолинейной. Естественно, что показатель легких бетонов будет ниже, чем тяжелых образцов. Упругость также увеличивается с ростом возраста материалов. Например, модуль упругости бетона в25, через один год будет выше, чем изначально, а через 10 лет он ещё больше возрастет. Для определения показателей упругости существует специальная таблица, где указаны примерные начальные модули материала каждой марки.

autogear.ru