Značka B- toto je průměrná krychlová pevnost B kgf/cm2. Značky jsou: – mrazuvzdornost (F) – jedná se o počet cyklů střídavého zmrazování a rozmrazování vodou nasycených vzorků, během kterých se pevnost sníží nejvýše o 15 %; voděodolný(W od 2 do 12) je nejvyšší tlak vody (MPa), při kterém není pozorována její perkolace standardním vzorkem; – podle průměrné hustoty (D) – to je garantovaná vlastní hmotnost B, řízená na základních vzorcích podle GOST. (D od 700 do 2500); – vlastním napětím (Sp) – jedná se o garantovanou hodnotu předpětí v B, vzniklou v důsledku jeho roztažení za přítomnosti podélné výztuže ve výši 1 % a kontrolované na základních vzorcích ve stanoveném časovém rámci dle GOST. Tato třída se určuje v závislosti na požadavcích na samonapínací konstrukce z hlediska odolnosti proti trhlinám a tuhosti.
10. Garantovaná pevnost betonu pro danou třídu betonu. S jakým zabezpečením je přiřazen? Variační koeficient betonu.
Třída – jedná se o řadu referenčních čísel na číselné ose, vázaných na pevnost v tlaku a v tahu, specifikovaných při návrhu s pravděpodobností 0,95 pevnostních vlastností.
Hodnota třídy betonu pro pevnost v tlaku – je to hodnota získaná při zkoušení kostek o rozměrech hrany 150 mm, zkoušených v souladu s normami po dobu 28 dnů při teplotě 20 ± 2 ºC, při zohlednění 95% pevnostních vlastností.
Variační koeficient pevnosti betonu – jedná se o poměr směrodatné odchylky pevnosti betonu k průměrné hodnotě dočasné pevnosti betonu v tlaku.
Variační koeficient pevnosti betonu je určen závislostí: νm=σm/Rm
Experimentální studie pro těžký, jemnozrnný a lehký beton ukázaly, že variační koeficient pevnosti betonu v tlaku je νm = 0,135. S ukazatelem spolehlivosti α=1,64, který je typický pro zajištění 95% pevnostních vlastností (pravidlo „dvě sigma“), je třída betonu z hlediska pevnosti v tlaku určena vzorcem: B=Rm-α·σm nebo B=Rm(1-α ·νm)
Zaručená pevnost v tlaku třídy betonu stanovená normami se tedy rovná:
Variační koeficient pevnosti betonu v tahu je νm=0,165, pak je garantovaná pevnost v tahu třídy betonu stanovená normami:
Na Obr. je zobrazena křivka rozložení síly.
11. Vztah mezi napětími a deformacemi v betonu při elastické a elastoplastické práci. Moduly deformace betonu.
Počáteční modul pružnosti betonu v tlaku – jedná se o hodnotu odpovídající tangenci úhlu tečny k diagramové funkci procházející počátkem souřadnic
Modul tangenciálních deformací betonu v tlaku – toto je hodnota odpovídající tečně tečny ke křivce deformace v libovolném daném bodě Eb A =tgα1
Pro výpočet použití železobetonových konstrukcí elasticko-plastický modul (sekantový modul) beton pod tlakem Eb „- tato hodnota odpovídá tečna úhlu sklonu sečny procházející počátkem a bodem na diagramu celkové deformace
Schéma pro stanovení modulů přetvoření v betonu
Vyjádříme-li stejné napětí pomocí pružných deformací a celkových deformací εel+εpl, pak dostaneme σb= εelEb ‘ = (εel+εpl) Eb “
Součinitel plasticity betonu je λ= εpl /( εel+εpl )
Součinitel elasticko-plastické deformace betonu ν=εel /( εel+εpl )
vztah mezi sekantem a počátečními moduly Eb ‘ =ν· Eb
Koeficient elastoplastické deformace lze vyjádřit pomocí koeficientu plasticity: ν=εel /( εel+εpl ) = 1-A
U ideálně elastického materiálu jsou plastické deformace malé, tzn. εpl ->0, v=1.
Pro ideálně plastický materiál jsou elastické deformace malé, tzn. εpl ->8, v=0.
Míra tečení Cb= εpl /σb závisí na třídě betonu a jeho počátečním modulu deformace. Mírou tečení je specifické creepové napětí
Hlavní kvalitativní charakteristikou betonu je jeho třída. Je určena pevností v tlaku standardních krychlových vzorků (Příloha 6), jejichž rozměry závisí na největší velikosti zrn kameniva vyrobeného z betonové směsi a uchovávaných před zkoušením po dobu 28 dnů za normálních podmínek (GOST 10180-90). Kromě toho lze kvalitu betonu v konstrukcích určit, aniž by došlo k jejich zničení mechanickými nebo fyzikálními metodami. Těžký beton má následující třídy:M50, M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M450, M500, M550, M600, M700, M800. Třída betonu je určena hodnotou zaručené pevnosti v tlaku s pravděpodobností 0,95. Mezi třídou betonu a jeho průměrnou pevností existuje následující vztah:
kde V – třída pevnosti betonu; R – průměrná pevnost betonu, MPa, t – součinitel charakterizující třídu betonu předpokládanou při návrhu; ν – variační koeficient pevnosti betonu.
Vztahy mezi třídami a třídami pevnosti betonu v tlaku jsou uvedeny v příloze. 6.
Mezní pevnost betonu v tlaku na základě výsledků zkoušek krychlových vzorků. Vzorky jsou vyráběny ve skládacích litinových nebo ocelových formách s hoblovaným nebo broušeným vnitřním povrchem. Formy musí být dostatečně tuhé, nedeformované při formování vzorků, se spoji prvků, které zabraňují ztrátě výkvětu při formování. Velikost sestavených forem musí být přísně dodržena a nedovolí, aby odchylky v délce žeber uvnitř krychle přesáhly 1%. Úhly mezi hranami pravoúhlých tvarů musí být rovné.
Před pokládkou betonové směsi se formy očistí od zbytků betonu, vnitřní povrch se namaže odpadním minerálním olejem nebo mazivem např. OE-2, které zabrání přilnutí zatvrdlého betonu k povrchu forem. Nanášení betonové směsi do forem musí být dokončeno nejpozději do 15 minut po přípravě směsi.
Způsoby ukládání a hutnění betonové směsi do forem závisí na její pohyblivosti. Zvláště pohyblivá betonová směs s kuželovým tahem větším než 12 cm se pokládá a formuje ve dvou vrstvách o stejné tloušťce a každá vrstva se zhutňuje bajonetováním kovovou tyčí o průměru 16 mm ve spirále od okrajů ke středu vzorků.
Při bajonetování spodní vrstvy by měla tyč dosahovat na dno formy, při bajonetování druhé vrstvy by měla tyč pronikat do hloubky 2–3 cm do spodní vrstvy. Počet bajonetů každé vrstvy betonu se odebírá rychlostí 10 ponoření tyče na každých 100 cm 2 povrchu. Po dokončení vrchní vrstvy se přebytečný beton odřízne kovovým pravítkem v jedné rovině s okraji formy a povrch vzorku se uhladí.
U plastických a tuhých betonových směsí, které se zhutňují při lisování výrobků vibrací, se vzorky zhotovují také pomocí vibrací. Betonová směs se nalije do formy s určitým přebytkem, poté se forma umístí na standardní laboratorní vibrační plošinu a zajistí se svorkami. Poté se vibrační plošina zapne a čas vibrací se zaznamená pomocí stopek. Vibrace by měly pokračovat, dokud betonová směs nepřestane sedat, její povrch se vyrovná a objeví se na něm výkvětové mléko, ne však kratší dobu, než odpovídá indexu tvrdosti zvýšenému o 30 s.
Po zhutnění se vzorky ve formách přikryté vlhkým hadříkem skladují v místnosti při teplotě 20±2 °C po dobu 1 dne, poté se z forem vyjmou, označí a až do testování se umístí do normální vytvrzovací komory při teplotu 20 ± 2 °C s relativní vlhkostí nejméně 95 %. Vzorky v komoře jsou umístěny na stojanech v jedné řadě na výšku s mezerami mezi nimi, aby bylo zajištěno, že každý vzorek bude promyt vzduchem. Neměly by být zvlhčovány přímým zavlažováním vodou. Pokud jsou železobetonové výrobky vyráběny tepelným zpracováním, jsou všechny vzorky ve formách podrobeny současnému ohřevu za stejných podmínek jako výrobky, načež jsou uvolněny z forem a skladovány za normálních podmínek až do testování.
Pevnost v tlaku vzorků se stanoví následovně. Vzorky se vyjmou z mokré skladovací komory, zkontrolují se a vady v podobě prověšení zjištěné na opěrných plochách se odstraní šídlem nebo brusným kotoučem a malé dutiny se vyplní hustou cementovou pastou. Poté se určí pracovní poloha vzorku při testování a okraje, které budou přiléhat k podpěrám, se označí barvou nebo křídou. Opěrné plochy jsou voleny tak, aby tlaková síla při zkoušení vzorku směřovala rovnoběžně s vrstvami ukládání betonové směsi do formy. Vzorky kostek se měří kovovým pravítkem s přesností na 1 mm a poté se zváží na technických vahách. Pracovní plocha průřezu vzorku v centimetrech čtverečních je určena jako aritmetický průměr obou opěrných ploch.
Během testování je vzorek umístěn jednou ze svých stran na spodní nosnou desku lisu, centrálně podél osy lisu. Poté se zapne elektromotor hydraulického pohonu lisu. Vzorky jsou zatěžovány kontinuálně rychlostí, která zajišťuje nárůst návrhového napětí ve vzorku až do jeho úplné destrukce v mezích (0,6 ± 0,4) MPa/s. V tomto případě by doba zatížení jednoho vzorku měla být alespoň 30 sekund.
Pevnost betonu v tlaku Rб, Pa (kgf/cm2), je definován jako poměr destruktivní síly P, N (kgf) k původní ploše průřezu vzorku S, m2 (cm2) a vypočítá se pomocí vzorce
Pevnost betonu v tlaku v sérii vzorků se stanoví jako aritmetická střední hodnota v sérii:
ze dvou vzorků – podle dvou vzorků;
ze tří vzorků – podle dvou vzorků s nejvyšší pevností;
ze čtyř vzorků – podle tří vzorků s nejvyšší pevností;
ze šesti vzorků – podle čtyř vzorků s nejvyšší pevností.
Třída betonu se stanoví jako pevnost v tlaku vzorku betonové kostky o délce hrany 150 mm. Pro ostatní hodnoty délky hrany krychle se pevnost v tahu přepočítá pomocí následujících koeficientů (příloha 7). Získané výsledky se zapisují do deníku (příloha 8).
Pevnost betonu v dávce (MPa) se vypočítá pomocí vzorce
kde Ri – jednotková hodnota pevnosti betonu, MPa; n – celkový počet jednotlivých hodnot pevnosti betonu v dávce.
Pevnostní homogenita betonu je charakterizována směrodatnou odchylkou Sm a variační koeficient Vm pro všechny typy normalizované pevnosti.
Když počet vzorků n > 6 směrodatná odchylka Sm najít podle vzorce
na n = od 2 do 6 – podle vzorce
kde Wm – rozsah jednotkových hodnot pevnosti betonu v kontrolované dávce (MPa), definovaný jako rozdíl mezi maximální a minimální hodnotou jednotkové pevnosti; α – koeficient v závislosti na n a přijato podle tabulky.
