Прочность бетона на изгиб меньше, чем его нагрузочная способность, они варьируются от 1/20 для молодого до 1/8 в более поздние сроки.
При проектировании большинства несущих конструкций прочность на растяжение не учитывается. Она важна для того, чтобы предотвратить растрескивание материала от температурных перепадов и изменений влажности.
Так как сложно производить прямые измерения данной характеристики, применяется более практичный метод. Сопротивление растяжению определяется как некоторая функция от прочности на изгиб.
Подготовка к испытанию прочность бетона на изгиб
Для бетона, размер зерен которого не превышает 16 миллиметров, в качестве образца для проверки выступает заливка в форме бруса 400х100х100 миллиметров. Его укладывают на опоры, расположенные на расстоянии 300 мм, а в центре пролета находится нагрузка. Он постепенно возрастает, пока образец не будет разрушен. Расчет максимальных действующих напряжений проводится по формулам, аналогичным для балки. Разрушение бруска происходит из-за возрастающего растяжения, сопротивление которому ниже, чем сжатию.
Предел прочности на разрыв определяется по формулам, основанным на законе Гука. Таким образом, деформация пропорциональна растяжению вплоть до момента разрушения материала. Однако это не всегда справедливо, поскольку значения, рассчитанные для одного сечения, не будут соответствовать другому. Поэтому при испытаниях применяют стандартные размеры бруса.
Устойчивость к разрыву часто учитывается при создании бетонных дорожных покрытий, которые возводятся без дополнительного армирования. Там прочность материала на растяжение учитывается при распределении нагрузки на большую площадь. Образцы брусков 400х100х100 миллиметров часто применяются для определения прочности на растяжение на строительных площадках.
Величина прочности на изгиб определяется размерами балки и условиями, в которых она будет работать. Наибольшее распространение получили две системы:
Нагрузка, расположенная по центру пролета, которая создает треугольное распределение изгибающего момента, в результате чего создается максимальное напряжение только на одном из концов бруска. Разрушение происходит при ослаблении волокон, которые располагаются непосредственно под местом, к которому приложена нагрузка. Симметрично приложенные силы, в двух точках, дающие изгибающий момент между ними. В этом случае на нижней стороне балки создается максимальное напряжение, из-за чего образование трещин может произойти в любой части элемента. Здесь появляется возможность выявить слабые места в бетоне.
В результате проведенных испытаний прочность бетона на изгиб может быть более высокой, чем при растяжении ввиду следующих причин.
Случайное отклонение от центра в ходе проверки устойчивости к растяжению дает более низкие показатели. При растяжении образца, нагрузка действует на вес его объем, поэтому вероятность наличия слабого участка оказывается выше, чем для изгиба.
