Slajd 1

Klasyfikacja betonów

Zależnie od rodzaju użytego kruszywa i technologii otrzymuje

się beton o różnej gęstości objętościowej.
Rozróżnia się betony:



lekkie,

o gęstości objętościowej 800 ÷ 2000 kg/m



zwykłe,

o gęstości objętościowej 2000 ÷ 2600 kg/m



ciężkie,

o gęstości objętościowej większej od 2600 kg/m

BETONY MOŻNA TEŻ KLASYFIKOWAĆ WEDŁUG INNYCH KRYTERIÓW



ze względu na funkcję spełnianą w obiekcie budowlanym

—
beton konstrukcyjny, konstrukcyjno-izolacyjny oraz
izolacyjny,



ze względu na zastosowanie

— beton drogowy, mostowy,

chemoodporny, architektoniczny (dekoracyjny),

Klasyfikacja betonów



ze względu na technologiczne warunki pracy

—

beton hydrotechniczny, żaroodporny,

kwasoodporny,

wodoszczelny, odporny na ścieranie itp.,



z uwagi na rodzaj kruszywa

— beton żwirowy,

żużlowy, keramzytowy itp.,



w zależności od sposobu zagęszczania

—

beton zagęszczany ręcznie, zagęszczany

mechanicznie (prasowany, wibrowany itp.),



w zależności od sposobu dojrzewania

—

betony dojrzewające w warunkach naturalnych,

obrabiane cieplnie (np. naparzane) itp.,



w zależności od miejsca wytworzenia

—

beton wytworzony na budowie i beton towarowy —

z wytwórni poza miejscem budowy.

Właściwości mechaniczne betonu

Podstawową właściwością mechaniczną

betonu jest jego

wytrzymałość na

ściskanie

Wytrzymałość betonu zależy od wielu

czynników, a przede wszystkim od:



uziarnienia i



jakości kruszywa,



ilości oraz jakości cementu i



ilości oraz jakości wody,



technologii produkcji mieszanki betonowej,



warunków dojrzewania betonu w konstrukcji i



wieku betonu.

Współczynnik w/c

Przy danej ilości cementu

tym większa jest

wytrzymałość betonu, im mniejsza jest

wartość w/c.

Ze względu na niezbędną ilość wody do

wiązania i twardnienia zaczynu cementowego

wskaźnik

w/c powinien wynosić około 0,2.

Jednak z uwagi na wymagania technologiczne

związane z formowaniem elementów konstrukcji

przyjmuje się na ogół

w/c ≈ 0,4÷0,6

Klasa betonu

Na podstawie wyników badań można ocenić beton pod

względem wytrzymałości na ściskanie, tzn. określić klasę

betonu.
Bierze się pod uwagę:

• w badaniach próbek sześciennych —

wytrzymałość gwarantowaną betonu f

Gc, cube

•w badaniach próbek walcowych —

wytrzymałość charakterystyczną betonu na ściskanie

Zgodnie z PN-B-03264:2002 można przyjmować, że:

= 0,8 f

Gc, cube

Klasę betonu zwykłego

w PN-B-03264:2002 opisuje się,

używając oznaczeń składających się z litery B i liczby, która
oznacza

wytrzymałość gwarantowaną

Gc, cube

określaną w megapaskalch (MPa) np.

B30

Klasa betonu

Szczegółowe zasady oceny betonu są podane w PN-EN 206-
1:2002.

W tej normie klasę wytrzymałości betonu na ściskanie
(klasę betonu) oznaczono literą C i dwiema liczbami, np.
C25/30.

Pierwsza z tych liczb oznacza

wytrzymałość charakterystyczną betonu na ściskanie

c,cyl

określoną na próbkach walcowych.

Druga cyfra oznacza

wytrzymałość gwarantowaną

betonu określoną na

próbkach sześciennych

Gc, cube

c,cyl

Gc, cube

Wytrzymałości betonu przyjmowane do

obliczeń

Projektując konstrukcję i elementy z betonu przyjmuje się, że zostaną one

wykonane z betonu określonej klasy wytrzymałości.
Zgodnie z PN-B-03264:2002 do wykonywania konstrukcji stosuje się beton
klas:

B15, B20, B25, B30, B37, B45, B50, B55, B60

W tabeli podano minimalne klasy betonu jakie mogą być stosowane w

poszczególnych rodzajach konstrukcji

RODZAJ KONSTRUKCJI

NAJNIŻSZA KLASA

BETONU

Konstrukcje betonowe

B15

Konstrukcje żełbetowe:

— zbrojone stalą klas A-0, A-I, A-II i A-

III

— zbrojone stalą klasy A-IIIN

B15

B20

Konstrukcje sprężone:

— kablobetonowe

B30

— strunobetonowe

B37

Konstrukcje żelbetowe poddane

obciążeniu

wielokrotnie zmiennemu

B30

Wytrzymałości i moduł sprężystości

betonu przyjmowane do obliczeń (wg

PN-B-03264:2002)

Klasa betonu B wg PN-B

-03264:2002

B15 B20 B25 B30 B37 B45 B50 B55 B60

Klasa betonu C wg PN-EN 206-

1:2002

C12/

/15

C16/

/20

C20/

/25

C25/

/30

C30/

/37

C35/
/45

C40/
/50

C45/

/55

C50/
/60

Wytrzymałość gwarantowana f

cube

, MPa

37 45

55 60

Wytrzymałość

charakterystyczna,

MPa

na ściskanie,

30 35

45 50

rozciągani

e, f

ctk

1,1 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5

2,7 2,9

Wytrzymałość średnia na

rozciąganie, MPa

1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1

Wytrzymałość

obliczeniowa

w konstrukcjach

żelbetowych
i sprężonych, MPa

na ściskanie

8,0 10,6 13,3 16,7 20,0 23,3 26,7 30,0 33,3

rozciągani
e f

ctd

0,73

0,87 1,00 1,20 1,33 1,47 1,67 1,80 1,93

Wytrzymałość

obliczeniowa w

konstrukcjach

betonowych, MPa

na ściskanie

6,7

8,9

11,1 13,9 16,7 19,4 22,2 25,0 27,8

Moduł sprężystości E

, GPa

Odkształcalność betonu

wykres naprężenie w funkcji odkształcenia

Element betonowy pod wpływem występujących naprężeń odkształca się.

Odkształcenia mogą być:

•

sprężyste

— jeśli po usunięciu naprężenia, zanikają całkowicie,

•

plastyczne

(zwane też trwałymi) — jeśli po odciążeniu nie zanikają

wytrzymałość charakterystyczna

betonu

Zależność współczynnika sprężystości betonu E

od wielkości naprężeń

1 — rozciąganie, 2 — ściskanie

Współczynnik sprężystości

betonu E

jest różny dla

różnych klas betonu oraz różnych naprężeń w
betonie

;

wraz ze wzrostem naprężeń, wywołanych zarówno
rozciąganiem jak i ściskaniem betonu, współczynnik
maleje,

jest

mniejszy przy rozciąganiu niż przy

ściskaniu

(wykres).

Wzrasta z wiekiem
betonu i
szczelnością
uziarnienia jego
kruszywa oraz ze
zmniejszeniem
wskaźnika w/c.

Odkształcenia reologiczne

Z upływem czasu występują reologiczne odkształcenia
betonu. Są one związane z takimi zjawiskami, jak

skurcz, pęcznienie, pełzanie, relaksacja

Pełzanie

jest to stopniowe zwiększanie się odkształceń

plastycznych betonu elementu mającego swobodę
odkształcania się, poddanego działaniu naprężeń
długotrwałych.

Jeżeli element nie ma swobody odkształceń (

= const),

to pod działaniem naprężeń długotrwałych następuje z
upływem czasu pewne zmniejszenie wartości tych
naprężeń w betonie, określane jako jego

relaksacja

PEŁZANIE

Pełzanie zależy od takich czynników, jak:

•wartość naprężenia

(jest większe, gdy naprężenie

jest większe),

•wytrzymałość betonu

(jest większe w betonie o

mniejszej wytrzymałości),

•wiek betonu

w chwili obciążenia (jest mniejsze,

gdy obciążenie jest przekazywane na beton starszy),

•wilgotność środowiska

(jest mniejsze w

warunkach większej wilgotności),

•zawartość i rodzaj cementu

(jest mniejsze w

betonie wykonanym z zastosowaniem cementów

szybkosprawnych i glinowych),

•rodzaj oraz kształt ziarn kruszywa

•wymiary i kształt elementów

Odkształcenia reologiczne – SKURCZ I

PĘCZNIENIE

Beton twardniejący w wodzie

pęcznieje

, a więc zwiększa się

jego objętość.

Skurcz

jest to stopniowe zmniejszanie się objętości betonu.

Może on być przyczyną wystąpienia rys w konstrukcjach.

Skurcz jest wynikiem procesów chemicznych (chemicznego
wiązania wody w procesie hydratacji) i fizycznych
(związanych
z parowaniem wody do otoczenia), zachodzących w zaczynie
cementowym.

Skurcz powodowany reakcjami chemicznymi stanowi na ogół
25 - 50% wartości całkowitego skurczu zachodzącego po
dłuższym okresie przechowywania betonu w warunkach
naturalnych.

SKURCZ

Na przebieg i wartość skurczu całkowitego mają wpływ przede
wszystkim takie czynniki, jak:



jakość i ilość cementu

(ze zwiększeniem ilości cementu skurcz zwiększa

się),



właściwości i kształt ziaren kruszywa



wskaźnik wodno-cementowy

(beton o mniejszym w/c ma

skurcz mniejszy),



wilgotność środowiska

(im suchsze, tym większy skurcz),



wymiary i kształt elementów



sposób przygotowania i zagęszczania mieszanki



wiek betonu

SKURCZ

Wielkość skurczu betonu w czasie twardnienia
w stosunku do wartości całkowitej,



po 28 dniach

— ok. 50%,



po roku

— ok. 90%,



po 3 latach — 100%

Skurcz można zmniejszyć odpowiednio
pielęgnując świeży beton przez:



utrzymanie w stanie wilgotnym,



ochronę przed niekorzystnym wpływem

czynników atmosferycznych

Inne odkształcenia

Sposób obliczania odkształceń skurczowych
oraz odkształceń pełzania jest podany w

PN-B-

03264:2002.

Współczynnik odkształcenia poprzecznego

betonu ściskanego (współczynnik Poissona)
można przyjmować



= 0,2.

Beton odkształca się (rozszerza lub kurczy) pod
wpływem zmian temperatury.

Współczynnik liniowej rozszerzalności
termicznej

betonu, wyrażający stosunek

zmiany Δl długości próbki do jej długości l w
wyniku zmiany temperatury o 1°C, można
przyjmować 

= 0,00001/°C

Document Outline