5. Міцнісні характеристики бетону

Експериментально встановлено, що міцність бетону залежить від зернового складу (його підбирають так, щоб об’єм пустот в суміші заповнювачів був найменшим), міцності заповнювачів та характеру їх поверхні (при шорсткій та кутоватій поверхні заповнювачів підвищується їх зчеплення з цементним розчином, тому бетони, виготовлені на щебені, мають більшу міцність, ніж бетони виготовлені на гравії), форми та розмірів зразка, умов тужавлення, виду напруженого стану, тривалості дії навантаження, технології виготовлення тощо.

1.6. Вплив часу та умов тужавлення на міцність бетону

Міцність бетону зростає протягом тривалого часу. Найінтенсивніший ріст міцності спостерігається в початковий період тужавлення.

Міцність бетону, виготовленого на портландцементі, зростає найінтенсивніше за перші 28 діб тужавлення, а виготовленого на пуцолановому та шлакопортландцементі зростає повільніше — за 90 діб тужавлення.

За сприятливих умов тужавлення міцність бетону може зростати на протязі довгого часу, що вимірюється роками. Це явище пояснюється довготривалим періодом утворення цементного каменю та наростанням його міцності в часі.

Ріст міцності бетону на портландцементі при температурі тужавлення не нижче 15⁰С можна охарактеризувати такою залежністю

(якщо t  7 діб), (1.1)

де R_t — міцність бетону в віці t діб; R — міцність бетону в віці 28 діб.

Процес тужавлення бетону значно прискорюється при підвищеній температурі та вологості. Тужавлення бетону при температурах нижчих за 0⁰С припиняється.

1.8. Міцність бетону на розтяг, зріз та сколювання

Міцність бетону на розтяг залежить від міцності цементного каменю і зчеплення його з зернами заповнювачів. Вона приблизно у 10...20 разів менша за міцність на стиск, причому відносна міцність на розтяг зменшується із збільшенням класу бетону. Підвищити міцність бетону на розтяг можна за рахунок збільшення кількості цементу, зменшення водоцементного відношення В/Ц. використання щебеню з шорсткою поверхнею.

Тимчасовий опір бетону на осьовий розтяг можна визначати за емпіричною залежністю

R_bt = 0,5. (1.2)

Внаслідок неоднорідності структури бетону ця формула не завжди дає точне значення R_bt. Більш точніше міцність бетону на розтяг можна визначити експериментально, випробовуючи зразки на розрив у вигляді вісімок, на розколювання — у вигляді циліндрів, на згин — у вигляді балочок (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Схеми випробовування зразків для визначення міцності бетону на розтяг

За руйнівним моментом бетонної балки

, (1.3)

де — момент опору прямокутного перерізу;

= 1,7 — коефіцієнт, що враховує криволінійний характер епюри в бетоні розтягнутої зони.

Міцність бетону на зріз визначають за формулою

R_sh=0,7або R_sh=2R_bt. (1.4)

В ЗБК чистий зріз зустрічається рідко. Як правило, він супроводжується дією поздовжніх сил.

На сколювання бетон працює при згинанні залізобетонних балок до появи в них похилих тріщин. Сколювальні напруження по висоті перерізу змінюються за квадратною параболою. Тимчасовий опір на сколювання при згині у 1,5...2 рази перевищує міцність бетону на розтяг R_bt.