Модуль упругости бетона

Еще на этапе проектирования будущего здания очень важно точно рассчитать нагрузку, оказываемую на фундамент, а также поведение конструкции под воздействием определенных внешних факторов. Именно для этого необходимо определить модуль упругости бетона, то есть его прогиб в случае постоянного нагружения. Иначе данное понятие называют модулем Юнга, оно отражает параметры вещества в том месте, где происходит деформация.

Понятие

Абсолютно все твердые изделия могут деформироваться даже при минимальной нагрузке. Чем выше сила прилагаемых усилий, тем сильнее изменения. Однако в первое время деформация является обратимой, как только влияние извне прекращается, тело снова приобретает исходную форму.

Чтобы точнее понять данный процесс, следует вспомнить закон Гука. Он говорит о том, что сжатие и удлинение тел является прямо пропорциональным по отношению к прилагаемым усилиям. Коэффициент пропорциональности в данном случае равняется модулю упругости.

Если же нагрузка не прекращается или продолжает расти, наступает необратимая фаза изменений. Если предполагается, что на конструкцию из бетона будет оказываться сильное давление, лучше отдавать предпочтение вариантам с большим модулем. Такие экземпляры демонстрируют минимальное сжатие и удлинение в месте воздействия.

Факторы, влияющие на модуль упругости

Упругость бетонного монолита зависит от нескольких факторов, основным из которых является тип заполнителя в составе. Поскольку бетон – это соединение цемента и связующих веществ, структура его неоднородна. В результате напряжение оказывается на более жесткие частицы, а остальное пространство подвергается растягиванию.

Чем крупнее наполнитель, тем выше модуль Юнга. Такой бетон считается более упругим, он может выдерживать сильные нагрузки и не деформируется при этом. Если в формуле присутствуют мелкие частицы и большее число пор, то свойства конструкции ухудшаются.

Также на прочность влияет класс приобретаемой смеси. Чем он выше, тем прочнее бетон и выше его стоимость. Сопротивление внешним факторам уменьшается при постоянном воздействии солнечных лучей, а также при эксплуатации объектов при высокой температуре воздуха. Объясняется это увеличением энергии внутри материала, из-за чего происходит его расширение. Помимо прочего, не стоит забывать об изменении влажности воздуха, что также приводит к потере упругости.

Как рассчитать модуль

Существует несколько эффективных методов определения модуля упругости бетона. Самыми популярными из них считаются механическое испытание и воздействие при помощи ультразвука. Суть последней технологии заключается в сравнении скорости прохождения ультразвуковых волн через структуру бетонного образца и исследуемой конструкции.

У метода существует недостаток, он малоэффективен во влажной среде. Связано это с тем, что скорость прохождения колебаний при этом становится выше. Погрешность расчетов при этом будет не менее 15%.

Механический вариант исследования предполагает использование специальных пресс машин, в которых есть приспособления для вычисления силы деформации. Они выглядят как несколько небольших приборов, закрепленных под разными углами к поверхности испытуемого образца. Чтобы вычисления были точными, рекомендована работа по методу, который позволяет принять во внимание влажность изделия. Показатели сопротивления получают, ориентируясь на корректирующие коэффициенты и конкретные условия внешней среды.