Бетонскиот модул на еластичност е фундаментално механичко својство кое помага да се карактеризира цврстината и деформацијата на бетонот под стрес. Модулот на еластичност на бетонот ја претставува способноста на комбинацијата на цементот и агрегатите да ги издржат тешките оптоварувања на кои се подложени при изградбата. Разбирањето на овој витален бетонски параметар е од клучно значење за инженерите и дизајнерите прецизно да ги предвидат и анализираат бетонските конструкции и да ја обезбедат нивната безбедност и долговечност. Ова е витален фактор за да се обезбеди оптимизација на конструкцијата и дизајнот.
Кој е конкретниот модул на еластичност?
Бетонскиот модул на еластичност е мерка за способноста на материјалот да издржи стрес. Во реалноста, ова е комбинирана мерка на двете главни состојки во бетонот: цементна паста и агрегати. Цементната паста е врзувачки материјал на бетонот, додека агрегатите обезбедуваат волумен и стабилност. Цементната паста покажува помал модул на еластичност од агрегатите, кои подобро стојат при оптоварување. Различни мешавини на бетон содржат различни нивоа на овие состојки, така што различните типови на бетон покажуваат различен модул на еластичност.
Насоките за соодветен модул на еластичност на бетон од сите видови се одредуваат преку тестирање, емпириски податоци и истражување. Овие упатства за најдобра употреба на бетонски тип се дефинирани во проектните кодови, стандарди и спецификации утврдени од признати организации во секоја земја и тела од областа на конструктивното инженерство.
Мерење на модулот на еластичност на бетонот
Инженерите и истражувачите тестираат конкретни супстанции за да ја разберат нивната реакција на стрес. Тие вршат широк опсег на пресметки и тестови за да ги одредат динамичките и статичките еластични реакции на бетонот, кои се потребни за специфични градежни апликации.
Динамичкиот модул на еластичност ја тестира способноста на бетонот да издржи динамични или циклични стресни услови, со други зборови, услови кои се менуваат со различни оптоварувања или вибрации. Тие исто така го мерат статичкиот модул на еластичност, каде што бетонот е подложен на постојан притисок. Некои од овие тестови го вклучуваат следново:
Тест за статичка компресија – Овој тест вклучува примена на аксијално компресивно оптоварување на цилиндричен или кубен бетонски примерок. Кривите на напрегањето и напрегањето се генерираат од генерираните мерења на оптоварување и деформација. Тест за брзина на ултразвучен пулс (UPV) – Овој тест ја мери брзината на ултразвучните импулси низ бетонот. Инженерите го проценуваат модулот на еластичност врз основа на односот помеѓу брзината на пулсот и густината на бетонот. Тест на резонантна фреквенција – За овој тест, истражувачите возбудуваат бетонски примерок со механички вибрации и потоа ги мерат добиените природни вибрации. Инженерите го одредуваат модулот на еластичност врз основа на вибрациите и масата и густината на бетонот. Тест за динамичка компресија – Овој тест ги изложува конкретните примероци на динамични или циклични напрегања и ги мери добиените реакции на стрес и деформација. Методи за недеструктивно тестирање (NDT) – Ова се низа тестови што инженерите ги вршат на постоечките структури без да ги уништат. Тие вклучуваат ехо на удар, импулсна реакција и дисперзија на бранови на стрес.
Опсези на модул на еластичност за типови на бетон
Различни типови на бетон имаат различен опсег на модул на еластичност. Еве приближни опсези за вообичаените типови на бетон. Експертите го мерат модулот на еластичност во гигапаскали (GPa) или килофунти по квадратен инч (ksi).
Бетон со нормална тежина – Бетон со нормална тежина е најчестиот тип на бетон што го користат градежниците. Има типичен опсег на модул на еластичност кој се движи од 28 GPa (4.000 ksi) до 41 GPa (6.000 ksi). Лесен бетон – Лесниот бетон има мешавина од лесни агрегати кои ја намалуваат тежината и густината на бетонот. Има помал модул на еластичност од обичниот бетон, кој се движи од 14 GPa (2.000 ksi) до 28 GPa (4.000 ksi). Бетон со висока јачина – Бетонот со висока јачина има повисоко ниво на цврстина на притисок и поголем модул на еластичност кој се движи од 34 GPa (5.000 ksi) до 48 GPa (7.000 ksi). Бетон засилен со влакна – Бетон засилен со влакна вклучува челични или стаклени влакна кои помагаат да се зајакне. Има модул на еластичност сличен на нормалниот бетон кој се движи од 28 GPa (4.000 ksi) до 41 GPa (6.000 ksi). Преднапрегнат бетон – Преднапрегнат бетон вклучува затегнати челични прачки кои ја зајакнуваат неговата отпорност на стрес. Има еден од највисоките модули на еластичност кој се движи од 41 GPa (6.000 ksi) до 55 GPa (8.000 ksi).
Фактори кои влијаат на модулот на еластичност на бетонот
Модулот на еластичност може да варира врз основа на неколку клучни фактори кои вклучуваат производство, преработка и старост на бетонот.
Дизајн на бетонска мешавина
Пропорцијата на агрегати, цементна паста и вода придонесува за модулот на еластичност. Цементната паста покажува помал модул на еластичност од агрегатите, кои покажуваат висок модул на еластичност. Комбинацијата на овие состојки изнесува еластичен модул некаде помеѓу овие два елементи. Иако агрегатите имаат повисок модул на еластичност и го подобруваат модулот на еластичност на бетонот како целина, тие исто така можат да воведат концентрации на стрес што ќе ја намалат јакоста на притисок. Затоа, дизајнот на мешавината треба да се тестира за да се контролираат сите овие фактори.
Доба на бетон
Староста на бетонот има комплексен ефект врз модулот на неговата еластичност. На краток рок, модулот на еластичност на бетонот се зголемува како што се стврднува и добива сила. Тоа е затоа што процесот на хидратација на бетонот сè уште се случува и резултира со стврднување на бетонот со текот на времето. Други хемиски реакции во цементните материјали, исто така, развиваат сила и го зголемуваат модулот на еластичност.
Сепак, долгорочното стареење на бетонот, исто така, може да предизвика лази и собирање. Ова е деформација на бетонот поради постојаните притисоци со текот на времето. Тие резултираат со намалување на модулот на еластичност бидејќи предизвикуваат напрегање и ја намалуваат крутоста на бетонот.
Услови за лекување
Условите на стврднување, или условите под кои бетонот се суши, може да влијаат на целокупниот модул на еластичност на материјалот. Соодветните услови за стврднување бараат соодветни нивоа на температура и влага. Тие се од витално значење за обезбедување на оптимален модул на еластичност на бетонот.
Збирни својства
Својствата на агрегатите што производителите ги користат во бетонските мешавини влијаат на композитниот модул на еластичност на бетонот. Некои од својствата кои се најзначајни кај агрегатите се големината, обликот, видот и вкочанетоста на материјалот. Генерално, агрегатите со поголема вкочанетост го зголемуваат модулот на вредностите на еластичност.
Сооднос вода-цемент
Односот вода-цемент влијае на процесот на хидратација и на добиената порозност и цврстина на бетонот. Општо земено, помал сооднос вода-цемент доведува до поголема цврстина на бетонот и поголем модул на еластичност.
Густина на бетон
Густината на бетонот е масата по единица волумен мерење на бетонот. Бетонската мешавина, вклучувајќи го типот на агрегат и цемент, примеси, содржина на воздух и сооднос на вода, сите влијаат на густината на бетонот. Општо земено, типовите на бетон со поголема густина имаат поголем опсег на модул на еластичност.
Агрегат-цементен интерфејс
Врската помеѓу цементот и агрегатите создава цврстина во бетонот што помага да се зголеми модулот на еластичност. Силната врска помеѓу двете го зголемува модулот на еластичност додека слабата врска го намалува. Многу својства влијаат на оваа јачина на врската од типот на агрегати, големината на агрегатот и содржината на влага во смесата.
Доколку ви се допаѓа нашата страница, споделете ја со вашите пријатели & Фејсбук
