Relação entre compressão e resistência à tração do concreto

2 de dezembro de 2013



Resistência à compressão
A principal medida da qualidade estrutural do concreto é a sua resistência à compressão. Esta propriedade do concreto é comumente considerado no projeto estrutural. Dependendo da mistura (especialmente a relação água-cimento) e tempo e qualidade da cura, resistência à compressão de betão pode ser obtida até 14.000 psi ou mais. A produção comercial de concreto com agregado comum é geralmente na faixa de 3.000 a 12.000 psi com os intervalos mais comuns para prédios cast-in-place de 3.000 a 6.000 psi. Por outro lado, as aplicações de pré-moldado e pré-esforçado frequentemente esperar forças de 4,000-8,000 psi. 

Tensão Força
Embora betão não é normalmente concebido para resistir à tração direta, o conhecimento da força de tração é utilizado para estimar a carga sob a qual craqueamento vai desenvolver. Isto é devido à sua influência sobre a formação de fissuras e a sua propagação para o lado da tensão de flexão concreto reforçado membro. Shear, torção e outras ações também produzem tensões de tração para a seção específica do membro concreto. Na maioria dos casos o comportamento de membro muda sobre rachaduras. Assim, a força de tensão do concreto também é considerado na proporcionando membro concreto. Essa força é de interesse no projeto de rodovias e aeródromos lajes como resistência ao cisalhamento e resistência à quebra são muito importantes para sustentar tal carregamento. A resistência à tracção do betão é relativamente baixo, cerca de 10 a 15% da compressão, ocasionalmente 20%. 

Teste de Resistência à compressão de

um modo geral, os testes para esta propriedade são feitas em amostras cilíndricas de altura igual a duas vezes o diâmetro, normalmente 6x12 cm impermeável moldes desta forma são preenchidos com concreto durante a operação de colocação, conforme especificado pela ASTM C172 ", método padrão de amostragem fresco Concreto ", e ASTM C31 " Método Padrão para Fazer e cura de concreto Teste de amostras no Campo ". Os cilindros são úmidos-curado a cerca de 70 graus F, em geral durante 28 dias, e, em seguida, testadas em laboratório a uma taxa específica de carregamento. A resistência à compressão obtida a partir de tais testes é conhecido como o fc força cilindro "e este termo é usado principalmente em fins de projeto. 

Ensaio de resistência à tração

A resistência à tração do concreto pode ser medido por testes radicalmente diferentes, ou seja, flexão, tensão direta e divisão, e os valores resultantes de forças não são iguais. A aplicação direta de uma força de tensão pura, livre de excentricidade, é muito difícil. Um teste de tensão direta, utilizando placas de final de títulos, é prescrito pelo Bureau of Reclamation EUA . Nos testes de resistência à flexão, uma planície (sem reforço) viga de concreto é submetido a flexão usando simétrica de dois pontos de carregamento até a falha ocorre.


British Standard BS 1881: parte 118:1993 e ASTM C78-94 terceiro ponto prescrito carregamento em 150 por 150 por 750 mm vigas apoiadas sobre uma extensão de 450 mm. O módulo de ruptura é determinado a partir deste teste.No teste de tensão de divisão, um cilindro de betão, do tipo utilizado para os ensaios de compressão, está colocada com o seu eixo horizontal entre as placas de uma máquina de ensaios, e a carga é aumentada até à ruptura por tensão indireta na forma de divisão ao longo do eixo vertical ocorre. 


Fator que afeta a relação entre resistência à tração e resistência à compressão

Uma série de fatores afetam a relação entre duas forças. Estes são 

a) Agregado

A relação entre a resistência à flexão e de resistência à compressão depende do tipo de agregado grosso usado, excepto em concreto de alta resistência, porque as propriedades de agregação, especialmente a sua forma e textura de superfície, afeta a resistência máxima à compressão muito menos do que a força de tensão ou de carga de cracking em compressão. O comportamento foi confirmado por Knab. Em concreto experimental, agregado graúdo totalmente lisa levou a menor resistência à compressão, normalmente em 10 por cento, do que quando áspera. Parece que as propriedades do agregado miúdo também influenciam a / proporção pé fc '. A razão é, além disso, afetado pela classificação de agregado. Isto é provavelmente devido ao diferente magnitude do efeito de parede em vigas e em amostras de compressão: índices lá superfície / volume são diferentes, de modo que são necessárias diferentes quantidades de argamassa para a compactação total. 

b) Idade

idade também é um fator na relação entre f t e fc ': para além de cerca de um mês, a resistência à tração aumenta mais lentamente do que a resistência à compressão. Assim, o pé / fc 'diminui com o tempo. Isto em aggrement com a tendência geral da relação a diminuir com um aumento da fc '. 

c) Cura

A resistência à tracção do betão é mais sensível à cura inadequada do que a resistência à compressão, possivelmente porque o efeito de encolhimento não uniforme do ensaio de flexão vigas são muito graves. Assim concreto ao ar curado tem um pé / 'proporção que o concreto curado em água e testado molhado. Menor fc 

d) Ar arrastamento

Ar arrastamento afeta o / ft fc 'razão porque a pressão do ar diminui a resistência à compressão de mais concreto do que a resistência à tração, em especial no caso de misturas ricas e fortes. A influência de compactação incompleta é semelhante ao do ar arrastado. 

e) Leve concreto

betão leve conforme amplamente para o padrão de a relação entre o pé e fc 'para betão ordinário. Em muito baixa resistência (300 psi), a razão m / fc 'pode ser tão elevado como 0,3, mas a dosagens mais elevadas, é o mesmo que o concreto comum. No entanto, a secagem reduz o rácio de cerca de 20%, de modo que na concepção de betão leve um valor reduzido de pé / fc 'é usado. 

f) O método de Teste

Como indicado anteriormente, as resistências à tração do betão medida por diferentes testes, produzir resultados de valor variável. Incidentalmente, o valor da resistência à compressão também não é único, mas é afetada pela forma do espécime de teste. Assim, o valor numérico da razão entre a força de tração para a força de compressão não é o mesmo. Por estas razões, em que exprime a relação de tração e a resistência à compressão, o método de teste deverá ser mencionado explicitamente. Se o valor de resistência à flexão é de interesse, um fator que relaciona a força de resistência à flexão de divisão precisa de ser aplicada. 


Relação numérica

Espera-se que estes dois tipos de forças estão intimamente relacionados com, mas não há nenhuma proporcionalidade direta. Percebe-se que com o aumento da resistência à compressão, a resistência à tração é aumentada, mas também a uma taxa decrescente. 

melhor correlação é encontrada entre as diferentes medidas de resistência à tração e a raiz quadrada da força de compressão. Uma série de fórmulas empíricas ligando pé e fc 'têm sido sugeridas, muitos deles do seguinte tipo: 

f t = k (f c ) n

onde k e n são coeficientes. Os valores de n entre ½ e ¾ têm sido sugeridos. O primeiro valor é usado pela American Concrete Institute, mas Gardner e Poon encontrado um valor perto da tarde, sendo utilizados cilindros em ambos os casos. Provavelmente o melhor ajuste global é dada pela expressão: 

f t = 0,3 (f c ) 2/3

em que, m é a força de separação, e fc'is a resistência à compressão dos cilindros, tanto na megapascal. Se a tensão é expressa em libras por polegada quadrada do coeficiente é substituído por 1,7. A expressão acima foi sugerido por Raphael . Uma modificação de Oluokun é 

f t = 0,2 (f c ) 0,7

, onde a força está em MPa;. do coeficiente torna-se 1,4, em psi 

Uma expressão usada no Código de práticas britânica BS 8007:1987 é semelhante, ou seja, 

f t = 0,12 (fc) 0,7

Tendo em conta que a resistência à compressão é determinada em cubos (em MPa), f . t representa a resistência à tração direta 

A diferença entre as várias expressões não são grandes. O que é importante, contudo, é que o expoente de energia utilizada no edifício ACI Código 318-89 (revistos 1992) é muito baixa, de modo que a força de divisão é sobrestimada a baixas resistências à compressão e à subestimada elevada resistência à compressão. 

Estas expressões mostram que aproximados tensão e força de compressão não são de forma proporcional, e trhat qualquer incrase na resistência à compressão, tal como a conseguida através da redução da ração de água-cimento, é acompanhado por um muito menor aumento percentual na força de tensão. 


O Código ACI contém a recomendação de que o módulo de ruptura fr ser tomadas para 7,5 √ fc'for concreto de peso normal, e que este valor será multiplicado por 0,85 para "areia-leve" e .075 para "all-leves" valores de doações de concreto de 6,4 √ fc 'e 5,6 √ fc ', respectivamente, para estes materiais. O primeiro se refere ao concreto de peso leve contendo areia natural por agregado miúdo. A interpolação linear pode ser utilizada para as misturas de areia natural e de peso leve, agregado fino.

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