Свойства железобетона: Свойства бетона и железобетона

Содержание

Основные свойства железобетона

1. Общие сведения

2. Содержание арматуры

3. Значение трещиностойкости

4. Сцепление арматуры с бетоном

5. Анкеровка арматуры в бетоне

6. Усадка бетона при наличии арматуры

7. Ползучесть бетона при наличии арматуры

8. Коррозия железобетона и меры защиты от неё

9. Защитный слой бетона и минимальные расстояния между стержнями

1. Общие сведения

Введение в бетон стальной арматуры заметно меняет его физико-механические свойства. Эти материалы в железобетоне оказывают положительное влияние друг на друга. Так, например, вследствие сцепления арматуры с бетоном усадка и ползучесть в железобетоне протекают несколько иначе, чем в неармированном бетоне.

Напряженное состояние железобетонных конструкций обусловливается, во-первых, действием внешней нагрузки и, во-вторых, процессом перераспределения внутренних усилий, вызванным тем, что при совместной работе двух материалов арматура становится внутренней связью, препятствующей свободному проявлению усадки и ползучести бетона.

Механические свойства железобетона зависят от соответствующих свойств бетона и арматуры, но не всегда совпадают с ними.

Например, появление трещин в растянутой зоне бетонной балки приводит её к разрушению, в то время как для железобетонной балки это, как правило, не опасно. Сжатый стальной элемент при достижении предела текучести теряет несущую способность, а в сжатой железобетонной колонне вследствие ползучести бетона при эксплуатационных нагрузках арматура может быть напряжена на сжатие до предела текучести, а конструкция работает нормально. Из этих примеров видно, что механические свойства железобетона требуют самостоятельного рассмотрения.

2. Содержание арматуры

Нормами установлены минимальные проценты армирования

μ_s_,_т_i_пдля сечений железобетонных элементов. Их величины назначаются в зависимости от характера работы элементов и их гибкости и колеблются в пределах от 0,05 до 0,25%.

Если μ_s < μ_s_,_т_i_п, то конструкцию при расчёте следует рассматривать как чисто бетонную. Из экономических соображений процент армирования железобетонных конструкций обычно не превышает 2…3%. С изменением μ_s меняется не только несущая способность элемента, но и его характер разрушения.

3. Значение трещиностойкости

Существенным недостатком железобетона является появление трещин в растянутых зонах бетона при нагрузках даже ниже эксплуатационных. Это объясняется малой растяжимостью бетона.

Между долговечностью и трещиностойкостью железобетонных конструкций существует тесная связь. Поэтому существенно важным является вопрос о том, при каком напряжении в арматуре появляются первые трещины в растянутом бетоне. Для ответа на него воспользуемся опытными данными о предельной растяжимости, которая составляет в среднем е_и_bt = 0,00015 = 15-10^-5 относительных единиц.

При достаточно хорошем и непрерывном по длине арматуры сцеплении считают, что до появления трещин деформации бетона и арматуры в любой точке по поверхности их контакта равны, т.е.

Следовательно, в момент, предшествующий появлению трещины, арматура и бетон работают совместно и

При таких деформациях арматура любого класса работает ещё упруго и напряжения в ней определяются по закону Гука

Если σ _s > 30 МПа, то считаем, что в растянутом бетоне появляются трещины. Следовательно, для получения трещиностойкой конструкции требуется значительно ограничить использование прочности арматуры при растяжении (имеется ввиду обычный железобетон, а не предварительно напряжённый). Например, в арматуре из стали класса A240 для обеспечения трещиностойкости конструкции приходится допускать растягивающие напряжения, составляющие лишь примерно 13% от предела текучести.

Поэтому в обычных железобетонных конструкциях в большинстве случаев приходится мириться с появлением трещин для того, чтобы повысить степень использования арматуры и иметь возможность применять арматуру более высоких классов. Однако и при этом все равно исключается возможность эффективного использования арматуры из высокопрочных сталей, начиная с класса A600 и выше, так как высокие напряжения, которые в ней можно допускать, сопровождаются значительными деформациями, т. е. образованием недопустимых по ширине раскрытия трещин. Это очень неприятное обстоятельство, поскольку прочность этих сталей растёт гораздо быстрее, чем стоимость, и их использование с экономической точки зрения является целесообразным.

Видимые волосяные трещины шириной примерно 0,05 мм появляются в бетоне при нагрузках, меньших эксплуатационных, в зонах возникновения наибольших растягивающих напряжений. При возрастании нагрузки эти трещины раскрываются. Приближенно можно считать, что при напряжениях в арматуре порядка σ _s = 200. ..250 МПа ширина раскрытия трещин находится в пределах

= 0, 2…0,3 мм. Наличие трещин открывает доступ к арматуре атмосферной влаге и агрессивным газам, что при определённой ширине раскрытия может вызвать коррозию. Поэтому ширина раскрытия трещин в период эксплуатации железобетонных конструкций должна быть ограничена. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин, при которой еще обеспечивается сохранность арматуры, устанавливается в зависимости от условий работы конструкции, вида применяемой арматуры, продолжительности действия нагрузки и не должна превышать 0,3 мм (считая по оси арматурных стержней) при длительном их раскрытии и 0,4 мм — при непродолжительном. При такой ширине раскрытия трещин напряжения в арматуре достигают примерно σ _s = 250…300 МПа.

Свойства железобетона

Главная » Строительство

12.06.

2020Рубрика: СтроительствоАвтор: proffi

Железобетон — это строительный материал, состоящий из бетона и железного остова. Если говорить точнее, то железобетон — это основной строительный материал, который зарекомендовал себя такими качествами как надежность, прочность, долговечность.

Далее мы рассмотрим подробнее обо всех свойствах этого строительного материала и узнаем, что такое железобетон.

Итак, чем же железобетон получил такую популярность и что такое железобетон вообще?

Прочность и устойчивость к деформациям железобетону дает его уникальная смесь бетона и железа, соединенная в монолитную конструкцию. Стальные прутья, образующие арматурную сеть, защищенную внутри бетона от коррозии и сжимающей нагрузки, делает бетон прочнее и защищеннее от неравномерной нагрузки и растяжений, принимая их на себя. Также железобетон устойчив к низким и высоким температурам — от -30 до +60 градусов Цельсия.

Благодаря таким качествам, железобетон применяется во многих регионах с различными климатическими условиями.

Железобетонные изделия. Существует множество специальных цехов по производству ЖБИ (железобетонные изделия), где вы сможете заказать изделие из железобетона любой формы и размеров. Также вы сможете приобрести уже готовые стандартные изделия из железобетона, такие как: плита перекрытия, фундаментный блок, столб, колонна и т. п. Приобретая готовую продукцию из железобетона у вас нет необходимости в изготовлении железобетона самому, хотя иногда это даже выгоднее. О том, как изготовить железобетон своими руками мы расскажем ниже.

Несколько примеров.

Изделия из железобетона (ЖБИ):

Железобетонные трубы — используются в строительстве дорог, канализационных магистралей, водоканальных систем.

Железобетонные кольца — используются в строительстве колодцев, шахт, септиков и т. п.
Железобетонные блоки ФС — используются в строительстве фундаментов, подвалов, стен.
Железобетонные плиты перекрытия — используются в строительстве потолков, полов, межэтажных перекрытий, ограждений.
Железобетонные столбы — используются в строительстве линий электропередач, опорных конструкций и т. п.
Конечно же можно найти и другие применения этим изделиям, также существует еще больший ассортимент.
Железобетон своими руками.
Чтобы приготовить железобетон своими руками вам понадобится бетон и железо (как ни странно).
Бетон — гравийно-песчаная смесь с добавлением песка и цемента. Вместо гравия можно использовать щебень, что придаст бетону еще больше крепости. Цемент добавляется из расчета количества песка, необходимой крепости бетона и марки самого цемента.

Стандартно, для заливки фундамента бетоном с использованием цемента марки 500 расчет ведется следующим образом: на четыре ведра песка — одно ведро цемента, то есть один к четырем.
Железо — чаще всего это стальная арматура сваренная или связанная вязальной проволокой в одну структуру. Диаметр арматуры может зависеть от того, какая нагрузка будет на железобетонном изделии, если это фундамент одноэтажного дома, то хватит и 12-16мм. Также можно в качестве армопояса использовать и стальную проволоку, а в нынешнее современное время появилась и пластиковая арматура, которая все больше завоевывает строительный рынок.
Хочется добавить, что для строительства из жби вам придется использовать спецтехнику такую как кран и грузовая машина, так как вес изделия прямопропорционально зависит от его величины.

Самые распространенные работы с железобетоном, приготовленным своими руками — заливка фундамента и заливка стяжки.

Свойства бетона

Свойства бетона на портландцементе нормальной прочности.

Спонсируемые ссылки

Типичные свойства нормальной прочности портлендского цементного бетона:

Плотность — ρ : 2240 — 2400 кг/м ³ (140 — 150 LB/FT ³)
9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999. : 20–40 МПа (3000–6000 фунтов на кв. дюйм)
Прочность на изгиб : 3–5 МПа (400–700 фунтов на кв. дюйм)
Прочность на растяжение — σ : 2 — 5 МПа (300 — 700 фунтов на кв. 1 x 10 ^-10 см/с
Коэффициент термического расширения — β : 10 ^-5 ^O C ^-1 (5,5 x 10 ^-6 ^-1 (5,5 x 10 ^-6 ^-1 (5,5 x 10 ^-6 (5,5 x 10 ^-6 (5,5 x 10 ^-6 (5,5 x 10 ^-6 (5,5 x 10 ^-6 (5,5 x 10 ^-6 . -1 )
Усадка при высыхании: 4 — 8 x 10 ^-4
Усаживание сушки железобетонного бетона: 2 — 3 x 10 ^-4
Соотношение Пуассона: 0,20 — 0,21
Прочность на раскол — τ : 60017
.
Specific heat — c : 0. 75 kJ/kg K (0.18 Btu/lb _m ^o F (kcal/kg ^o C))

Связанные документы

Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование онлайн!

Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т. д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширения SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. .Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!

Перевести

О Инженерном наборе инструментов!

Мы не собираем информацию от наших пользователей. В нашем архиве сохраняются только электронные письма и ответы. Файлы cookie используются только в браузере для улучшения взаимодействия с пользователем.

Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложения на локальном компьютере. Эти приложения будут — из-за ограничений браузера — отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.

Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочитайте Конфиденциальность и условия Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.

AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочитайте AddThis Privacy для получения дополнительной информации.

Реклама в ToolBox

Если вы хотите продвигать свои товары или услуги в Engineering ToolBox — используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.

Citation

Эту страницу можно цитировать как

Engineering ToolBox, (2008). Свойства бетона . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/concrete-properties-d_1223.html [День доступа, мес. год].

Изменить дату доступа.

. .

закрыть

Основные свойства бетона для строительства

: Тахсина Алам

Бетон представляет собой смесь нескольких материалов. В затвердевшем состоянии этот неоднородный материал становится камнеобразной массой. Широкое использование бетона в строительстве сделало его материалом, вызывающим огромную озабоченность у инженеров. Чтобы участвовать в широком использовании бетона, инженер должен знать его свойства. В этой статье мы кратко рассмотрели свойства бетона.

Прочность

Прочность бетона бывает следующих типов:

Прочность на сжатие
Прочность на растяжение
Прочность на изгиб
Прочность на сдвиг

Прочность на сжатие ) Куб и (2) Цилиндр.

Кубические образцы бетона желаемой пропорции отливают в стальные или чугунные формы, обычно кубические формы размером 6 дюймов. Стандартный цилиндрический образец бетона имеет диаметр 6 дюймов и высоту 12 дюймов и отливается в форме, обычно сделанной из чугуна;

Стандартные кубики и цилиндры тестируются в установленном возрасте, как правило, в 28 дней, а дополнительные тесты часто проводятся в 1, 3 и 7 дней. Образцы испытывают на прочность на раздавливание на испытательной машине . Кубические испытания дают гораздо более высокие значения прочности на раздавливание, обычно на 20–30 % больше, чем те, которые дают цилиндры.

Согласно британскому стандарту прочность цилиндрического образца равна трем четвертям прочности кубического образца.

Рисунок: Образцы куба и цилиндра для испытаний на прочность при сжатии.
(Источник: https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/structures/06103/chapt3.cfm)

Влияние возраста на прочность бетона :

Бетон набирает прочность со временем. Обычный цементный бетон набирает более 70-75 % своей конечной прочности в течение 28 дней и около 90-95 % в течение одного года. Часто желательно проверить пригодность бетона задолго до получения результатов 28-дневного испытания. При отсутствии конкретных данных о материалах, используемых при изготовлении бетона, можно предположить, что 28-дневная прочность в 1,5 раза превышает 7-дневную прочность. Испытания показали, что для бетона, изготовленного из обычного портландцемента, отношение прочности через 28 дней к 7 дням обычно составляет от 1,3 до 1,7, а большинство результатов превышает 1,5. Таким образом, экстраполяция 28-дневной крепости из 7-дневной крепости вполне надежна;

Скорость набора прочности различных типов цементных бетонов показана на рисунке ниже.

Прочность на растяжение

Бетон очень слаб при растяжении. Прочность на растяжение обычного бетона колеблется от 7 до 10 процентов от прочности на сжатие.

Прочность на изгиб

Прочность на изгиб простого бетона почти полностью зависит от прочности на растяжение. Однако опыты показывают, что модуль разрыва значительно превышает предел прочности при растяжении.

Прочность на сдвиг

Это реальный определяющий фактор прочности на сжатие коротких колонн. Средняя прочность бетона при прямом сдвиге колеблется от примерно половины прочности на сжатие для богатых смесей до примерно 0,8 прочности на сжатие для бедных смесей.

Удобоукладываемость

Прочность бетона данной пропорции смеси очень сильно зависит от степени его уплотнения. Поэтому очень важно, чтобы консистенция смеси была такой, чтобы бетон можно было транспортировать, укладывать и отделывать достаточно легко и без расслоения. Бетон, удовлетворяющий этим условиям, называется работоспособным.

Factors affecting the workability of concrete are:

Water Content
Mix Proportions
Size of Aggregates
Shape of Aggregates
Grading of Aggregates
Surface Texture of Aggregates
Use of Admixtures
Use of Supplementary Цементные материалы
Время
Температура

Обычно испытание на осадку проводится для косвенного определения удобоукладываемости бетонной смеси.

Упругие свойства

Бетон не является идеально эластичным для любого диапазона нагрузок, заметное постоянное схватывание имеет место даже при низких нагрузках. Деформация не пропорциональна напряжению на любой стадии нагружения. Упругие свойства бетона меняются в зависимости от богатства смеси и интенсивности напряжения. Они также меняются в зависимости от возраста бетона.

Долговечность

Долговечность – это свойство бетона выдерживать условия, для которых он был разработан, без ухудшения в течение многих лет. Отсутствие долговечности может быть вызвано внешними агентами, возникающими из окружающей среды, или внутренними агентами внутри бетона.

Причины можно разделить на физические, механические и химические.

Физическая причина возникает из-за воздействия мороза и из-за различий между термическими свойствами заполнителя и цементного теста, в то время как механические причины связаны в основном с абортом.

Герметичность

Проникновение в бетон материалов в растворе может отрицательно сказаться на его долговечности, например, при выщелачивании Ca(OH) ₂ или при воздействии агрессивных жидкостей (кислот). Проницаемость имеет важное значение для уязвимости бетона к воде и морозу. В случае армированного цементобетона проникновение влаги и воздуха приведет к коррозии стали. Это приводит к увеличению объема стали, что приводит к растрескиванию и выкрашиванию бетона. Проницаемость бетона также имеет значение для водоудерживающих и гидротехнических сооружений;

Сегрегация

Склонность к отделению крупных зерен заполнителя от бетонной массы называется сегрегацией. Повышается, когда бетонная смесь бедная и слишком влажная. Она также увеличивается при использовании достаточно крупного и грубозернистого заполнителя. Явления сегрегации можно избежать следующим образом.

Добавление в смесь небольших воздухововлекающих добавок.
Ограничение количества воды до минимально возможного.
Все операции, такие как обработка, размещение и консолидация, должны выполняться тщательно.
Бетон не должен падать с большой высоты.

Вытекание

Склонность воды подниматься на поверхность свежеуложенного бетона известна как вытекание .

Строительная большегрузная техника для бизнеса