Рубрики

Факторы, влияющие на модуль упругости бетона

Дата: 01.09.2015
Просмотров: 133
Комментариев:
Рейтинг: 68
Комментариев:
Рейтинг: 68
Оглавление: [скрыть]
  • Факторы прочности бетона
  • Способы определения модуля упругости бетона
  • Таблица зависимости модуля упругости от различных факторов
  • Что влияет на модуль упругости?

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

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

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

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

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

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.

https://youtu.be/9E9WyoIUJSU

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.

  1. 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

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.

  1. 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.
  2. 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.

https://youtu.be/Mzrj-h365C8

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

Комментарии