Модуль юнга е показывает отношение нормальных напряжений к относительным деформациям в пределах пропорциональности

Расчет модуля упругости в лабораторных условиях

Когда речь идет о модуле упругости, принимают во внимание оба его варианта – динамический и статический. У первого значение выше и определяется в ходе вибрации образца

Статический модуль, помимо основной информации, предоставляет данные о такой характеристике, как ползучесть бетона – динамика образования деформаций при постоянной нагрузке.

При расчетах учитывают тождество модулей упругости материала как на растяжение, так и на сжатие. Замечено, что если напряжение составляет 0,2 и более максимальной прочности бетона, происходят остаточные деформации. Это приводит к тому, что при сцеплении раствора и наполнителей возникают микротрещины, а это становится причиной крошения и в конечном итоге разрушения.

Во время эксперимента образец подвергают непрерывной нагрузке, имеющей тенденцию к возрастанию, до полного разрушения. Для этого используют особое оборудование – нагружающие установки. В диаграмму вносят данные, показывающие влияние нагрузок на степень деформаций. На завершающем этапе производится расчет среднего модуля упругости всех образцов.

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Модуль упругости бетона в20

• Классификация
  • Виды и таблицы
  • Модуль упругости — от чего он зависит
• Заключение

Все растворы склонные к затвердеванию обладают определённой плотностью в застывшем состоянии, поэтому и существует такое понятие, как модуль упругости бетона, по которому и определяется его пригодность к тому или иному виду работ. Помимо этого такие смеси классифицируются еще и по маркам, но марка может включать размеров плотности и имеет более общее понятие.

Именно об этом пойдёт речь ниже, а также вы сможете увидеть здесь демонстрацию тематического видео в этой статье.

Испытание на растяжение

Виды и таблицы

Заливка плитного фундамента

• Все виды подобных растворов подразделяются на тяжёлые, мелкозернистые, лёгкие, поризованные, а также автоклавного твердения. Вызывает некоторое удивление, что чуть ли не все доморощенные строители об этом не имеют почти никаких знаний, хотя от этого в основном зависит качество возводимой конструкции.
• Сами по себе бетонные изделия являются достаточно твёрдыми материалами, но под воздействием механических нагрузок типа удара, сжатия растяжения и излома даже самый высокий модуль упругости железобетона не может быть вполне достаточным, как абсолютная единица. В связи с этим классификация прочности различается на два основных показателя — сжатие и растяжение, от которых зависит переносимость других нагрузок или упругость.

Таблица модулей упругости бетона с учётом СНИП 2.03.01-84

Примечание. Не забывайте о том, что при нагрузке конструкции не подвергаются необратимым процессам, вызывающим критические разрушения — их свойства не изменяются. Это следует учитывать при сооружении арок или перекрытий.

Рекомендация

При монтаже тех или иных конструкций всегда следует обращать внимание на таблицы, как того требует инструкция

Модуль упругости — от чего он зависит

Бетонные арки. Фото

В первую очередь, упругость зависит от характеристик наполнителя, к тому же, если отобразить такое влияние на графической схеме, то мы увидим прямолинейное возрастание.

Получается, что чем выше значение модуля, тем больше упругость раствора, где самые высокие показатели у тяжёлых бетонов, так как там используются очень плотные наполнители — щебень и гравий.

Также, на упругость влияет время заливки конструкции или её возраст, но показатели меняются в зависимости от первоначального модуля.

Но в среднем можно сказать, что бетон постоянно набирает крепость примерно в течение 50 лет! Примечательно, что все эти показатели не изменяются под воздействием температуры до 230⁰C, следовательно, вред бетону может быть нанесён только очень сильным пожаром.

Автоклавная обработка

Влияет на показатели процесс затвердевания раствора, который может происходить при термической обработке открытым способом, через автоклав или естественным образом.

Для определения продолжительности возможной нагрузки вы берёте начальный модуль (из таблицы) и умножаете его на коэффициент, который равен 0,85.

для лёгких, мелкозернистых и тяжёлых бетонов и 0,7 для  поризованных.

Приготовление бетона своими руками при строительстве дома

Стандарт определения и таблица модулей упругости бетона

Выбор стройматериала является важнейшей задачей строителя перед началом выполнения работ. Модуль упругости бетона — один из главных критериев, влияющих на эксплуатационные характеристики

Параметр определяет возможность стеснения и расширения материала, зависит от многих факторов, которые важно учитывать

Что за величина?

Модуль упругости бетона — это возможность конструкции противостоять изменениям под воздействиями внешних факторов.

Это важный критерий выбора марки материала для определенной работы, так как затвердевший материал в процессе эксплуатации сжимается и растягивается.

Поэтому на этапе проектирования нужно правильно рассчитать допустимые значения для той или иной конструкции. Для расчетов пользуются таблицами определения модуля упругости, что представлены в нормативах для строительных работ.

Разновидности бетона и их показатель упругости

Бетонный камень в окончательном виде — твердый материал, что под влиянием внешней среды способен деформироваться. При постоянных механических нагрузках, даже модуль упругости железобетона может быть недостаточно высоким. Для определения вида прочности учитывается 2 критерия — растяжение и сжатие, что влияют на сопротивление нагрузкам.

Различают следующие виды материала:

Материал может производиться в нескольких разновидностях.

• тяжелые;
• легкие;
• мелкозернистые;
• поризованные;
• автоклавного твердения.

Таблица, содержащая классы и соответствующие модули упругости

Классификация в таблице производится согласно СП 52—101—2003:

От чего зависит величина?

На величину данного показателя значительно влияет наполнитель в материала.

Упругость раствора зависит от множества факторов

Первое, на что обращают внимание — наполнитель. Коэффициент напрямую связан с упругостью раствора

Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень

Допустимые нагрузки на постройки из такого материала самые высокие, поэтому важно выбирать правильные заполнители

Учитывают не только интенсивность нагрузок, но и частоту.

Возраст и время укладки материала играют немаловажную роль в показателях модуля упругости. Крепость материала возрастает на протяжении 50 лет с момента заливки, вне зависимости от внешних температур (до 230 ⁰C).

Кроме того, характеристики завися от процесса затвердевания (автоклавный, естественный).

Чтобы узнать продолжительность предполагаемых нагрузок, нужно начальный показатель перемножать с показателем: 0,7 для поризованных бетонов, 0,85 — для тяжелых легких и мелкозернистых.

Возраст залитого материала находится в прямопропорциональной зависимости с данным показателем.

Классы бетонного раствора в частной стройке варьируют в пределах В7,5—30 (марки М100—400), но таких прочностных и других характеристик хватает вне зависимости от требований и сложностей конструкций.

Показатели модуля увеличивает арматура, так как характеристики арматуры повышают показатели общей конструкции. Методика укладки арматуры в бетон определяется ГОСТом 24452—80.

Посмотреть «ГОСТ 24452-80» или cкачать в PDF (350 KB)

Как определить?

СП 52 101 2003 — стандарт определения параметров применения бетона.

Здесь указаны значения всех необходимых коэффициентов для расчета параметров, а подтверждение проводится путем эксперимента на изготовленных образцах.

Суть испытания заключается в постепенной нагрузке на образцы (цилиндры или призмы из бетонной смеси) путем осевого сжимающего нагружения до разрушения. Параллельно измеряется степень деформации.

Посмотреть «СП 52-101-2003» или cкачать в PDF (1007.4 KB)

Результаты можно обозначить следующим образом:

• Показатель соответствует расчетам, образец поддался пластической деформации без растрескивания.
• Предварительные подсчеты неверные: при предполагаемом нагружении образец подвергается сильным разрушениям.

Расчетным способом определяют запас прочности не только обычных зданий, но и арочных сооружений, перекрытий, мостов и дорог. Модуль упругости асфальтобетона при использовании — проблемная задача проектирования, так как подход, разрешающий провести точные расчеты еще не выведен. Не удается определить взаимосвязь между статическим и динамическим модулями в процессе использования дорог.

Понятия прочности и класса

До появления европейских стандартов прочность определялась только по марке, и она показывала среднюю цифру сопротивления на сжатие. Новые стандарты предусматривают определение классов по прочности на степень сжатия и растяжения.

Класс — это способность осевого сопротивления 1 м³ бетона по СП. Неравномерное распределение по всему объему изделия не дает возможности использовать среднеарифметические значения, т. к. на отдельном участке данный показатель может быть больше или меньше.

Класс — это один из главных показателей, который определяет срок службы БК. Определяя класс, учитывается как сжатие элемента по оси, так и растяжение бетона, показатели, которые рассчитываются, учитывая запас прочности посредством его сопротивления в удельных единицах измерения.

По формуле рассчитывается возможность сопротивления конструкций из бетона сжатию: R=Rn/g, где g — коэффициент степени прочности, который принимается за 1 при условии, что структура раствора является однородной.

Для расчетов берут и дополнительные данные, такие как:

1. Удельное электросопротивление раствора.
2. Влагостойкость. С помощью этих показателей определяется наибольшее давление жидких субстанций, которые способны выдержать ЖБК.
3. Воздухопроницаемость. Она имеет отношение к прочности, и ее постоянное значение колеблется от 3 до 130 с/см³.
4. Морозоустойчивость. Обозначается латинской буквой F, а цифры от 50 до 1000 указывают число замораживаний и размораживаний.
5. Теплопроводность. Чем больший объем воздуха содержит изделие, тем меньше его плотность и теплопроводные характеристики.

Трещины по вертикали в тестируемых изделиях из призмы возникают под действием силы тяжести поперечных нагрузок. Прочностные качества бетона увеличиваются при его стягивании металлическими обручами.

Но в период эксплуатации изделия на нем появятся трещины, и оно разрушится. Такая отсрочка разрушения имеет название «эффект обоймы». Стальной обруч, который сжимает конструкцию, можно заменить металлической арматурой различных видов (сетка, спираль, прутья).

Она укладывается в раствор горизонтально:

1. Марка указывает среднюю степень прочности куба раствора RB и выражается в кг/см².
2. Класс указывает на прочность куба раствора с точностью до 0,95 и выражается в Мпа. Неоднородность его прочности варьируется от Rmin до Rmax.

относится к виду «тяжелых» и используется в различных областях строительства, т. к. имеет высокую степень прочности, обеспечивая длительный срок эксплуатации различных промышленных и жилых объектов. Благодаря его прочности конструкции имеют высокую степень сопротивления сдвигам и нагрузкам на изгиб. Такие изделия смогут выдерживать наибольшие нагрузки.

Прочность составляет 327 кгс/см², поэтому он предназначен для заливки фундамента, изготовления плит, балок и других монолитных изделий.

Поддержка температуры

О том, что это модуль поверхности бетона рассмотрим более подробно

Практически везде указывается информация о важности поддержки стабильной температуры. Для этого могут применяться различные методики

Если модуль поверхности в диапазоне от 6 до 10 метров, то здесь смесь желательно разогревать перед укладкой в форму. При таком варианте увеличивается период охлаждения до критической температуры, горячий бетон быстрее схватывается и набирает нужную прочность. Это эффективный вариант для быстрой работы. Второй способ заключается в использовании дополнительных элементов, которые вводятся в смесь непосредственно перед кладкой и ускоряют ее затвердевание. Например, быстротвердеющий портландцемент высоких марок. Можно еще этого добиться увеличением количества бетона.

Что касается альтернативного подхода, то он сводится к понижению температуры с помощью кристаллизации воды. Сюда также добавляются специальные элементы, которые увеличивают прочность даже при отрицательных температурах. При правильном выборе способа затвердевания, исходя из отчислений модуля поверхности, можно получить качественный результат и долговечную поверхность без недостатков и трещин.

Обозначение и расшифровка

Один и тот же бетон имеет несколько разных обозначений:

• Класс В20 по ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые»;
• М250 – старое обозначение марки;
• С16 по СНБ 5.03.01-02.

Расшифровка класса: В – прочность бетона, 20 – максимальное давление в МПа, которое может выдержать образец материала размерами 150×150×150 мм с вероятностью 95%.

Марка обозначает минимальный размер прочности по нагрузке в кгс/см2, выдерживаемый испытуемым образцом. В данном случае – 250 кгс/см2.

С16 по СНБ 5.03.01-02 обозначает показатель нормативного сопротивления и гарантированной прочности на осевое сжатие в Н/мм2 (МПа). То есть бетону В20 соответствует маркировка С16/20.

ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ НАГРУЖЕНИИ. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ БЕТОНА

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

Бетон как материал, не подчиняющийся закону Гука, имеет диаграмму сжатия криволинейного очертания. Из­вестны различные варианты математического описания кривой G = /(є), в основу которых положены эксперимен­тальные закономерности . Исследования, зна­чительная часть которых была проведена в ЦНИИС , позволили связать характерную форму этой кривой с физическими процессами деформирования и раз­рушения бетона (см. главу II).

При кратковременном возрастании статической на­грузки отклонение диаграммы сжатия от прямолинейной обусловлено преимущественно нарушением сплошности ма­териала, вследствие перехода границы микроразрушения Rr по мере роста нагрузки и дальнейшим развитием микро­трещин в бетоне . В более общем случае степень искривления диаграммы зависит также от скорости нагру­жения, поскольку наблюдаемые деформации включают опре­деленную долю деформаций ползучести, проявляющихся ча­стично на всех уровнях нагрузки. Поэтому даже при не­больших нагрузках (в зоне так называемой линейной ползучести) обнаруживается некоторая криволинейность диаграммы . Вследствие этого модуль деформаций бетона, определяемый как тангенс угла наклона секущей к кривой о — є, не является постоянной величиной и умень­шается по мере роста напряжений.

Для практических оценок пределов изменения секущего модуля под кратковременной нагрузкой необходимо рас­полагать данными, по крайней мере, о двух параметрах кривой а — є, начальном угле наклона этой кривой (на­чальный модуль деформаций) и величине деформаций, соответствующей максимуму кривой (предельная деформа­ция под кратковременной нагрузкой). В указанном диапа­зоне модуль деформаций изменяется более или менее плавно . Значения обоих параметров, а также характер изменения модуля деформаций с ростом напряжений от нуля до максимальной величины существенно зависят от особенностей структуры бетона .

Рассмотрим характеристики деформативной способности бетона при кратковременном нагружении (начальный мо­дуль деформаций и величину предельной деформативности), которые наиболее часто применяются для расчетов эле­ментов конструкций.

Хотя наибольшее число экспериментальных данных в этой области получено при испытании бетонов в условиях одноосного сжатия, установленные закономерности можно с достаточным основанием использовать применительно к действию растягивающих напряжений в бетоне .

В лабораторных условиях начальный модуль дефор­маций бетона Е = ^ находят при определенной величине

Относительного уровня напряжений в бетоне, составляющей 20—30% предела прочности опытных образцов . В этой области напряжений (и вплоть до границы R?) кривая, характеризующаяся зависимостью а — є, имеет незначи­тельную кривизну, поэтому начальный модуль деформаций практически не зависит от величины напряжений. Пов­торным нагружением бетона в зоне невысоких напряжений до некоторой степени можно исключить влияние остаточных деформаций бетона на величину модуля. Определенную таким путем характеристику деформативности бетона с не­нарушенной структурой рассматривают условно как модуль упругости (начальный модуль упругости) этого материала.

Кольца колодцев

Кольца колодцев были и остаются очень востребованным строительным материалом. К слову, кольца колодцев приобретают не только те, чья деятельность связана с водоснабжением и канализацией, но и телефонисты, Интернет-провайдеры и, конечно …

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

Полученное выражение (V.15) дает возможность сфор­мулировать общее положение о характере зависимости меж — ду упругими и прочностными свойствами тяжелого бето­на. Особенность этой связи заключается в том, что оца не является …

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЕЛИЧИНУ УСАДКИ БЕТОНА

Об усадке тяжелого бетона имеется не меньше экспе­риментальных данных, чем о его ползучести. Попытки- использовать эти данные для получения общих количест­венных закономерностей явления содержатся в ряде работ. При оценке возможной …

Параметры, от которых зависит упругость древесины

Модуль упругости древесины — параметр изменяющийся, на его значение влияют:

• Влажность. Упругость древесины находится в обратной зависимости от влажности. То есть при высокой влажности дерева, его способность возвращаться к исходной форме будет минимальной.
• Прямослойность. Если волокна расположены извилисто, беспорядочно, то способность восстанавливать форму у неё будет заметно ниже, чем у прямослойной.
• Плотность. Дерево с низкой плотностью не так упруго, как более плотное.
• Возраст дерева. Древесина старого дерева более упруга, чем молодого.
• Природные особенности дерева. Хвойные деревья имеют однорядные мелкие сердцевинные лучи, поэтому их древесина более упругая, хотя удельный вес у таких пород не велик.
• Возраст самой древесины. Более молодые слои ствола дерева называют заболонью, те, что располагаются ближе к центру, и, соответственно, старее – ядром. Заболонь более упругая, чем ядро.

алюминий, медь, стекло, железо и многое другое.

www.dpva.ru