Прочность — важнейший показатель качества конструкци-онных бетонов.
Под действием внешних нагрузок в бетоне возникают внут-ренние напряжения сжатия, растяжения, изгиба. Бетон хорошо работает на сжатие и значительно хуже на растяжение. Поэтому в конструкциях его используют прежде всего для восприятия сжи¬мающих нагрузок. Основной характеристикой прочности бетона является прочность на сжатие R^, которая контролируется для ;всех конструкционных бетонов. Прочность на растяжение Rp и растяжение при изгибе R я определяется только в некоторых слу¬чаях.
Фактическая прочность бетона при сжатии определяется испытанием контрольных образцов, изготовленных из той же бе¬тонной смеси, что и конструкция, и твердевших в одинаковых с ней условиях. Величина прочности рассчитывается как среднее' арифметическое результатов испытаний серии, состоящей из не¬скольких образцов. Прочность на сжатие определяют испытани¬ем образцов-кубов с размером ребра 15 см на одноосное сжатие на гидравлическом прессе. Допускается использовать кубы дру¬гих размеров, но при этом результат следует умножать на соот¬ветствующие перехрдные коэффициенты для учета масштаба образцов.
Прочность на растяжение при изгибе определяют путем ис-пытания балочек квадратного сечения. Размеры образцов зависят от наибольшей крупности зерен заполнителя. Испытания произво-дят по схеме балки на двух опорах, с приложением двух сосредото¬ченных сил на '/3 пролета. Прочность на растяжение при изгибе является одним из показателей назначения (показателей качества) бетона для дорожных и аэродромных покрытий.
Прочность на осевое.растяжение определяют испытанием образцов-«восьмерок» на разрывной машине. Прочность бетона на осевое растяжение в 15-20 раз меньше, чем прочность на сжа¬тие, и связана с прочностью на растяжение при изгибе соотноше¬нием: Rp=0,581^и.
Для оценки прочности бетона используют его класс или мар¬ку. Бетоны подразделяют на марки по прочности на сжатие: М50, W75, М100, М150, М200, М250, М300, М400, М450, М500 и выше
с интервалом от ЮОдоМЮОО. Марка тяжелого бетона определя¬ется по средней прочности стандартных контрольных образцов через 28 суток нормального твердения (при температуре 20±2 °С и относительной влажности воздуха не менее 90%).
Бетон характеризуется неоднородностью структуры, что при¬водит к неоднородности его свойств. Неоднородность структуры обусловлена изменчивостью свойств материалов, составляющих бетон, колебаниями параметров технологических процессов, вли¬янием неучтенных факторов (износ оборудования, температура, влажность-окружающей среды, погрешности при испытаниях и т.д.). На этомосновании показатели свойств бетона можно счи¬тать величинами случайными, т.е. при испытании образцов одного и того же материала мы получаем разные значения, кото¬рые не можем предсказать заранее. Для оценки случайных вели¬чин используются статистические характеристики: среднее ариф-метическое, среднеквадратическое отклонение S и коэффициент вариации v. Последние две характеристики S и v используются для оценки однородности свойств бетона и зависят от разброса, т.е. отклонения данных от среднего значения. Чем больше раз¬брос данных относительно среднего, тем больше значения S и v, тем меньше однородность бетона. Среднеквадратическое откло¬нение рассчитывается по формуле:
Марка бетона не учитывает фактическую неоднородность Прочности, а это может привести к тому, что прочность бетона в некоторых конструкциях окажется намного ниже требуемой по 'расчету, тогда как в других будет неоправданно завышена.
В связи с этим используется другая оценка прочности бето-«на —- класс бетона по прочности В. Бетоны по прочности на ^сжатие подразделяются на следующие классы: В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В22,5; В25-В80. Класс бетона по прочности . определяет величину прочности, гарантированную с обеспечен--Явстью 0,95. Это означает, что прочность бетона при большом числе испытаний в 95% случаев будет равна или больше гаранти-рованной, а в 5% — меньше.
Класс бетона и средняя прочность R , при которой будет обес¬печена гарантированная прочность, связаны зависимостью:
(829)
В= R(l-tv);
где t— статистический критерий, зависящий от обеспеченнос-ти: при обеспеченности 0,95/= 1,64. Значение v определяется при статистическом контроле проч¬ности на предприятии, а при отсутствии данных принимается рав¬ным нормативному: У= 0,135 (13,5%). При этом средняя проч¬ность составит:
_ \Z(R,i-R) ' "V п-1 '
S*=f -~ , (826)
где Rt — прочность i-ro образца; я—количество образцов; — среднее значение прочности, равное
5 Щ
R=~f. (827)
Коэффициент зариации вычисляется по формуле:
