Прочность бетона мпа: Испытание бетона на прочность — лабораторные исследования
таблица на сжатие по классам в МПа, от чего зависит
Прочность – это техническая характеристика, по которой определяется способность выдерживать механические или химические воздействия. Для каждого этапа строительства требуются материалы с разными свойствами. Для заливки фундамента здания и возведения стен применяется бетон разных классов. Если использовать материал с низким прочностным показателем для строительства конструкций, которые будут подвергаться значительным нагрузкам, то это может привести к растрескиванию и разрушению всего объекта.
Оглавление:
- От чего зависит значение прочности?
- Способы проверки качества бетона
- График набора прочности
- Маркировка растворов
Как только в сухую смесь добавляется вода, в ней начинается химический процесс. Скорость его протекания может увеличиваться или уменьшаться из-за многих факторов, например, температуры или влажности.
Что влияет на прочность?
На показатель оказывают влияние следующие факторы:
- количество цемента;
- качество смешивания всех компонентов бетонного раствора;
- температура;
- активность цемента;
- влажность;
- пропорции цемента и воды;
- качество всех компонентов;
- плотность.
Также он зависит количества времени, которое прошло с момента заливки, и использовалось ли повторное вибрирование раствора. Наибольшее влияние оказывает активность цемента: чем она выше, тем больше получится прочность.
От количества цемента в смеси также зависит прочность. При повышенном содержании он позволяет увеличить ее. Если же использовать недостаточное количество цемента, то свойства конструкции заметно снижаются. Увеличивается этот показатель лишь до достижения определенного объема цемента. Если засыпать больше нормы, то бетон может стать слишком ползучим и дать сильную усадку.
В растворе не должно быть слишком много воды, так как это приводит к появлению в нем большого количества пор. От качества и свойств всех компонентов напрямую зависит прочность. Если для замешивания использовались мелкозернистые или глинистые наполнители, то она снизится. Поэтому рекомендуется подбирать компоненты с крупными фракциями, так как они значительно лучше скрепляются с цементом.
От однородности замешанной смеси и применения виброуплотнения зависит плотность бетона, а от нее – прочность. Чем он плотнее, тем лучше скрепились между собой частицы всех компонентов.
Способы определения прочности
По прочности на сжатие узнаются эксплуатационные характеристики сооружения и возможные на него нагрузки. Вычисляется этот показатель в лабораториях на специальном оборудовании. Используются контрольные образцы, сделанные из того же раствора, что и отстроенное сооружение.
Также вычисляют ее на территории строящегося объекта, узнать можно разрушаемым или неразрушаемым способами. В первом случае либо разрушается сделанная заранее контрольная проба в виде куба со сторонами 15 см, либо с помощью бура из конструкции берется образец в виде цилиндра. Бетон устанавливается в испытательный пресс, где на него оказывается постоянное и непрерывное давление. Его увеличивают до тех пор, пока проба не начнет разрушаться. Показатель, полученный во время критической нагрузки, применяется для определения прочности.
Для проверки бетона неразрушаемым способом используется специальное оборудование. В зависимости от типа приборов он делится на следующие:
- ультразвуковой;
- ударный;
- частичное разрушение.
При частичном разрушении на бетон оказывают механическое воздействие, из-за чего он частично повреждается. Провести проверку прочности в МПа этим методом можно несколькими способами:
- отрывом;
- скалыванием с отрывом;
- скалыванием.
В первом случае к бетону на клей крепится диск из металла, после чего его отрывают. То усилие, которое потребовалось для его отрыва, и используется для вычисления.
Метод скалывания – разрушение скользящим воздействием со стороны ребра всего сооружения. В момент разрушения регистрируется значение приложенного давления на конструкцию.
Второй способ – скалывание с отрывом – показывает наилучшую точность по сравнению с отрывом или скалыванием. Принцип действия: в бетоне закрепляются анкера, которые впоследствии отрываются от него.
Определение прочности бетона ударным методом возможно следующими путями:
- ударный импульс;
- отскок;
- пластическая деформация.
В первом случае фиксируется количество энергии, создаваемой в момент удара по плоскости. Во втором способе определяется величина отскока ударника. При вычислении методом пластической деформации используются приборы, на конце которых расположены штампы в виде шаров или дисков. Ими ударяют о бетон. По глубине вмятины вычисляются свойства поверхности.
Метод с помощью ультразвуковых волн не является точным, так как результат получается с большими погрешностями.
Набор прочности
Чем больше прошло времени после заливки раствора, тем выше стали его свойства. При оптимальных условиях бетон набирает прочность на 100 % на 28-ой день. На 7-ой день этот показатель составляет от 60 до 80 %, на 3-ий – 30 %.
Рассчитать приблизительное значение можно по формуле: Rb(n) = марочная прочность*(lg(n)/lg(28)), где:
- n – количество дней;
- Rb(n) – прочность на день n;
- число n не должно быть меньше трех.
Оптимальной температурой является +15-20°C. Если она значительно ниже, то для ускорения процесса затвердения необходимо использовать специальные добавки или дополнительный обогрев оборудованием. Нагревать выше +90°C нельзя.
Поверхность должна быть всегда влажной: если она высохнет, то перестает набираться прочность. Также нельзя допускать замерзания. После полива или нагрева бетон снова начнет повышать свои прочностные характеристики на сжатие.
График, показывающий, сколько времени требуется для достижения максимального значения при определенных условиях:
Марка по прочности на сжатие
Класс бетона показывает, какую максимальную нагрузку в МПа он выдерживает. Обозначается буквой В и цифрами, например, В 30 означает, что куб со сторонами 15 см в 95% случаев способен выдержать давление 25 МПа. Также прочностные свойства на сжатие разделяют по маркам – М и цифрами после нее (М100, М200 и так далее). Эта величина измеряется в кг/см2. Диапазон значений марки по прочности – от 50 до 800. Чаще всего в строительстве применяются растворы от 100 и до 500.
Таблица на сжатие по классам в МПа:
Класс (число после буквы – это прочность в МПа) | Марка | Средняя прочность, кг/см2 |
В 5 | М75 | 65 |
В 10 | М150 | 131 |
В 15 | М200 | 196 |
В 20 | М250 | 262 |
В 30 | М450 | 393 |
В 40 | М550 | 524 |
В 50 | М600 | 655 |
М50, М75, М100 подходят для строительства наименее нагружаемых конструкций. М150 обладает более высокими прочностными характеристиками на сжатие, поэтому может применяться для заливки бетонных стяжек пола и сооружения пешеходных дорог.
М300 – для заливки монолитных оснований, изготовления плит перекрытий, лестниц и несущих стен. М350 – опорные балки, фундамент и плиты перекрытий для многоэтажных зданий. М400 – создание ЖБИ и зданий с повышенными нагрузками, М450 – плотины и метро. Марка меняется в зависимости от количества содержащегося в нем цемента: чем больше его, тем она выше.
Чтобы перевести марку в класс, используется следующая формула: В = М*0,787/10.
Перед сдачей в эксплуатацию любого здания или другого сооружения из бетона оно обязательно должно быть проверено на прочность.
Основные методы определения прочности тяжелого бетона на сжатие в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях
Основные методы определения прочности тяжелого бетона на сжатие в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях и изделияхРассмотрим некоторые основные методы и приборы определения прочности бетона в конструкциях, которыми пользуются на практике. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля осуществляется согласно ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля», определения прочности ультразвуковым методом неразрушающего контроля осуществляется по ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», определение прочности по бетонным образцам, выбуренным или выпиленным из конструкций, осуществляется по ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций».
Неразрушающие методы определения прочности на сжатие бетонных конструкций основаны на косвенных характеристиках показаний приборов, основанных на методах упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации,отрыва, скалывания ребра и отрыва со скалыванием, скорости прохождения ультразвука. Определение прочности на сжатия по образцам, отобранным из конструкций, подразумевает испытание их на прессе.
Для определения класса и марки бетона в зависимости от прочности сжатия или растяжения, можно использовать табл. 6, приложения 1, ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые»
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ КЛАССАМИ БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ И РАСТЯЖЕНИЕ И МАРКАМИ
Таблица 6
Класс бетона по прочности
Средняя прочность бетона ()*, кгс/см2
Ближайшая марка бетона по прочности М
Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %,
Сжатие
В3,5
45,8
M50
+9,2
В5
65,5
M75
+14,5
В7,5
98,2
M100
+1,8
В10
131,0
M150
+14,5
B12,5
163,7
M150
-8,4
B15
196,5
M200
+1,8
В20
261,9
M250
-4,5
В22,5
294,7
M300
+1,8
В25
327,4
M350
+6,9
В27,5
360,2
M350
-2,8
В30
392,9
M400
+1,8
В35
458,4
M450
-1,8
В40
523,9
М550
+5,0
В45
589,4
M600
+1,8
B50
654,8
M700
+6,9
В55
720,3
M700
-2,8
В60
785,8
M800
+1,8
В65
851,3
M900
+5,7
В70
916,8
M900
-1,8
В75
982,3
М1000
+1,8
В80
1047,7
M1000
-4,6
____________
• Средняя прочность бетона R рассчитана при коэффициенте вариации V, равном 13,5 %, и обеспеченности- 95 % для всех видов бетона, а для массивных гидротехнических конструкций- при коэффициенте вариации V, равном 17 %, и обеспеченности- 90%.
Методы и приборы неразрушающего контроля
Для определения прочности бетона на сжатие данные показаний необходимо преобразовывать с помощью предварительно установленных градуировочных зависимостей между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы), по методикам, указанным в ГОСТ 22690-88 и по прилагаемым графикам градуировочных зависимостей к приборам, установленным на заводе-изготовителей прибора.
Испытание прочности приборами неразрушающего контроля выполняют, непосредственно, в местах расположения конструкций, однако, также можно выполнять испытание бетона проб из конструкций. Испытание бетона в пробах рекомендуется для определения его прочности в труднодоступных зонах конструкций и в конструкциях, находящихся при отрицательной температуре. Пробу вмоноличивают в раствор, прочность которого на день испытания должна быть не менее половины прочности бетона пробы (для предотвращения разрушения пробы при испытании). Вмоноличивание проб в раствор удобно производить с использованием стандартных форм, для изготовления бетонных контрольных образцов по ГОСТ 10180-90. Расположение проб после распалубки представлено на рис.1.
Рис.1. 1 — проба бетона; 2 — наиболее удобная для испытания сторона пробы 3 — раствор, в котором закреплена проба
Обычно приборы поставляются с графиками градуировочной зависимости или с базовыми настройками для тяжелого бетона средних марок. Для обследования конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9 (ГОСТ 22690-88). Для ультразвуковых приборов требуется градуировка и корректировка согласно ГОСТ 17624, ГОСТ 24332 и методических рекомендаций МДС 62-2.01 ГУП «НИИЖБ» по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом поверхностного прозвучивания.
Согласно ГОСТ 22690-88 п. 4. 4. для методов неразрушающего контроля число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений, приведенных в табл. 3.
Таблица 3
Наименование метода
Число испытаний на участке
Расстояние между местами испытаний, мм
Расстояние от края конструкции до места испытаний, мм
Толщина конструкции
Упругий отскок
5
30
50
100
Ударный импульс
10
15
50
50
Пластическая деформация
5
30
50
70
Скалывание ребра
2
200
—
170
Отрыв
1
2 диаметра диска
50
50
Отрыв со скалыванием
1
5 глубин вырыва
150
Удвоенная глубина установки анкера
Метод упругого отскока
При испытании методом упругого отскока, расстояние, от мест проведения испытания до арматуры, должно быть, не менее 50 мм.
Испытание проводят в следующей последовательности:
- прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось, перпендикулярно к испытываемой поверхности, в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- положение прибора, при испытании конструкции относительно горизонтали, рекомендуется принимать таким же, как при испытании образцов для установления градуировочной зависимости; при другом положении, необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- фиксируют значение косвенной характеристики, в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.
Определение прочности бетона прибором «Склерометр – ОМШ1»
Склерометр предназначен для определения прочности бетона и раствора методом упругого отскока по ГОСТ 22690-88. Пределы измерений для данного метода- от 5, до 50 МПа (для марок бетона от М50 до М500)
Прибор представляет собой цилиндрический корпус со шкалой, в котором размещены ударный механизм с пружинами и стрелка – индикатор. Испытания проводят путем нажатия приставленного к бетону склерометра и после удара бойка и величине его отскока, зафиксированного стрелкой-индикатором по графику, определяют прочность бетона(раствора). Продолжительность одного испытания- 20 сек.
К склерометру прилагается график, определяющий зависимость между твердостью при ударе и прочностью бетона. График, построен путем выполнения большой серии испытаний на кубиках, причем каждый кубик раздавливался в прессе непосредственно, после испытания склерометром (до ± 32%).
Отрыв со скалыванием
При испытании, методом отрыва, участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия, предварительно напряженной арматуры.
Испытания проводят в следующей последовательности:
- если анкерное устройство не было установлено до бетонирования, то в бетоне сверлят или пробивают шпур, размер которого выбирают в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора в зависимости от типа анкерного устройства;
- в шпуре закрепляют анкерное устройство на глубину, предусмотренную инструкцией по эксплуатации прибора, в зависимости от типа анкерного устройства;
- прибор соединяют с анкерным устройством;
- нагрузку увеличивают, со скоростью 1,5 — 3,0 кН/с;
- фиксируют показание силоизмерителя прибора и глубину вырыва с точностью не менее 1 мм.
Если наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции отличаются более чем в два раза, а также если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерных устройств более чем на 5 %, то результаты испытаний допускается учитывать только для ориентировочной оценки прочности бетона.
Еслис прибором применяются анкерные устройства в соответствии с приложением 2 ГОСТ 22690-88, то допускается использовать следующую градуировочную зависимость:
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Рекомендуемое
ГРАДУИРОВОЧНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДЛЯ МЕТОДА ОТРЫВА СО СКАЛЫВАНИЕМ
При использовании анкерных устройств, приведенных в приложении 2, прочность бетона R, МПа можно вычислять по градуировочной зависимости по формуле
(1)
где m1 — коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырыва и принимаемый равным 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности 50 мм и более;
m2 — коэффициент пропорциональности для перехода от усилия вырыва, кН, к прочности бетона, МПа;
Р — усилие вырыва анкерного устройства, кН.
При испытании тяжелого бетона прочностью 10 МПа и более и керамзитобетона прочностью от 5 до 40 МПа значения коэффициента пропорциональности m2 принимают по табл. 9.
Таблица 9
Условие твердения бетона
Тип анкерного устройства
Предполагаемая прочность бетона, МПа
Глубина заделки анкерного устройства, мм
Значение коэффициента m2 для бетона
тяжелого
легкого
Естественное
I
? 50
48
1,1
1,2
> 50
35
2,4
—
II
? 50
48
0,9
1,0
> 50
30
2,5
—
III
? 50
35
1,5
—
Тепловая обработка
I
? 50
48
1,3
1,2
> 50
35
2,6
—
II
? 50
48
1,1
1,0
> 50
30
2,7
—
III
? 50
35
1,8
—
Прибор для определения прочности бетона «ПИБ»
На испытываемой конструкции выбирают ровный участок размером 0,2×0,2 м и выполняют пробивку отверстия, глубиной 55×10-3 м перпендикулярно испытываемой поверхности. Допускается отклонение оси отверстия от нормали испытываемой поверхности до 1 градуса. Пробивку отверстия выполняют шлямбуром с оправкой или механизированным (электромеханическим) инструментом, обеспечивающим выполнение заданных требований.
В подготовленное отверстие устанавливается анкерное устройство, состоящее из конуса и 3-х сегментов, и накручивают гайку-тягу с усилием, предотвращающим проскальзывание анкерного устройства при испытании.
Опору прибора закручивают до упора в рабочий цилиндр. Винт поршневого насоса выкручивают в крайнее верхнее положение. Присоединяют прибор к гайке-тяге и выкручивают опору 4 до упора в поверхность испытываемого материала.
После проведения подготовительных операций производят вырыв анкерного устройства (тип 1 или 2). Вращают ручку поршневого насоса со скоростью, обеспечивающей приложение нагрузки равной 1,5 … ЗкН/с.
В момент разрушения испытываемого материала визуально устанавливают максимальное давление по манометру. Снятие показаний по манометру следует выполнять с точностью до 2,5 кгс/см2.
При проведении испытаний необходимо следить за тем, чтобы не происходило проскальзывания анкерного устройства. Результаты испытаний не учитываются, если произошло проскальзывание анкерного устройства более 5×10-3 м. Повторное испытание данного отверстия не допускается из-за возможности получения заниженных результатов. После вырыва анкерного устройства необходимо уточнить глубину разрушения бетона, используя для ее определения две линейки, одну из которых устанавливают ребром на поверхность бетона в зоне испытаний, другой — замеряют глубину.
Ультразвуковой метод
Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью. Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям «скорость распространения ультразвука — прочность бетона» или «время распространения ультразвука — прочность бетона» в зависимости от способа прозвучивания.
Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания. Сборные линейные конструкции (балки, ригели, колонны и др.) испытывают, как правило, способом сквозного прозвучивания в поперечном направлении. Изделия, конструктивные особенности которых затрудняют осуществление сквозного прозвучивания, а также плоские конструкции (плоские, ребристые и многопустотные панели перекрытия, стеновые панели и т. д.) испытывают способом поверхностного прозвучивания. При этом база прозвучивания при измерениях на конструкциях должна быть такой же, как на образцах при установлении градуировочной зависимости.
Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт, для чего применяют вязкие контактные материалы (солидол по ГОСТ 4366, технический вазелин по ГОСТ 5774 и др.).
Градуировочную зависимость «скорость — прочность» устанавливают при испытании конструкций способом сквозного прозвучивания. Градуировочную зависимость «время — прочность» устанавливают при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания.
Допускается при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания использовать градуировочную зависимость «скорость — прочность» с учетом коэффициента перехода, определяемого в соответствии с приложением 3.
Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном направлению рабочей арматуры. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5 %. Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуре, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.
Пульсар 1.2.
Рис. 2. Внешний вид прибора
Пульсар-1.2: 1 — вход приемника;
2 — выход излучателя
Прибор состоит из электронного блока (см. рис. 3.2) и ультразвуковых преобразователей — раздельных или объединенных в датчик поверхностного прозвучивания. На лицевой панели электронного блока расположены: 12-ти клавишная клавиатура и графический дисплей. В верхней торцевой части корпуса установлены разъёмы для подключения датчика поверхностного прозвучивания или отдельных УЗ преобразователей для сквозного прозвучивания. На правой торцевой части прибора расположен разъем USB интерфейса. Доступ к аккумуляторам осуществляется через крышку батарейного отсека на нижней стенке корпуса.
Работа прибора основана на измерении времени прохождения ультразвукового импульса в материале изделия от излучателя к приемнику. Скорость ультразвука вычисляется делением расстояния между излучателем и приемником на измеренное время. Для повышения достоверности в каждом измерительном цикле автоматически выполняется 6 измерений и результат формируется путем их статистической обработки с отбраковкой выбросов. Оператор выполняет серию измерений (от 1 до 10 измерений по его выбору), которая также подвергается математической обработке с определением среднего значения, коэффициента вариации, коэффициента неоднородности и с отбраковкой выбросов.
Скорость распространения ультразвуковой волны в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин и пустот), определяющих прочность и качество. Следовательно, прозвучивая элементы изделий, конструкций и сооружений можно получать информацию о:
- прочности и однородности;
- модуле упругости и плотности;
- наличии дефектов и их локализации.
- форме А-сигнала
Возможны варианты прозвучивания со смазкой и сухим контактом (протекторы, конусные насадки), см. рис. 3.1.
Рис. 3. Варианты прозвучивания
Прибор осуществляет запись и визуализацию принимаемых УЗК, имеет встроенные цифровые и аналоговые фильтры, улучшающие соотношение «сигнал-помеха». Режим осциллографа позволяет просматривать сигналы на дисплее (в задаваемом масштабах времени и усиления), вручную устанавливать курсор в положение контрольной метки первого вступления. Пользователь имеет возможность вручную изменять усиление измерительного тракта и смещать ось времени для просмотра и анализа сигналов первого вступления и огибающей.
Оформление результатов для методов определения прочности неразрушающего контроля
Результаты испытаний прочности бетона заносят в журнал, в котором должно быть указано:
- наименование конструкции, номер партии;
- вид контролируемой прочности и ее требуемое значение;
- вид бетона;
- наименование неразрушающего метода, тип прибора и его заводской номер;
- среднее значение косвенной характеристики прочности и соответствующее значение прочности бетона;
- сведения об использовании поправочных коэффициентов;
- результаты оценки прочности бетона;
- фамилия и подпись лица, проводившего испытание, дата испытания.
Для ультразвукового метода определения прочности нужно воспользоваться формой журнала, установленной в приложениях №8-9, ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»
Прочность бетона на сжатие, Мпа – Таблица соответствия класса и марки бетона
Одной из основных эксплуатационных характеристик бетона является его прочность. Речь идет о способности стройматериала противостоять механическому воздействию и о возможности эксплуатации в агрессивной среде. Различные пропорционные компоненты в составе: связующие наполнители, песок, щебень, цемент в итоге предопределяют разный уровень прочности материала на сжатие. Эта величина напрямую зависит от цементной доли, добавляемой в бетонный раствор. Большой процент цемента – более высокая прочность готового материала.
Класс бетона по прочности на сжатие
Определитель прочности бетона – это классность. Вода и цемент – В/Ц – точнее, соотношение этих двух составляющих, определяют величину прочности бетона на сжатие. Наиболее часто применяется состав В/Ц – 0,3- 0,5. Прочность на сжатие является показателем класса бетона, обозначается буквой «В» и цифрой – от 0,5 до 120. Цифра – это показатель давления в мегапаскалях – Мпа, которое способна выдержать бетонная конструкция. К примеру, бетон класса В35 способен выдержать давление 35 Мпа.
Классы по прочности бетона на сжатие бывают:
- теплоизоляционные: от В0,35 до В2;
- конструкционно-теплоизоляционные: от В12,5 до В10;
- конструкционные: от В123 до В40.
На практике возможно применение бетонной смеси промежуточного класса, например, В27,5.
Прочность по истечении времени меняется: раствор твердеет и набирает крепость на протяжении 28 дней. Качественная смесь со временем будет набирать еще большую прочность.
Марка бетона по прочности на сжатие
Одновременно с классом величина предела прочности бетона на сжатие определяется маркой. Эта величина также напрямую зависит от составляющей доли цемента в готовом материале. Латинская «М» с рядом стоящими цифрами, обозначающими предельную границу прочности на сжатие в кгс/кв.см – так обозначаются марки бетона соответствующей прочности.
Понятие «марка» включает в себя среднюю величину прочности, а понятие «класс» – обозначает прочность бетона на сжатие с гарантированной обеспеченностью.
В положениях ГОСТа существуют марки М50 – М800, которым должны соответствовать производимые бетонные смеси. Самые распространенные и наиболее часто используемые из них: М100 – М500.
Специалисты условно подразделяют бетон всех изготавливаемых марок на следующие группы:
- М500 – М800 – бетонные смеси из цемента и прочных заполнителей – бетоны тяжелых классов;
- М50 – М450 – бетонные растворы с легкими заполнителями – легкий бетон;
- М50 – М150 – ячеистые смеси – самый легкий вид бетона.
Таким образом, класс бетона по прочности определяется его маркой, которая, в свою очередь, предопределяет место применения бетона. Чем меньше число, тем меньше предел прочности. Например, бетонную смесь М75 целесообразно использовать для обустройства отмосток, а бетон М200 – для перекрытий.
Класс бетона | Марка бетона | Класс бетона | Марка бетона | |
В0,5 | М5 | В15 | М200 | |
В0,75 | М10 | В20 | М250 | |
В1 | М15 | В22,5 | М300 | |
В1,5 | М25 | В25 | М350 | |
В2 | М25 | В30 | М400 | |
В2,5 | М35 | В35 | М450 | |
В3,5 | М50 | В40 | М550 | |
В5 | М75 | В45 | М600 | |
В7,5 | М100 | В55 | М700 | |
В10 | М150 | В60 | М800 | |
В12,5 | М150 |
Соответствие классов прочности бетона на сжатие и соответствующих марок располагаются в универсальных таблицах на сайтах производителей цемента в Москве. Если отсутствует такая таблица, можно перевести марку бетона в класс, воспользовавшись удобной формулой:
В (класс) =[М (марка)*0,787)]/10
Технические требования к классам бетона
Как гласят технические требования, которые предъявляются к пределу прочности бетона, смесь должна обладать свойством однородности. Испытание бетона на прочность проводится среди образцов, которые затвердели в одних и тех же условиях за один и тот же промежуток времени.
Показатели высокой прочности бетона на сжатие всецело зависимы от:
- качества цемента;
- вида наполнителя;
- точного соблюдения пропорций раствора;
- соответствия утвержденным технологиям производства.
Существует техническое гарантийное требование, в соответствии с которым должна быть обеспечена заданная прочность бетона, даже учитывая возможные колебания в процессе его изготовления. Этот стандарт выражен в числовой характеристике – классе бетона. Данное условие свидетельствует о том, что предусмотренные конкретным классом показатели материала будут именно такими в 95 случаях из 100 возможных.
Необходимая классность бетона для будущего строительства устанавливается еще на стадии проектирования объекта. Высокая прочность, морозостойкость, нормативная водонепроницаемость – в городе Москва доступны все классы и марки бетонов.
Средняя прочность бетона по классам и маркам, ГОСТ
Конечная прочность бетона является самой важной технической характеристикой строительного материала, которая фигурирует во всех проектных расчетах. При этом при расчете той или иной бетонной конструкции используется средняя прочность бетона на сжатие, соответствующая той или ной марке материала и тому или иному классу бетона.
СодержаниеСвернуть
В данной статье рассматривается средняя прочность тяжелого бетона – самого распространенного вида строительного материала применяемого в жилищном и коммерческом строительстве.
Влияние на среднюю прочность бетона на сжатие
Прочность на сжатие измеряемая в МПа или кгс/см2 является определяющей характеристикой для проектирования и строительства фундамента, стен и других конструкций зданий и сооружений.
При этом марка бетона (М100, М200, М300 и пр.) сообщает потребителю о средневзвешенной прочности бетона в возрасте 28 суток, измеренной в кгс/ см2, а класс прочности бетона сообщает о гарантированной прочности бетона на сжатие – В15 (150 кгс/см2), В20 (20 кгс/см2), В25 (250 кгс/см2) и т.п.
Как показывает практика, средняя прочность тяжелого бетона зависит от следующих основных факторов:
- Активность цемента. Для приготовления прочного бетона, следует использовать только, только изготовленный материал.
- Соответствие количества вяжущего принятым пропорциям. Увеличение количества цемента сверх определенной нормы, ведет не только к существенному удорожанию продукта, но и в том числе к ухудшению показателей усадки, жидкотекучести и средней прочности.
- Соотношение: затворитель-цемент. Здесь действует правило: чем меньше соотношение затворитель-цемент, тем выше прочность продукта и наоборот. Технический смысл правила заключается в следующем. Для удобоукладываемости смеси, при приготовлении бетона используется водоцементное соотношение 0,5-0,9 в зависимости от марки материала. Этого достаточно чтобы произошло взаимодействие цемента и других компонентов. Вода, добавленная свыше указанных соотношений, является «паразитной» и, образуя поры в бетоне, значительно снижает его прочность.
- Прочность, чистота и геометрия крупного заполнителя. Прочность бетона на основе гранитного щебня выше, чем прочность бетона на основе гальки или гравийного наполнителя.
- Качество перемешивания компонентов и качество уплотнения. При приготовлении бетона с помощью бетономешалки, вибрационного или турбосмесителя прочность конечного продукта выше на 20-25% чем прочность продукта полученного методом гравитационного смешивания – вручную.
- Условия набора прочности и твердения. При стандартных условиях (температура окружающей среды 18-20 градусов Цельсия, влажность окружающей среды 90-100%)увеличение прочности происходит в течение стандартных 28 суток, и соответствует и соответствует «максимально возможной». Например, средняя прочность бетона в15твердеющего при температуре 5 °С, в 28-суточном (возрасте) соответствует 68% марочной прочности, при температуре 10°С – 80% марочной прочности, при температуре 20-25°С – 110% марочной прочности.
- Повторное принудительное вибрирование залитой конструкции. Производится до начала процесса схватывания с помощью специальной техники. Достигается увеличение средней прочности класса бетона в среднем на 15-20%.
Технология определения средней прочности бетона ГОСТ 18105-2010
Средняя прочность или марка тяжелого бетона определяется на основании лабораторных испытаний на заводе изготовителе. В соответствии с требованиями ГОСТ 18105-2010 из производимого бетона изготавливаются образцы имеющие габариты 150х150х150 мм. Образцы заливаются в металлические формы, выдерживаются в «стандартных» условиях окружающей среды в течение 28 суток.
Далее образцы помещается в рабочие органы лабораторного пресса, и сжимаются до разрушения. Осуществляется контроль величины силы сжатия. Взяв среднее арифметическое среднюю прочность образцов бетона, определяют класс бетона «В» по формуле: B = R (1 — 1,64v), R – это средняя прочность образцов, V – коэффициент вариации прочности равный 13%.
Превышение средней прочности серий контрольных образцов бетона в рамках той или иной марки допускается в пределах 15%. Дальнейшее увеличение данного показателя ведет к неоправданному увеличению расхода бетона. В соответствии с требованиями СНИП 3.03.01-87 «НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ», нижняя граница средней прочности бетона должна соответствовать 70-80% от проектной марочной прочности материала.
Определение средней прочности бетона по маркам
Провести лабораторные испытания в полевых условиях или при малоэтажной застройке практически невозможно и экономически нецелесообразно. Существует приблизительный метод определения средней прочности с помощью молотка весом 500-600 граммов и слесарного зубила.
Технология проста и заключается в визуальной оценке повреждения материала полученного в результате удара зубила и молотка средней силы:
- После удара средней силы на поверхности бетона осталась едва видимая отметина – бетон соответствует марке М300-М350(средняя прочность 294-360 кгс/см2).
- После удара образовалась хорошо видимая отметина – марка бетона М200 (196 кгс/см2).
- Острие зубила проникло в тело конструкции на глубину до 0,5 мм. Можно утверждать что перед вами бетон марки М150(163 кгс/см2).
- Острие зубила прошло в тело материала больше чем на 10 мм – бетон марки М75-М100 (65-98 кгс/см2).
Значение средней прочности бетона определяет действительную нагрузку, которую в течение длительного времени может выдержать та или иная бетонная конструкция. Поэтому для достижения максимальной величины средней прочности, при самостоятельном приготовлении, следует четко соблюдать «Факторы, влияющие на среднюю прочность бетона на сжатие» указанные выше, либо приобретать строительный материал на бетонных заводах.
маркировка, таблица на сжатие по классам в мпа, уход зимой и летом
Бетон — недорогой и универсальный материал, который подойдет для строительства загородного дома, бани или гаража. Его не нужно дополнительно обрабатывать в отличие от дерева или железа. Грунтовые воды, высокая влажность и агрессивная среда не страшны ему, если выбрать подходящую марку.
Оглавление:
- От чего зависит прочность?
- Классы и марки бетона
- Уход летом и зимой
- Исследование готовых конструкций
Важнейшая характеристика этого материала — прочность. Она определяет сферу его применения. Если выбрать низкую марку, сооружение разрушится раньше срока. При несоблюдении технологии работ даже высокий показатель не станет гарантией надежности. Прочность на сжатие — это давление, которое он способен выдержать, не разрушаясь. Его измеряют в мегапаскалях (мПа). Класс (B) — это результаты таких испытаний. Бетон отличается от марки только тем, что выражает значение гарантированной прочности на сжатие. Это значит, что в 95 % случаев он выдерживает максимальное давление.
Что влияет на показатель?
1. Соотношение воды и цемента.
Цемент способен впитывать определенное количество жидкости. Поэтому, если воды слишком много, то во время застывания она высыхает, создавая свободное пространство между наполнителями, что ухудшает прочность материала. Если жидкости добавить мало, то клеящие свойства цемента не активируются полностью.
2. Качество и марка цемента.
Этот ингредиент служит клеем для песка и щебня. Чтобы изготовить самые используемые в строительстве классы, применяют портландцемент М300-М500. Пропорции зависят от марки. Кроме того, если его хранить неправильно и долго, то качество упадет. Например, М500 за 2 месяца станет М400 даже на складе с хорошими условиями.
3. Транспортировка и бетонирование.
После приготовления смесь необходимо постоянно перемешивать, иначе она быстро потеряет свои свойства. Работать с бетоном без пластификаторов сложно уже через 2-3 часа, а добавки способны продлить этот период еще на несколько часов. Процесс твердения медленно начинается сразу после того, как раствор развели, поэтому обязательно использовать специальный транспорт и бетоносмеситель для его заливки в фундамент и другие крупные конструкции.
4. Условия набора прочности.
Необходимо создать все условия, чтобы добиться заявленной марки. Дальше в тексте будет раздел, посвященный этому вопросу.
5. Щебень.
Некоторые строители творчески подходят к выбору наполнителей для бетонной смеси, применяя все подручные материалы. Такой прием приведет к значительному снижению прочности на сжатие, а в результате ваша постройка не будет надежной. Для фундамента подойдет мелкий щебень 5-20 мм, для крыльца или других конструкций с небольшими нагрузками его размеры могут доходить до 35-40 мм. Иногда два вида щебня смешивают, чтобы они равномерно заполняли все пространство.
Щебень бывает гравийным и гранитным. Второй прочнее, поэтому его используют для изготовления высоких классов, предназначенных для больших нагрузок. Бетон на гравии применяют для строительства небольших домов.
6. Песок.
Качественный раствор делают на основе песка с фракциями 1,3-3,5 мм. В песке из карьера много глины и мелких камней, а частицы имеют неоднородный размер. Этот наполнитель должен быть вымыт и просеян. Речной песок намного лучше, так как он чистый и более однородный.
Маркировка
Эта характеристика обозначает усредненный предел прочности на сжатие бетона. Ее выражают в кгс/кв.см. Для строителя марка и класс — это одно и то же. Но в проектах домов и нормативной документации используют классы, а продают бетон по маркам.
Таблица соответствия популярных классов и марок:
Марка | Класс (число после буквы «B» — прочность в мПа) |
М150 | B10 |
М200 | B15 |
М250 | B20 |
М300 | B22,5 |
М350 | B25 |
Приступать к дальнейшим строительным работам после заливки можно только через неделю. Бетон набирает прочность на сжатие в течение всего срока службы, чем старше здание, тем оно прочнее. Он достигает марочной прочности через 28 дней. Чтобы ваш дом простоял долго, важно создать материалу наилучшие условия.
Многие думают, что бетонный раствор начинает твердеть через какое-то время после разведения. Это не так, процесс затвердевания начинается сразу же: цемент постепенно склеивает все составные элементы. Поэтому важно постоянно перемешивать смесь во время бетонирования. Работы должны быть закончены максимально быстро.
Особенности ухода в разное время года
1. Летом.
Портландцементу необходима влажная среда для качественного склеивания наполнителей, поэтому в сухую погоду поверхность нужно ежедневно поливать небольшим количеством воды. Прямое солнце вредно для только что залитой бетонной смеси, лучше создать над ним тень.
2. Зимой.
Если температура воздуха падает ниже нуля, набор прочности останавливается, так как вода замерзает, но есть методы, решающие эту проблему. Важно, чтобы бетон набрал хотя бы часть заявленного параметра. Например марки М200-М300 могут подвергаться охлаждению, когда достигнут 40 % своей прочности, то есть как минимум 10 мПа. Противоморозные добавки. Использование специальных солей популярно в частном строительстве, но их нельзя добавлять слишком много, так как прочность бетона при этом понижается.
- Электрический обогрев. Самый надежный способ, но в России даже крупные застройщики редко используют его, так как это очень дорого.
- Укрытие утеплителями и ПВХ пленкой. Бетон выделяет много тепла, когда твердеет. При нулевой температуре такой метод не даст воде замерзнуть, но от сильных морозов он не спасет.
Главный враг прочности бетона — резкие колебания температур. Если он оттаивает и замерзает несколько раз в первые дни после заливки, его прочность может снизиться в разы.
3. Бетон и дождь.
Через несколько часов после заливки дождь не причинит особого вреда. Но если перед бетонированием стоит пасмурная погода и есть вероятность осадков, рекомендуется соорудить навес или подготовить пленку. Второй вариант замедлит процесс твердения, так как цементу необходим воздух. Небольшая морось не причинит бетону сильного вреда, хотя его поверхность уже не будет гладкой. Но ливень может стать серьезной проблемой.
4. График набора прочности в зависимости от температуры.
Числа в таблице — процент от заявленной прочности на день, указанный в первом столбике. Это средние показатели для марок М300-М400, сделанных на основе портландцемента М400-М500. Наиболее подходящая температура для затвердевания варьируется от +15 до +20 градусов.
Сутки | Температура воздуха | ||||
0 | +5 | +10 | +20 | +30 | |
1 | 5 | 9 | 12 | 23 | 35 |
2 | 12 | 19 | 25 | 40 | 55 |
3 | 18 | 27 | 37 | 50 | 65 |
5 | 28 | 38 | 50 | 65 | 80 |
7 | 35 | 48 | 58 | 75 | 90 |
14 | 50 | 62 | 72 | 90 | 100 |
28 | 65 | 77 | 85 | 100 |
По правилам специалисты проводят процедуру определения прочности на нескольких образцах с каждой партии. Бетон заливают в квадратную форму с размером ребра 100-300 мм, оставляют эту конструкцию на 28 дней при температуре +20, в стопроцентной влажности. Как уже было сказано, в течение этого времени происходит набор прочности бетона. Затем инженеры ставят куб под гидравлический пресс и давят на него, пока бетон не начнет разрушаться. После они вычисляют прочность в мПа. Если вы интересуетесь подробностями процедуры, посмотрите ГОСТ 10180-2012, где перечислены все необходимые условия.
Способы определения прочности
В современных лабораториях используют и другие методы, но для точного определения прочности на сжатие их применяют в комплексе. Некоторые приборы позволяют проводить исследования уже готовых конструкций.
Наиболее популярные из них:
1. Метод скалывания ребра. Измеряется сила усилия, необходимая для его скола.
2. Ударный импульс. Регистрируется энергия удара.
3. Пластическая деформация. Замеряется отпечаток воздействия на бетон.
4. Ультразвуковой способ. Единственный, который позволяет приблизительно определить прочность, не повреждая материал. Но его применяют только для бетона не более 40 мПа. Впрочем, такие высокие марки почти не используются в строительстве домов.
Точно определить марку самостоятельно невозможно, хотя при сильном нарушении технологии производства цвет становится почти белым, а поверхность легко царапается. Чтобы узнать прочность бетона на сжатие, вы можете принести образец в независимую лабораторию. Для этого сколотите деревянную форму, тщательно утрамбуйте смесь и храните в максимально приближенных к идеальным условиях.
Определение прочности бетона: методы определения, ГОСТ
При обследовании конструкций, сооружений и зданий обязательным этапом является определение прочности бетона. От этого значения напрямую зависит безопасность и срок эксплуатации любой изготовленной с применением бетона конструкции или отдельных элементов строительных сооружений.
Зная прочностные показатели бетона можно избежать ряда проблем и предотвратить ухудшение эксплуатационных качеств построек и преждевременное их разрушение. Кроме этого определение класса прочности бетона является неизбежной процедурой при сдаче здания в эксплуатацию.
От чего зависит прочность
Бетон набирает прочность вследствие происходящих при взаимодействии бетонной смеси с водой химических процессов. При этом скорость химических реакций под влиянием некоторых факторов может ускоряться или замедляться, что непосредственно влияет на прочностные характеристики конечного продукта.
К числу основных технологических факторов относят:
- размеры и форма конструкции;
- коэффициент усадки бетона при заливке;
- степень активности цемента;
- процент вместительности в смеси цемента;
- пропорции в используемом растворе цемента и воды;
- типы и качество применяемых наполнителей, и правильность их смешивания;
- степень уплотнения;
- время застывания раствора;
- условия, в которых происходит отверждение: показатели влажности и температуры;
- применение повторного вибрирования;
- условия транспортировки раствора;
- уход за монолитной конструкцией после заливки.
От каждого из этих критериев зависит какой прочностью будет обладать бетон и надежность возведенных из него сооружений или отдельных конструктивных элементов.
Прочностные характеристики бетона могут ухудшиться если нарушены производственные технологии. Как пример грубых нарушений можно привести превышение допустимого времени пребывания в пути бетонной смеси, не выполнение уплотнения и трамбовки при заливке и другие.
Виды прочности бетона
Чтобы определить безошибочно прочность бетона необходимо знать какой она бывает:
- проектная. Предполагает полную нагрузку на конкретную марку бетона. Значение получить можно того, как проведено определение прочности по контрольным образцам. Испытанию подлежат образцы при естественной выдержке в течение 28 суток;
- нормированная. Значения определяются по нормативным документам и ГОСТам;
- требуемая. Принимаются минимальные показатели, допускаемые указанными в проектной документации нагрузками. Получить такие значения можно только в специализированных строительных лабораториях;
- фактическая. Получается величина в ходе проведения испытаний. Число должно составлять не менее 70% от проектной. Прочность такого вида является отпускной;
- разопалубочная. Обозначает, когда можно разопалубливать конструкции или испытательные образцы без из деформаций.
Обычно в первые 7-15 суток при условии оптимальной влажности и температуре 15-25 бетон достигает прочности до 70%. Если такие условия не выдерживаются, то соответственно затягиваются и сроки.
Обычно говоря о прочности, под этим понятием подразумевают кубиковую на сжатие. Но профессиональные бетонщики в обязательном порядке уточняют следующие характеристики:
- на сжатие. Основой маркировки здесь выступает кубиковая прочность, получаемая при испытании образцов на прессе. Определение прочности бетона на сжатие с образцами кубической формы и 28-суточного возраста считается эталонным. Но довольно часто проводят также испытания бетона на 7 сутки после заливки;
- на изгиб. Как правило рассчитывается при проектных работах;
- на осевое растяжение. В лабораторных условиях достаточно трудно создать для образца требуемы нагрузки, поэтому проектировщики применяют конкретные величины, введенные в проектных институтах;
- передаточная. Обозначает прочность в момент обжатия, когда бетону передается напряжение арматуры. Величина указана в технических и проектных документах.
От того, насколько точно вычислена прочность, зависит надежность изготавливаемых из материала конструкций. Поэтому в расчетах важен каждый исчисляемый показатель.
Какие требования к проверке предъявляет ГОСТ
Качество бетона на прочность проверяют как сами производители, так и контролирующие органы, руководствуясь при этом требованиями ГОСТов. Методика проведения испытаний и порядок обработки полученных результатов регламентированы ГОСТами 22690-88, 10180-2012, 18105-2010, 7473-2010, 13015-2003, 17621-87, 27006-86, 28570-90.
Указанные стандарты распространяются на все виды бетона и четко определяют правила проведения испытаний всеми существующими методами и оценки прочности. Основными нормируемыми и контролируемыми значениями в ходе проверок являются:
- прочность на сжатие в конструкциях или отобранных образцах. Обозначается буквой В, определяется в классах;
- прочность на осевое растяжение (Bt) – устанавливается класс;
- водонепроницаемость (W) – проводится определение марки бетона;
- морозостойкость (F) – рассчитывается марка;
- средняя плотность (D) – исчисляется в марках.
Проводятся испытания разными методами, при этом исследуются вырубленные из монолита или только что залитые образцы площадью от 100 до 900 см². Расстояние от края конструкции и между проверяемыми местами, и количество измерений четко регламентированы нормативными документами.
Все полученные значения записываются в протокол определения прочности бетона, согласно которого определяются прочностные свойства сооружений на предмет соответствия всем действующим нормативам.
Определяются прочностные значение в Мпа или кгс/см². Ниже приведена таблица определения прочности бетона разных классов и марок.
Какие существуют методы испытаний
В обследовании уже построенных зданий и в производстве стройматериалов применяются разные методы определения прочности бетона. Все они разделяются на функциональные группы: разрушающие и неразрушающие. Последние выполняются прямым и косвенным способами.
С помощью данных методик осуществляется контроль и получается оценка прочностных показателей бетона в уже возведенных и эксплуатируемых зданиях, на стройплощадках и в лабораторных условиях.
Разрушающие методы
Испытания разрушающим методом подразумевают вырубку или выпиливание образцов из готовой бетонной конструкции, которые впоследствии разрушаются на специальном прессе. Цифровые величины сжимающих усилий фиксируются после каждого испытательного мероприятия.
Такой способ позволяет получить достоверную информацию о характеристиках материала, но из-за высокой трудоемкости, дороговизны и образования на сооружениях локальных разрушений используется только в крайних случаях.
В условиях производства проверки выполняют на специально заготовленных сериях образцов, отобранных из рабочей смеси с полным соблюдением технических регламентов и стандартов. Образцы цилиндрической или кубовидной форм выдерживаются в максимально приближенной к заводским условиям среде, после чего проходят тестирование на прессе.
Неразрушающие прямые
Контрольные проверочные тесты прямым неразрушающим методом контроля осуществляются без нанесения повреждений обследуемым объектам. Для механического воздействия на исследуемую плоскость применяются специальные приборы для определения прочности бетона, с помощью которых взаимодействие производится:
- способом отрыва. Составом на основе эпоксидов к монолитной поверхности приклеивается диск из высокопрочной стали. Далее с применением специальных механизмов диск вместе с бетонным фрагментом отрывается. Посредством математических расчетов условная величина усилия переводится в определяемый показатель;
- методом отрыва со скалыванием. В данном случае прибор не к диску крепится, а непосредственно в полость бетонного объекта. В просверленные отверстия помещаются анкеры лепесткового типа, после чего элемент материала нужного размера извлекается. При этом устанавливается разрушающее усилие;
- способом скалывания ребра. Применяется к таким конструкциям с наличием в них колонн, перекрытий и балок. К выступающему участку крепится прибор, нагрузка плавно увеличивается. Глубину и усилие скола устанавливают в момент разрушения, затем искомая прочность рассчитывается по формуле.
Механические методы определения прочности бетона не применяются, когда менее 20 мм составляет толщина защитного слоя. Особо относится это к технике скалывания.
Неразрушающие косвенные
При таких испытаниях прочность устанавливается без введения в тело конструкции тестирующих устройств. В данном случае применяют следующие способы:
- исследование ультразвуком. Прибор устанавливается на ровную неповрежденную поверхность, по предварительно составленной программе прозванивают один за другим каждый участок. Ультразвуковым способом прочностные показатели получаются путем сравнивания скорости прохождения волн в эталонном образце и готовой конструкции;
- метод ударного импульса. Здесь молотком Шмидта ударяют по поверхности бетона и фиксируют образуемую при ударе энергию. Точность искомых значений с помощью техники ударного импульса относительно невысокая;
- метод упругого отскока. Проводится стекломером, который измеряет путь бойка при ударе о бетон;
- способ пластического отскока. Состоит в сравнении образующего вследствие удара металлическим шаром размеров следа с эталонным отпечатком. На практике применяется наиболее часто, проводится молотком Кашкарова, в корпус которого помещается стальной стержень.
Основные характеристики контроля прочности ударным методом, отрывом и другими неразрушающими способами приведены в таблице.
Заключение
Испытание бетона – неотъемлемый этап контроля и определения прочности материала. Среди существующих методов исследования наиболее целесообразным считается неразрушающий контроль бетона. Входящие в данную категорию способы более доступны в финансовом плане в отношении к лабораторным испытаниям. Но для получения точных результатов необходимо правильно выстроить градуировочную зависимость приборов, а также устранить все искажающие результаты измерений факторы.
Бетон — прочность бетона
Прочность бетона
Номинальная Значения МПа эквивалентной прочности бетона в фунтах на квадратный дюйм
Метрическая, бетонная
Прочность выражена в мегапаскалях ( МПа, )
В английских единицах прочность бетона выражается в фунтах на квадратный дюйм.
( фунтов на кв. Дюйм )
2500
psi = 18 МПа (17.23 МПа точно)
3000 psi = 20 МПа (20,67 МПа точно)
3500 фунтов на квадратный дюйм = 25 МПа (24,12 МПа точно)
4000 psi = 30 МПа (27,57 МПа точно)
5000 psi = 35 МПа (34,46 МПа, точное значение)
6000 фунтов на кв. Дюйм = 40 МПа (точная 41,35 МПа)
Используйте 0,0068915 для преобразования psi в МПа
Ньютонов, psi, прочность бетона и предварительно напряженные плиты
Прочность бетона обычно выражаются в фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм) в британской системе мер и МПа в (мегапаскали) в метрической системе.Это агрегаты давления .
ньютон (Н) — это мера силы . 1 ньютон это та сила, которая толкает 1 грамм вещества с ускорением 1 сантиметр в секунду в секунду (или в секунду ²) или, что то же самое, сила, ускоряющая 1 килограмм материи до 1 метра в секунду ².
Сила = масса x ускорение
Скорость — это мера
постоянной скорости (т.е.е., метры в секунду, мили в час, фарлонги в
две недели)
Скорость — это скорость в определенном направлении
Ускорение — это скорость изменения скорости с течением времени
Ускорение может быть как положительным, так и отрицательным (замедление)
1 Н = 1 кг x (1 метр
/ сек ²) ——> 1 N = 1
кг.метр / сек ²
1 Н = 1 г x (1 см / сек ²)
При применении сила 1 ньютон на 1 м² площади, у вас давление .
Давление = сила на площадь
Давление можно измерить в паскалей (Па). 1 Па = 1 Н / метр ²
Прочность бетона обычно указывается в метрической системе в мегапаскалях (МПа).
1 МПа = 1000000
Па = 1 000 000 ньютонов / м²
Конструкционные характеристики полупрозрачных бетонных фасадных панелей
Энергосбережение — новая глобальная проблема для устойчивого развития инфраструктуры.Спрос на энергию в строительном секторе составляет около 34% мирового спроса на энергию, а на искусственное освещение потребляется около 19% от общего объема поставляемой электроэнергии во всем мире. Жизненно важно разработать новый вид строительного материала, который может снизить потребность в энергии искусственного освещения. В данном исследовании предпринимается попытка решить такие проблемы путем разработки светопрозрачного бетонного фасада с использованием местных материалов, которые можно использовать в качестве энергосберегающего строительного материала. Были изучены объемная плотность, прочность на сжатие и прочность на изгиб светопрозрачного бетона, содержащего 2%, 4% и 6% объемных соотношений пластиковых оптических волокон (POF).Кроме того, была исследована прочность на изгиб светопрозрачных бетонных фасадных панелей с 6% объемной долей POF. Результаты экспериментов показали, что использование пластиковых оптических волокон с объемной долей до 6% не оказывает отрицательного влияния на объемную плотность светопрозрачного бетона. Прозрачные образцы бетона показали относительно более низкую прочность на сжатие и изгиб по сравнению с эталонным бетоном. Однако было очевидно, что прочность на сжатие полупрозрачного бетона увеличивалась с увеличением объемного отношения POF.Было замечено, что прочность на изгиб полупрозрачного бетона снижается с увеличением объемного отношения POF. Результаты показали, что светопрозрачные бетонные панели имеют лучшую прочность на изгиб, пластичность и способность поглощать энергию, чем эталонная бетонная панель. Энергосбережение, охрана окружающей среды, а также улучшения эстетических и структурных характеристик, связанные с применением полупрозрачных бетонных фасадных панелей в качестве архитектурных стен, будут способствовать развитию экологически чистых и устойчивых зданий, а также будут способствовать устойчивому строительству.
1. Введение
Устойчивое строительство становится серьезной проблемой и новой проблемой в строительной отрасли во всем мире. Развитие экологически рационального строительства сводит к минимуму истощение запасов сырья и энергии и играет важную роль в защите окружающей среды. Он также способствует экологически чистому использованию и проектированию конструкций [1]. Бетон — самый важный и широко используемый строительный материал в строительной отрасли. Плотность и непрозрачность компонентов бетона препятствует пропусканию света и, как следствие, приводит к непрозрачности материала.Однако бетон может быть преобразован из непрозрачного в полупрозрачный путем объединения оптических волокон с бетонной матрицей. Полупрозрачный бетон (TC) — это новый энергосберегающий строительный материал, который позволяет передавать свет во внутреннюю среду через встроенные оптические волокна. Помимо светопропускания, полупрозрачный бетон способен отображать силуэты любых проксимальных объектов, расположенных на более светлой стороне стены; таким образом, его также можно использовать в архитектуре тюрьмы, банка и музея для обеспечения безопасности, наблюдения и защиты [2].
Жилые и коммерческие здания являются одними из самых энергоемких секторов освещения. Спрос на энергию в строительном секторе составляет примерно 34% мирового спроса на энергию [3]. Искусственное освещение потребляет около 19% всей поставляемой в мире электроэнергии [4]. Спрос на электрическое освещение постоянно растет с ростом населения, урбанизацией и строительством многоэтажных домов. Когда высотные здания строятся близко друг к другу, естественный солнечный свет не может проходить через них из-за препятствий от соседних строений.В дневное время яркость внутренней среды в зданиях полностью поддерживается за счет искусственного освещения, которое потребляет большое количество электроэнергии. Использование естественного солнечного света в помещении снижает потребность в искусственном освещении и снижает затраты на энергию, а также способствует созданию более комфортной среды для пассажиров. Было доказано, что внутренние помещения с достаточным естественным освещением снижают стресс у людей, находящихся в помещении, улучшают визуальный комфорт и улучшают удержание сотрудников [5].Жизненно важно разработать новый вид строительного материала, который может снизить потребность в энергии искусственного освещения. В данном исследовании предпринимается попытка решить такие проблемы путем разработки светопрозрачного бетона с использованием местных материалов, которые можно использовать в качестве энергосберегающего строительного материала в различных архитектурных стенах зданий без ущерба для основных инженерных свойств материала. Полупрозрачный бетон — это эстетически приятный бетон, который предлагает схему дневного света в зданиях и в целом способствует развитию зеленых зданий и устойчивого строительства.
Светопрозрачный бетон на цементной основе представляет собой комбинацию обычных компонентов бетона, таких как цемент, мелкий заполнитель и вода, и примерно 2–6% оптического волокна в процентах от общего объема образца. Несущие и ненесущие светопрозрачные бетонные панели или фасады должны соответствовать требованиям по прочности, удобству обслуживания и долговечности, чтобы выдерживать ожидаемые предельные нагрузки с допустимым прогибом [6]. Кроме того, характеристики светопропускания должны быть достаточными, чтобы соответствовать минимальному уровню освещенности для оптической активности людей в помещениях и соответствовать таким стандартам, как Австралийский / Новозеландский стандарт [7].
Венгерский архитектор Арон Лошонци представил первую концепцию светопропускающего бетона в 2001 году, а первый прототип светопрозрачной бетонной панели был успешно разработан в 2003 году [8]. TC — это новый экологически чистый строительный материал, экспериментальных исследований на котором было мало. Altlomate et al. [9] исследовали прочность и светопропускание TC, содержащего POF диаметром 0,3 мм, 0,5 мм, 0,75 мм и 1,5 мм. Результаты показали, что включение POF оказывает различное влияние на прочность на сжатие.Результат теста скорости прямого ультразвукового импульса (UPV) показал, что качество TC было отличным, несмотря на включение POF. Ли и др. [10] исследовали прочность на сжатие и изгиб ТК на основе цемента, содержащих полиметилметакрилатные (ПММА) волокна. Прочность на сжатие и изгиб TC уменьшалась, когда объем волокон увеличивался. Кроме того, прочность всех образцов TC была ниже, чем у эталонного бетона, и, таким образом, включение волокон ПММА привело к снижению прочности на сжатие и изгиб, несмотря на объемную долю волокон.Ли и др. [11] сообщили, что прочность на сжатие ТС на основе сульфоалюминатного цемента линейно снижается по мере увеличения объема оптических волокон при различных условиях отверждения. Salih et al. [12] изучали ТС, приготовленные с использованием самоуплотняющегося раствора (SCM) и POF в качестве арматуры. Включение POF в целом снизило прочность на сжатие и изгиб TC. Однако изменение диаметра и объема POF показало колеблющееся влияние на прочностные свойства TC. Было обнаружено, что волокна из ПММА диаметром 2 мм производят ТС с более высокой прочностью на изгиб и сжатие по сравнению с волокнами диаметром 1 мм и 2 мм.Другое исследование, проведенное Tutikian и Marquetto [6], было исследованием полупрозрачных бетонных стен, изготовленных с произвольным расположением оптических волокон для использования в сборном строительстве в Бразилии. Экспериментальные результаты показали, что прочность на сжатие и растяжение при изгибе TC уменьшается по мере увеличения процентного объема оптических волокон.
В Восточной Африке, а также в Африке нет научных работ по проектированию, строительству и применению светопрозрачного бетона.Это исследование направлено на то, чтобы привлечь внимание к светопрозрачному бетону в строительной отрасли в Африке и получить представление о разработке светопрозрачных бетонных фасадных панелей с использованием местных материалов, которые в последние годы приобрели большую популярность в вопросах устойчивого строительства и эффективности зданий во всем мире. . Более того, влияние пластикового оптического волокна на структурные характеристики полупрозрачных бетонных панелей полностью не изучено. Это исследование также исследовало влияние на изгибную вязкость включения пластикового оптического волокна в бетонные панели.
2. Материалы и методы
2.1. Материалы
Составляющие материалы, используемые для производства светопрозрачного бетона, включают цемент, известняковую пудру, мелкий заполнитель, переработанный стеклянный заполнитель, воду, суперпластификатор Sika ViscoCrete-3088 и пластиковые оптические волокна. В данном исследовании использовался обычный портландцемент типа I (CEM I 42.5N), соответствующий требованиям EN 197‐1 [13], с содержанием щелочи 0,15%. В качестве наполнителя использовался известняковый порошок (LP) с содержанием CaCO 3 85,5% по массе, отвечающий стандартным требованиям (≥75%) EN 197‐1 [13].Крупность известнякового порошка, прошедшего через сито 185 мкм, мкм, 75 мкм, мкм, 45 мкм, мкм и 2 мкм, мкм, составляла 100%, 90,85%, 75,77% и 10,60% соответственно. . В качестве мелкого заполнителя использовали речной песок с насыпной плотностью 1610 кг / м 3 3 , просеянный через сито № 8 (2,36 мм). Более того, измельченное натриево-кальциево-силикатное стекло, которое отвечало требованиям к гранулометрическому составу ASTM C33 [14], было использовано для замены естественного мелкого заполнителя в смеси.Химический состав, определенный с помощью рентгеновской флуоресценции (XRF), и физические свойства составляющих материалов подробно описаны в таблице 1. Кривая распределения частиц по размерам мелкого заполнителя и переработанного стеклянного заполнителя представлена на рисунке 1. Sika ViscoCrete-3088, поликарбоксилат суперпластификатор на основе высокодисперсного водоредуцирующего вещества был использован в качестве химической добавки для улучшения удобоукладываемости и поддержания реологических свойств свежих самоуплотняющихся смесей (SCM). Плотность и значение pH суперпластификатора составляли 1.06 кг / л (при + 20 ° С) и 5,5 ± 0,5 соответственно. Изготовленное из полиметилметакрилата (ПММА-) пластиковое оптическое волокно (POF), имеющее показатель преломления сердцевины и числовую апертуру 1,49% и 0,5, соответственно, использовали в качестве среды передачи света в испытательных образцах. Технические характеристики POF подробно описаны в Таблице 2.
|
Свойства усадки и ползучести высокопрочного бетона 9000 до1 120 1.5 Бетон (Часть I)
1.5 Бетон (Часть I) В этом разделе рассматриваются следующие темы. Составляющие бетона Свойства затвердевшего бетона (Часть I) 1.5.1 Составляющие бетона Введение Бетон — композитный материал
Подробнее 2. ПОДГОТОВКА ИСПЫТАНИЙ.
Выщелачивание цементной футеровки в недавно проложенных водопроводах (Часть II) Онг Туан Чин и др.Школа гражданского строительства и окружающей среды им. Вонг Сук Фан, Технологический университет Наньян, 5 Наньян-авеню, Сингапур
Подробнее Прочность бетона
Прочность бетона При проектировании и контроле качества бетона обычно указывается прочность. Это связано с тем, что по сравнению с большинством других свойств испытать прочность относительно легко. Кроме того,
Подробнее Глава 8 Проектирование бетонных смесей
Глава 8 Расчет бетонных смесей 1 Основная процедура расчета бетонных смесей применима к бетону для большинства целей, включая дорожные покрытия.Бетонные смеси должны встречаться; Технологичность (просадка / вебе) на сжатие
Подробнее Затвердевший бетон. Лекция № 14
Лекция по затвердевшему бетону № 14 Прочность бетона Прочность бетона обычно считается его наиболее ценным свойством, хотя во многих практических случаях и другие характеристики, такие как долговечность
Подробнее КОНКУРС PCI BIG BEAM
КОНКУРС PCI BIG BEAM Официальные правила конкурса PCI Engineering Design Competition 2015/16 учебный год Комитет по обучению студентов PCI приглашает студентов принять участие в
.
Подробнее Прочность бетона
Глава Прочность бетона.1 Важность силы 2 Требуемый уровень силы ВИДЫ СИЛЫ. Прочность на сжатие.4 Прочность на изгиб.5 Прочность на растяжение.6 Сдвиг, кручение и комбинированные напряжения.7
Подробнее ЭТОГО ЛАЙНЕР ДОСТАТОЧНО?
ЭТОГО ЛАЙНЕР ДОСТАТОЧНО? Филип Макфарлейн, Opus International Consultants Ltd РЕЗЮМЕ Объем работ по восстановлению трубопроводов, проводимых в Новой Зеландии, увеличивается с каждым годом.Больший диаметр
Подробнее Глава 2 (продолжение) — Руководство пользователя для бетонного материала LS-DYNA, модель 159, май 2007 г.
PDF-файлы можно просматривать с помощью Acrobat® Reader®
Глава 2. Теоретическое руководство
Модуль объема и сдвига
Модуль Юнга бетона зависит от прочности бетона, как показано в таблице 1. Эти измерения взяты из уравнения в CEB, как показано на рисунке 74:
Рисунок 74.Уравнение. Модуль Юнга по умолчанию E .
Здесь E — это модуль Юнга, а E C = 18,275 МПа (2651 фунт / кв. Дюйм) (что является значением модуля Юнга при f ‘ c = 10 МПа (1450 фунтов на кв. Дюйм)). Это значение E C предназначено для моделирования, которое моделируется линейно по отношению к пику (без предварительного пикового упрочнения). Коэффициент Пуассона обычно составляет от 0,1 до 0,2. Значение η = 0.Здесь выбрано 15, и предполагается, что оно остается постоянным с учетом прочности бетона. Основываясь на этой информации, модули объема и сдвига по умолчанию ( K и G ) в таблице 1 получены из классических соотношений между константами жесткости, как показано на рисунке 75:
Рисунок 75. Уравнение. Модули сдвига и объема, G и K .
Уравнения на рисунках 74 и 75 реализованы в процедурах инициализации конкретной модели для установки модулей бетона по умолчанию в зависимости от прочности бетона на сжатие.
В качестве альтернативы Комитет 318 ACI предлагает формулу, показанную на Рисунке 76 для модуля упругости:
Рисунок 76. Уравнение. Модуль упругости ACI, E c .
, где w c — плотность бетона в килограммах на кубический метр (кг / м 3 ). Для бетона нормального веса с w c = 2286 кг / м 3 (5040 фунтов на кубический фут (фунт / фут 3 )) эта формула сводится к уравнению, показанному на рисунке 77:
Рисунок 77.Уравнение. Пониженный модуль Юнга по ACI, E c .
Эта формула дает модули Юнга, которые находятся в пределах ± 9 процентов от значений, представленных на рисунке 74, как показано в таблице 2.
Таблица 1. Данные модули объемной массы и сдвига бетона по умолчанию получены из формулы для модуля Юнга, приведенной в CEB. Предел прочности на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) Модуль Юнга, ГПа (тыс. Фунтов / кв. Дюйм) Коэффициент Пуассона Модуль объемной упругости, ГПа (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) Модуль сдвига, ГПа (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) 20 (2,901) 23.0 (3 336) 0,15 11,0 (1595) 10,0 (1450) 28 (4,061) 25,8 (3 742) 0,15 12,3 (1784) 11,2 (1624) 38 (5,511) 28,5 (4 134) 0,15 13,6 (1973) 12,4 (1798) 48 (6962) 30.8 (4 467) 0,15 14,7 (2132) 13,4 (1 944) 58 (8,412) 32,8 (4 757) 0,15 15,6 (2263) 14,3 (2074)
ГПа = гигапаскалях
МПа =
мегапаскалей тысяч фунтов / кв. Дюйм = тысячи фунтов на квадратный дюйм
psi = фунтов на квадратный дюйм
Таблица 2. Эти объемные модули и модули сдвига для бетона выводятся из формулы для модуля Юнга, предложенной Комитетом по кодексу ACI. Предел прочности на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) Модуль Юнга, ГПа (тыс. Фунтов / кв. Дюйм) Коэффициент Пуассона Модуль объемной упругости, ГПа (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) Модуль сдвига, ГПа (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) 20 (2,901) 21,0 (3046) 0,15 10,0 (1450) 9,1 (1320) 28 (4,061) 24.9 (3 611) 0,15 11,9 (1726) 10,8 (1566) 38 (5,511) 28,9 (4192) 0,15 13,8 (2 002) 12,6 (1827) 48 (6962) 32,6 (4728) 0,15 15,5 (2248) 14,2 (2060) 58 (8,412) 35.8 (5,192) 0,15 17,0 (2,466) 15,6 (2263)
Поверхность трехосного сжатия
Уравнение поверхности текучести TXC подходит для четырех измерений прочности. С точки зрения безопасности на дорогах режимы, представляющие интерес, прежде всего, представляют собой режимы растяжения и низкого ограничивающего давления. Следовательно, первое и наиболее распространенное измерение — это неограниченное сжатие, при котором давление составляет одну треть от силы.Второе измерение — это одноосное растяжение, которое часто называют прямым растяжением. Третье измерение — трехосное натяжение (равное натяжение в трех направлениях), которое определяет вершину поверхности текучести TXC. Четвертое измерение — TXC при заданном давлении. Выбранное давление составляет 70 МПа (10 153 фунтов на кв. Дюйм). Подгонка к этому измерению фиксирует поверхность текучести при давлении от низкого до среднего.
Измерения прочности приведены в таблице 3. Измерения одноосного сжатия и растяжения взяты из таблиц и информации, представленной в CEB.Измерение трехосного натяжения равно измерению одноосного натяжения. Этот выбор, наряду с соответствующим выбором трехинвариантных масштабных коэффициентов, будет моделировать прочность на двухосное растяжение, приблизительно равную прочности на одноосное растяжение. Это рекомендация CEB.
Измерение TXC (разность главных напряжений) взято из анализа данных испытаний. Например:
- Измерения, проведенные для трех одинаковых бетонов с f ‘c = 45 МПа (6527 фунтов на кв. Дюйм), показывают среднюю трехосную прочность около 120 МПа (17 405 фунтов на квадратный дюйм) (разница главных напряжений) при давлении 69 МПа (10 008 фунтов на квадратный дюйм). ). (25)
- Измерения, указанные в справочном материале 28 для бетона нормальной прочности с f ‘ C = 25 МПа (3626 фунтов на квадратный дюйм), указывают на разность основных напряжений 69 МПа (10 008 фунтов на квадратный дюйм) при давлении 37 МПа (5366 фунтов на квадратный дюйм). ).
Таблица 3. Приблизительные измерения прочности, используемые для установки параметров поверхности текучести TXE по умолчанию. Тип измерения Набор сильных сторон 1 Набор сильных сторон 2 Набор сильных сторон 3 Набор сильных сторон 4 Набор сильных сторон 5 Одноосное сжатие f ‘ C МПа (psi) 20 (2 901) 28 (4061) 38 (5 511) 48 (6962) 58 (8 412) Одноосное растяжение f ‘ T
МПа (фунт / кв. Дюйм) 1.6 (232) 2,2 (319,1) 2,9 (421) 3,5 (508) 4,1 (595) Трехосное натяжение
МПа (фунт / кв. Дюйм) 1,6 (232) 2,2 (319,1) 2,9 (421) 3,5 (508) 4,1 (595) Трехосное сжатие
2,75 f ‘ C при P = 1,5 f’ C
МПа (фунт / кв. Дюйм) 55 (7 977) 77 (11 168) 105 (15 229) 132 (19 145) 160 (23 206)
Уравнение поверхности текучести TXC связывает прочность с давлением через четыре параметра, как показано на рисунке 78:
Рисунок 78.Уравнение. TXC Strength.
При каждом значении прочности на неограниченное сжатие четыре параметра прочности ( α, λ, β, θ ) одновременно соответствуют четырем значениям прочности с помощью итерационной процедуры. Соответствующие значения для пяти сильных сторон приведены в таблице 4.
Очевидно, пользователь может пожелать проанализировать бетон с прочностью, отличной от пяти перечисленных. Для этого квадратные уравнения в зависимости от прочности на неограниченное сжатие подходят для каждого параметра, P , как показано на рисунке 79:
Рисунок 79.Уравнение. Параметр интерполяции P .
Для поверхности текучести TXC параметр P представляет α, λ, β, или q . Установленные значения A P , B P и C P приведены в таблице 5. Подгоняемые значения A P , B P и C P для всех остальных входных параметров конкретной модели (TOR и TXE поверхности текучести, крышка, повреждение, параметры скоростных эффектов) приведены в последующих разделах.
Таблица 4. Входные параметры поверхности текучести ТХС в зависимости от прочности на неограниченное сжатие. Неограниченный
Компрессия
Прочность
МПа (фунт / кв. Дюйм) α
МПа (фунт / кв. Дюйм) λ
МПа (фунт / кв. Дюйм) β
МПа -1 (фунт / кв. Дюйм -1 ) θ 20 (2,901) 12.8 (1856) 10,5 (1523) 1.929E-02 0,266 28 (4,061) 14,2 (2060) 10,5 (1523) 1.929E-02 0,290 38 (5,511) 15,4 (2234) 10,5 (1523) 1.929E-02 0,323 46 (6 672) 15,9 (2306) 10.5 (1523) 1.929E-02 0,350 58 (8,412) 15,9 (2306) 10,5 (1523) 1.929E-02 0,395
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
Таблица 5. Коэффициенты квадратного уравнения, которые устанавливают параметры поверхности текучести TXE, TOR и TXE по умолчанию в зависимости от прочности на неограниченное сжатие. Входной параметр P A P B P C P TXC Поверхность α (МПа) -0,003
(МПа -1 ) 0,3169747 7,7047
(МПа) λ (МПа) 0
(МПа -1 ) 0 10.5
(МПа) β (МПа -1 ) 0
(МПа -3 ) 0
(МПа -2 ) 1.929E-02
(МПа -1 ) θ 1,3216E-05
(МПа -2 ) 2.3548E-03
(МПа -1 ) 0,2140058 Поверхность TOR α λ 0
(МПа -2 ) 0
(МПа -1 ) 0.74735 λ λ 0
(МПа -2 ) 0
(МПа -1 ) 0,17 β λ (МПа -1 ) -1.9972e-05
(МПа -3 ) 2.2655e-04
(МПа -2 ) 8.1748e-02
(МПа -1 ) θ λ (МПа -1 ) -3.8859e-07
(МПа -3 ) -3.9317e-04
(МПа -2 ) 1,5820e-03
(МПа -1 ) Поверхность TXE α 2 0
(МПа -2 ) 0
(МПа -1 ) 0,66 λ 2 0
(МПа -2 ) 0
(МПа -1 ) 0.16
(МПа) β 2 (МПа -1 ) -1.9972e-05
(МПа -3 ) 2.2655e-04
(МПа -2 ) 8.2748e-02
(МПа -1 ) θ 2 (МПа -1 ) -4.8697e-07
(МПа -3 ) -1,8883e-06
(МПа -2 ) 1.8822e-03
(МПа -1 )
фунт / кв. Дюйм = 145,05 МПа
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
МПа -2 = 0,000047538 фунт / кв. Дюйм -2
МПа -3 = 0,000000328 фунт / кв. Дюйм -3
Поверхности трехосного удлинения и кручения
Масштабные функции Рубина определяют прочность бетона при любом напряженном состоянии относительно прочности TXC. (17) Коэффициенты прочности показаны на рисунке 80:
Рисунок 80.Уравнение. Наиболее общая форма для Q 1 , Q 2 .
, где Q 1 — это отношение прочности TOR / TXE, а Q 2 — отношение прочности TXE / TXE. Каждое соотношение может оставаться постоянным или изменяться в зависимости от давления. Подгонки этих уравнений к данным по умолчанию приведены в таблицах 6 и 7 и основаны на следующих данных и предположениях:
- Поверхность текучести в девиаторной плоскости имеет треугольную форму при растягивающем давлении.Это означает, что Q 1 = 0,5774 и Q 2 = 0,5. В этом случае Q 1 и Q 2 задаются внутри, а значения α λ , λ λ , β λ , θ λ и α 2 , λ 2 , β 2 , θ 2 не используются. Они соответствуют модельным значениям прочности на двухосное растяжение, которые находятся в пределах 1 процента от пределов одноосного растяжения, как указано в CEB.
- Форма поверхности текучести в девиаторной плоскости переходит от треугольника при P = 0 к неправильному шестиугольнику при P > 0. В этом случае Q 2 задается для обеспечения прочности на двухосное сжатие. это примерно на 15 процентов больше, чем прочность на одноосное сжатие ( f ‘ BC = 1,15 f ‘ C ), как указано в CEB. Эта спецификация CEB согласуется с данными ссылки 16.Эта ссылка предлагает двухосную прочность на сжатие, которая примерно на 16 процентов выше, чем прочность на неограниченное сжатие.
- Посадки при растяжении и сжатии будут плавно пересекаться при значениях Q 1 = 0,5774 и Q 2 = 0,5 при чистом сдвиге ( P = 0).
Таблица 6. Входные параметры поверхности текучести TOR как функция прочности на неограниченное сжатие. Неограниченный
Компрессия
Прочность
МПа (фунт / кв. Дюйм) α 1 λ 1 β 1 МПа -1 (psi -1 ) θ 1 МПа -1 (psi -1 ) 20 (2,901) 0.74735 0,170 0,07829 1.372E-03 28 (4,061) 0,74735 0,170 0,07252 1.204E-03 38 (5,511) 0,74735 0,170 0,06135 9.247e-04 46 (6 672) 0,74735 0.170 0,05004 6.382E-04 58 (8,412) 0,74735 0,170 0,02757 1.147E-04
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
Таблица 7. Входные параметры поверхности текучести TXE в зависимости от прочности на неограниченное сжатие. Прочность на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) α 2 λ 2 β 2 МПа -1 (psi -1 ) θ 2 МПа -1 (psi -1 ) 20 (2,901) 0.66 0,16 0,07829 1.649E-03 28 (4,061) 0,66 0,16 0,07252 1.450E-03 38 (5,511) 0,66 0,16 0,06135 1.102e-03 46 (6 672) 0,66 0,16 0.05004 7.687e-04 58 (8,412) 0,66 0,16 0,02757 1,310E-04
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
Опять же, поскольку пользователи могут захотеть проанализировать бетон с прочностью, отличной от пяти перечисленных, квадратные уравнения как функция прочности на неограниченное сжатие подходят для каждого набора значений параметров для поверхностей TOR и TXE.Коэффициенты квадратного уравнения ранее были приведены в таблице 5.
Расположение, форма и параметры заглушки
Параметры крышки выбираются путем подбора кривых зависимости давления от объемной деформации, измеренных при испытаниях на гидростатическое сжатие и одноосную деформацию. Посадки по умолчанию, приведенные в таблице 8, основаны на следующих данных и предположениях:
- Начальное положение крышки — инвариант давления, при котором гидростатическая
Кривая давление-объемная деформация становится нелинейной.Нелинейность возникает при более низких давлениях для бетона с более низкой прочностью. Следовательно, первоначальное расположение крышки уменьшается с уменьшением прочности бетона.
- Форма крышки в сочетании с первоначальным положением крышки задает давление, при котором кривая одноосной деформации давление-объемная деформация становится нелинейной. Параметр формы крышки 5 является типичным и обычно используется разработчиком для подгонки бетона с f ‘c = 45 МПа (6 527 фунтов на кв. Дюйм).
- Максимальное изменение пластического объема устанавливает диапазон объемной деформации, в котором кривая давление-объемная деформация является нелинейной (от начала до блокировки).Обычно максимальное пластическое изменение объема приблизительно равно пористости воздушных пустот. Значение 0,05 указывает на пористость воздушных пустот 5 процентов. Не ожидается, что поры в приложениях для обеспечения безопасности на дорогах будут полностью уплотнены. Таким образом, этот параметр установлен так, чтобы обеспечить разумную форму кривой зависимости давления от объемной деформации в режиме от низкого до среднего давления, применимого к испытаниям безопасности на дорогах.
- Параметр линейного упрочнения крышки задает форму кривой объемной деформации давления, хотя он производит внезапный переход в начале нелинейности.Параметр квадратичной закалки шапки сглаживает этот переход.
Пример кривой давление-объемная деформация из моделирования изотропного сжатия приведен на рисунке 81. Этот рисунок демонстрирует, как каждый параметр влияет на форму кривой.
Исходное положение крышки зависит от прочности на сжатие. Квадратное уравнение используется для определения положения крышки при прочности на сжатие, отличной от пяти указанных в таблице. Коэффициенты квадратного уравнения: A P = 8.769178e-03 МПа -1 , B P = -7,3302306e-02 и C P = 84,85 МПа (12,306 фунт / кв. Дюйм) .
Таблица 8. Форма, расположение и параметры твердения крышки в зависимости от прочности на неограниченное сжатие. Прочность на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) Форма крышки R Расположение крышки X o МПа (psi) Максимальное изменение объема пластика W Линейное упрочнение D 1 МПа (psi) Квадратичное упрочнение D 2 МПа 2 (psi 2 ) 20 (2,901) 5 87 (12 618) 0.05 2.50e-04 3,49e-07 28 (4,061) 5 90 (13 053) 0,05 2.50e-04 3,49e-07 38 (5,511) 5 95 (13 779) 0,05 2.50e-04 3,49e-07 48 (6962) 5 102 (14 794) 0.05 2.50e-04 3,49e-07 58 (8,412) 5 110 (15 954) 0,05 2.50e-04 3,49e-07
фунт / кв. Дюйм = 145,05 МПа
фунт / кв. Дюйм = 145,05 МПа
Рисунок 81. График. Это моделирование изотропного сжатия демонстрирует, как параметры крышки задают форму кривой объемной деформации давления.
Параметры повреждений
Бетон размягчается в режимах растяжения и низкого ограничивающего давления. Для целей моделирования энергия разрушения определяется как площадь под участком разупрочнения кривой «напряжение-смещение» от пикового напряжения до полного разупрочнения. Одно уравнение в CEB связывает измеренную энергию разрушения при растяжении с прочностью на неограниченное сжатие и максимальным размером заполнителя, как показано на Рисунке 82:
. Рисунок 82.Уравнение. Энергия разрушения по умолчанию G F .
Таблица 9. Коэффициенты для уравнения энергии разрушения. Максимальный размер заполнителя, мм (дюймы) G F0 КПа-см (фунт / дюйм2) 8 (0,31 дюйма) 2,5 16 (0,62 дюйма) 3,0 32 (1.26 дюймов) 3,8
КПа-см = килопаскаль-сантиметр
1 КПа-см = 0,05710 фунтов на квадратный дюйм
Здесь G F0 — энергия разрушения при f ¢ c = 10 МПа (1450 фунтов на кв. Дюйм) как функция максимального размера агрегата. CEB фактически указывает значение G F0 как 5,8 для 32-мм (1,26 дюйма) агрегата, но оно было заменено на 3,8, чтобы привести G F в соответствие с табличными значениями CEB.Подгонка квадратного уравнения к этим значениям G F0 как функция размера заполнителя в мм составляет A P = 0,000520833 см / кПа, B P = 0,75 см и C P = 1,9334 КПа-см.
Энергии разрушения при растяжении, рассчитанные по уравнению на Рисунке 82 для пяти удельных значений прочности бетона, приведены в Таблице 10.
Таблица 10. Энергия разрушения при растяжении, приведенная в CEB в зависимости от прочности бетона. Прочность на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) Суммарное 8-мм (0,31 дюйма) КПа-см (фунт / дюйм2) Совокупный 16 мм (0,62 дюйма) КПа-см (фунт / дюйм2) Совокупное 32 мм (1,26 дюйма) КПа-см (фунт / дюйм2) 20 (2,901) 4,0 5,0 6.5 28 (4,061) 5.0 6,0 8,0 38 (5,511) 6,5 7,5 9,5 48 (6962) 7,0 9,0 1,15 58 (8,412) 8,5 1,05 1,30
1 кПа-см = 0,05710 фунтов на квадратный дюйм
Модель бетонного материала требует указания энергии разрушения в одноосном растягивающем напряжении, одноосном напряжении сжатия и чистом напряжении сдвига.Значения по умолчанию для энергии разрушения при растяжении задаются уравнением на Рисунке 82. Значения по умолчанию для энергии разрушения при сжатии установлены равными 100-кратной энергии разрушения при растяжении. Значения по умолчанию для энергии разрушения при сдвиге установлены равными энергии разрушения при растяжении.
Другие требуемые входные параметры: пороги хрупкого и вязкого повреждения и максимальные уровни повреждения:
- Каждый порог повреждения устанавливает уровень энергии упругой деформации, при котором начинается разупрочнение.Порог хрупкого повреждения устанавливается равным уровню энергии упругой деформации при неограниченном растяжении при пиковом напряжении. Порог вязкого повреждения устанавливается равным уровню энергии упругой деформации при неограниченном сжатии при пиковом напряжении.
- Форма кривых смягчения задается параметрами B и D . Значение B = 100,0 установлено при сжатии для постепенного начального размягчения (плоская вершина). Значение D = 0,1 установлено при растяжении для хрупкого начального размягчения (заостренный верх).
- Параметры максимального повреждения устанавливают максимальные уровни повреждений, достигаемые при неограниченном сжатии и растяжении. Максимальные уровни повреждений установлены равными 0,99 как для хрупких, так и для вязких составов.
Параметры скорости деформации
Бетон демонстрирует увеличение прочности с увеличением скорости деформации (см. Рисунок 13 и Рисунок 14). Данные обычно представляются в виде отношения динамической прочности к статической, называемого коэффициентом динамического увеличения (DIF).CEB предоставляет спецификации для DIF, как обсуждается в приложении D. Однако спецификации CEB не очень хорошо подходят для данных о растяжении, ранее показанных на рисунке 14. Таким образом, DIF, используемый и показанный на рисунке 83, основан на опыте разработчика. различные оборонные контракты, особенно для бетона с прочностью около f ‘ c = 45 МПа (6 527 фунтов на квадратный дюйм). Эти характеристики хорошо согласуются с данными о растяжении и сжатии, ранее показанными на рисунках 13 и 14.
Спецификации DIF приблизительно удовлетворяются путем выполнения многочисленных расчетов и выбора параметров эффектов скорости вязкопластичности методом проб и ошибок. Параметры вязкопластичности применяются к формулировкам пластичности, разрушения и энергии разрушения. Эти параметры: η 0t и n t для подбора данных одноосного растягивающего напряжения и η 0c и n c для подбора данных одноосного сжатия.Коэффициенты квадратного уравнения зависят от прочности на неограниченное сжатие, но не зависят от размера заполнителя.
Параметры по умолчанию при растяжении: n t = 0,48, с коэффициентами квадратного уравнения для η 0t из A P = 8.0614774E-13 , B P = −9.77736719E -10 и C P = 5.0752351E-05 для времени в секундах и напряжения в фунтах на квадратный дюйм.Параметры сжатия по умолчанию: n c = 0,78, с коэффициентами квадратного уравнения для η 0c из A P = 1,2772337-11 , B P = −1,0613722E-07 , и C P = 3.203497-04. Параметры скоростных эффектов при чистом напряжении сдвига устанавливаются равными параметрам при растяжении с помощью параметра Srate = 1.
Пределы перенапряжения при растяжении ( по сравнению с ) и сжатию ( по сравнению с ) ограничивают эффекты скорости при высоких скоростях деформации (> 100).Коэффициенты квадратного уравнения перенапряжения для overt равны A P = 1,309663E-02 МПа -1 , B P = -0,3927659 и C P = 21,45 МПа. Они обеспечивают пределы перенапряжения при растяжении и сжатии 21 МПа (3046 фунтов на квадратный дюйм) при прочности на неограниченное сжатие 30 МПа (4351 фунтов на квадратный дюйм).
В литературе содержится противоречивая информация о том, зависит ли энергия разрушения от скорости деформации.Одна из возможностей — смоделировать энергию разрушения независимо от скорости деформации ( repow = 0). Другая возможность — увеличить энергию разрушения со скоростью деформации путем умножения статической энергии разрушения на DIF ( repow = 1). Опыт разработчика заключался в увеличении значения энергии разрушения со скоростью деформации; следовательно, repow = 1 — значение по умолчанию. Это значение обеспечивает хорошую корреляцию с данными испытаний для большинства проблем, проанализированных и обсуждаемых в сопроводительном отчете об оценке конкретной модели. (1) Однако моделирование рельсов моста Texas T4 лучше всего коррелирует с данными, если энергия разрушения увеличивается пропорционально квадратному корню из скорости деформации ( repow = 0,5).
Рисунок 83. График. Приблизительное динамическое увеличение при растяжении и сжатии
факторов для поведения конкретной модели по умолчанию.
Шт.
Предусмотрено пять систем единиц. Это:
- EQ.0. ГПа, мм, миллисекунды, кг / мм 3 , килоньютон (кН)
- EQ. 1. МПа, мм, миллисекунды, граммы на кубический миллиметр (г / мм 3 ), ньютоны (Н)
- EQ. 2. МПа, мм, секунды, миллиграммы на мм 3 (мг / мм 3 ), N
- EQ. 3. psi, дюйм, секунды, фунт-секунды в квадрате на дюйм до четвертой (фунт-с 2 / дюйм 4 ), фунт
- EQ. 4. Па, м, секунды, кг / м 3 , Н
Предыдущая | Содержание | Следующий
Круглые и квадратные бетонные колонны, внешне ограниченные композитом из углепластика: экспериментальные исследования и модели эффективной прочности
6.1.1. Прочность на сжатие бетона из стеклопластика
Были разработаны различные модели удержания бетона из стеклопластика. Большинство этих моделей выполнено на испытаниях образцов простого бетона. В литературе сообщается об ограниченном количестве испытаний на осевую прочность на сжатие и деформацию железобетонных образцов, ограниченных FRP. Большинство существующих моделей прочности для бетона с FRP приняли концепцию Richart et al. (1929) [22], в котором прочность при разрушении для бетона, ограниченного гидростатическим давлением жидкости, принимает следующую форму:
f’cc = f’co + k1.flE4
Где f ‘ cc и f’ co — прочность на сжатие замкнутого и неограниченного бетона соответственно, f l — боковое удерживающее давление и k 1 — коэффициент эффективности локализации. Применяя свою модель к стальному бетону, Richart et al. (1929) [22] предположили, что k 1 является константой, равной 4.1. Тем не менее, несколько исследований показали, что существующие модели для осевой прочности на сжатие стального бетона являются неконсервативными и не могут использоваться для FRP-бетона (см .: [6,21,23-27], среди прочего). Многие авторы выдвинули в отношении моделей удержания на основе стали возражение, что они не учитывают глубокую разницу в поведении деформации при одноосном растяжении между сталью и FRP. По словам этих авторов, хотя предположение о постоянном ограничивающем давлении все еще реалистично в случае удержания стали в фазе текучести, оно не может быть распространено на материалы из стеклопластика, которые не проявляют никакой текучести и поэтому наносят на бетонный сердечник непрерывно увеличивающийся внутрь давление.Тем не менее, ряд моделей прочности был предложен специально для бетона из стеклопластика, в которых используется уравнение (4) с модифицированными выражениями для k 1 (например, [6,7,23-25,27-36]). Большинство этих моделей использовали постоянное значение для k 1 (от 2 до 3,5), что указывает на то, что экспериментальные данные, доступные в литературе, показывают линейную зависимость между прочностью замкнутого бетона f ‘ cc и боковое ограничивающее давление f l ([7,29,31-37]).Другие исследователи выразили k 1 в нелинейной форме через f l / f ‘ co или f l [6,23-25,27 , 28,30].
Окружная деформация разрушения FRP
Согласно полученным результатам испытаний, цилиндр выходит из строя до того, как FRP достигает своей предельной деформации ε fu . Таким образом, разрушение происходит преждевременно, а окружная деформация разрушения была ниже, чем предельная деформация, полученная при стандартных испытаниях на растяжение композита FRP.Это явление значительно влияет на точность существующих моделей для бетона из стеклопластика. Ссылаясь на Таблицу 3, например, разрыв низкопрочного цилиндра IRCC.2.3L соответствовал максимальному удлинению композита (окружная деформация разрушения) ε h, разрыв 12,42 ‰, что ниже, чем предельная деформация композита ε fu (14 ‰), так как она составляет около 88%. Это снижение деформации композитов FRP может быть объяснено несколькими причинами, о которых сообщается в соответствующей литературе [6,33,38]:
— Изогнутая форма композитной обертки или смещение волокон может снизить осевую прочность FRP;
— Бетон, близкий к разрушению, имеет внутренние трещины, что приводит к неоднородным деформациям.Из-за этих неоднородных деформаций и высоких нагрузок на бетон с трещинами в арматуре из стеклопластика могут возникать локальные концентрации напряжений.
Бетонная смесь Код образца εfu (‰) εh.rup. (‰) εh.rup. / εfu CRCI.1L. 1 14 13,15 0.939 CRCI.1L. 2 14 13,16 0,940 I (26 МПа) CRCI.3L. 1 14 14.06 1.004 CRCI.3L. 2 14 12,42 0,887 CPCI.1L. 1 14 13,12 0,937 CPCI.3л. 1 14 13,18 0,941 CRCII.1L. 1 14 13,17 0,940 CRCII.1L. 2 14 13,16 0,940 II (50 МПа) CRCII.3L. 1 14 13,20 0,942 CRCII.3L. 2 14 13.17 0,940 CPCII.1L. 1 14 2,90 0,207 CPCII.3L. 1 14 13,15 0,939 CRCIII.1L. 1 14 7,79 0,556 CRCIII.1L. 2 14 2,61 0,186 III (62 МПа) CRCIII.3л. 1 14 4,10 0,292 CRCIII.3L. 2 14 7,15 0,510 CPCIII.1L. 1 14 2,46 0,175 CPCIII.3L. 1 14 12,89 0,920
Таблица 3.
Средние коэффициенты деформации разрыва кольца (круглые образцы)
Эффективный коэффициент деформации FRP
В существующих моделях бетона с замкнутым пространством FRP Обычно считается, что FRP разрывается, когда кольцевое напряжение в оболочке из FRP достигает предела прочности на разрыв в результате любого из испытаний плоского образца, которое в данном документе называется пределом прочности на разрыв материала FRP.Это предположение является основой для расчета максимального ограничивающего давления f l (ограничивающего давления, достигаемого при разрыве FRP), определяемого уравнением (1). Коэффициент удержания образца из стеклопластика определяется как отношение максимального ограничивающего давления к прочности неограниченного бетона ( f l / f ’ co ).
Однако экспериментальные результаты показывают, что прочность на разрыв материала FRP не была достигнута при разрыве FRP в бетоне с ограниченным FRP.В таблице 4 представлены средние отношения между измеренной окружной деформацией при разрыве FRP ( ε h, rup ) и предельной деформацией растяжения материала FRP ( ε fu ). Видно, что, когда все круглые образцы настоящего исследования рассматриваются вместе, среднее отношение ( ε h, rup / ε fu ) имеет значение, близкое к 0,73 и относящееся к to, в данной статье, как эффективный коэффициент деформации FRP η .Таким образом, максимальное ограничивающее давление, определяемое уравнением (1), можно рассматривать как номинальное значение. Эффективное максимальное боковое ограничивающее давление определяется по формуле:
fl, eff = 2tfrpEfrpεh, rupd = 2tfrpEfrpηεfud = ηflE5
Таблица 3 показывает, что предположение о разрыве FRP, когда напряжение в оболочке достигает прочности на разрыв материала FRP, неверно для бетон ограничен обертками FRP.
Предлагаемое уравнение
Предлагается простое уравнение для прогнозирования максимальной прочности замкнутого FRP бетона различной неограниченной прочности на основе регрессии данных испытаний, представленных в таблице 4.На рисунке 12 показано соотношение между фактическим коэффициентом удержания f l, eff / f ‘ co и коэффициентом усиления f’ cc / f ‘ co. для цилиндров тестовой серии. Можно видеть, что коэффициент усиления пропорционален объемному соотношению и прочности FRP (с точки зрения эффективного бокового ограничивающего давления f l, eff ) и обратно пропорционален прочности неограниченного бетона.Следовательно, связь может быть аппроксимирована линейной функцией. Линию тренда этих данных испытаний можно точно аппроксимировать с помощью следующего уравнения:
f’ccf’co = 1 + 2,20fl, efff’coE6
Используя коэффициент уменьшения η 0,73 с заменой f l, eff на f l в уравнение (6) предельная осевая прочность на сжатие бетона с FRP-изоляцией принимает форму:
f’ccf’co = 1 + 1.60flf’coE7
Рисунок 13 представляет собой график зависимости коэффициента упрочнения f ‘ cc / f’ co от коэффициента удержания f l / f ‘ co . Линия тренда на этом рисунке показывает гораздо больший средний коэффициент эффективности удержания k 1 . Это можно объяснить действием эффективного бокового ограничивающего давления.
Код образца f’co (МПа) tcfrp (мм) 9f358 ‰) εh.руп. (‰) fl / f’co fl.eff / f’co f’cc / f’co εco (‰) εcc / εco 9038 CRCI.1L. 1 29,51 1 34 14 13,15 0,201
Испытания на прочность бетона наивысшего качества — Отличные предложения по испытаниям прочности бетона от глобальных продавцов испытаний прочности бетона
Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для испытаний бетона на прочность.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эти лучшие испытания на прочность в кратчайшие сроки станут одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что прошли тесты на прочность бетона на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в испытаниях бетона на прочность и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы согласитесь, что вы получите эти тесты на прочность бетона по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
.
Глава 2 (продолжение) — Руководство пользователя для бетонного материала LS-DYNA, модель 159, май 2007 г.
PDF-файлы можно просматривать с помощью Acrobat® Reader®
Глава 2. Теоретическое руководство
Модуль объема и сдвига
Модуль Юнга бетоназависит от прочности бетона, как показано в таблице 1. Эти измерения взяты из уравнения в CEB, как показано на рисунке 74:
Рисунок 74.Уравнение. Модуль Юнга по умолчанию E .
Здесь E — это модуль Юнга, а E C = 18,275 МПа (2651 фунт / кв. Дюйм) (что является значением модуля Юнга при f ‘ c = 10 МПа (1450 фунтов на кв. Дюйм)). Это значение E C предназначено для моделирования, которое моделируется линейно по отношению к пику (без предварительного пикового упрочнения). Коэффициент Пуассона обычно составляет от 0,1 до 0,2. Значение η = 0.Здесь выбрано 15, и предполагается, что оно остается постоянным с учетом прочности бетона. Основываясь на этой информации, модули объема и сдвига по умолчанию ( K и G ) в таблице 1 получены из классических соотношений между константами жесткости, как показано на рисунке 75:
Рисунок 75. Уравнение. Модули сдвига и объема, G и K .
Уравнения на рисунках 74 и 75 реализованы в процедурах инициализации конкретной модели для установки модулей бетона по умолчанию в зависимости от прочности бетона на сжатие.
В качестве альтернативы Комитет 318 ACI предлагает формулу, показанную на Рисунке 76 для модуля упругости:
Рисунок 76. Уравнение. Модуль упругости ACI, E c .
, где w c — плотность бетона в килограммах на кубический метр (кг / м 3 ). Для бетона нормального веса с w c = 2286 кг / м 3 (5040 фунтов на кубический фут (фунт / фут 3 )) эта формула сводится к уравнению, показанному на рисунке 77:
Рисунок 77.Уравнение. Пониженный модуль Юнга по ACI, E c .
Эта формула дает модули Юнга, которые находятся в пределах ± 9 процентов от значений, представленных на рисунке 74, как показано в таблице 2.
Предел прочности на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) | Модуль Юнга, ГПа (тыс. Фунтов / кв. Дюйм) | Коэффициент Пуассона | Модуль объемной упругости, ГПа (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) | Модуль сдвига, ГПа (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) |
---|---|---|---|---|
20 (2,901) | 23.0 (3 336) | 0,15 | 11,0 (1595) | 10,0 (1450) |
28 (4,061) | 25,8 (3 742) | 0,15 | 12,3 (1784) | 11,2 (1624) |
38 (5,511) | 28,5 (4 134) | 0,15 | 13,6 (1973) | 12,4 (1798) |
48 (6962) | 30.8 (4 467) | 0,15 | 14,7 (2132) | 13,4 (1 944) |
58 (8,412) | 32,8 (4 757) | 0,15 | 15,6 (2263) | 14,3 (2074) |
ГПа = гигапаскалях
МПа =
мегапаскалейтысяч фунтов / кв. Дюйм = тысячи фунтов на квадратный дюйм
psi = фунтов на квадратный дюйм
Предел прочности на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) | Модуль Юнга, ГПа (тыс. Фунтов / кв. Дюйм) | Коэффициент Пуассона | Модуль объемной упругости, ГПа (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) | Модуль сдвига, ГПа (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) |
---|---|---|---|---|
20 (2,901) | 21,0 (3046) | 0,15 | 10,0 (1450) | 9,1 (1320) |
28 (4,061) | 24.9 (3 611) | 0,15 | 11,9 (1726) | 10,8 (1566) |
38 (5,511) | 28,9 (4192) | 0,15 | 13,8 (2 002) | 12,6 (1827) |
48 (6962) | 32,6 (4728) | 0,15 | 15,5 (2248) | 14,2 (2060) |
58 (8,412) | 35.8 (5,192) | 0,15 | 17,0 (2,466) | 15,6 (2263) |
Поверхность трехосного сжатия
Уравнение поверхности текучести TXC подходит для четырех измерений прочности. С точки зрения безопасности на дорогах режимы, представляющие интерес, прежде всего, представляют собой режимы растяжения и низкого ограничивающего давления. Следовательно, первое и наиболее распространенное измерение — это неограниченное сжатие, при котором давление составляет одну треть от силы.Второе измерение — это одноосное растяжение, которое часто называют прямым растяжением. Третье измерение — трехосное натяжение (равное натяжение в трех направлениях), которое определяет вершину поверхности текучести TXC. Четвертое измерение — TXC при заданном давлении. Выбранное давление составляет 70 МПа (10 153 фунтов на кв. Дюйм). Подгонка к этому измерению фиксирует поверхность текучести при давлении от низкого до среднего.
Измерения прочности приведены в таблице 3. Измерения одноосного сжатия и растяжения взяты из таблиц и информации, представленной в CEB.Измерение трехосного натяжения равно измерению одноосного натяжения. Этот выбор, наряду с соответствующим выбором трехинвариантных масштабных коэффициентов, будет моделировать прочность на двухосное растяжение, приблизительно равную прочности на одноосное растяжение. Это рекомендация CEB.
Измерение TXC (разность главных напряжений) взято из анализа данных испытаний. Например:
- Измерения, проведенные для трех одинаковых бетонов с f ‘c = 45 МПа (6527 фунтов на кв. Дюйм), показывают среднюю трехосную прочность около 120 МПа (17 405 фунтов на квадратный дюйм) (разница главных напряжений) при давлении 69 МПа (10 008 фунтов на квадратный дюйм). ). (25)
- Измерения, указанные в справочном материале 28 для бетона нормальной прочности с f ‘ C = 25 МПа (3626 фунтов на квадратный дюйм), указывают на разность основных напряжений 69 МПа (10 008 фунтов на квадратный дюйм) при давлении 37 МПа (5366 фунтов на квадратный дюйм). ).
Тип измерения | Набор сильных сторон 1 | Набор сильных сторон 2 | Набор сильных сторон 3 | Набор сильных сторон 4 | Набор сильных сторон 5 | |
---|---|---|---|---|---|---|
Одноосное сжатие f ‘ C МПа (psi) | 20 (2 901) | 28 (4061) | 38 (5 511) | 48 (6962) | 58 (8 412) | |
Одноосное растяжение f ‘ T МПа (фунт / кв. Дюйм) | 1.6 (232) | 2,2 (319,1) | 2,9 (421) | 3,5 (508) | 4,1 (595) | |
Трехосное натяжение МПа (фунт / кв. Дюйм) | 1,6 (232) | 2,2 (319,1) | 2,9 (421) | 3,5 (508) | 4,1 (595) | |
Трехосное сжатие 2,75 f ‘ C при P = 1,5 f’ C МПа (фунт / кв. Дюйм) | 55 (7 977) | 77 (11 168) | 105 (15 229) | 132 (19 145) | 160 (23 206) |
Уравнение поверхности текучести TXC связывает прочность с давлением через четыре параметра, как показано на рисунке 78:
Рисунок 78.Уравнение. TXC Strength.
При каждом значении прочности на неограниченное сжатие четыре параметра прочности ( α, λ, β, θ ) одновременно соответствуют четырем значениям прочности с помощью итерационной процедуры. Соответствующие значения для пяти сильных сторон приведены в таблице 4.
Очевидно, пользователь может пожелать проанализировать бетон с прочностью, отличной от пяти перечисленных. Для этого квадратные уравнения в зависимости от прочности на неограниченное сжатие подходят для каждого параметра, P , как показано на рисунке 79:
Рисунок 79.Уравнение. Параметр интерполяции P .
Для поверхности текучести TXC параметр P представляет α, λ, β, или q . Установленные значения A P , B P и C P приведены в таблице 5. Подгоняемые значения A P , B P и C P для всех остальных входных параметров конкретной модели (TOR и TXE поверхности текучести, крышка, повреждение, параметры скоростных эффектов) приведены в последующих разделах.
Неограниченный Компрессия Прочность МПа (фунт / кв. Дюйм) | α МПа (фунт / кв. Дюйм) | λ МПа (фунт / кв. Дюйм) | β МПа -1 (фунт / кв. Дюйм -1 ) | θ |
---|---|---|---|---|
20 (2,901) | 12.8 (1856) | 10,5 (1523) | 1.929E-02 | 0,266 |
28 (4,061) | 14,2 (2060) | 10,5 (1523) | 1.929E-02 | 0,290 |
38 (5,511) | 15,4 (2234) | 10,5 (1523) | 1.929E-02 | 0,323 |
46 (6 672) | 15,9 (2306) | 10.5 (1523) | 1.929E-02 | 0,350 |
58 (8,412) | 15,9 (2306) | 10,5 (1523) | 1.929E-02 | 0,395 |
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
Входной параметр P | A P | B P | C P |
---|---|---|---|
TXC Поверхность α (МПа) | -0,003 (МПа -1 ) | 0,3169747 | 7,7047 (МПа) |
λ (МПа) | 0 (МПа -1 ) | 0 | 10.5 (МПа) |
β (МПа -1 ) | 0 (МПа -3 ) | 0 (МПа -2 ) | 1.929E-02 (МПа -1 ) |
θ | 1,3216E-05 (МПа -2 ) | 2.3548E-03 (МПа -1 ) | 0,2140058 |
Поверхность TOR α λ | 0 (МПа -2 ) | 0 (МПа -1 ) | 0.74735 |
λ λ | 0 (МПа -2 ) | 0 (МПа -1 ) | 0,17 |
β λ (МПа -1 ) | -1.9972e-05 (МПа -3 ) | 2.2655e-04 (МПа -2 ) | 8.1748e-02 (МПа -1 ) |
θ λ (МПа -1 ) | -3.8859e-07 (МПа -3 ) | -3.9317e-04 (МПа -2 ) | 1,5820e-03 (МПа -1 ) |
Поверхность TXE α 2 | 0 (МПа -2 ) | 0 (МПа -1 ) | 0,66 |
λ 2 | 0 (МПа -2 ) | 0 (МПа -1 ) | 0.16 (МПа) |
β 2 (МПа -1 ) | -1.9972e-05 (МПа -3 ) | 2.2655e-04 (МПа -2 ) | 8.2748e-02 (МПа -1 ) |
θ 2 (МПа -1 ) | -4.8697e-07 (МПа -3 ) | -1,8883e-06 (МПа -2 ) | 1.8822e-03 (МПа -1 ) |
фунт / кв. Дюйм = 145,05 МПа
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
МПа -2 = 0,000047538 фунт / кв. Дюйм -2
МПа -3 = 0,000000328 фунт / кв. Дюйм -3
Поверхности трехосного удлинения и кручения
Масштабные функции Рубина определяют прочность бетона при любом напряженном состоянии относительно прочности TXC. (17) Коэффициенты прочности показаны на рисунке 80:
Рисунок 80.Уравнение. Наиболее общая форма для Q 1 , Q 2 .
, где Q 1 — это отношение прочности TOR / TXE, а Q 2 — отношение прочности TXE / TXE. Каждое соотношение может оставаться постоянным или изменяться в зависимости от давления. Подгонки этих уравнений к данным по умолчанию приведены в таблицах 6 и 7 и основаны на следующих данных и предположениях:
- Поверхность текучести в девиаторной плоскости имеет треугольную форму при растягивающем давлении.Это означает, что Q 1 = 0,5774 и Q 2 = 0,5. В этом случае Q 1 и Q 2 задаются внутри, а значения α λ , λ λ , β λ , θ λ и α 2 , λ 2 , β 2 , θ 2 не используются. Они соответствуют модельным значениям прочности на двухосное растяжение, которые находятся в пределах 1 процента от пределов одноосного растяжения, как указано в CEB.
- Форма поверхности текучести в девиаторной плоскости переходит от треугольника при P = 0 к неправильному шестиугольнику при P > 0. В этом случае Q 2 задается для обеспечения прочности на двухосное сжатие. это примерно на 15 процентов больше, чем прочность на одноосное сжатие ( f ‘ BC = 1,15 f ‘ C ), как указано в CEB. Эта спецификация CEB согласуется с данными ссылки 16.Эта ссылка предлагает двухосную прочность на сжатие, которая примерно на 16 процентов выше, чем прочность на неограниченное сжатие.
- Посадки при растяжении и сжатии будут плавно пересекаться при значениях Q 1 = 0,5774 и Q 2 = 0,5 при чистом сдвиге ( P = 0).
Неограниченный Компрессия Прочность МПа (фунт / кв. Дюйм) | α 1 | λ 1 | β 1 МПа -1 (psi -1 ) | θ 1 МПа -1 (psi -1 ) |
---|---|---|---|---|
20 (2,901) | 0.74735 | 0,170 | 0,07829 | 1.372E-03 |
28 (4,061) | 0,74735 | 0,170 | 0,07252 | 1.204E-03 |
38 (5,511) | 0,74735 | 0,170 | 0,06135 | 9.247e-04 |
46 (6 672) | 0,74735 | 0.170 | 0,05004 | 6.382E-04 |
58 (8,412) | 0,74735 | 0,170 | 0,02757 | 1.147E-04 |
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
Прочность на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) | α 2 | λ 2 | β 2 МПа -1 (psi -1 ) | θ 2 МПа -1 (psi -1 ) |
---|---|---|---|---|
20 (2,901) | 0.66 | 0,16 | 0,07829 | 1.649E-03 |
28 (4,061) | 0,66 | 0,16 | 0,07252 | 1.450E-03 |
38 (5,511) | 0,66 | 0,16 | 0,06135 | 1.102e-03 |
46 (6 672) | 0,66 | 0,16 | 0.05004 | 7.687e-04 |
58 (8,412) | 0,66 | 0,16 | 0,02757 | 1,310E-04 |
МПа -1 = 0,006895 фунт / кв. Дюйм -1
Опять же, поскольку пользователи могут захотеть проанализировать бетон с прочностью, отличной от пяти перечисленных, квадратные уравнения как функция прочности на неограниченное сжатие подходят для каждого набора значений параметров для поверхностей TOR и TXE.Коэффициенты квадратного уравнения ранее были приведены в таблице 5.
Расположение, форма и параметры заглушки
Параметры крышки выбираются путем подбора кривых зависимости давления от объемной деформации, измеренных при испытаниях на гидростатическое сжатие и одноосную деформацию. Посадки по умолчанию, приведенные в таблице 8, основаны на следующих данных и предположениях:
- Начальное положение крышки — инвариант давления, при котором гидростатическая Кривая давление-объемная деформация становится нелинейной.Нелинейность возникает при более низких давлениях для бетона с более низкой прочностью. Следовательно, первоначальное расположение крышки уменьшается с уменьшением прочности бетона.
- Форма крышки в сочетании с первоначальным положением крышки задает давление, при котором кривая одноосной деформации давление-объемная деформация становится нелинейной. Параметр формы крышки 5 является типичным и обычно используется разработчиком для подгонки бетона с f ‘c = 45 МПа (6 527 фунтов на кв. Дюйм).
- Максимальное изменение пластического объема устанавливает диапазон объемной деформации, в котором кривая давление-объемная деформация является нелинейной (от начала до блокировки).Обычно максимальное пластическое изменение объема приблизительно равно пористости воздушных пустот. Значение 0,05 указывает на пористость воздушных пустот 5 процентов. Не ожидается, что поры в приложениях для обеспечения безопасности на дорогах будут полностью уплотнены. Таким образом, этот параметр установлен так, чтобы обеспечить разумную форму кривой зависимости давления от объемной деформации в режиме от низкого до среднего давления, применимого к испытаниям безопасности на дорогах.
- Параметр линейного упрочнения крышки задает форму кривой объемной деформации давления, хотя он производит внезапный переход в начале нелинейности.Параметр квадратичной закалки шапки сглаживает этот переход.
Пример кривой давление-объемная деформация из моделирования изотропного сжатия приведен на рисунке 81. Этот рисунок демонстрирует, как каждый параметр влияет на форму кривой.
Исходное положение крышки зависит от прочности на сжатие. Квадратное уравнение используется для определения положения крышки при прочности на сжатие, отличной от пяти указанных в таблице. Коэффициенты квадратного уравнения: A P = 8.769178e-03 МПа -1 , B P = -7,3302306e-02 и C P = 84,85 МПа (12,306 фунт / кв. Дюйм) .
Прочность на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) | Форма крышки R | Расположение крышки X o МПа (psi) | Максимальное изменение объема пластика W | Линейное упрочнение D 1 МПа (psi) | Квадратичное упрочнение D 2 МПа 2 (psi 2 ) |
---|---|---|---|---|---|
20 (2,901) | 5 | 87 (12 618) | 0.05 | 2.50e-04 | 3,49e-07 |
28 (4,061) | 5 | 90 (13 053) | 0,05 | 2.50e-04 | 3,49e-07 |
38 (5,511) | 5 | 95 (13 779) | 0,05 | 2.50e-04 | 3,49e-07 |
48 (6962) | 5 | 102 (14 794) | 0.05 | 2.50e-04 | 3,49e-07 |
58 (8,412) | 5 | 110 (15 954) | 0,05 | 2.50e-04 | 3,49e-07 |
фунт / кв. Дюйм = 145,05 МПа
фунт / кв. Дюйм = 145,05 МПа
Рисунок 81. График. Это моделирование изотропного сжатия демонстрирует, как параметры крышки задают форму кривой объемной деформации давления.
Параметры повреждений
Бетон размягчается в режимах растяжения и низкого ограничивающего давления. Для целей моделирования энергия разрушения определяется как площадь под участком разупрочнения кривой «напряжение-смещение» от пикового напряжения до полного разупрочнения. Одно уравнение в CEB связывает измеренную энергию разрушения при растяжении с прочностью на неограниченное сжатие и максимальным размером заполнителя, как показано на Рисунке 82:
.Рисунок 82.Уравнение. Энергия разрушения по умолчанию G F .
Максимальный размер заполнителя, мм (дюймы) | G F0 КПа-см (фунт / дюйм2) |
---|---|
8 (0,31 дюйма) | 2,5 |
16 (0,62 дюйма) | 3,0 |
32 (1.26 дюймов) | 3,8 |
КПа-см = килопаскаль-сантиметр
1 КПа-см = 0,05710 фунтов на квадратный дюйм
Здесь G F0 — энергия разрушения при f ¢ c = 10 МПа (1450 фунтов на кв. Дюйм) как функция максимального размера агрегата. CEB фактически указывает значение G F0 как 5,8 для 32-мм (1,26 дюйма) агрегата, но оно было заменено на 3,8, чтобы привести G F в соответствие с табличными значениями CEB.Подгонка квадратного уравнения к этим значениям G F0 как функция размера заполнителя в мм составляет A P = 0,000520833 см / кПа, B P = 0,75 см и C P = 1,9334 КПа-см.
Энергии разрушения при растяжении, рассчитанные по уравнению на Рисунке 82 для пяти удельных значений прочности бетона, приведены в Таблице 10.
Прочность на неограниченное сжатие МПа (фунт / кв. Дюйм) | Суммарное 8-мм (0,31 дюйма) КПа-см (фунт / дюйм2) | Совокупный 16 мм (0,62 дюйма) КПа-см (фунт / дюйм2) | Совокупное 32 мм (1,26 дюйма) КПа-см (фунт / дюйм2) |
---|---|---|---|
20 (2,901) | 4,0 | 5,0 | 6.5 |
28 (4,061) | 5.0 | 6,0 | 8,0 |
38 (5,511) | 6,5 | 7,5 | 9,5 |
48 (6962) | 7,0 | 9,0 | 1,15 |
58 (8,412) | 8,5 | 1,05 | 1,30 |
1 кПа-см = 0,05710 фунтов на квадратный дюйм
Модель бетонного материала требует указания энергии разрушения в одноосном растягивающем напряжении, одноосном напряжении сжатия и чистом напряжении сдвига.Значения по умолчанию для энергии разрушения при растяжении задаются уравнением на Рисунке 82. Значения по умолчанию для энергии разрушения при сжатии установлены равными 100-кратной энергии разрушения при растяжении. Значения по умолчанию для энергии разрушения при сдвиге установлены равными энергии разрушения при растяжении.
Другие требуемые входные параметры: пороги хрупкого и вязкого повреждения и максимальные уровни повреждения:
- Каждый порог повреждения устанавливает уровень энергии упругой деформации, при котором начинается разупрочнение.Порог хрупкого повреждения устанавливается равным уровню энергии упругой деформации при неограниченном растяжении при пиковом напряжении. Порог вязкого повреждения устанавливается равным уровню энергии упругой деформации при неограниченном сжатии при пиковом напряжении.
- Форма кривых смягчения задается параметрами B и D . Значение B = 100,0 установлено при сжатии для постепенного начального размягчения (плоская вершина). Значение D = 0,1 установлено при растяжении для хрупкого начального размягчения (заостренный верх).
- Параметры максимального повреждения устанавливают максимальные уровни повреждений, достигаемые при неограниченном сжатии и растяжении. Максимальные уровни повреждений установлены равными 0,99 как для хрупких, так и для вязких составов.
Параметры скорости деформации
Бетон демонстрирует увеличение прочности с увеличением скорости деформации (см. Рисунок 13 и Рисунок 14). Данные обычно представляются в виде отношения динамической прочности к статической, называемого коэффициентом динамического увеличения (DIF).CEB предоставляет спецификации для DIF, как обсуждается в приложении D. Однако спецификации CEB не очень хорошо подходят для данных о растяжении, ранее показанных на рисунке 14. Таким образом, DIF, используемый и показанный на рисунке 83, основан на опыте разработчика. различные оборонные контракты, особенно для бетона с прочностью около f ‘ c = 45 МПа (6 527 фунтов на квадратный дюйм). Эти характеристики хорошо согласуются с данными о растяжении и сжатии, ранее показанными на рисунках 13 и 14.
СпецификацииDIF приблизительно удовлетворяются путем выполнения многочисленных расчетов и выбора параметров эффектов скорости вязкопластичности методом проб и ошибок. Параметры вязкопластичности применяются к формулировкам пластичности, разрушения и энергии разрушения. Эти параметры: η 0t и n t для подбора данных одноосного растягивающего напряжения и η 0c и n c для подбора данных одноосного сжатия.Коэффициенты квадратного уравнения зависят от прочности на неограниченное сжатие, но не зависят от размера заполнителя.
Параметры по умолчанию при растяжении: n t = 0,48, с коэффициентами квадратного уравнения для η 0t из A P = 8.0614774E-13 , B P = −9.77736719E -10 и C P = 5.0752351E-05 для времени в секундах и напряжения в фунтах на квадратный дюйм.Параметры сжатия по умолчанию: n c = 0,78, с коэффициентами квадратного уравнения для η 0c из A P = 1,2772337-11 , B P = −1,0613722E-07 , и C P = 3.203497-04. Параметры скоростных эффектов при чистом напряжении сдвига устанавливаются равными параметрам при растяжении с помощью параметра Srate = 1.
Пределы перенапряжения при растяжении ( по сравнению с ) и сжатию ( по сравнению с ) ограничивают эффекты скорости при высоких скоростях деформации (> 100).Коэффициенты квадратного уравнения перенапряжения для overt равны A P = 1,309663E-02 МПа -1 , B P = -0,3927659 и C P = 21,45 МПа. Они обеспечивают пределы перенапряжения при растяжении и сжатии 21 МПа (3046 фунтов на квадратный дюйм) при прочности на неограниченное сжатие 30 МПа (4351 фунтов на квадратный дюйм).
В литературе содержится противоречивая информация о том, зависит ли энергия разрушения от скорости деформации.Одна из возможностей — смоделировать энергию разрушения независимо от скорости деформации ( repow = 0). Другая возможность — увеличить энергию разрушения со скоростью деформации путем умножения статической энергии разрушения на DIF ( repow = 1). Опыт разработчика заключался в увеличении значения энергии разрушения со скоростью деформации; следовательно, repow = 1 — значение по умолчанию. Это значение обеспечивает хорошую корреляцию с данными испытаний для большинства проблем, проанализированных и обсуждаемых в сопроводительном отчете об оценке конкретной модели. (1) Однако моделирование рельсов моста Texas T4 лучше всего коррелирует с данными, если энергия разрушения увеличивается пропорционально квадратному корню из скорости деформации ( repow = 0,5).
Рисунок 83. График. Приблизительное динамическое увеличение при растяжении и сжатии
факторов для поведения конкретной модели по умолчанию.
Шт.
Предусмотрено пять систем единиц. Это:
- EQ.0. ГПа, мм, миллисекунды, кг / мм 3 , килоньютон (кН)
- EQ. 1. МПа, мм, миллисекунды, граммы на кубический миллиметр (г / мм 3 ), ньютоны (Н)
- EQ. 2. МПа, мм, секунды, миллиграммы на мм 3 (мг / мм 3 ), N
- EQ. 3. psi, дюйм, секунды, фунт-секунды в квадрате на дюйм до четвертой (фунт-с 2 / дюйм 4 ), фунт
- EQ. 4. Па, м, секунды, кг / м 3 , Н
Предыдущая | Содержание | Следующий