Бетонның негiзгi физико-механикалық қасиеттерi

Темiрбетон конструкцияларына арналған бетонның қажеттi берiктiгi болуы, арматурамен жақсы жалғасуы, арматураны коррозиядан сақтау үшiн жеткiлiктi тығыздығы болуы керек. Құрылыс талаптарына байланысты бетон арнайы қасиеттермен қамтамасыз етiлуi керек: аязға төзiмдiлiк, жоғарғы температура ұзақ әсер еткенде ыстыққа төзiмдiлiк, агрессивтi ортада коррозияға шыдамдылық, су өткiзбеушiлiк және тағы да басқалары.

Бетондар келесi белгiлерi арқылы топталады:

Құрамы бойынша- тығыз, кеуектi қуысты, iрi қуысты;

Тығыздығы бойынша- өте ауыр , ауыр , орташа ; жеңiл ;

Тұтқыр қоспа түрi бойынша– цементтi, полимерцементтi, iзбестi, гипстi, аралас және арнайы қоспалы;

Толтырғыш түрi бойынша - тығыз толтырғышты (гравий, щебень, кварц құмы), қуысты арнайы толтырғышты.

Қуысты толтырғыш ретiнде табиғи (перлит, пемза, ракушечник), жасанды (керамзит, шлак және т.б.) толтырғыштар қолданылады.

Соңғы жылдары полимербетон және фибробетон сияқты арнаулы бетондар қолданыла бастады. Полимербетон кәдiмгi бетонға полимер немесе мономер сiңiру арқылы алынады, шашыраған талшық арматура қосылған бетон фибробетон деп аталады.

Полимербетон - берiк, әсiресе созылуға және соққыға, химиялық әсерлерге, ал фибробетон соққыға жақсы қарсы тұрады. Фибробетон - жол және аэродром жабындары, өндiрiс үйлерінің едендерi үшiн қолданылады.

Бетонның берiктiгi.Бетонның берiктiгi көптеген себептерге байланысты, олар: қатаю уақыты, кернеулену жағдайы, үлгiлердiң түрлерi мен өлшемдерi, күштердiң әсер ету ұзақтығы. Бетон берiктiгiнiң уақыт өткен сайын қарқындап өсуi алғашқы мезгiлде байқалады, одан ары азаяды, нөльден жоғары температурада және ылғалды ортада бiрнеше жылдарға жалғасады. Осы себептен темiрбетондар автоклавты өңдеуден өткiзiледi (2-сурет).

Бетонда күштiң әртүрлi түрлерiне байланысты әртүрлi берiктiк болады:

Кубтық берiктiк R- бетонды кубтардың сығылуға байланысты уақытша кедергiсi.

Кубтарды осьтiк күштермен сыққанда, кубтар бетонның көлденең бағытпен жарылуы әсерiнен қирайды. Тiреу қырымен үйкелiс күшi әсер ететiн болғандықтан, ол көлденең деформациялар дамуына кедергi жасайды. Егер үйкелiс күштерiн жойсақ (мысалы, түйiскен беттердi майласақ), үлгiдегi жарықтар сығу күшiне параллель өтедi және кубтың кедергiсi едәуiр төмендейдi. Стандарт бойынша кубтар майламай сыналады (3-сурет). Неғұрлым кубтың өлшемдері аз болса, соғұрлым оның берiктiгi жоғары болады. Егер қыры 15см кубтың берiктiгi - болса, онда қыры кубтың берiктiгi – , кубтың берiктiгi - болады. Iс жүзiнде конструкциялардың пішіні кубтан өзгеше болғандықтан кубтық берiктiк - есептерде қолданылмайды, тек бетон сапасын бақылауда қолданылады.

Призмалық берiктiк- бетонды призмалардың ось сызығымен сығылғандағы уақытша кедергiсi. Тәжiрибелер көрсеткендей, призманың биiктiгi өскен сайын үйкелiстiң үлгi берiктiгiне әсерi азаяды: болғанда, ол нөлге тең болады, ал берiктiк шамасы -ге тең тұрақты болып қалыптасады. - сығылған және иiлген элементтер есептерiнде қолданылады.

Призмалық берiктiк

, (3.1)

мұндағы - ғылыми тәжiрибелiк коэффициент:

.

Созылу берiктiгi- цемент тасының берiктiгiне және оның толтырғыштармен тұтасуына байланысты. Бетон берiктiгi өс бойымен созылғанда сығылу берiктiгiнен есе аз.

Бетонның кубтық берiктiгi - өскен сайын оның салыстырмалы созылу берiктiгi азаяды:

. (3.2)

Тәжiрибе жолымен - сегiз түрiндегi үлгiлердi созу, цилиндр түрiндегi үлгiлердi жанасу немесе бетон арқалықтарды ию арқылы анықталады.

Жергiлiктi сығылу берiктiгi - , егер күш элементтiң барлық ауданына емес, тек ғана бiр бөлiгiне әсер еткенде орын алады. Олай болса

; (3.3)

мұндағы, ; - жергiлiктi сығылу ауданы; - есептiк аудан.

Нақты конструкцияларда әдетте кесілу таза түрде кездеспейдi, өйткенi оларға бойлық күштер әсер етедi. - кесілу кезiндегi уақытша кедергi. Ол ережелерде көрсетiлмейдi, бiрақ қажет жағдайда

(3.4)

формуласымен анықталады.