Setka42.ru

Сетка №42
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Прочность бетона на сжатие

Основополагающей характеристикой бетона является его показатель прочности, который выражается в виде класса и марки.

Для выполнения необходимых задач в строительстве пользуются соответствующими классами. Так, для гидросооружений нужен один класс, а при бетонировании фундамента под одноэтажный дом – другой.

Марка бетона «М» выражает усреднённые значения прочности, единицы измерения – кгс/см 2 , класс бетона обозначается литерой «В» и выражается в МПа. Разница между этими двумя понятиями выражается не только в виде буквы и единицы измерения.

Главное отличие заключается в том, что марка указывает на среднюю величину предела прочности, а класс – на точные значения, расхождение составляет меньше 5%. Для сложных расчётов используют класс бетона, т. к. с применением марки возникает риск ошибки, при котором настоящие показатели окажутся меньше расчётных. Например, в характеристиках указывается М100 и В7,5. Расшифровывается это так: точное усилие, необходимое для разрушения, составит 7,5 МПа, а обобщенная нагрузка равна 100 кгс/см 2 , т. е. фактически эта цифра может быть и 105, и 103,6, и 93, и 97,2 и пр.

Класс и марка бетона по прочности на сжатие по ГОСТ

Таблица 1 – Сравнительная характеристика бетонов разных классов и марок

Масштабный коэффициент α бетона

Документы, которые применяются при определении прочности

Требуемая прочность жёстко регулируется. Есть в наличии несколько основных документов для вычисления этой характеристики:

  • ГОСТ 10180-2012 – применяется для образцов из готовой бетонной смеси;
  • ГОСТ 28570-2019 – рассчитан для бетонных образцов;
  • ГОСТ 22690-2015 – для крупных сооружений без создания проб-образцов.

Что такое расчетное сопротивление сжатия кирпичей?

Это предельное напряжение, которое может выдержать материал на основе выбранной теории прочности. Расчет проводится путем деления установленных нормативных актами значений сопротивляемости на коэффициенты, определяющие надежность материала. По кирпичу такими является сопротивление сжатию. В назначении этих коэффициентов в учет принимаются как разбросанные значения прочности, так и другие факторы, оказывающие влияние на надежность конструкции. Расчетные сопротивления кладки сжатию являются реальным показателем противодействия воздействиям со стороны и определяется СНиП (строительными нормами и правилами) 11—22—81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции».

Их нужно использовать с установленными коэффициентами надежности.

От чего зависит?

Кирпич, особенно полнотелый, является довольно прочным, строительным материалом. Чтобы выяснить его возможности сопротивляться сжатию, нужно руководствоваться СНиП и учитывать следующие характеристики:

  • марку раствора, кирпича;
  • высоту выкладки ряда;
  • время года, климат;
  • вид напряженного состояния во время изгиба.

R сжатию кирпичной кладки при наличии щелевидных пустот, расположенных по вертикали, ширина которых в пределах 12 мм, высота 50—150, а в укладке используются тяжелые растворы — определено табл. 2 (в документе), сырцового кирпича, разрешенного к использованию в сооружении стен с 25-летним сроком службы — табл. 7. Столкнувшись с расчетом строительных нормативов, в тонкостях этой темы будет разобраться не просто, не прибегая к платным услугам проектных организаций, но — возможно, при внимательном изучении СНиП.

Читайте так же:
Пластик пвх по кирпич

Как рассчитывают?

Для проведения расчета следует найти в СНиП 11—22—81 название соответствующего материала, рядом указанного коэффициента надежности и таблицу показателей нормативных сопротивлений, которые по определенным видам кирпича умножаются на значение этого коэффициента, по остальным R рассчитывается путем деления. Например, к сжатию кирпичной кладки, выстроенной с использованием силикатных 88 мм пустотелых кирпичей, применяются:

  • при нулевой или 0,2 МПа прочности растворов (2 кгс/см2—0,8);
  • марок 4, 10, 25 и выше — коэффициент 0,85, 0,9 и 1.

Для кладки с использованием сырцового кирпича:

  • в районах с сухим климатом — 0,7;
  • в других зонах — 0,5;
  • внутри конструкции — 0,8.

Расчетные сопротивления с использованием растворов от 4 до 50 марок нужно снизить, за счет коэффициента 0,85 с цементов жесткого характера, легких, а также известковых, 0,9 — таких же, но с добавлением органических пластификаторов. Снижение проводить не нужно при использовании высококачественных кладок.

Прочность на одноосное сжатие разных типов грунтов

Прочность на одноосное сжатие отличается у разных типов грунтов. На нее влияют как строение материала, так и внешние факторы.

Прочность на одноосное сжатие скальных грунтов

Скальные грунты относятся к самым прочным материалам. Но показатель в этой группе меняется в зависимости от целого ряда факторов.

На него влияют:

  • Структурные особенности грунта
    Самыми прочными являются связи в кристаллических решетках минералов горной породы, которые преобладают в магматических и метаморфических грунтах. Почти не уступают им цементационные , образованные глинистыми минералами, известняком, железистыми и кремнистыми соединениями. Они встречаются во всех типах скальных грунтов. Гораздо слабее смешанные и коагуляционные контакты между частицами, которые быстро растворяются в воде.
  • Дисперсность
    Скальные грунты – это неоднородные материалы. Они состоят из зерен разного размера, прочно связанных между собой кристаллическими или цементационными связями. Чем больше выражена зернистость, тем лучше грунт переносит вертикальные нагрузки. Крупные кристаллы менее устойчивы к нагрузкам, чем мелкие.
  • Дефекты
    Чем больше в грунте дефектов (в кристаллических решетках, внутри агрегатов и конгломератов, между разными частями массива), тем легче он поддается разрушению. Наибольшей прочностью обладают однородные скальные и метаморфические грунты с минимальным количеством дефектов – гранит, мрамор, кварцит.
  • Выветрелость, пористость и трещиноватость
    Эти три параметра тесно связаны между собой. Чем больше степень выветривания грунта, тем больше в нем появляется трещин и пор разного размера. Это негативно сказывается на прочности материала при одноосном сжатии.
    Наибольшей выветрелостью обладают грунты, которые располагаются близко к поверхности. Осадочные породы быстрее разрушаются под воздействием факторов внешней среды, чем магматические или метаморфические.
  • Влажность
    Вода и растворенные в ней соли – это агрессивная химическая среда. Она проникает в мельчайшие поры и трещины, способствует ослаблению и разрыву связей между минералами. Влага действует на грунты как растворитель, порода под ее действием размягчается. Такое явление наиболее свойственно осадочным грунтам – загипсованным известнякам и доломитам. Это способствует снижению сопротивления грунта вертикальной нагрузке.
    Прочность может временно повышаться при полном заполнении пор грунта жидкостью. Но после отжатия воды под действием пресса он снижается.
Читайте так же:
Чем покрыть кирпич чтобы он не разрушался

В таблице представлена прочность на одноосное сжатие некоторых скальных грунтов.

Таблица прочности на одноосное сжатие скальных грунтов

Большая разница между минимальным и максимальным показателем связана со степенью выветрелости и трещиноватости грунта. Они зависят от расположения массива. Чем ближе он к поверхности земли , тем более разрушающее действие оказывает на грунт внешняя среда. На показатель в каждом конкретном случае могут также повлиять минеральный состав и наличие слабых пород.

Как видно из таблицы, самой большой прочностью при одноосном сжатии обладают магматические грунты. Среди них выделяются гранит, диорит, базальт и габбро. Почти не уступают им кварциты из группы метаморфических грунтов. Высокой прочностью также обладает известняк с включениями кварца.

Скальные и полускальные грунты разделяются на типы по прочности на основе сопротивления одноосному сжатию (ГОСТ 25100-2020).

Информацию об этом вы найдете в таблице.

Классификация скальных и полускальных грунтов по прочности на одноосное сжатие

Прочность на одноосное сжатие дисперсных грунтов

Дисперсные грунты состоят из отдельных частиц разного размера. Они могут связываться между собой в конгломераты и агрегаты. Контакты между зернами цементационные, коагуляционные, физические (за счет силы трения).

Прочность дисперсных грунтов намного ниже, чем у скальных.

На показатель влияют такие факторы:

  • Минеральный состав
    Он во многом определяет тип связей между частицами и дисперсность грунта. Глинистые минералы (монтмориллонит, каолинит) способны связывать воду, за счет чего возникают дополнительные коллоидные связи между отдельными частицами. Дисперсность монтмориллонитовых грунтов выше, чем у коалинитовых, поэтому и контактов между отдельными зернами больше. Такие глинистые грунты обладают большей прочностью на сжатие.
    Показатель зависит и от содержания катионов в грунте. Она увеличивается при высоком содержании натрия, гидрата азота, марганца, снижается при появлении магния , кальция и калия. Самые низкие показатели у грунтов с высоким содержанием алюминия.
  • Сложение
    В естественном сложении дисперсный грунт обладает большей прочностью. При нарушении его природной структуры разрушается часть физических и коагуляционных контактов, что делает грунт более чувствительным к нагрузкам.
  • Слоистость
    Прочность возрастает, если давление прикладывается перпендикулярно грунтовых слоев.
  • Влажность
    От количества влаги зависит консистенция грунта. Она бывает твердой, полутвердой, пластичной и текучей. Лучше всего сопротивляются вертикальному давлению твердые и полутвердые глинистые грунты. В них преобладают прочные цементационные связи. При увеличении влажности контакты ослабевают, на первое место выходят слабые коагуляционные связи. Поэтому грунт теряет прочность.
  • Плотность
    При одноосном сжатии плотность увеличивается, а вместе с ней растет и прочность. Но эта закономерность нелинейная. В определенный момент, при максимальной плотности, показатель прочности почти не меняется.
  • Гранулометрический состав
    При вертикальных нагрузках крупные зерна разрушаются быстрее, чем мелкие. Поэтому неоднородные грунты с крупными включениями более слабые, чем мелкозернистые.

Среди дисперсных грунтов самой высокой прочностью обладают литифицированные (окаменевшие) сухие глины. Но при повышении влажности они довольно быстро теряют это качество.

Читайте так же:
Расчет образования отходов шамотного кирпича

Прочность на одноосное сжатие мерзлых грунтов

Основной фактор, который влияет на сопротивление сжатию мерзлых грунтов, – это включения льда. Они выступают цементирующим веществом и обеспечивают прочные контакты между отдельными частицами.

Самые высокие показатели наблюдаются при влажности 80-90%. Когда она возрастает, прочность на сжатие падает из-за морозного пучения. Показатель снижается , если температура приближается к нулю, так как это вызывает таяние леденистых включений.

Значение имеет и тот факт, в какой форме находится лед. Прочность высокая, когда в грунте есть много тонких прослоек льда (до 10-30 см в толщину). Мелкие кристаллы в порах негативно влияют на показатель. Снижается способность к сопротивлению вертикальному давлению при наличии в грунте массивных ледяных глыб (с толщиной, превышающей 30 см).

Прочность грунтов на сжатие важно определять перед началом любого строительства. Она позволит правильно рассчитать тип фундамента, этажность здания. Правильно вычислить показатель могут только специалисты. Поэтому экономить на профессиональных геодезических исследованиях не стоит.

О других видах прочности грунтов читайте в наших статьях:

Также рекомендуем вам ознакомиться с нашей общей статьей Прочность грунта.

Классы и марки бетона. Сводная таблица (В-М-С).

Класс бетона (В) — показатель прочности бетона на сжатие и определяется значениями от 0,5 до 120, которые показывают выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа), с вероятностью 95%. Например, класс бетона В50 означает, что данный бетон в 95 случаев из 100 выдержит давление на сжатие до 50 МПа.

По прочности на сжатие бетоны подразделяют на классы:

  • Теплоизоляционные (В0,35 — B2).
  • Конструкционно-теплоизоляционные (В2,5 — В10).
  • Конструкционные бетоны (В12,5 — В40).
  • Бетоны для усиленных конструкций (от В45 и выше).

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». Цифры означают предел прочности на сжатие в кгс/см 2 .

Разница между маркой и классом бетона не только в единицах измерения прочности (МПа и кгс/см 2 ), но и в гарантии подтверждения этой прочности. Класс бетона гарантирует 95%-ю обеспеченность прочности, в марках используется среднее значение прочности.

Класс бетона прочности по СНБ

Обозначается буквой «С». Цифры характеризуют качество бетона: значение нормативного сопротивления / гарантированная прочность (на осевое сжатие, Н/мм 2 (МПа)).

Например, С20/25: 20 — значение нормативного сопротивления fck, Н/мм 2 , 25 — гарантированная прочность бетона fс, Gcube, Н/мм 2 .

Применение бетонов в зависимости от прочности

Средняя прочность бетона

Среднюю прочность бетона (R) каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации. Для конструктивных бетонов v=13,5%, для теплоизоляционных бетонов v=18%.

R = В / [0,0980665*(1-1,64 *ν)]

где В — значение класса бетона, МПа;
0,0980665 — переходной коэффициент от МПа к кг/см 2 .

Читайте так же:
Раствор для кирпича слоновая кость

Таблица соответствия классов и марок

Класс бетона по прочности (С) по СНБКласс бетона по прочности (B) по СНиП (МПа)Средняя прочность бетона данного класса RБлижайшая марка бетона по прочности М (кгс/см 2 )Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса R — M/R*100%
МПакгс/см 2
В 0,350,495,01М5+0,2
В 0,751,0610,85М10+7,8
В 11,4214,47М15-0,2
В 1,52,0520,85М25-1,9
В 22,8428,94М25+13,6
В 2,53,2132,74М35-6,9
В 3,54,5045,84М50-9,1
В 56,4265,48М75-14,5
В 7,59,6498,23М100-1,8
С8/10В1012,85130,97М150-14,5
С10/12,5В12,516,10163,71М150+8,4
С12/15В1519,27196,45М200-1,8
С15/20В2025,70261,93М250+4,5
С18/22,5В22,528,90294,5М300+1,9
С20/25В2532,40327,42М350-6,9
С25/30В3038,54392,90М400-1,8
С30/35В3544,96458,39М450+1,8
С32/40В4051,39523,87М550-5,1
С35/45В4557,82589,4М600+1,8
С40/50В5064,24654,8М700+6,9
С45/55В5570,66720,3М700-2,8

Все материалы, представленные на сайте, носят исключительно справочный и ознакомительный характер и не могут считаться прямой инструкцией к применению. Каждая ситуация является индивидуальной и требует своих расчетов, после которых нужно выбирать нужные технологии.

Не принимайте необдуманных решений. Имейте ввиду, что то что сработало у других, в ваших условиях может не сработать.

Администрация сайта и авторы статей не несут ответственности за любые убытки и последствия, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.

Прочность древесины при сдвиге

Смещение в заготовке одной части древесины относительно другой называется сдвигом. Сдвиги образуются под действием внешних нагрузок разного характера. Выделяют сдвиги, возникающие от скалывания вдоль или поперек волокон и от распила (перерезания).

Прочность при скалывании меньше прочности продольного сжатия примерно в 5 раз. А если сравнивать прочность скалывания вдоль и поперек волокон в одном образце, то предел прочности при продольном скалывании в два раза выше, чем при поперечном. Прочность древесины при перерезании выше прочности при скалывании раза в четыре.

Методы испытания

На разные строительные объекты идёт бетон разной плотности и прочности. Эти показатели могут зависеть не только от марки цемента, но и от условий, в которых он хранился до его использования. То есть снижение вяжущих свойств цемента необязательно происходит вследствие истечения срока его годности. Падение качества может произойти и вследствие неправильных условий хранения. Для определения такой характеристики бетона, как прочность, в лабораторно-производственных испытаниях и используют бетонные кубики со стороной 15х15х15 см, выдержанные в течение 28 суток со дня отливки.

Прочность образцов может испытываться по двум методикам: разрушающей и неразрушающей. Суть первой состоит в раздавливании таких образцов, и она точнее. Как раз к такой методике относят кубиковое и призменное испытание образцов, регламентируемое ГОСТ 18105-2010.

Читайте так же:
Пластиковый кирпич для строительства

К неразрушающим можно отнести:

  • испытания ударом (разовое экстремальное и точно выверенное воздействие силы. Это может быть пневматический инструмент с регулируемой силой удара, а также лабораторный взрыв.);
  • испытание методом частичного разрушения – делается путём отрыва приклеенного металлического диска к испытуемой бетонной поверхности, путём скалывания бетонного образца или комбинированным путём – отрыв+скалывание;
  • ультразвуковое воздействие. При использовании этого метода строят градуировочную зависимость прочности бетона и скорости прохождения сквозь него ультразвука.

При определениях прочности учитывается также коэффициент Пуассона – начальной величины поперечной деформации, которая для бетона равна 0,16. Впрочем, это величина для «идеального» бетона. На практике же, с учётом процессов микро- и макротрещинообразования, в коэффициент вносят поправки исходя из марок бетона и видов деятельности, в которых будут применяться испытуемые бетонные изделия. И этот коэффициент может колебаться от 0,1 до 0,35.

Как рассчитывать?

Для данного показателя важна и марка цемента, на основе которого производится материал.

Крепость обуславливается многочисленными факторами, но первоочередно зависит от цементной марки Rц и обстоятельств застывания. Учитывая, что качество заполнителей для бетона соответствует запросам, описанным в ГОСТ 10268–80, то прочность материала, зависимая от марки и В/Ц, выражается формулой: Rб = ARц (Ц/В — 0,5), где:

  • Rб — бетонная крепость за 28 сут., МПа;
  • А — показатель, зависящий от наполнителей и их качества;
  • Rц — марка;
  • Ц/В — соотношение цемента и воды в составе (цифра, противоположная В/Ц).

Динамика набора прочности тяжелого бетона: n = 100 * (lg (n) / lg (28)), где n — день, на который желательно определить крепость цемента (но не меньше 3 дней). При обстоятельствах застывания, отличающихся от обычных, особенно по температурным режимам, нужно знать, что уменьшение температуры способствует торможению твердения, а повышение — ускорению. При показателях 10 градусов по Цельсию, спустя 7 сут. цемент будет иметь крепость 40—50%, а при 5 °C — 31—34%. При отрицательных температурах бетоны без специальных добавок вовсе не крепнут.

Граничная высота сжатой зоны (абсолютная или относительная) — показатель (х) предельной прочности бетона, уже перед разрушением.

Формула для вычисления

Чтобы провести расчет прочности бетона на растяжение при изгибе применяют формулу: Rи = 0,1 • P • L / b • h2, где: L — расстояние между балками; Р — масса суммарной нагрузки и к ней добавляется вес бетона; h — высота и b — ширина балки по сечению. Обозначается сокращенно — Btb, и плюсуют число в диапазоне от 0,4 до 8. Прочность на растяжение высчитывают так: Rbt = 0,233 х R2. Показатели растяжения и изгиба существенно меньше, чем способность бетона выносить нагрузки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector