Odporność betonu na niskie i wysokie temperatury

Wyznaczenie oddziaływań niskich temperatur

Aby móc wyznaczyć oddziaływanie niskich temperatury na beton, należy skupić się na określeniu współczynnika sprężystości dynamicznej na rozciąganie i zginanie. Mniej istotne jest określenie wytrzymałości na ściskanie lub wyznaczenie modułu sprężystości dynamicznej na ściskanie (program jednolite akty prawne na egzamin uprawnienia).  

Wyłącznie oznaczenie współczynnika sprężystości dynamicznej na rozciąganie i zginanie pozwala na określenie małych i postępujących zmian dla różnych mieszanek betonowych. W praktyce bywa tak, że beton jest narażony na oddziaływanie wysokich temperatur. Dotyczy to m.in. pożaru. Oprócz tego czasami pełnio funkcję obudowy urządzeń, które wytwarzają wysokie temperatury. Wówczas należy stosować betony żaroodporne, które w swoim składzie mają specjalną mieszankę betonową. Betony chromitowe, chromitowo-szamotowe, szamotowo-gliniane, szamotowo-krzemionkowe i magmowe wykazują wytrzymałości 110-250 kg/cm2, a ich żaroodporność wynosi 1000-1300°C. Z kolei betony żużlowe lub z dodatkami ceramicznymi są markami 70-140 przy żaroodporności do 600°C.

Wyznaczanie odporności betonu na wysokie temperatury

Wyznaczanie odporności betonu na wysokie temperatury oznacza konieczność określenia zmian wytrzymałości i odkształceń liniowych i objętościowych. Wytrzymałość na ściskanie można wyznaczyć na 12 walcowych próbkach, których średnica wynosi 8 cm. Takie próbki należy przechowywać przez 7 dni w temperaturze + 20°C i wilgotności względnej 90%. Następnie suszy się je przez 32 godziny w temperaturze 105-110°C.

Bezpośrednio po wysuszeniu trzy próbki poddaje się ściskaniu. Następnie trzy kolejne należy nagrzać do temperatury 800°C, a resztę nagrzewa się do takiej temperatury, w jakiej beton będzie pracował w rzeczywistości.

Próbki, które nagrzeje się do najwyższej temperatury, należy przetrzymać przez 4 godziny w piecu, żeby później ostudzić je do temperatury pokojowej. Jest to próba, którą powtarza się pięciokrotnie. Wytrzymałość na ściskanie wyznacza się po ostudzeniu próbek (program na uprawnienia budowlane).

Badania wytrzymałościowe elementów konstrukcji

Do głównych celów badań wytrzymałościowych elementów konstrukcji zalicza się określenie jej cech statyczno-wytrzymałościowych lub dynamiczno-wytrzymałościowych na podstawie wyników badań. Wyniki te otrzymuje się w efekcie próbnego obciążenia elementu na stendzie badawczym.

Można wyróżnić szereg grup zgodnie z poniższymi kryteriami:

a) schemat statyczny konstrukcji – np. elementy:

– zginane swobodnie podparte,

– zamocowane na podporze,

– ciągłe,

– wspornikowe,

– ściskane,

b) skala doświadczeń:

– badania modelowe,

– badania w skali naturalnej,

c) sposób obciążenia – np. obciążenie:

– statyczne,

– dynamiczne,

– trwałe,

– przemienne co do kierunku działania sił,

d) rodzaj badanego parametru:

– odkształcenia,

– wielkość uplastycznienia,

– momenty rysujące lub niszczące,

e) typ zniszczenia – w zależności od rodzaju pracy elementu (pytania na egzamin ustny do uprawnień).

Grupy badań wytrzymałościowych elementów

Najbardziej typowymi grupami badań wytrzymałościowych elementów, które są najbardziej popularne, są badania:

1) sztywności, rysoodporności i nośności elementów zginanych,

2) odkształcalności, stateczności i nośności elementów ściskanych,

3) elementów pod działaniem dynamicznym.

Zbadanie sztywności, czyli wielkości ugięć, może być konieczne z uwagi na poniższe względy:

a) technologiczne:

– duże ugięcie belek podsuwnicowych mogą utrudniać eksploatację suwnicy,

– poziome przesunięcia belek podsuwnicowych spowodowane ugięciem nie mogą przekraczać 2 cm, a kąt obrotu osi belek 3%,

b) estetyczne:

– wyczuwalne dla oka zakrzywienia prostych krawędzi żeber lub płyt rażą poczucie estetyki i wywołują zaniepokojenie,

– kąt zakrzywienia nie powinien przekraczać 15% przy wysokości powyżej 6 m i 10% przy wysokości większej niż 11 m,

c) fizjologiczne:

– zbyt duże drgania w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi mogą okazać się nieprzyjemne i męczące,

d) konstrukcyjne:

– łączenie prefabrykowanych elementów może być utrudnione w przypadku dużych ugięć tych elementów,

– zbyt duże ugięcie nadproża może powodować pękanie szyb w oknie.

Dowiedz się więcej na temat uprawnień budowlanych!