Объемные температурно-влажностные деформации

Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия.

Область условно упругой работы бетона - от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины.

Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины.

Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости.

При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Есж = Ер = Еб.

Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя - щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми.

Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести.

Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Ползучестью бетона называется способность бетона к увеличению неупругих деформаций с течением времени даже при постоянной величине приложенного напряжения. Бетон в современном понимании является упруговязкопластичным материалом. Ползучесть бетона проявляется при любых видах напряженно-деформированного состояния: сжатии, растяжении, изгибе, кручении и др.

В зависимости от величины действующего напряжения относительно предела прочности при простом статическом нагружении различают следующие виды ползучести бетона:

Линейная затухающая ползучесть бетона, при которой предельная величина деформаций ползучести пропорциональна величине действующего напряжения. Линейная ползучесть характерна для напряжений, которые не превышают условный предел упругости бетона, за который можно принять нижнюю границу микротрещинообразования.

Нелинейная затухающая ползучесть бетона, при которой предельная величина деформаций ползучести не пропорциональна величине действующего напряжения. Нелинейная затухающая ползучесть бетона характерна для напряжений, которые превышают условный предел упругости бетона, но не превышают уровень длительной прочности бетона.

Нелинейная незатухающая ползучесть, при которой величина деформаций ползучести бетона не пропорциональна величине приложенного напряжения, и во времени возрастает вплоть до разрушения бетона. Нелинейная незатухающая ползучесть характерна для напряжений, превышающих уровень длительной прочности бетона.

Одним из основных вопросов ползучести бетона является определение величины предельных показателей. Данные параметры зависят от:

Продолжительности действия и вида нагрузки;

Возраста бетона к моменту загружения;

Состава бетона и свойств материалов для его приготовления;

Условий твердения бетона;

Условий эксплуатации.

Ползучесть бетона зависит от свойств цемента и водозаполнителей, условий твердения, наличия добавок и ряда других факторов.

Стоит отметить, что при длительной эксплуатации в среде с повышенной температурой отмечается снижение прочности и увеличение деформативности бетона, что проявляется в уменьшении модуля упругомгновенной деформации и увеличении деформации простой ползучести бетона.