|
|
Бетоны классифицируют: по
структуре—плотные, крупнопористые, поризованные, ячеистые; по объемной
массе—особо тяжелые (у>2500 кг/м3), тяжелые (у = -=2200—2500 кг/м3),
облегченные (7 = 1800—2200кг/м3), легкие (у=500—1800 кг/м3) и особо легкие
(?< -<500 кг/м3); по виду вяжущего, применяемого для его изготовления,
— цементные, силикатные, на смешанных или специальных вяжущих; по виду
заполнителей — плотные, пористые, специальные; по зерновому составу
заполнителей — крупнозернистые, мелкозернистые; по условиям,твердения —
естественного твердения, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном
давлении, подвергнутые автоклавной обработке.
Бетон плотной структуры на цементном вяжущем, крупнозернистый,
в случае применения плотного заполнителя и при объемной массе у=2200—2500
кг/м3, при любых условиях твердения называют тяжелым бетоном. Его применяют в
основном для несущих бетонных й железобетонных конструкций и для всех видов
конструкций, к которым предъявляют требования водонепроницаемости, повышенной
морозостойкости и т. д. Бетон, имеющий те же характеристики структуры,
зернового состава заполнителей, вяжущего, условий твердения, но на пористых
заполнителях при объемной массе 500— 2200 кг/м3, называют бетоном на пористых
заполнителях. Эти бетоны используют в несущих и в ограждающих конструкциях.
Ячеистые и п о р и з о ванные бетоны характеризуются
искусственно созданной пористой структурой. По объемной массе они относятся к
легким или облегченным и применяются только для ограждающих конструкций.
Крупнопористый бетон (малопесчаный или беспесчаный) имеет
v=500—1800 кг/м3, используется
Количество воды, необходимое для реакции гидратации
цемента. составляет 20% его массы (водоцементное отношение ВЩ~0,2), однако из
условия удобоукладываемости бетонной смеси берут значительно большее
количество воды (В/Ц—0,5—0,6) преимущественно для бетонных конструкций
(блочные или монолитные стены и др.), работающих на сжатие.
Вследствие неоднородности структуры и различней
деформативности цементного камня и заполнителя внешняя нагрузка на бетон
создает в нем сложное напряженное состояние. При загружении бетонного образца
сжимающей силой из-за разных модулей упругости составляющих бетона возникают
усилия, стремящиеся нарушить связь между ними. Вследствие концентрации
напряжений вокруг пор и пустот в поперечном направлении возникают
растягивающие напряжения. У соседних пор они накладываются друг на друга и
вызывают образование микротрещин. При дальнейшем увеличении нагрузки
микротрещины развиваются, образуются видимые трещины и наступает разрушение
образца вследствие его разрыва в поперечном направлении.
Прочность бетона зависит от характера силового воздействия
(сжатие, растяжение, срез), возраста, условий твердения, формы и размеров
испытываемых образцов. В связи с этим различают несколько характеристик проч^
ности бетона.
Кубиковая прочность Ry кгс/см, — ,, временное
сопротивление сжатию (предел прочности)!- бетонного образца, имеющего форму
куба. Дубиковая прочность эталонного образца (кубик с размером р.еб-. ра 15 см, выдержанный в течение 28 дней при температур кгс/см2, называется проектной маркой бетона по
прочности на сжатие и обозначается М. Это основная характеристика бетона. Для
сборных конструкций срок твердения бетона до достижения проектной марки
устанавливается ГОСТом на данный вид изделия.
Нормами установлены следующие марки по прочности на сжатие
для тяжелых бетонов: М 50, М 75, М 100, М 150, М 200, М 300, М 400, М 500, М 600, М 700, М 800; при соответствующем технико-экономическом обосновании
допускается применение бетонов марок М 250, М 350, М 450.
Бетоны на пористых заполнителях имеют марки от М 25 до М
400, ячеистые — от М 15 до М 150, поризован- ные — от М 35 до М 100,
крупнопористые'— от М 15 до М 100.
Для железобетонных ' конструкций не допускается применение
тяжелого бетона марки ниже М 100, а для бетона на пористых заполнителях —
ниже М 35 и у<. <800 кг/м3. Для сжатых стержневых железобетонных
элементов рекомендуется применять бетон марки не ниже М 2.00, а для сильно
нагруженных элементов — не ниже М 300. В предварительно-напряженных
конструкциях минимальная марка бетона зависит от вида и диаметра арматуры и
составляет М 200 —М 400.
На предел прочности испытываемых кубиков оказывают влияние
силы трения, действующие на опорных площадках ( XVIII.2,в). Они препятствуют
поперечному растяжению ^убика и тем самым повышают его прочность. Чем меньше
кубик, тем больше влияние сил, трения. Если для эталонного образца 15X15X15
см, кубиковая прочность составляет R кгс/см2:
где Np — разрушающая нагрузка, кгс; F —площадь поперечного
сечения кубика, см2,
то для кубика из тяжелого бетона размером ЮХЮХ Х10 см
#==1,1 R, а для кубика размером 20X20X20 см #«0,93 Я.
Призменная прочность #пр, кгс/см2, — прочность на сжатие
образцов, имеющих форму призмы с отношением высоты к стороне основания h/a^4.
В таких образцах силы трения на опорных площадках не оказывают влияния на их
несущую способность, поэтому призменная прочность меньше кубиковой и
составляет примерно 0,75 R. Призмеиную прочность принимают в качестве
характеристики, прочности бетона в сжатой зоне изгибаемых,
внецентренпо-сжатых и впе- центренно-р'астянутых элементов.
Прочность на растяжение Rv, кгс/см2. На растяжение бетон
имеет минимальную прочность. Между величиной и кубиковой прочностью R
установлена эмпирическая зависимость: ЯР = 0,5 V^F".
Опытным путем величину Rv определяют, испытывая на
растяжение специальные образцы бетона в виде восьмерок, или испытывая на
изгиб бетонные балочки, которые разрушаются при исчерпании .прочности бетона
в растянутой зоне.
Для конструкций, в которых прочность на растяжение имеет
основное значение и специально контролируется на производстве, дополнительно
к проектной марке бетона по прочности на сжатие устанавливают проектную марку
по прочности, и а осевое растяжение— Р, которая характеризует временное
сопротивление (предел прочности)^ бетона осевому растяжению в кгс/см2. Эту
величину должны показать при испытании контрольные образцы бетона. Для
тяжелых бетонов нормами установлены марки по прочности на осевое растяжение Р
10, Р 15, Р 20, Р 25, Р 30, Р 35, Р 40; для бетонов на пористых заполнителях
— Р.10—Р 30.
Для конструкций, подвергающихся воздействию отрицательных
температур наружного воздуха, следует устанавливать проектную марку бетона по
морозостойкости (Мрз), характеризующую число циклов замораживания и
оттаивания, которое выдерживает образец бетона, испытываемый по специальному
ГОСТу.
Для тяжелых бетонов установлены марки Мрз 50, Мрз 75, Мрз
100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300, Мрз 400, Мрз 500; для бетонов на пористых
заполнителях кроме указанных марок предусмотрены также марки Мрз 25, Мрз 35.
Ячеистые, поризованные и крупнопористые бетоны имеют марки Мрз 15, Мрз
2£, Мрз 35, Мрз 50, Мрз 75, Мрз 100.
Для конструкций, к которым предъявляют требования
водонепроницаемости, или для конструкций, к бето- ку которых предъявляют
специальные требования по плотности, устанавливают также проектную марку
бетона по водонепроницаемости В. Ее определяют в зависимости от коэффициента
фильтрации воды при испытании образцов бетона по специальному ГОСТу.
Прочность бетона при срезе и скалывании в 1,5—2 раза выше,
чем прочность на растяжение.
При длительном действии нагрузки, создающей в бетоне
высокие напряжения, а также при действии много- кратно-повторяющихся нагрузок
в бетоне развиваются неупругие деформации и происходят структурные изменения,
снижающие его прочность.
|