Właściwości mechaniczne betonu

Czas przyjrzeć się bardziej bohaterowi serii poradników, czyli betonowi. Omówimy zagadnienia dotyczące wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie, rodzajów wytrzymałości, odkształcalności betonu oraz reologii betonu.

Wytrzymałość betonu na ściskanie

Najważniejsza z charakterystyk określająca właściwości betonu. Wytrzymałość betonu zależy głownie od stanu naprężeń działających na materiał. Przykładowo przy działaniu jednoosiowego ściskania otrzymujemy wytrzymałość rzędu 30 MPa, natomiast przy równomiernym ściskaniu bocznym 70 MPa, otrzymujemy już ok.285 MPa. Nie jest to ani trochę zaskakujące, jeśli porównamy graniczne odkształcenia betonu, które dla skrócenia wynoszą 0.2-0.35%, a dla wydłużeń tylko 0.01% . Podczas działania obciążenia w stanie jednoosiowego ściskania próbka nie zniszczy się poprzez efekt ściskania, ale poprzez efekt wydłużenia w kierunku prostopadłym do działającego obciążenia (patrz: współczynnik Poissona), co jest charakterystyczne dla tego materiału.

Do określania normowej wytrzymałości betonu na ściskanie wg Eurokodu wykorzystywane są kostki sześcienne o boku 150mm (w Polsce dawniej wykorzystywano do badań próbki walcowe o wysokości 300mm i średnicy 150mm).

Próbki do badania [https://www.locja.pl/szkolenia/beton-klasy-wytrzymalosci-oznaczenia,32]

Wytrzymałość na rozciąganie

Może być określana za pomocą badań metodą bezpośrednią, na rozciąganie przy zginaniu oraz metodą brazylijską. W metodzie bezpośredniej próbka betonowa jest przymocowana za pomocą kleju do uchwytów, które przymocowane są do maszyny wytrzymałościowej za pomocą lin lub łańcuchów zapewniając osiowość działania siły.  Badania na rozciąganie przy zginaniu polegają na zginaniu (najczęściej czteropunktowemu) betonowej pryzmatycznej belki o przekroju 150 x 150 mm, poprzez obciążenie jej dwiema siłami skupionymi w jednej trzeciej i dwóch trzecich długości.

Zginanie 4 punktowe [http://www.inzynierbudownictwa.pl/technika,materialy_i_technologie,artykul,wytrzymalosc_rownowazna_fibrobetonu_na_zginanie,824]

Metoda brazylijska polega na badaniu wytrzymałości poprzez rozłupywania walca wzdłuż średnicy. Stan naprężeń panujący w przekroju w znacznej części jest określany naprężeniami rozciągającymi jak widać to na poniższym schemacie. Określenie wytrzymałości w badaniu metodą brazylijską otrzymuje się wykorzystując wzory wyprowadzone z teorii tarczy.

Metoda brazylijska [http://kongresfarmaceutyczny.pl/uploads/article/files/c60c6c7ea62a6e36d675ef14af42c583005b8e9c.pdf]

Rodzaje wytrzymałości betonu

  • f_c – wytrzymałość betonu na ściskanie
  • f_c_d – obliczeniowa wytrzymałość betonu na ściskanie
  • f_c_k – charakterystyczna wytrzymałość walcowa na ściskanie betonu po 28 dniach
  • f_c_k_,_c_u_b_e – charakterystyczna wytrzymałość kostkowa na ściskanie betonu po 28 dniach
  • f_c_m –

    Konsekwencją pełzania jest spadek wartości modułu sprężystości. I tak np. przy obliczaniu ugięć korzysta z modułu sprężystości wyznaczonego ze wzoru (7.20). Ponadto w skutek pełzania w elementach żelbetowych dochodzi do spadku naprężeń ściskających w betonie przy jednoczesnym wzroście naprężeń w stali, wzrostu ugięć w elementach ściskanych i wzrostu efektów II rzędu w elementach ściskanych.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *