Раздел: Документация
0 ... 16 17 18 19 20 21 22 ... 290 деформаций станет искривляться в обратную сторону - выпуклостью к оси абсцисс (рис. 2.5, б), значит, наступила усталость бетона, характеризуемая нарастанием пластических деформаций с каждым циклом, которая приведет к разрушению бетона при напряжениях, значительно меньших предела прочности при однократном загружении. Предел выносливости (усталости) бетона Rp, т.е. предел прочности при многократно повторяющейся нагрузке, зависит от характеристики цикла напряжений в бетоне Уь -> где аьм„ и abmax - соответственно наименьшее и наибольшее значения напряжений. С уменьшением рь уменьшается и предел выносливости бетона Rp. 2.1.4. Усадка и ползучесть бетона. Релаксация напряжений Бетон - материал, состоящий из трех фаз - твердой, жидкой и газообразной, количественное соотношение которых изменяется с возрастом бетона. Это является причиной изменения его технических свойств во времени. Одно из важных технических свойств бетона - способность к объемным изменениям, которые могут быть следствием физико-химических процессов гидратации цемента, изменения влагосодержания бетона (испарение влаги при твердении на воздухе и приток ее при твердении в воде), изменения температуры бетона, вызванного экзотермией цемента (выделением тепла при твердении) или перепадом температуры внешней среды и, наконец, действием внешней механической нагрузки. Одна из основных причин объемных изменений бетона - усадка, под которой понимается совокупность изменений, обусловленных процессами гидратации цемента и изменениями влагосодержания бетона при твердении на воздухе. Усадку бетона можно представить как сумму деформаций двух видов - собственно усадки и влажностной усадки. Собственно усадка происходит в результате уменьшения истинного объема системы цемент - вода при гидратации. Она может развиваться при полной изоляции образца от внешней среды и всегда ведет к необратимому уменьшению первоначального объема. Влажнастная усадка связана с изменением влагосодержания бетона; она частично обратима: при твердении на воздухе происходит уменьшение объема (усадка), а при достаточном притоке влаги - увеличение объема (набухание). Деформации в результате влажностной усадки бетона в 10-20 раз превышают деформации собственно усадки, поэтому изменения влагосодержания бетона - основной источник усадочных деформаций. Величина усадки (набухания) erf зависит от вида цемента, состава бетона, способов укладки и ухода за бетоном, температурно-влажност-ных условий среды и др. и колеблется в широких пределах; средние значения для бетона могут быть приняты равными: усадка 0,3 мм/м, набухание 0,10 мм/м. Прирост деформаций усадки во времени происходит по затухающему закону, приблизительно пропорционально логарифму времени, и может продолжаться годами (рис. 2.6). Развитие влажностной усадки начинается с поверхности и постепенно по мере высыхания бетона распространяется вглубь. Это нередко приводит к растрескиванию поверхности бетона, наблюдаемому при быстром высыхании (например, под действием солнечных лучей). Усадка является причиной образования в бетоне «собственных» напряжений, которые понижают трещиностойкость и жесткость конструкций, а следовательно, водонепроницаемость и долговечность сооружений. В предварительно напряженных конструкциях усадка бетона приводит к потерям предварительного напряжения.  , \3м 1г мм/м28дн Рис. 2.6. Развитие деформаций усадки и набухания бетона и железобетона во времени Ползучестью бетона называется его способность испытывать неупругие деформации во времени при длительном действии нагрузки или напряжений (включая температурные, усадочные и т.п.). Деформации ползучести при длительном выдерживании могут в несколько раз превышать деформации, развивающиеся при кратковременном загружении. Ползучесть бетона имеет весьма важное практическое значение и учитывается при расчете и проектировании конструкций. Различают линейную и нелинейную ползучесть бетона. При линейной ползучести зависимость между напряжениями и деформациями ползучести можно считать линейной. Такая зависимость наблюдается лишь при сравнительно невысоких напряжениях - порядка Оь< 0,5 R. При более высоких напряжениях в бетоне развиваются деформации нелинейной ползучести; такие деформации растут быстрее напряжений. Развитие линейной ползучести бетона во времени, так же как и усадка, протекает по затухающему закону, асимптотически приближаясь к пределу (рис. 2.7). Затухающий во времени характер ползучести бетона обусловлен тем, что гелевая структурная составляющая цемента, в основном подверженная ползучести, уменьшается в объеме, теряет часть пленочной воды, становится более вязкой. Кроме того, по мере деформирования кристаллического сростка происходит перераспределение напряжений: гелевая структурная составляющая разгружается, передавая напряжения кристаллическому сростку. Одновременно напряжения в цементном камне уменьшаются в результате большего нагружения заполнителей бетона. При более высоких напряжениях (нелинейная ползучесть) наряду с указанными выше явлениями в бетоне возникают и развиваются микротрещины. Такие нарушения структуры материала носят необратимый характер и ведут к ускоренному нарастанию деформаций. На величину и характер развития ползучести оказывают влияние те же факторы, что и на усадку бетона. Опыты показали, что усадка и ползучесть бетона увеличиваются при повышении содержания цемента и воды (цементного теста) в бетоне. Усадка и ползучесть уменьшаются при применении заполнителей с более высокими значениями модуля упругости, увеличении влажности и снижении температуры среды, увеличении массивности конструкции (размеров поперечных сечений). На ползучесть бетона оказывают также влияние вид напряженного состояния, величина напряжения, возраст бетона к моменту загружения, и т.п. 0 ... 16 17 18 19 20 21 22 ... 290
|
