Деформативность бетона

Содержание

Слайд 2

Вопросы: Виды деформаций бетона Объемные деформации бетона Деформации бетона при однократном

Вопросы:
Виды деформаций бетона
Объемные деформации бетона
Деформации бетона при однократном кратковременном нагружении
Модуль

деформации бетона
Деформации бетона при разных видах нагружения.
Другие виды бетонов
Слайд 3

1. Виды деформаций бетона Деформация изменение линейных (пространственных) размеров материала при

1. Виды деформаций бетона

Деформация изменение линейных (пространственных) размеров материала при

действии внешней силы (нагрузки)

Деформации бетона

Объемные

Силовые

от возникновения
усадки или
набухания в бетоне

от действия
температуры

при однократном
загружении
кратковременной
нагрузкой

при длительном
действии
нагрузкой

при многократно
повторяющемся
действии
нагрузки

Слайд 4

2. Объемные деформации бетона По данным опытов: Деформации усадки для тяжелых

2. Объемные деформации бетона

По данным опытов:
Деформации усадки для тяжелых бетонов


=3×10-4

=4,5×10-4

Деформации усадки для пористых бетонов

Слайд 5

Обычный бетон пригоден для эксплуатации при систематическом нагреве его до температуры

Обычный бетон пригоден для эксплуатации при систематическом нагреве его до температуры

не выше 250 0С. При более высокой температуре нарушается связь между разнородными компонентами бетона, и материал разрушается.
Слайд 6

3. Деформации бетона при однократном кратковременном нагружении

3. Деформации бетона при однократном
кратковременном нагружении

Слайд 7

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3,7

1 – область упругих деформаций;
2 – область пластических деформаций;
3,7

– кривая полных деформаций;
4,6 – прямые упругих деформаций;
5 – пластические деформации;
8 – кривая разгружения;
9 – нисходящая ветвь


Слайд 8

Характер изменения диаграммы деформирования в зависимости от скорости нагружения Важное значение

Характер изменения диаграммы деформирования в зависимости от скорости нагружения

Важное значение для

расчета конструкций и оценки их поведения под нагрузкой имеют предельные деформации, при которых начинается разрушение бетона. По опытным данным, предельные деформации бетона при сжатии изменяются в пределах εbu = 0,0015...0,0030, уменьшаясь при повышении прочности бетона.
Предельные деформации бетона при растяжении составляют εbt,u = 0,0001...0,00015, т.е. примерно в 15...20 раз меньше, чем при сжатии. Предельные деформации бетона при растяжении повышаются при введении пластифицирующих добавок, использовании белитовых цементов, уменьшении крупности заполнителей и при применении заполнителей с высокими деформативными свойствами и хорошим сцеплением с цементным камнем.
Слайд 9

Деформационная модель бетона по СП 63.13330.2012

Деформационная модель бетона по СП 63.13330.2012

Слайд 10

Слайд 11

4. Модуль деформации бетона 1 – область упругих деформаций; 2 –

4. Модуль деформации бетона


1 – область упругих деформаций; 2 –

область пластических
деформаций;
3 – граница упругих деформаций; 4 – секущая;
5 – касательная;
6 – кривая полных деформаций

Зависимость между деформациями и напряжениями бетона:

.

Слайд 12

. Из многочисленных эмпирических формул, используемых для установления зависимости между начальным


.

Из многочисленных эмпирических формул, используемых для установления зависимости между начальным

модулем упругости и классом для тяжелого бетона при сжатии, можно привести формулу:

Здесь γ - масса бетона, кг/м 3; B – класс бетона, МПа.

для тяжелого бетона

для легкого бетона

Наряду с продольными деформациями при загружении образца проявляются и поперечные деформации бетона. Отношение поперечных деформаций к продольным деформациям называют коэффициентом поперечной деформации или коэффициентом Пуассона (для бетона ν = 0,167).
Значение модуля сдвига G бетона принимают по установленной в теории упругости зависимости

Слайд 13

. В табл.6.11 СП 63.13330. 2012 «Бетонные и железобетонные конструкции…» приведены


.

В табл.6.11 СП 63.13330. 2012 «Бетонные и железобетонные конструкции…» приведены

значения начальных модулей упругости для всех видов и классов бетона.
Слайд 14

5. Деформации бетона при разных видах нагружения. . Деформации при многократном

5. Деформации бетона при разных видах нагружения.


.

Деформации при многократном

повторении нагрузки

а – один цикл нагрузка-разгрузка;
1 – нагрузка; 2 – разгрузка;

б – многократное повторение циклов;
3 – первичное нагружение;
4 – 675 циклов;
5 – 10,5 ⋅ 104 циклов;
6 – 34,1 ⋅ 104 цикла

Слайд 15

. Деформации при длительном действии нагрузки Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих


.

Деформации при длительном действии нагрузки

Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций

с течением времени при постоянных напряжениях называется ползучестью бетона

1- упругопластические деформации
2 – полные деформации

а – рост деформаций ползучести во времени;

- мера ползучести бетона

Это относительная деформация ползучести бетона при , накопившаяся к моменту времени t

Коэффициент упругопластической деформации бетона (коэффициент Пуассона)

Слайд 16

. Осредненная зависимость предельной меры ползучести Сbu от класса бетона при 0.5 Rb


.

Осредненная зависимость предельной меры ползучести Сbu от класса бетона при

0.5 Rb
Слайд 17

. Релаксацией напряжений называется процесс снижения напряжений при стеснении его деформаций.


.

Релаксацией напряжений называется процесс снижения напряжений при стеснении его деформаций.

Ползучесть бетона и релаксация напряжений имеют общую физико-механическую основу

б – опытный образец; в – снижение напряжений в бетоне с
течением времени;
1 - подушки пресса.

Слайд 18

. Температурные деформации Бетон с увеличением температуры расширяется, а с ее

.

Температурные деформации

Бетон с увеличением температуры расширяется, а с ее понижением

– сжимается.
Коэффициентом линейной температурной деформации называют относительное удлинение (укорочение) бетонного образца при нагреве (охлаждении)на 1 0С ( в пределах от -40 0С до +40 0С)

- для тяжелого и легкого бетона

- для легкого бетона на пористом заполнителе

- для ячеистого и поризованного бетонов

- максимальный расчетный перепад температуры

- Снижение температуры эквивалентное усадке бетона

- коэффициент пластичности бетона при растяжении

Слайд 19

6. Другие виды бетона . Ячеистый бетон Виды бетона Крупнопористый и

6. Другие виды бетона


.

Ячеистый бетон

Виды бетона

Крупнопористый и

поризованный бетон

Плотный силикатный бетон

Жаростойкий бетон

Кислотостойкий бетон

Полимербетон

Полимерцементный бетон

Самонапрягающийся бетон

пенобетон

газобетон

Слайд 20

. Ячеистый бетон - легкий по средней плотности (600...1200 кг/м3) бетон


.

Ячеистый бетон - легкий по средней плотности (600...1200 кг/м3)

бетон ячеистой структуры с искусственно созданными порами, состоя­щий из затвердевшей смеси вяжущего (цемента, извести или смешанного вяжущего) и кремнеземистого компонента (молотого песка или золы). Ячеистый бетон получают на основе разнообразных порообразующих (пена, газ) веществ. В зависимости от этого ячеистые бетоны разделяют на пенобетоны и газобетоны. В качестве газообразователя обычно используют алюминиевую пудру. В зависимости от состава различают пеносиликаты, пенозолобетоны. Ячеистые бетоны твердеют преимуще­ственно в автоклавах при давлении пара до 1,2 МПа и температуре 174 оС. В зависимости от плотности прочность ячеистых бетонов достигает 15 МПа..
Применение ячеистых бетонов в слабосжатых частях сечений желе­зобетонных элементов и ограждающих конструкциях существенно улучшает технико-экономические показатели зданий. Основные прочностные и деформативные характеристики ячеистых бетонов приведены в СНиП 2.03.01-84.

Крупнопористый и поризованный бетон - крупнозернистый облегченный или легкий бетон крупнопористо- и поризованной структуры, на цементном вяжущем, плотных и пористых заполнителях. Такие бетоны целесообразны для районов, где имеются крупные заполнители, но отсутствует природный песок Они обладают относительно низкой прочностью и малым коэффициентом теплопроводности, поэтому используются в основном в ограждающих конструкциях зданий. Основные расчетные характеристики крупнопористого и поризованного бетона класса В2,5 и выше приведены в СНиП 2.03.01-84.

Плотный силикатный бетон - бесцементный тяжелый песчаный мелкозернистый бетон автоклавного твердения, получаемый на основе известкового вяжущего. Такой бетон обладает хорошим сцеплением с арматурой и надежно защищает ее от коррозии. Прочность силикатного бетона достигает 60 МПа. Он обладает в 1,5...2 раза меньшим начальным модулем упругости и меньшей ползучестью по сравнению с равнопрочным цементным бетоном. Из него целесообразно делать малогабаритные конструкции (панели перекрытий и покрытий, разнообразные балки и прогоны). Стоимость железобетонных конструкций из силикатного бето­на ниже стоимости железобетонных конструкций из тяжелого бетона на 25 % и более. Конструкции из плотного силикатного бетона проектируют по специальным нормам.

Слайд 21

. Жаростойкий бетон - тяжелый и легкий бетоны, способные длительное время


.

Жаростойкий бетон - тяжелый и легкий бетоны, способные длительное время

сохранять в заданных пределах свои прочностные и деформативные свойства при эксплуатационных температурах 200...1800 0C. При температурах до 1200 оС основным вяжущим жаростойкого бетона остается портландцемент, к которому добавляют (до 30...100 % от массы цемента) тонкомолотые компоненты (зола-унос, цемянка, пемза, моло­тый кварцевый песок). При температуре 1200 оС применяют смешанное жароупорное вяжущее, состоящее из портландцемента и тонкомолотого шамота в пропорции 1 : 1 по массе. В жаростойких бетонах, предназна­ченных работать при температуре 1400 оС вяжущим является глиноземистый цемент (или жидкое стекло с кремне фтористым натрием), а при температуре 1700 оС - портландцемент с с добавкой ортофосфорной кислоты. Разработан бетон на фосфатной связке для температуры до 1800 оС, на основе высокоглиноземистого цемента с легковесным корундовым заполнителем. Применение жаростойкого бе­тона и железобетона в конструкциях тепловых агрегатов, туннельных и доменных печей позволяет существенно снизить их стоимость и сокра­тить сроки строительства и эксплуатационные затраты.
Проектирование конструкций из жаростойкого бетона производят по специальным нормам.

Кислотостойкий бетон - бетон, сохраняющий длительное время, заданные свойства в условиях агрессивной среды (водной и паровоздущной, содержащих кислоту). Кислотостойкие бетоны создают на основе пуццолановых или шлаковых портландцементов, жидкого стекла в зависимости от степени агрессивности среды.
Железобетонные конструкции из кислотостойкого бетона проектируют на основании специальных норм.

Полимербетон - бетон, в котором цемент полностью заменен полимерными вяжущими материалами. Полимербетон по сравнению с тяжелым бетоном более прочный, обладает большей растяжимостью (в не­сколько раз), водонепроницаем, устойчив к коррозии.
Ползучесть полимербетона в несколько раз выше ползучести тяжелого бетона. Этот и другие недостатки (высокая стоимость, малоизученность) пока не позволяют широко использовать полимербетон в несущих железобетонных конструкциях.