Прочность бетона

Прочность бетона зависит от многих факторов, основными из которых являются: возраст и условия твердения бетона; форма и размеры испытываемых образцов; характер напряженного состояния (сжатие, растяжение, срез), длительность действия нагрузки и т. д.

Возраст условия твердения. Прочность бетона нарастает с течением времени. Наиболее интенсивный ее рост происходит в течение первых 28 сут. В дальнейшем нарастание прочности замедляется, но продолжается годами при наличии благоприятных условий (достаточная влажность и температура). Повышение температуры и влажности среды значительно ускоряют процесс твердения бетона. С этой целью железобетонные изделия на заводах подвергают специальной тепловлажностной обработке при температуре 80..90 °С и влажности 90...100% или автоклавной обработке при давлении пара около 0,8 МПа и температуре 170 °С. В последнем случае проектная прочность бетона может быть получена уже через 12 ч. При температурах ниже + 5 °С твердение бетонов существенно замедляется, а при температуре бетонной смеси —10 °С практически прекращается.

В железобетонных конструкциях бетон преимущественно используется для восприятия сжимающих напряжений. Поэтому за основную характеристику прочностных и деформативных свойств бетона принята его прочность на сжатие. Все другие прочностные и деформативные характеристики зависят от прочности на сжатие и определяются по эмпирическим формулам. За величину прочности бетона при сжатии принимают временное сопротивление куба с размерами 15х15х15 в возрасте 28 сут, хранящегося при температуре (20 ±2) °С.

Опыты показывают, что при осевом сжатии кубы (как и другие сжатые образцы) разрушаются вследствие разрыва бетона в поперечном направлении. Однако наличие сил трения, развивающихся по опорным граням, препятствует развитию свободных деформаций вблизи их торцов. Если устранить влияние сил трения (например, смазкой контактных поверхностей), то трещины в образце будут проходить параллельно сжимающей силе, а сопротивление куба значительно уменьшится. Согласно нормам, кубы испытывают без смазки поверхностей. Вследствие влияния сил трения прочность кубов зависит от их размеров. Чем меньше размеры куба, тем больше его прочность. Так, если прочность кубов с ребром 15 см принять за Rm, то кубы из бетона того же состава, но с ребром 10 см покажут прочность 1,12Rm, а с ребром 20 см — 0,93Rm. В ряде стран (США и др.) вместо кубов принят образец цилиндрической формы: высотой 12 дюймов (30,5 см) и диаметром 6 дюймов (15,2 см). Прочность цилиндрического образца таких размеров составит 0,8...0,9 от прочности куба с размером ребра 15 см.

Поскольку реальные образцы по форме отличаются от кубов, кубиковая прочность непосредственно в расчетах не используется, а служит только для контроля качества.


Возврат к списку