Характеристики бетону - Бетонні роботи - Корисна інформація - Будівельна компаніяШАНС
СК ШАНС веде будівельну діяльність із 1997 року. Основним напрямком є виконання функцій генпідрядника та монолітне будівництво. Як генпідрядник виконує власними силами понад 80% усіх робіт.
Увага! Пропозиції щодо постачання надсилати на [email protected]
Характеристики бетону
Характеристики бетону повинні вибиратися відповідно до його якості, необхідної для тих чи інших будівельних цілей. Наближення кожної з якостей бетону до досконалості дає економію за багатьох інших умов, і найкращою конструкцією буде така, в якій належна увага приділена всім численним властивостям бетону, а не тільки одному з них, наприклад, максимально можливої міцності.
Хоча отримання максимальної міцності не може бути критерієм при проектуванні бетону, вимірювання міцності бетонних кубиків допомагає підтримувати в конструкції однорідні стандартні якості бетону (як зазвичай і робиться на практиці). Оскільки інші властивості даної бетонної суміші певним чином пов'язані з межею міцності бетону на стиск, то остання властивість найбільш зручна як однозначний метод оцінки якості бетону.
Випробування затверділого бетону в бетонних деталях заводського виготовлення не викликає труднощів, тому що для нього можна брати зразки готових виробів. У монолітних бетонних конструкціях зразки можуть бути взяті з тіла конструкції шляхом колонкового буріння, проте це пов'язано з деякими витратами і іноді призводить до ослаблення конструкції. Тому зазвичай прийнято випробовувати властивості бетону на зразках, виготовлених з бетонної суміші під час її укладання. Взяті зразки трамбуються тавитримуються у певних стандартних умовах.
Межа міцності бетону на стиск
Міцність бетону на розтягування та вигин
Опір зрушенню
На практиці напруги зсуву в бетоні завжди супроводжуються стисненням та розтягуванням, викликаними вигином; навіть при лабораторних випробуваннях неможливо уникнути елемента вигину. Руйнування бетону при зсуві відбувається, отже, від напруження розтягування. Проведені випробування показали, що опір бетону зсуву дорівнює приблизно половині його міцності на стиск.
Деформація бетону під навантаженням
Бетон, як і сталь та інші матеріали, під навантаженням відчуває деформацію, причому величина деформації зростає у міру збільшення навантаження. Однак сталь до пружності відчуває пружні деформації, так що зразок після зняття навантаження повертається у вихідний стан. На противагу цьому деформація бетону складається частково з пружних деформацій і частково з пластичних або деформацій повзучості. Якщо бетон піддається дії постійно діючого навантаження, то деформація, що викликається цим навантаженням, включає пружну деформацію, яка виникає відразу після застосування навантаження, і пластичну деформацію, або деформацію повзучості, яка також виникає в момент застосування навантаження і поступово зростає, незважаючи на те, що навантаження постійно залишається постійною. Після зняття навантаження відбувається також повільне зменшення пластичної деформації, проте значно менше ніж деформації повзучості. Висловлені вище положення про залежність між напругою і деформацією відносяться переважно до тієї зони, в якій бетон працює, тобто до напруг, при яких пластична деформація невелика. При підвищенні навантаження вище робочої зони бетонукрива напруга – деформація значно відхиляється від прямої лінії. Це вказує на те, що напруги та деформації перестають бути пропорційними. Межа пропорційності може становити 25-75% від межі міцності, в середньому вона становить 40% від неї.
Модуль пружності
Звичайною мірою пружних властивостей матеріалу є модуль пружності, що виражається відношенням прикладеної напруги до отриманої відносної деформації.
.Модуль пружності може бути визначений для умов стиснення, розтягування чи зсуву. У бетону модуль пружності при стисканні та при розтягуванні можна вважати однаковим.
Необхідність навантажувати бетон із певною швидкістю викликана тим, що від швидкості навантаження залежить величина деформації повзучості. При малих швидкостях навантаження явище повзучості позначається сильніше.
Модуль пружності не пов'язаний безпосередньо з іншими властивостями бетону, проте чим більша міцність бетону, тим більший його модуль пружності. Отже, зі збільшенням віку бетону модуль пружності також зростає.
Це має значення, наприклад, у бетонному елементі із замурованими кінцями; при охолодженні його, що відбувається після закінчення періоду початкового інтенсивного твердіння, з'являються напруги, що розтягують, величина яких збільшується з часом.
Коефіцієнт Пуассона
Підданий стиску бетон скорочується в поздовжньому напрямку і розширюється в поперечному. Відношення поперечної деформації до поздовжньої називається коефіцієнтом Пуассона і при нормальних навантаженнях бетону становить від 0,08 до 0,18. У цих межах коефіцієнт Пуассона зростає зі зростанням вмісту цементу, середнє значення для бетону складу 1:2:4 дорівнює 0,11. Цей показник також змінюється в залежності від факторів, що змінюють інші властивостіматеріалу.
Повзучість бетону
Усадка бетону при зміні вологості
Температурна напруга
(Коефіцієнт температурного розширення або стиснення - це зміна одиниці довжини при зміні температури на один градус. Його значення для бетону дещо змінюються в залежності від жирності та вмісту вологи бетонної суміші. Для всіх практичних цілей можна прийняти коефіцієнт температурного розширення бетону. При оцінці температурних деформацій у великих масивах бетону зазвичай приймають половину зазначеного значення коефіцієнта, вважаючи, що решта компенсується повзучістю бетону.
Температурне розширення та стиснення бетону не завжди однакові по всій його товщі. Хімічна реакція між цементом та водою супроводжується виділенням значної кількості тепла, що відводиться лише через поверхню бетону. Тому у великому бетонному масиві температура всередині його завжди значно вища, ніж на поверхні, отже, температурне розширення в товщі та на поверхні буде різним. Все це призводить до створення напруг, що розтягують, на поверхні бетону і, отже, до утворення тріщин.
У більшості готових бетонних конструкцій та дорожніх покриттів різниця температур виникає внаслідок штучного нагрівання або під дією сонячних променів. В результаті відбувається температурне розширення, яке в певних умовах може спричинити деформацію поверхні бетону та його розтріскування.
Враховуючи можливість температурних деформацій бетону, під час проектування бетонних конструкцій у необхідних випадках слід передбачати температурні шви.
Довговічність бетону
Термін служби бетону зазвичай скорочується через руйнівні дії наступних факторів:
1) вивітрювання піддією дощу та холоду та в результаті багаторазового розширення та стиснення при зволоженні та висиханні;
2) хімічної агресії морської води, болотних та стічних вод, рослинних та тваринних олій та жирів, молока, цукру;
3) стирання внаслідок руху пішоходів та транспорту, ударної дії хвиль та впливу частинок, що переносяться водою та повітрям.
Вивітрювання під дією дощу і холоду залежить головним чином від ступеня водонепроникності або проникності бетону, так як агресія вуглекислоти та інших кислот, присутніх у дощовій воді, і дія замерзлої води, що розриває, пов'язані з проникненням води в товщу бетону. Вплив дощу, холоду та хімічної агресії різних речовин не відноситься, власне, до властивостей бетону і буде докладніше описано в іншому розділі.
Проникність бетону
Опір стирання
Опір стирання безпосередньо пов'язаний із міцністю бетону на стиск. Бетон, що має високу міцність на стиск, як правило, має високу опірність стирання. Випробування бетону цей вид опору проводиться шляхом стирання його сталевими кулями протягом 48 год. та подальшого визначення втрати ваги.
Як заповнювач для бетону дорожніх покриттів міцний щебінь вивержених порід часто надає перевагу більш твердій і крихкій крем'яній гальці.
Самозалікування бетону
Результати багатьох випробувань показують, що тонкі тріщини у бетоні можуть за певних умов вологості повністю заліковуватись. Очевидно, внаслідок виникнення тріщини відкриваються частинки цементу, які не вступили в гідратацію, які у присутності вологи гідратуються та заповнюють тріщину.