Увеличение прочности бетона на изгиб

Обновлено: 03.05.2024

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Offtop: В нормах есть только срез по рабочему шву (СП Сборно-монолитные конструкции и т.п.).
Прочности среза по бетону в нормах нет. Так как разрушение по наклонной трещине. И нет такого расчёта обычно.

- см. в пособии по ростверкам расчёт на продавливание при конструктивном ограничении развития пирамиды продавливании. Продавливание от среза отличается только углом наклона граней пирамиды продавливания.

----- добавлено через ~1 мин. -----

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Все очень просто. Формула с 0.5 характеризует касательную:

По факту линейности на этом участке нет:

"Линейность" появляется в материалах, только приближаясь к асимптоте (грубо говоря, максимально возможная интенсивность напряжений в материале).

Интервал 1.5. 2 получите на "0.5", при "1.0" уже будет 3. 4.

На самом деле при продавливании бетон не работает на срез, а наблюдается сложно напряженно-деформированное состояние от области трехосного сжатия до двухосного растяжения с сжатием. А прочность на продавливание - это интегральная характеристика от этого сложного НДС.
В нормах делается упрощение и используется Rbt, которую можно считать как условное сопротивление бетона срезу по контуру продавливания. Это работает, так как обеспечивает некоторый запас для практике.

"Работа бетона на чистый срез" - это бессмысленный для практики и теории частный случай.

P.S. "Работа на продавливание" - это не "работа на срез".

Все очень просто. Формула с 0.5 характеризует касательную:

По факту линейности на этом участке нет:

Интервал 1.5. 2 получите на "0.5", при "1.0" уже будет 3. 4.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Паспорт на конкретный материал. Для бетона график по СП 63.
Тоннельщик замудрил. Тут так нельзя. Да и про другое он писал. Про влияние сжатия-растяжения на срез.

Тут говорят я не прав. Не знаю. Очень может быть.
Тоннельщик написал:
"Эта формула в Голышеве и Кудзисе это прямой вывод из Кулона — минимально возможная величина сцепления в бетоне"

"Работа бетона на чистый срез" - это бессмысленный для практики и теории частный случай.

P.S. "Работа на продавливание" - это не "работа на срез".

Уважаемый nickname2019, спасибо за ответ.
Но немного не то. Объясню, почему спрашиваю.
В расчете на продавливание по ЕС2, есть прочность бетона на срез Crd,c . Это значение принимается за национальным стандартом или за формулой .
В СП 35.13330.2011 Мосты и трубы есть скалывание при изгибе при расчете за 2 гр. предельных состояний . Задумался, есть ли прочность бетона на срез в нормативных документах для принятия его в расчет?

Tyhig, ты не прав. Я объяснил откуда формула в Голышеве и Кудзисе. Это минимально возможное значение. В бетоне оно фактически больше — данных вагон, как их только не испытывали.
Другой вопрос, что в инженерных методиках это не используют, а где используют — пользуются более сложными вещами.

Хотя лукавлю, в документах на защиты от затопления, как правило именно этой зависимостью для "расчетной прочности бетона на срез" и пользуются, когда приводят инженерные методики расчета таких бетонных "дамб"-пробок.

Бетон — искусственный камень, все работает принципиально как в грунтах / горных породах. Есть свои аспекты, но и в грунтах / горных породах не без них.

Источник формулы — любой учебник по механике грунтов или горных пород.
Источник 1.5-2 Rbt — подставьте из норм прочности минимального и максимального класса бетона.

В нормах это сидит большое количество "вшитых" (и не очень) коэффициентов внутри формул. Вот это как раз чтобы вы не перегружались вычислением зависимых от вводных величин (не везде, но где это возможно). Кроме того, учитываются ещё другие коэффициенты (из аналитики или эмпирики), потому что вы как правило не считаете жб на чистый сдвиг.
В приведенной формуле из EN аналогично.

Вы не верно трактуете коэффициент СRd - это обобщенный коэффициент, импирический, который учитывает требуюмую надежности расчетной зависимости, он никак не связан с характеристикой прочности бетона на срез.

Характеристику "прочность бетона на срез" можно вывести рассмотрев теорию прочности бетона.
Например, если взять поверхность прочности бетона, то на этой поверхности можно найти точку которая будет сооветсвовать чистому сдвигу - это и можно принять за расчетное сопротивление бетона чистому сдвигу.
Но толку от этого - ноль.

Вообще, задачи по исследованию работы на продавливание нужно начинать с численного расчета 3д схем с учетом нелинейной анизотропной модели бетона (например - в ансис), так как эта задача слишком многофакторная.
Я встречал оценки, что якобы расчет на продавливание дает слишком большой статистический разброс - на самом деле, исследователи часто не учитывают влияние всех факторов.

Например, сопротивление продавливанию может зависить как от усилий обжатия рассматриваемого узла колоннами (на нижних этажах сопротивление на продавливание может быть выше), так и от обжатия нижней поверхности плиты от моментов в плите.
В этом смысле может оказаться, что при сетке колонн 6х6 м прочность плиты на продавливание может оказаться выше, чем при сетке 3х3 м (так как при сетке 6х6 м обжатие плиты в нижней зоне у колонн выше).

P.S. Но с расчетом в три-дэ нужно разбираться. Я не думаю, что, например, Лира будет считать корректно.

Бетон принадлежит к категории высокопрочных и долговечных строительных материалов, и используется для решения самых разнообразных задач. Впрочем, в некоторых случаях возникает необходимость в повышении прочностных характеристик композита. Для этого используются различные методики, позволяющие оптимизировать показатели прочности.

Характеристика прочности бетона

Прочность бетона – одна из наиболее важных эксплуатационных характеристик, от которой напрямую зависит износостойкость и долговечность возводимой конструкции. Чем выше марка бетонного раствора, тем, соответственно, выше устойчивость постройки к механическим, динамическим и физическим нагрузкам.

Большая часть прочности стройматериала обеспечивается техническими характеристиками, свойственными инертным заполнителям (песку, щебню, гравию). Фракция зерен и соблюдение пропорций наполнителей благотворно влияет на оптимизацию физико-механических свойств изготавливаемого бетонного раствора.

Как повысить прочность бетона?

Стоит отметить, что основное преимущество бетона – высокая прочность на сжатие. Однако материал подвержен износу при растяжении на изгиб. Одним из наиболее действенных способов упрочнения бетонных конструкций считается использование арматуры. Металлический каркас устанавливается в опалубку, в которую затем заливается бетон.

Защитный бетонный слой сохраняет металл от коррозии. Как следствие, бетон принимает на себя сжимающие нагрузки, тогда как арматурный каркас противостоит усилиям на растяжение и изгиб. Высокая результативность, простота осуществления и доступность способствуют популярности армирования бетона металлопродукцией в современной строительной сфере.

Также существуют и другие способы армирования бетона с помощью микроволокон. Для этого может использоваться фибра, стекловолокно, полимеры, прочие мелкодисперсные материалы, которые повышают способность бетонных конструкций противостоять деформации вследствие растяжения на изгиб.

Кроме того, можно повысить прочность бетонной смеси еще на этапе ее изготовления. Различают несколько методов оптимизации прочностных характеристик в процессе замешивания раствора:

увеличение пропорции цемента (несмотря на доступность методики, такой способ чреват повышением хрупкости конструкции, что может привести к деформации постройки и ее преждевременному износу);
использование специальных упрочняющих добавок.

Использование химических примесей для упрочнения бетона позволяет снизить пропорции воды и цемента в растворе без риска повышения хрупкости изделий, что напрямую влияет на показатели прочности продукции.

Прочный бетон является залогом длительной службы зданий и сооружений, которые строят с использованием этого материала. По этой причине большинство строителей задается вопросом, как увеличить прочность цементного раствора. В настоящее время с целью увеличения механической прочности бетонной смеси используют армирование с помощью металлических элементов и специальных добавок. В первом случае необходимо закупить большое количество дорогостоящих компонентов, а специальные добавки характеризуются низкими затратами времени и денег. Добавки в бетон для повышения прочности являются отменным способом увеличить не только прочность, но и влагостойкость, коррозионную стойкость и морозостойкость, устойчивость к сжатию и изгибу.

Основные преимущества добавок в бетон

Главные достоинства добавок в бетон, перед альтернативными вариантами увеличения прочности бетонного раствора:

Значительная экономия цемента при сохранении всех эксплуатационных параметров готовых изделий.
Увеличение подвижности бетона способствует улучшению качества работ по заливке бетоном армированных конструкций.
Повышение характеристик морозостойкости и устойчивости к образованию трещин.
Снижение величины усадки твердеющего бетона позволяет снизить расход раствора.
Повышение уровня адгезии (сцепления) металлической и пластиковой арматуры с бетонной смесью.
Повышение механической прочности бетона при низких дополнительных финансовых затратах.
Возможность отказаться от процедуры использования вибратора, что сокращает трудоемкость выполняемых работ.

Сфера использования

Большинство профессиональных строителей добавляют в бетон для прочности специальные добавки. Это необходимо при строительстве особо ответственных объектов, а также нестандартной технологии производства бетонной смеси:

Изготовление монолитных конструкций , которые будут эксплуатироваться в сложных условиях.
Изготовление бетонной смеси с нестандартным заполнителем (гранотсев, мелкозернистый песок и др.).
Обустройство конструкций из тяжелого монолитного бетона класса М200 и более.
Изготовление железобетонных изделий из мелкоячеистого неавтоклавного бетона.
Обустройство наливного пола на объектах с повышенными требованиями к прочности поверхности ( автомобильные или мусоросжигательные заводы, торговые предприятия и пр.)

Сфера использования добавок в бетон с каждым годом расширяется за счет положительного опыта их использования на протяжении многих лет.

Что добавляют в бетон для прочности

В зависимости от основного принципа действия и химического состава, все упрочняющие добавки разделяют на несколько типов:

Пластификаторы. Это специальные сыпучие или жидкие составы, которые используют для увеличения подвижности бетонного раствора. Конечно, дополнительная вода способна сделать смесь более подвижной, но при этом, ухудшается качество бетона и его внешний вид (трещины, сколы и пр.). Пластификатор для бетона позволяет существенно снизить пористость готового изделия, что положительно сказывается на механической прочности, влагостойкости и коррозийной стойкости. При использовании пластификаторов экономится цемент.
Ускорители и замедлители набора прочности. Эта разновидность химических веществ, предназначенных для ускорения или замедления твердения бетонной смеси, улучшения его прочности, стойкости к изгибу и сжатию. Наличие ускорителей набора прочности позволяет снизить продолжительность термической обработки, что сокращает технологический цикл производства железобетонных изделий. Вместо ускорителей можно применять электроподогрев смеси, но это дорого и сложно. Замедлители набора прочности используют при длительной транспортировке смеси, а также при заливке больших или достаточно протяженных конструкций. В противном случае, при неравномерном затвердевании возможны образования стыков, которые ослабят конструкцию.
Фиброволокно. Представляет собой строительное волокно из микрочастиц термопластичного полипропилена. Добавка этого типа увеличивает стойкость к истиранию, ударам и раскалыванию. Фиброволокно позволяет изготавливать бетонные изделия самой различной формы, что делает его незаменимым в архитектурном строительстве.
Гидрофобизаторные добавки . Гидрофобизатор является смесью на основе акрила или кремнийорганических веществ. Поверхностный способ нанесения добавок этого типа позволяет использовать их для уже готовых бетонных изделий. Глубина пропитки бетона гидрофобизатором составляет вплоть до нескольких сантиметров. Благодаря обработке этим составом, поверхность бетона приобретает водоотталкивающие свойства, механическая прочность и стойкость к растрескиванию.

Противоморозные добавки. Они позволяют производить качественный бетонный раствор, который имеет высокую стойкость к воздействию отрицательных температур. Благодаря этому появляется возможность эксплуатировать железобетонные изделия во всех климатических районах. Кроме этого противоморозные добавки обеспечивают быстрые темпы набора прочности и снижают содержание влаги в бетоне. Следует отметить, что многие ускорители прочности также оказывают на бетонную смесь противоморозное действие.
Комплексные добавки. К данной категории веществ относят химические добавки, которые включают комплекс из нескольких составляющих различного предназначения. Добавки этого типа не только увеличивают прочность бетона, но и повышают его влагостойкость, морозостойкость и износостойкость.

Важный момент: бетонная смесь изначально должна быть хорошего качества, в противном случае, никакие добавки не помогут. Ну и не забываем о тестировании бетона. Его проводят не только на заводе-изготовителе бетонной смеси, но и на строительной площадке (делается пробный замес, заливаются кубики и после затвердевания их испытывают на прессе).

Наше предложение

Группа компаний СМК выполняет комплексное строительство объектов с использованием бетонного раствора, укрепленного с помощью специальных добавок. Наши специалисты знают, как сделать крепкий цементный раствор для обустройства самых сложных и нестандартных конструкций:

Фундаменты ( ленточный , плитный и др.)
Цокольные этажи
Стяжка пола
Монолитные стены
Плиты перекрытия
Бетонные полы
Ступени/лестницы
Несущие колонны

При необходимости увеличить стойкость к внешним негативным факторам влияния мы используем полиуретановое защитное покрытие, которое позволяет существенно улучшить защиту бетонных изделий от влаги, мороза и механических ударов. В своей деятельности мы используем только качественные расходные материалы и строго придерживаемся требований к выполнению технологических операций. Благодаря этому все наши объекты характеризуются отменными эксплуатационными параметрами. Для заказа строительных работ, следует позвонить или написать нам, что позволит нашему менеджеру грамотно проконсультировать по всем интересующим вопросам.

На видео устройство упрочненных бетонных полов с топпингом силами нашей компании:

У наших строителей на удаленном объекте затык.
По проекту требуется марка бетона на растяжение при изгибе Btb 4,0.
Они как ни стараются, больше 2,8 сделать не могут.
Сейчас предложили сыпануть в бетон фибры. Поможет это улучшить показатели на растяжение при изгибе почти в два раза?
Я пока внятных данных на этот счет не нашел.

Нам не расчет нужен, а возможность повысить сопротивление растяжению при изгибе с 2,8 до 4,0 насыпав в бетон фибру.

На совещании только что сказали, что местный щебень - дрянь. М400 максимум на сжатие.
Песок еще хуже.
Поможет ли тут фибра?

Только если им предложить песок и щебень не сыпать в бетон вовсе. Делать из цемента, воды и фибры.

486, поможет, но тут важно и компоновку смеси регулировать и добавки.
Просто сыпануть можно, но вряд ли будет желаемый результат.
Идеальный вариант - подбор состава в лаборатории, с вашими нерудными, вяжущими и добавками.
Возможно где-то у вас в регионе производят бетонную смесь с похожими параметрами. Взять технологию. Важна ещё и технология введения фибры в смесь и ее укладки.
Если сами хотите выполнить подбор состава- лучше его план составить в виде плана факторного эксперимента.
А для чего класс 4? Дороги. Почему не армирование.
Кстати, вполне может быть требуемый класс пришел со старых норм, там вроде класс был на осевое растяжение, а сейчас на растяжение при раскалывании. Пишу по памяти, могу неточно сформулировать.

----- добавлено через ~1 мин. -----
. я к тому, что это разные вещи, и вполне может быть требования не такие запредельные.

Конечно, поможет. Для того фибра и нужны.
А ещё лучше не экономить на технологе при производстве бетона.

На совещании только что сказали, что местный щебень - дрянь. М400 максимум на сжатие.
Песок еще хуже.
Поможет ли тут фибра?
Только если им предложить песок и щебень не сыпать в бетон вовсе. Делать из цемента, воды и фибры.

Для прочности на растяжение гораздо важнее количество фракций и подбор их соотношения (запихать максимальный вес наполнителя в кубометр).

Нам не расчет нужен, а возможность повысить сопротивление растяжению при изгибе с 2,8 до 4,0 насыпав в бетон фибру.
На совещании только что сказали, что местный щебень - дрянь. М400 максимум на сжатие.
Песок еще хуже.
Поможет ли тут фибра?
Только если им предложить песок и щебень не сыпать в бетон вовсе. Делать из цемента, воды и фибры.

Фибра понадобится достаточно длинная, тогда она будет работать по принципу микроармирования, и передавать растягивающие усилия от фрагментов с цементным камнем на сжатие на элементы заполнения (щебень) и передавая растягивающие усилия на другие фиброучастки цементного камня по "цепочке".
Второе - если всё выполняется на месте, то надо для начала провести испытания установочной партии - много-много балочек на растяжение, получить усреднённый результат, снизить на коэффициент запаса (надежности) до получения искомых 4 МПа (думаю, сам принцип описан в ГОСТе на испытания бетонных образцов). Ну и потом испытывать с каждой партии балочки. Третье - помимо этого, надо проверить изменение остальных параметров бетона (в том числе - устойчивость к коррозии, в зависимости от материала фибры и климатических условий). Четвёртое - согласовать всё это с проектной организацией. Собственно, ответ на этот вопрос они и должны были дать (или Вы и есть та самая проектная организация, которую озадачили этим вопросом?)

Offtop: В целом, это за полгода уже второй объект на форуме всплывает, где почему-то упорно требуется большая прочность бетона на растяжение. В прошлой теме это был некий объект в одной из бывших республик, где армирования не было в принципе (типа, местная арматура ещё хуже, чем местный бетон).

Здравствуйте, подскажите в каком нормативном документе есть соответствие марки/класса бетона на сжатие - классу бетона на растяжение при изгибе? Например класс бетона B20 какой класс имеет на растяжение при изгибе?
Или по-другому, какой марки бетон необходимо купить если требуется класс прочности на растяжение например Btb=4,0?

таблицы 6,8 и 6,9 СП63.
В20 - Rbt 0,9 - Bt=1,2

----- добавлено через 26 сек. -----

Если для бетона требуется определенная марка по прочности на растяжение, то ее указывают дополнительно (также как и F, W)

----- добавлено через ~2 мин. -----

Лично я вот такой документ знаю:
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
Приложение Л (обязательное). Методика экспериментального определения масштабных коэффициентов и переходных коэффициентов от прочности при одном виде напряженного состояния к прочности при другом виде напряженного состояния
Таблица Л.1 - Коэффициенты перехода

Вид напряженного состояния Коэффициент перехода
Сжатие Растяжение осевое Растяжение при изгибе Растяжение при раскалывании
Сжатие 1,00 0,07 0,12 0,08
Растяжение осевое 14,28 1,00 1,82 1,20
Растяжение при изгибе 8,33 0,55 1,00 0,67
Растяжение при раскалывании 12,50 0,83 1,50 1,00

Как соотносится? По моему зависимость там должна быть не линейная, обычными коэффициентами это не учитывается.
Плюс много чего зависит от инертных материалов да и от технологии работ.

Как соотносится? По моему зависимость там должна быть не линейная, обычными коэффициентами это не учитывается.

Посмотрел.
Так и не понял методику пересчета марки бетона Btb в B и откуда появился коэффициент 0,58.

У меня выходит:
Btb4,0х0,58=Bt2,32 МПа
Bt2,32/1,3=Rbt1,8
по табл. 6.8 это марка В60.

как-то слишком круто для Btb4,0.
по моей практике это В40 максимум.

Интересно, для B4,0 (Rtb=3,43 МПа) на растяжение по этой формуле Вы какое значение сопротивления сжатию для бетона получите? По таблице 6.7 СП63 это бетон соответствует B80 на сжатие.
Вопрос ещё в том, нужно ли бетон проверять на сжатие, если была выполнена проверка на растяжение или допускается выбрать соответствие по таблице?

Sokrat
класс бетона на растяжение - это гарантированная прочность с обеспеченностью 0,95. Характеристика же прочности бетона на растяжение, соответствующая классу бетона не проверяется на заводе, а принимается с некоторым запасом по формуле Ферре, как уже написали ранее (только учтите что в этой формуле характеристики подставляются в размерности кг/см2)

Если Вы заложите в проект класс бетона на растяжение, завод должен гарантировать эту характеристику, то есть выполнить контроль среднего значения и контроль коэффициента вариации.

Класс бетона на растяжение это характеристика прочности на осевое растяжение. Класса прочности на растяжение на изгиб не существует, есть метод определения прочности на растяжение при испытании на изгиб.

У нас вечная проблема с этим Btb/В.
В расчете покрытий нормируется Btb, а сметчикам подавай марку на сжатие.
Пока пробавляемся тем, что к проекту прикладываем протокол строительной лаборатории о подборе состава бетона на аналогичных объектах.

Например я заложу класс бетона на растяжение B4, тогда какой класс бетона закладывать на сжатие? Чем будет определяться этот класс?Формулой Ферре?
ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПЕРВООПРЕДЕЛЯЮЩИМ класс бетона на сжатие или класс бетона на растяжение?

Вы должны заложить требование по контролю и В и Вt, по аналогии если Вы закладываете требование еще и по W, F

как проектировщик Вы сами должны понять какая характеристика для Вас важна и какие требование в проекте к бетону указывать

Класса прочности на растяжение на изгиб не существует, есть метод определения прочности на растяжение при испытании на изгиб.

ГОСТ 26633-2012
БЕТОНЫ ТЯЖЕЛЫЕ И МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ
1.3.2. Прочность бетона в проектном возрасте характеризуют классами прочности на сжатие, осевое растяжение, растяжение при изгибе.
Для бетонов установлены следующие классы:
- по прочности на сжатие: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В65; В70; В75; В80.
- по прочности на осевое растяжение: Bt0,4; Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2; Bt3,6; Bt4,0;
- по прочности на растяжение при изгибе: Btb0,4; Btb0,8, Btb1,2; Btb1,6; Btb2,0; Btb2,4; Btb2,8; Btb3,2; Btb3,6; Btb4,0; Btb4,4; Btb4,8; Btb5,2; Btb5,6; Btb6,0; Btb6,4; Btb6,8; Btb7,2; Btb8,0.

Минимальное требование по B сжатию я знаю, но не знаю оптимального. Поэтому и спрашивают, нужно ли считать по формуле или достаточно взять минимальное B сжатие.

Интересно, для B4,0 (Rtb=3,43 МПа) на растяжение по этой формуле Вы какое значение сопротивления сжатию для бетона получите?

воспользовавшись поиском обнаружил в разных источниках разные коэффициенты в этой формуле перед корнем
значениям СП соответствует 0,18, а не 0,5
An2, 9 лет назад приводил эту формулу с коэффициентом 0,17
тут 0,23

Читайте также: