Что такое расчетное сопротивление бетона и как его рассчитать

Как известно, бетон является весьма неоднородным материалом, в результате его показатели прочности могут существенно отличаться даже в пределах нескольких опытных образцов, изготовленных из одной смеси. Но, как в таком случае рассчитать прочность бетонной конструкции, к примеру, на сжатие? Для этого используют расчетные значения, в данном случае это будет расчетное сопротивление бетона сжатию.

Далее мы рассмотрим, что такое расчетные характеристики и как их узнать, а также ознакомимся с некоторыми другими параметрами данного материала.

Неоднородная бетонная поверхность

Как получить расчетное сопротивление

Для обеспечения достаточной надежности бетонных конструкций, при выполнении расчетов, используют такие значения прочности бетонного материала, которые в большинстве случаев ниже фактических показателей в конструкциях. Эти значения называют расчетными, соответственно, они напрямую зависят от фактических или по-другому – нормативных значений.

Нормативные характеристики

Еще совсем недавно (до 1984 г) единственной характеристикой прочности бетона была его марка (М). Этот параметр обозначает среднюю временную устойчивость материала на сжатие. Но, с появлением СНиП 2.03.01 были также введены классы по прочности на сжатие.

По сути, класс является нормативным сопротивление осевому сжатию эталонных кубов размером 15х15х15 см с обеспеченностью 0,95 или гарантированной доверительной вероятностью 95%, и риском 5 процентов. Надо сказать, что в данном случае брать среднюю крепость рискованно, так как имеется 50 процентов вероятности того, что в опасном сечении конструкции она окажется ниже средней.

В то же время брать за основу минимальный показатель слишком накладно, так как это приведет к существенному неоправданному увеличению сечения конструкции.

На фото — бетонная конструкция

Таким образом, основным параметром прочности в нашем случае является класс. Но, помимо осевого сжатия, важной характеристикой является еще и осевое растяжение. Устойчивость к осевому растяжению (если этот параметр не контролируется) определяют в зависимости от класса B:

Совет!
Чем выше класс материала, тем выше его цена .
Поэтому нецелесообразно возводить конструкции с необоснованным запасом прочности.

Расчетные характеристики

Как уже было сказано выше, для обеспечения надежности конструкций, выполняют расчет с определенным запасом прочности. Чтобы получить этот запас, удельное сопротивление бетона делят на определенный коэффициент, и таким образом данный показатель при расчетах уменьшают.

Определение фактического коэффициента прочности

Расчетное сопротивления бетона растяжению или сжатию можно вычислить по следующей формуле — R= Rn /g, где g – является коэффициентом надежности по прочности. Обычно данное значение составляет 1,3. Однако, чем менее однородный массив, тем этот коэффициент больше.

Правда, выполнять расчет не обязательно, так как получить нужные значения позволяет таблица расчетного сопротивления бетона сжатию и растяжению:

Алмазная резка бетонной поверхности

Совет!
В результате высокой прочности бетонных изделий, их механическая обработка вызывает определенные сложности.
Чтобы упростить эту процедуру, используют электроинструмент с алмазными насадками.
В частности, строителями зачастую выполняется резка железобетона алмазными кругами, или же алмазное бурение отверстий в бетоне, а также алмазная шлифовка бетонных поверхностей.

Определение электрического сопротивления опытного образца

Прочие характеристики

Помимо вышерассмотренных параметров, при выполнении некоторых расчетов, требуются и другие характеристики бетона.

Далее мы рассмотрим некоторые из них:

• Удельное электрическое сопротивление бетона (p)- является сопротивлением прохождению электрического тока через бетонный кубик размером 1х1х1 см. На данный параметр жидкой фазы влияет содержание щелочей в цементе и соотношение жидкости. В зависимости от этого, значение может меняться в пределах от 4 до 20 Ом.
  Определение этой характеристики может потребоваться при организации своими руками обогрева раствора электродами. Чем выше это значение тем, соответственно, масса нагревается сильней.
• Водопроницаемость – данный параметр обозначает наибольшее давление воды, которому может противостоять материал, т.е. при которых вода не может просочиться сквозь бетонный образец. По водонепроницаемости существуют марки W2-W20, цифры марки при этом говорят о давлении в кгс/см2, при котором структура способна противостоять воде.
• Воздухонепроницаемость – данная характеристика зависит от плотности структуры. Сопротивление бетона прониканию воздуха по ГОСТу 12730.5-84 может составлять 3,1-130,2 с/см3, в зависимости от его марки по водопроницаемости.
• Морозостойкость – способность переносить многократные циклы замерзания и оттаивания без потери основных свойств. Существуют марки с градацией от F50 до F1000, где цифры обозначают количество циклов замерзания/оттаивания, которые способен выдержать материал. На практике, среднестатистическая морозостойкость в обычном строительстве находится в пределах F100-F200.
• Теплопроводность – является одним из важнейших параметров ограждающих конструкций, который зависит от плотности структуры. Чем больше ее пористость, тем меньше теплопроводность, так как воздух, заполняющий поры, является отличным теплоизолятором. При плотности при плотности 1200 кг/м3, теплопроводность материала составляет 0,52 Вт/(м-°С).
  Поэтому в качестве теплоизоляционных материалов используют легкие газо- или пенобетонные блоки, которые имеют пористую структуру.

Определение водо- и воздухопроницаемости материала

Вывод

Расчетное сопротивление является крайне важным параметром при проектировании ответственных несущих конструкций. Инструкция по расчету этих значений довольно простая и сводится к занижению нормативных характеристик, путем их деления на соответствующие коэффициенты.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.