Modul pružnosti betonu počáteční B25b T m2, B15, B7,5 – jak určit, vzorec
Při výstavbě betonových konstrukcí velkého rozsahu je nutné ve fázi plánování určit schopnost betonu odolat neustálému působení vysokých zatížení. Tuto vlastnost lze zjistit studiem elastického modelu, který ukazuje schopnost zachovat celistvost ztvrdlé betonové hmoty pod vlivem deformačních procesů. Tato hodnota se mění v závislosti na složení betonu a může se měnit pod vlivem vnějších faktorů během provozu konstrukce.
Na čem závisí modul pružnosti betonu?
Hodnota tohoto ukazatele závisí především na třídě betonu – čím vyšší je, tím větší je hustota a stlačení, díky čemuž materiál lépe odolává deformaci při zatížení. Modul pružnosti betonu B25 je do 30 MPa a nejvyšší hodnota má beton B60 a je 39,5 MPa. Podrobnější informace o této hodnotě pro jednotlivé třídy betonu naleznete v tabulce:
| Třída betonu | B10 (M150) | B15 (M200) | B20 (M250) | B25 (M350) | B30 (M400) | B35 (M450) | B40 (M550) | B45 (M600) |
| Počáteční modul pružnosti (MPa) | 19 | 24 | 27,5 | 30 | 32,5 | 34,5 | 36 | 37 |
| Odhadovaná axiální pevnost v tlaku (MPa) | 6 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,5 | 19,5 | 22,5 | 25 |
| Odhadovaná axiální pevnost v tahu (MPa) | 0,56 | 0,75 | 0,90 | 1,05 | 1,15 | 1,30 | 1,40 | 1,50 |
Kromě třídy betonu závisí jeho modul pružnosti také na dalších faktorech:
- Typ plniva – v důsledku heterogenity betonové směsi v ní vzniká komplexní napěťový stav a většinu zatížení nesou tuhé částice. Proto bude nejvyšší hodnota modulu u betonu, který obsahuje plnivo s velkou frakcí.
- Vlhkost – čím více vodní páry je obsaženo v prostředí, tím nižší je počáteční modul pružnosti betonu B20 a dalších tříd tohoto stavebního materiálu.
- Expozice teplotám a ultrafialovému záření – při velkých teplotních výkyvech přesahujících 20℃ a vysoké intenzitě slunečního záření dochází k lineární expanzi materiálu. To vede ke snížení elasticity materiálu a zvýšení deformace.
- Konstrukční výztuž – rámy ze dřeva, kompozitů a kovové výztuže umístěné uvnitř betonu zvyšují jeho pružnost a pevnost v tahu a tlaku při ohybu.
- Stáří – největší tvrdost a pružnost je charakteristická pro složení pouze 200-250 dní po nalití betonu.
Metody stanovení modulu pružnosti
Abychom pochopili, jak určit modul pružnosti, je nutné prostudovat vlastnosti dvou metod, které se používají k získání tohoto indikátoru a používají se jak v laboratorních podmínkách, tak v přírodním prostředí:
- Destruktivní zkoušení mechanickým zkoušením materiálu. K tomuto účelu se používají speciální vzorky čtvercového nebo kruhového průřezu, které se vyvrtají nebo vyříznou z hotové betonové konstrukce. Pro stanovení modulu pružnosti se na vzorky připevní indikátory a ty se umístí pod lis, přičemž se postupně zvyšuje zatížení. Zkoušky se provádějí po etapách v intervalech 5 minut, přičemž síly dosahují až 50 % maximální přípustné hodnoty. Ve druhé fázi mechanické metody pro stanovení tohoto indikátoru jsou vzorky vystaveny konstantní rychlosti. Tato metoda poskytuje nejpřesnější výsledky s minimální chybou, ale vyžaduje lokální destrukci stavební konstrukce.
- Nedestruktivní testování pomocí ultrazvukového zařízení. K tomu se v betonu za podmínek vysoké vlhkosti pomocí speciálního zařízení porovnává rychlost šíření vln v hotové betonové konstrukci a zkušební vzorky s různým stupněm nasycení vodou. Tato metoda umožňuje studovat modul pružnosti při zachování integrity struktury, ale má chybu, která v závislosti na prostředí může být 15-75%.
Na základě získaných výsledků a ukazatele působící síly je vypočtena absolutní deformace betonu.
K tomu se používá následující vzorec: ∆l= σ×l0/EA
Viktor Filoncev
Vzdělání:
NRU MSGU, Katedra pojiva a technologie betonu, 2003.
Pracovní zkušenosti:
12 let v oboru výroby betonu.
Současná aktivita:
nezávislé poradenství v oblasti stavebnictví.