Модуль упругости бетона: что это такое и как определить

Бетон – это твердый и прочный материал, однако и он подвержен деформации из-за больших нагрузок извне. Поэтому при возведении бетонных конструкций нужно непременно учитывать, какое силовое воздействие они могут выдержать. Способность к деформации временного характера, то есть упругой, выражается через такой показатель как модуль упругости бетона.

Как происходит деформация бетона

Чтобы определить упругость бетона, обычно проводят ряд испытаний на сжатие и растяжение. Впрочем, в строительстве наиболее значимым является тот факт, что не содержащий арматуры бетон на растяжение не способен. Одним из свойств бетона является ползучесть, именно из-за нее увеличивается деформация при силовом воздействии. Первая стадия деформации – упругая деформация. Это означает, что после исчезновения давления материал, подвергшийся нагрузке, вновь примет изначальную форму. Если увеличивать силовое воздействие, деформация становится необратимой. Дальнейшее возрастание нагрузки ведет к разрушению объекта. Определить, в какой момент упругая деформация становится необратимой, сложно, так как изменение формы бетона зависит от скорости увеличения нагрузки. Это значение и есть начальный модуль упругости бетона.

Как рассчитывается модуль упругости

Начальный модуль упругости рассчитать сложно, однако можно установить его примерное значение. В ходе проведения испытаний образца бетона на прочность составляется график зависимости деформации от силы воздействия. Обычно на таких графиках секущая кривой графика зависимости деформации от напряжения параллельна касательной, проходящей через начало координат. Косвенным путем по такому графику можно определить модуль упругости бетона.

Как правило, модуль упругости прямо пропорционален корню из его прочности. Правда, это утверждение верно не для всего графика, а лишь для его основной части. Многое зависит еще и от условий, в которых проводились испытания, и от окружающей среды. Например, водонасыщенный бетон более упругий, чем сухой, хотя прочность у них практически одинакова. Большое влияние оказывает на показатель упругости качество крупного наполнителя. Зависимость прямая – легкие образцы бетона имеют более низкий модуль упругости, чем тяжелые.

Данный показатель зависит и от возраста материала. Чем старше бетон, тем более высок у него модуль упругости.
В практическом применении модуль упругости бетона важен при строительстве. При выпуске все материалы маркируются, поэтому примерный начальный модуль можно определить на основе маркировки. Для этого составлена специальная таблица, по которой высчитывается количественное значение модуля упругости каждой марки бетона. Очень важно правильно подобрать материал, чтобы конструкция не обрушилась при строительстве, а оставалась прочной на долгие годы.