Модуль упругости бетона b35: Модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона (понятие и значение)

влияющие факторы и методы определения

Для характеристики эксплуатационных и физико-механических свойств материалов используются различные показатели. Широкое распространение получил модуль упругости бетона, характеризующий способность упруго деформироваться в результате воздействия внешней силы и давления. Чтобы разобраться в свойствах готового бетонного раствора, стоит узнать, что это такое, от чего зависит и каким образом определяется.

Читайте в статье

  • 1 Понятие модуля упругости бетона и единицы измерения
  • 2 Факторы, влияющие на модуль упругости бетона
    • 2.1 Качество и объёмное содержание заполнителей
    • 2.2 Класс бетона
    • 2.3 Температура воздуха и влажность среды
    • 2.4 Время воздействия нагрузки и условия твердения смеси
    • 2.5 Возраст бетона и армирование конструкции
  • 3 Модуль упругости бетона (Еб): способы определения значения
    • 3.1 Механическое испытание
      • 3.1.1 Материалы и инструменты
      • 3. 1.2 Схема испытания образцов
    • 3.2 Неразрушающий ультразвуковой способ

Понятие модуля упругости бетона и единицы измерения

В процессе эксплуатации твёрдые тела подвергаются нагружению и начинают деформироваться. Сначала протекающие деформационные изменения являются обратимыми, а их величина от прикладываемого усилия является линейной. Как только нагрузка снимается, изделие полностью восстанавливает первоначальную форму. Для описания протекающих процессов используется закон Гука, согласно которому в качестве коэффициента пропорциональности между абсолютным сжатием либо удлинением и прикладываемым усилием используется модуль упругости.

ФОТО: portbeton.ruМодуль упругости зависит от марки бетона ФОТО: konspekta.netМодуль выступает в качестве коэффициента пропорциональности

Определение данного показателя звучит следующим образом: модуль упругости – коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и соответствующей ему относительной продольной деформацией. Измеряется в кгс/см² (Н/м², Па). Называют модулем Юнга.

Как только нагрузка превысит определённый уровень, начинается фаза необратимых изменений. Деформативность становится неупругой. Сдвиг увеличивается без дальнейшего приложения нагрузки. В зоне ползучести внутренние связи начинают разрушаться, и бетонная конструкция теряет прочность.

ФОТО: gidrocor.ruПри превышении определённого значения бетонная конструкция начинает разрушаться

Факторы, влияющие на модуль упругости бетона

Значение модуля упругости может существенно отличаться. На него влияет множество факторов. Чтобы получить желаемый результат, стоит с ними познакомиться заранее.

ФОТО: static.tildacdn.comЗначение зависит от многих факторов

Качество и объёмное содержание заполнителей

Бетон представляет собой смесь, состоящую из некоторого количества цемента и заполнителей. Качество и концентрация последних оказывают непосредственное влияние на значение модуля упругости. Если структура является неоднородной, вероятность возникновения сложного напряжённого состояния существенно возрастает. Основная нагрузка приходится на жёсткие частицы. Зоны с пустотами и порами испытывают поперечное растяжение.

Внимание! Введение в состав крупного заполнителя способствует увеличению упругих свойств железобетона.

ФОТО: house-keys.ruСоотношение компонентов может отличаться

Класс бетона

Класс бетона оказывает непосредственное влияние на модель упругости. Чем выше класс, тем большей прочностью на сжатие и плотностью будет обладать состав и будет лучше сопротивляться воздействующей нагрузке. Самое высокое значение – у бетона В60 –  численно равно 39,5 МПа×10-3. Наименьшее значение у В10 и соответствует 19 МПа×10-3.

ФОТО: cemmix.ruКласс бетона – важный критерий

Температура воздуха и влажность среды

При повышении температуры деформация в бетоне увеличивается, а упругие свойства снижаются. Это способствует повышению внутренней энергии смеси, а также линейному расширению материала, траекторий движения молекул и увеличению пластичности.

Внимание! Температурные колебания учитывают только, если их диапазон превышает 20 °С.

ФОТО: static.tildacdn.comТемпература определяет скорость набора прочности и количество деформаций

Влажность влияет на упругость материала. В расчётах используется коэффициент ползучести. Чем выше процентное содержание водяного пара, тем ниже будут пластические деформации.

ФОТО: wallpapertag.comУровень влажности бетона влияет на пластичность

Время воздействия нагрузки и условия твердения смеси

Продолжительность действия нагрузки на бетонную конструкцию также влияет на модуль упругости. Если нагружение осуществляется, мгновенно деформация конструкции увеличивается пропорционально приложенным внешним силам. Длительное напряжение приводит к уменьшению величины модуля. Зависимость носит нелинейный характер. Пластическая и упругая деформация складываются.

ФОТО: static.tildacdn.comХарактер прикладываемой нагрузки может отличаться

Условия, в которых бетон набирает свою прочность, могут отличаться. В естественных условиях значение всегда выше. Если материал обрабатывается в автоклавной установке либо осуществляется пропаривание в условия атмосферных давлений, значение несколько снизится. Причиной этого является образование большого числа пустот и пор благодаря неравномерному температурному расширению объёма, понижению качества гидратации зёрен цемента.

ФОТО: beton-house.comТвердение в естественных условиях предпочтительней

Возраст бетона и армирование конструкции

Для набора прочности свежезалитому бетону достаточно четырёх недель. По истечении указанного периода смесь будет обладать упругими свойствами и достаточной пластичностью. Максимальная твёрдость будет достигнута только через 200-250 дней. Именно в это время модуль упругости достигнет максимального значения, соответствующего марочной прочности.

ФОТО: cemmix.ruДля набора прочности требуется время

Для того чтобы монтируемая конструкция прослужила подольше, её обязательно армируют. В качестве армирующих элементов берётся сетка либо каркас, для изготовления которого использовалась арматура, относящаяся к классам АI, AIII, А500С, Ат800, древесина и композиты. Все эти элементы в процессе эксплуатации воспринимают растягивающие и сжимающие нагрузки, воздействующие на бутон.

Благодаря армированию удается повысить упругость и прочностные характеристики конструкции. Уменьшается вероятность образования трещин деформационного и усадочного типа.

ФОТО: a-plus-enterprises.comАрмирование повышает упругость

Модуль упругости бетона (Еб): способы определения значения

Порядок определения  Еб может несколько отличаться. Каждый способ имеет свои отличительные особенности. Стоит ознакомиться с нюансами каждого метода, чтобы не допустить ошибок в момент определения значения.

Механическое испытание

При проведении механических испытаний образец подвергается разрушению. Исследование производится с учётом требований ГОСТ 24452, устанавливающих требования к используемым образцам и порядку проведения исследований.

ФОТО: nilstroi.ruДля проведения испытания требуется специальное оборудование

Материалы и инструменты

Для проведения исследований используются образцы, имеющие форму круга либо квадрата. Соотношение высоты и поперечного сечения принимают равным четырём. Образцы высверливаются, выбуриваются либо выпиливаются из готового изделия. До начала испытаний их держат под влажной тканью.

Для получения искомого значения образцы помещают на пресс, оснащённый специальными базами, позволяющими измерить деформацию. Приборы располагаются под разными углами к грани образца. Для фиксации индикаторов используются стальные рамки. В некоторых случаях индикаторы приклеиваются к опорным вставкам.

Внимание! Если конструкция работает в условиях повышенной влажности, требуется специальная подготовка по ГОСТ 24452-80.

ФОТО: beton-house.comОбразец помещается под пресс

Схема испытания образцов

Испытания выполняются в следующей последовательности:

  1. Образцы подготавливаются и с индикаторами помещаются под пресс, добиваясь совмещения осей образца и центра плиты. Назначают разрушающую нагрузку в т/м2. Величина зависит от марочной прочности бетона.
  2. Производят ступенчатое увеличение нагрузки с шагом 10 % от разрушающей и интервалом 4-5 минут.
  3. Доводят значение до 40-45 % от максимального. При отсутствии дополнительных требований приборы снимают, а дальнейшее нагружение выполняют с постоянной скоростью.
  4. Результаты для каждого образца обрабатывают, когда нагрузка составляет 30 % от разрушающей. Данные отображаются в журнале испытаний.

По проведенным исследованиям определяют начальный модуль упругости Еб. Нормативные значения для каждого класса содержатся в таблицах со строительными нормами и маркировке изделия. Для В15, В20, В25, В30, полученного в условиях естественного твердения, коэффициент равен 23, 27, 30, 32,5 МПа×10-3 соответственно, в условиях термической обработки – 25, 24,5, 27, 29.

ФОТО: studfile.netНагрузка повышается ступенчато

Неразрушающий ультразвуковой способ

Механический способ предполагает выемку образца из уже готовой конструкции. Это не всегда удобно и сопряжено с рядом трудностей. Ультразвуковой способ позволяет обойтись без локального разрушения. В условиях повышенной влажности погрешность составляет 15 -75 % из-за более высокой скорости распространения ультразвуковых волн в водной среде. Существует метод, позволяющий найти значение при различной влажности материала. Испытания проводятся на образцах, имеющих различную водонасыщенность.

Для нахождения нормативных и расчётных значений используют корректирующие коэффициенты, учитывая соответствующие значения. Методика приведена в СП 63.13330.2012.

Делитесь в комментариях, какому методу определения модуля упругости бетона вы доверяете больше всего и каким приходилось пользоваться.

Watch this video on YouTube

Данная страница не существует!

  • О центре

    • История

    • Структура

    • Совет Директоров

    • Руководство

    • Специалисты

      • Помним

    • Дирекция специальных проектов

    • Дирекция научно-технических проектов и экспертиз

    • Вакансии

    • Научные школы

    • Партнеры

    • Технологическая платформа «Строительство и архитектура»

    • Членство в организациях

    • Лицензии

    • Раскрытие информации

      • Отчетность 2019

      • Непрофильные активы

    • Противодействие коррупции

    • Социальная ответственность

  • Услуги

    • В сфере подземного строительства

      • Геологические изыскания

      • Инженерные изыскания

    • В сфере бетонного строительства

    • В высотном и уникальном строительстве

    • Проектирование

    • Управление проектами

      • Проект реконструкции

    • Экспертиза

      • Обследование зданий

    • Технологический и ценовой аудит (ТЦА)

    • Галерея проектов

    • Ультразвуковой контроль сплошности свай и ультразвуковой контроль сплошности стен в грунте

    • Акустическое обследование фундаментных плит

    • Сейсмоакустический контроль сплошности свай

    • Сейсмоакустический контроль сплошности фундаментов и плит, поиск дефектов и пустот

    • Динамические испытания свай по волновой теории удара

    • Статические испытания свай

    • Теплоконтроль сейсмичности при бетонировании свай

  • Новости

    • Новости Центра

    • Новости отрасли

    • Календарь мероприятий

    • СМИ о нас

    • Отзывы организаций

    • Закупки

  • Центр
    сертификации

  • Заказчику

    • Оборудование

    • Контакты

  • Научно —
    техническая
    деятельность

    • Научные и инновационные разработки в области строительства и их внедрение

    • Научно-исследовательские (теоретические, поисковые и прикладные) работы

    • Научно-технический совет (НТС)

    • Научно-техническое сопровождение

    • Нормативно-технические документы

      • Разработка СТУ

    • Сотрудничество

    • BIM-технологии

    • Интеллектуальная собственность

    • Корпоративные издания

  • Научно —
    образовательная
    деятельность

    • Сведения об образовательной деятельности

    • Диссертационный совет

    • Информация о защитах диссертаций

    • Аспирантура

    • Подготовка диссертаций без освоения программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре

    • Прикрепление для сдачи кандидатских экзаменов

    • Докторантура

    • Повышение квалификации

    • Учебные программы Центра информационного моделирования

    • Психология личностного роста в профессиональной деятельности

    • ПК СТАРКОН.