Модуль упругости бетона: что это такое и как определить?

Очень многих людей интересует, как влияют на бетонные конструкции различные силовые воздействия и нагрузки. Бетон представляет собой твердое тело, имеющее склонность поддаваться деформации при воздействии на него внешних сил. Именно способность к упругой деформации (временного характера) отражает модуль упругости бетона.

Величину упругости определяют при проведении испытаний различных образцов на устойчивость к растяжению или сжатию. Однако следует знать, что бетон, который не содержит арматуры, к растяжению нестойкий. На основании результатов испытаний строится график зависимости возникающих деформаций от приложенных к материалу усилий. Наглядность способствует лучшему пониманию. Также необходимо знать начальный модуль упругости бетона и величину деформации.

Под нагрузкой увеличение деформации обусловлено тем, что бетон обладает таким свойством, как ползучесть. Сначала при определённом давлении в нем происходит упругая деформация. Она представляет собой явление, при котором тело, которое деформировалось от нагрузки, возвращается к своей изначальной форме после её исчезновения. Затем при дальнейшей нагрузке в материале начинают происходить необратимые (пластичные) деформации. Однако разделить пластичные и упругие изменения крайне затруднительно. Потому что мгновенное изменение формы зависит от скорости повышения нагрузки. Из-за этого деформацию за время увеличения нагрузки называют упругой, а дальнейшее увеличение изменения формы – пластичной. Она происходит из-за ползучести бетона. Дальнейшая деформация является уже разрушением объекта. Данный модуль упругости бетона часто ещё называют модулем деформации. Он определяется с помощью разных методик.

Модуль упругости бетона начальный определяется очень непросто. Однако его приблизительное значение можно установить косвенным путем. На многих графиках секущая линия к кривой, отражающей зависимость напряжения от деформации, очень часто, хотя и не всегда, бывает параллельной касательной, которая идет через начало координат.

Относительно верным будет утверждение, что модуль упругости бетона возрастает прямо пропорционально корню его прочности. Однако это является истинным только для основной части на графике (напряжение-деформация) и зависит от среды и условий испытаний. Как пример, водонасыщенные типы материала на испытаниях имеют больший показатель модуля упругости, чем сухие образцы. Хотя их свойства прочности аналогичны.

На модуль упругости сильно влияют качества крупного наполнителя. Эта зависимость является прямолинейной. Естественно, что показатель легких бетонов будет ниже, чем тяжелых образцов. Упругость также увеличивается с ростом возраста материалов. Например, модуль упругости бетона в25, через один год будет выше, чем изначально, а через 10 лет он ещё больше возрастет. Для определения показателей упругости существует специальная таблица, где указаны примерные начальные модули материала каждой марки.