Деформации бетона предельные деформации при сжатии и растяжении
Рис.
12. Схема для определениямодуля
Для расчета железобетонных конструкций
пользуютсясредним
модулем
или модулем
упругопластичности бетона,
представляющим собой тангенс угла
наклона секущей в точке на кривой
σb
– εb
с заданным напряжением (рис. 12):
.
Зависимость
между начальным модулем упругости
бетона и модулем упругопластичности:
,
где
— коэффициент упругопластичных деформаций
бетона;ν
изменяется от 1 до 0,15.
С
увеличением уровня напряжений в бетоне
и длительности действия нагрузки
коэффициент ν
уменьшается.
3.6. Деформативность бетона
Виды
деформаций бетона:
Объемные
– во всех направлениях под влиянием
усадки, изменения температуры и
влажности.Силовые
– от действия внешних сил.
Бетону
свойственно нелинейное деформирование,
поэтому силовые деформации в зависимости
от характера приложения нагрузки и
длительности ее действия делят на 3
вида: деформации при однократном
загружении кратковременной нагрузкой,
деформации при длительном действии
нагрузки и деформации при многократно
повторяющемся действии нагрузки.
3.6.1. Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой
Деформация
бетона:
(рис. 7),
где
εе
– упругая деформация, εpl
– упругопластическая деформация.
Если
образец загружать по этапам и замерять
деформации дважды – сразу после
приложения нагрузки и через некоторое
время после выдержки под нагрузкой,
получим ступенчатую линию (рис. 8). При
достаточном числе загружений, ступенчатая
линия зависимости σb
– εbможет
быть заменена плавной кривой. Таком
образом, упругие деформации бетона
соответствуют лишь мгновенной скорости
загружения образца, а неупругие
развиваются во времени.
Рис.
7. Диаграмма зависимости между напряжениями
и деформациями в бетоне
При сжатии и растяжении:
I
– область упругих деформаций; II
– область пластических деформаций;
1
– загрузка; 2 – разгрузка; εbu
– предельная сжимаемость;εbtu
– предельная растяжимость;
εер
– доля неупругих деформаций,
восстанавливающихся после разгрузки.
С
увеличением скорости загружения V
при одном и том же напряжении σb
неупругие деформации уменьшаются (рис.
9).
Рис.
8. Диаграмма σb
– εbв
сжатом бетоне при Рис. 9. Диаграмма
σb
– εbв
сжатом бетоне при
различном
числе этапов загружения.
различной скорости загружения.
3.6.2. Деформации при длительном действии нагрузки
При
длительном действии нагрузки обнаруживается
постепенное снижение сопротивления
бетона (ниспадающая ветвь диаграммы σb
– εb).
При длительном действии нагрузки
неупругие деформации бетона с течением
времени увеличиваются.
Участок
0-1 (рис. 10) характеризует деформации,
возникающие при загружении. Участок
1-2 характеризует нарастание неупругих
деформаций при постоянном значении
напряжений.
Свойство
бетона, характеризующееся нарастанием
неупругих деформаций с течением времени
при постоянных напряжениях, называютползучестью
бетона
Соседние файлы в папке ЖБК 1 курсовой
- #
- #
- #
14.02.2015587.63 Кб133Жбк1.dwg
- #
- #
- #
14.02.20152.15 Mб49СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная…_Тек
Источник
5.1 Характер развития деформации зависит от величины повторно- прикладываемых напряжений и количества циклов.
При напряжениях ниже предела выносливости c увеличением циклов нагружения происходит накопление остаточных пластических деформаций с постепенным переходом зависимости от криволинейной формы к линейной.
С увеличением напряжения до , но так, чтобы оно не превышало предела выносливости Rt, может происходить дальнейшее накопление остаточной пластической деформации. Однако, бетон при действии этого напряжения может работать неограниченное время как упругий материал. При напряжении превышающем предел выносливости после некоторого числа циклов интенсивность в бетоне начинает возрастать, главным образом, пластические деформации. В образце развиваются микротрещины, обе ветви диаграммы обращены вогнутостью к оси . При дальнейшем увеличении напряжения, то есть достижение предельных деформаций, происходит его разрушение.
5.2 Предельные деформации бетона- это деформации, которые зависят от состава и структуры бетона, класса бетона, длительности продолжения нагрузки, условия работы бетона.
Предельные деформации наблюдают перед разрушением образцов, значения этих деформаций для расчетов принимают в следующих пределах:
— осевое сжатие- -кратковременное загружение;
— при длительном загружении;
— при изгибе и внецентренном сжатии;
— при центральном растяжении.
Предельные деформации при центральном растяжении в 10-20 раз меньше предельных деформаций сжимаемости. У бетонов на пористых заполнителях предельная сжимаемость примерно в 2 раза выше, чем у тяжелых бетонов таких же марок.
6 Арматура для железобетонных конструкций, ее назначение.Классификация арматурной стали.
В ЖБК арматуру обычно устанавливают для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон сечения. Необходимое количество арм-ры определяют расчётом конструкций на действие нагрузок от внешних сил и собственного веса конструкции.
По назначению различают арм-ру:
— рабочую; — монтажную; — распределительную.
Рабочую арм-ру устанавливают по расчёту; монтажную – по конструктивным и технологическим соображениям.
БАЛКА ПЛИТА
1-1
1–рабочая арматура;
2– распределительная арматура;
3 – монтажная арматура;
4 – поперечная арматура (хомуты)
Рис. – Армирование ЖБ элементов
Степень насыщения бетонного сечения арм-рой регламентируется СНиП в зависимости от вида конструкции и условий её работы. Степень насыщения арм-рой характеризуется коэфф-м армирования:
μ = As/Ab
Арм-ру классифицируют:
1)в зависимости от технологии изготовления:
— горячекатаная стержневая (d = 6 – 40 мм);
— холоднотянутая проволока (d = 3 – 8 мм);
2) в зависимости от способа последующего упрочнения:
— термически упрочнённая;
— упрочнённая вытяжкой или волочением; — термомеханическое упрочнение; 3) по форме поверхност — периодического профиля;- гладкая; 4) по способу применения: — напрягаемая; ненапрягаемая; жёсткая (прокатная сталь
7 Классы арматуры. Прочностные и деформативные характеристики арматурной стали.
Вся арматурная сталь делится на классы. Классы стержневой горячекатаной арматуры обозначается А и в зависимости от её основных механических характеристик делится на 6 классов: АI — AVI. Если арматура термически упрочнена, её подразделяют на 4 класса и обозначают: ATIII — AT IV. Дополнительной буквой с (ATIIIс) указывается возможность соединения этой арматуры сваркой. Буква к (ATIIIк) характеризует повышенную коррозионную стойкость. Буква в
(ATIIIв) — упрочнение вытяжкой. Специальная сталь обозначается AсIII. АI — гладкая (d=6-40мм); AII — периодического профиля (d=10-80мм); AIII — горячекатаная периодического профиля (ёлочка d=6-40мм). Арматурную проволоку подразделяют на 2 класса: ВI и ВII — проволока гладкая (ВрI и ВрII — рифлёная).
ВрI — обыкновенная холоднотянутая низкоуглеродистая проволока. ВII и ВрII -проволока высокопрочная, углеродистая и изготовлена многократным волочением. Из поволок d=1.5 — 5 мм изготавливают 7-ми проволочные канаты класса К-7, К-19. Каждому классу арматуры соответствует определённая марка стали с одинаковыми механическими характеристиками, но различным химическим составом. В обозначении марки стали отражается содержание углерода и легирующих добавок. Например: 25Г2С (0,25% — содержание углерода; Г — сталь легирована марганцем; 2С — содержание кремния).
Основными физико-механическими характеристиками стали являются прочностные и деформативные характеристика, эти свойства характеризуют диаграммой напряжений-деформаций получаемой путём испытания на растяжения стандартных образцов.
1 — малоуглеродистые; 2 — высокоуглеродистые стали.
Все стали по характеру диаграммы делятся на: с явно выраженной площадкой текучести (мягкие) и не явно выраженной площадкой текучести (термоупрочнённые).
Для сталей имеющих физический предел текучести sу — (для мягких сталей) принимается в расчётах за нормативное сопротивление, эти стали также имеют характеристику предела прочности sus и предельное удлинение при разрыве. Высокие пластические свойства стали создают благоприятные условия для работы ЖБК.
Стали имеющие условный предел текучести, характеризуемые напряжением, при котором остаточные деформации составляют 0,2% от максимальных значений. В расчётах этих сталей используют условный предел текучести в качестве нормативной характеристики, используя, так же как и в бетоне, статические методы обработки. В зависимости от типа конструкции и условий эксплуатации учитываются часто следующие свойства арматурной стали: свариваемость, реологические свойства (ползучесть и релаксация), динамическое упрочнение (имеет место при действии кратковременных динамических нагрузок).
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Источник
Это предельная сжимаемость и предельная растяжимость . Зависят от:
- прочности бетона;
- класса бетона;
- состава бетона;
- длительности приложения нагрузки.
При сжатии в среднем .
При растяжении в среднем .
При изгибе в крайнем сжатом волокне в среднем .
Модуль деформации
Начальный модуль упругости бетона (рис. 12) при сжатии Еb соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении:
.
Модуль полных деформаций бетона (рис.12) при сжатии соответствует полным деформациям; является величиной переменной:
,
где α – угол наклона касательной к кривой σb – εbв точке с заданным напряжением.
Для расчета железобетонных конструкций пользуются средним модулем или модулем упругопластичности бетона, представляющим собой тангенс угла наклона секущей в точке на кривой σb – εb с заданным напряжением (рис. 12):
.
Зависимость между начальным модулем упругости бетона и модулем упругопластичности:
,
где — коэффициент упругопластичных деформаций бетона; ν изменяется от 1 до 0,15.
С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки коэффициент ν уменьшается.
Лекция №4. Арматура
Виды арматуры
1. По материалу:
а) стальная;
б) стеклопластиковая;
в) углепластиковая.
2. По назначению:
а) рабочая – это арматура, которая определяется расчетом и обеспечивает прочность конструкции;
б) конструктивная – это арматура, которая также обеспечивает прочность конструктивных элементов и узлов, но расчетом не определяется, а устанавливается из практики проектирования и эксплуатации конструкций;
в) арматура косвенного армирования – это арматура, устанавливаемая в сжатых элементах в основном в местах больших локальных напряжений, для сдерживания поперечных деформаций;
г) монтажная – арматура, служащая для обеспечения проектного положения рабочей и равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей арматуры.
3. По способу изготовления:
а) стержневая, горячекатаная (d = 6…40 мм);
б) проволочная, холоднотянутая (d = 3…6 мм).
4. По виду поверхности:
а) гладкая;
б) периодического профиля (рифленая).
5. По способу применения:
а) напрягаемая, подвергнутая предварительному натяжению до эксплуатации;
б) ненапрягаемая.
6. По изгибной жесткости:
а) гибкая (стержневая и проволочная);
б) жесткая (из прокатных профилей).
7. По способу упрочнения:
а) термически упрочненная, т.е. подвергнутая термической обработке;
б) упрочненная в холодном состоянии – вытяжкой или волочением.
Физико-механические свойства сталей
Характеристики прочности и деформативности сталей устанавливают по диаграмме σs – εs, получаемой из испытаний образцов на растяжение. Горячекатаная арматурная сталь, имеющая на диаграмме площадку текучести, обладает значительным удлинением до разрыва (мягкая сталь) (рис. 13, а). Напряжение, при котором деформации развиваются без заметного увеличения нагрузки, называется физическим пределом текучести арматурной стали .
а) б)
Рис. 13. Диаграммы σs – εsпри растяжении арматурной стали:
а – мягкая малоуглеродистая сталь с площадкой текучести;
б – высокопрочная, легированная сталь с условным пределом текучести.
Повышение прочности сталей достигают следующими методами:
- путем введения углерода и легирующих добавок (марганец, хром, кремний, титан и др.);
- термическим упрочнением — закаливание стали (нагрев до 800…900оС и быстрое охлаждение), затем частичный отпуск (нагрев до 300…400оС и постепенное охлаждение);
· холодным деформированием – при вытяжке в холодном состоянии до напряжения сталь упрочняется; при повторной вытяжке пластические деформации уже выбраны, напряжение становится новым искусственно поднятым пределом текучести ;
· холодным волочением — волочение через несколько последовательно уменьшающихся в диаметре отверстий в холодном состоянии для получения высокопрочной проволоки.
Высоколегированные и термически упрочненные арматурные стали переходят в пластическую стадию постепенно без ярко выраженной площадки текучести (рис. 13, б). Для таких сталей устанавливают условный предел текучести , при котором относительные остаточные деформации составляют 0,2%.
К физическим свойствам сталей относятся:
- пластические свойства – характеризуются относительным удлинением при испытании на разрыв. Снижение пластических свойств приводит к хрупкому (внезапному) разрыву арматуры;
- свариваемость – характеризуется надежностью соединения, отсутствием трещин и других пороков металла в швах. Хорошо свариваются малоуглеродистые и низколегированные стали. Нельзя сваривать термически упрочненные и упрочненные вытяжкой стали, т.к. теряется эффект упрочнения;
- хладноломкость — склонность к хрупкому разрушению при отрицательных температурах (ниже -30оС);
- реологические свойства – характеризуются ползучестью и релаксацией;
- усталостное разрушение – наблюдается при действии многократно повторяющейся знакопеременной нагрузке и имеет характер хрупкого разрушения;
- динамическая прочность – наблюдается при кратковременных нагрузках большой интенсивности.
Классификация арматуры
| Наименование и класс арматуры | d, мм | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Модуль упругости, МПа |
| Стержневая горячекатаная: гладкая класса A-I периодического профиля классов: A-II A-III A-IV A-V A-VI | 6…40 10…40 6…40 10…22 10…32 10…22 | 230 300 400 600 800 1000 | 25 19 14 8 7 6 | 21 · 104 21 · 104 20 · 104 19 · 104 19 · 104 19· 104 |
| Стержневая термически упрочненная классов: Ат – IIIс Aт – IVс Ат – V Aт — VI | 10…38 10…28 10…28 10…28 | 400 600 800 1000 | — 8 7 6 | 20 · 104 19 · 104 19 · 104 19· 104 |
| Обыкновенная арматурная проволока периодического профиля класса Вр-I | 3…5 | 500 | — | 17· 104 |
| Высокопрочная арматурная проволока: гладкая класса В-II периодического профиля класса Вр-II | 3…8 3…8 | 1530 1530 | 4…6 4…6 | 20 · 104 20 · 104 |
П р и м е ч а н и е: дополнительной буквой «С» указывается на возможность стыкования сваркой, буквой «Т» — на термическое упрочнение арматуры.
Источник
ДЕФОРМАЦИИ
Зависимость между напряжениями σ и деформациями ε для бетона различна при разной скорости, длительности или повторяемости процессов загрузки и разгрузки. При очень быстром («мгновенном») загружении бетон ведет себя как идеально упругое тело. Однако при обычной в лабораторных условиях длительности испытаний (от нескольких минут до одного часа) и тем более при длительной загрузке бетона в элементах конструкций он должен рассматриваться как упругопластический материал. Пластические, необратимые деформации происходят вследствие сдвига в гелевой структуре цементного камня и на контактах между заполнителем и цементным камнем. При напряжениях, превышающих Rт, развиваются квазипластические деформации, вызванные процессом микроразрушения бетона.
Полная относительная деформация εполн бетона без учета усадки может быть выражена формулой
где εупр — упругая относительная деформация, соответствующая очень быстрому росту нагрузки; εп — деформация ползучести, возникающая при длительном загружении (в том числе в течение многих лет); деформация ползучести состоит из обратимой (упругое последействие) и необратимой частей.
Зависимость ε и σ не однозначна и может быть представлена полем σ-ε. Пример такой зависимости при сжатии тяжелого бетона (с постоянной скоростью загружения) показан на рис. 1.
Рисунок 1. Зависимость деформаций от напряжений
Поле σ-ε ограничено кривыми: 1 — упругих деформаций; 2 — предельных деформаций при длительном загружении; 3 — пределов прочности бетона при длительном загружении (длительной прочности).
Деформации сжатия бетона при кратковременном загружении. Существующие нормативные документы устанавливают зависимость между σ и ε, соответствующую кратковременному загружению, длительность которого не регламентирована, но обычно не превышает 30 мин.
Диаграмма σ-ε при постоянной скорости роста деформаций показана на рис. 2. Кривая деформаций имеет нисходящий участок, соответствующий падению нагрузки.
Рисунок 2. Зависимость напряжений от деформаций при кратковременном загружении и определение модулей Е0, Ес и Ек
Вследствие разнообразия свойств бетонов, влияния размеров образцов, влияния влажности бетона, зависимости деформаций от скорости нагружения и условности измерения предельной деформации, предшествующей разрушению, результаты экспериментальных данных разных исследователей различны, особенно в части определения предельной величины деформации.
Для установления связи между напряжениями и деформациями вводят величины (рис. 2): Е0 — модуль упругости (начальный модуль деформаций); Ес — средний (секущий) модуль деформаций; Ек — касательный модуль.
Приближенно Ек и ε можно определять по формуле Л. И. Онищика:
Значения начальных модулей упругости при сжатии бетона Е0=Еб равны отношению нормального напряжения σ к относительной деформации ε при величине σ≤0,2Rпр.
Значения Еб для тяжелых бетонов и автоклавных цементных ячеистых бетонов приведены в табл. 1 и 2. Для бетонов на пористых заполнителях начальный модуль упругости при сжатии определяется по формуле
где модуль упругости Еб и прочность бетона в кгс/см2, а объемный вес γ в т/м3.
Таблица 1. Начальные модули упругости тяжелого бетона при сжатии, Еб в кгс/см2
Проектные марки по прочности на сжатие | |||||
150 | 200 | 300 | 400 | 600 | 800 |
200 000 | 240 000 | 290 000 | 330 000 | 350 000 | 400 000 |
Таблица 2. Начальные модули упругости ячеистого автоклавного цементного бетона при сжатии, Еб в кгс/см2
Проектные марки по прочности на сжатие | ||||||
15 | 25 | 35 | 50 | 75 | 100 | 150 |
12 000 | 17 000 | 25 000 | 38 000 | 50 000 | 75 000 | 100 000 |
Через Еб по формулам, приведенным в СНиП ll-В.1-72, выражается жесткость В бетонных и железобетонных элементов, принимаемая при расчете деформаций и колебаний конструкций. Средний модуль деформаций бетона при значениях напряжений, близких к расчетным сопротивлениям, можно принимать равным: Ес=0,85Еб.
Доля упругой части εупр полной деформации уменьшается с ростом напряжений. При напряжениях σ≤0,5Rпр упругая деформация составляет обычно более 0,8 полной деформации.
Предельные деформации εпр при кратковременном сжатии бетона, соответствующие Rпр, обычно составляют от 0,8 до 2,2 мм/м для разных видов бетона. При всестороннем сжатии бетона можно получить очень большие предельные деформации, порядка 10 мм/м и более.
Коэффициенты поперечного расширения тяжелого бетона при напряжениях σ≤0,5÷0,6 Rпр обычно находятся в пределах μ=0,1÷0,2. При напряжениях более 0,6 Rпр коэффициент μ быстро возрастает и при напряжениях 0,9-0,95 Rпр μ=0,5. При одноосном сжатии объем бетона при высоких напряжениях начинает постепенно увеличиваться по сравнению с объемом, соответствующим более низким напряжениям, и к моменту разрушения превышает первоначальный объем, что объясняется развитием микротрещин внутри массы бетона.
Деформации сжатия бетона при прерывных и повторных кратковременных нагрузках. На рис. 3 показана диаграмма сжатия бетона при прерывной (ступенчатой) нагрузке и одинаковой длительности выдерживания каждой ступени нагрузки. После каждой ступени нагрузки на диаграмме отмечена горизонтальная площадка, длина которой зависит от длительности и величины нагрузки. С течением времени развитие деформаций прекращается тем быстрее, чем меньше напряжение σ. При очень больших напряжениях, близких к Rпр, деформация развивается непрерывно, сначала при постоянной, а затем и при уменьшающейся нагрузке.
Рисунок 3. Зависимость между деформациями и напряжениями при прерывной нагрузке и одинаковой длительности выдерживания каждой ступени нагрузки
При повторных нагружениях и загрузках постепенно увеличиваются остаточные деформации, а кривая разгрузки и нагрузки выпрямляется, если напряжения не превышают предела выносливости бетона. После нескольких циклов нагрузки и разгрузки бетон начинает работать, как идеально упругое тело (рис. 4, а). Если же напряжения превышают предел выносливости, то кривые нагрузки после ряда циклов нагружения остаются искривленными, и при продолжении таких испытаний происходит разрушение бетона.
Рисунок 4. Диаграмма деформаций бетона при повторных нагружениях: а — при напряжении, меньшем предела выносливости; б — при первом цикле загружения
На рис. 4,б (первый цикл загрузки и разгрузки) видно, что в процессе разгрузки до нулевых напряжений исчезает упругая часть деформаций εупр. С течением времени после разгрузки постепенно исчезает еще небольшая часть деформации εупр (деформация упругого последействия). Остальная часть деформации εост является необратимой (остаточной).
Физические явления, происходящие в бетоне при повторных нагружениях, близки к возникающим при очень длительном приложении нагрузки. Поэтому, если напряжения при повторных нагрузках не превышают Rт, то можно ожидать, что с увеличением количества циклов загружения полные деформации бетона достигнут предельных полных деформаций с учетом ползучести бетона (см. ниже).
Деформации при растяжении и сдвиге бетона мало исследованы. При длительном приложении нагрузки обнаруживаются пластические деформации растяжения, преимущественно при высоких напряжениях в бетоне.
Предельная деформация бетона при растяжении примерно в 10 раз меньше, чем при сжатии, и составляет от 0,07 до 0,2 мм/м. Растяжимость бетона в большой степени зависит от вида заполнителя. Для легких бетонов на щебне из туфа Г. Д. Цискрели получил величину предельной деформации при растяжении от 0,16 до 0,3 мм/м.
Деформация ползучести при сжатии бетона наблюдается даже, при сравнительно небольших напряжениях: если напряжения не чрезмерно велики, эти деформации с течением времени затухают. Затухание деформаций объясняется, с одной стороны, постепенным перераспределением напряжений в бетоне от высокопластичной гелевой составляющей на значительно более жесткие заполнитель и цементный сросток, а с другой — уменьшением по мере твердения бетона количества геля в последнем.
Деформации ползучести, в том числе и предельная (соответствующая t→∞), зависят от многих факторов. Возраст бетона в момент нагружения влияет особенно сильно в первый период времени после нагружения и в меньшей степени в дальнейшем. С течением времени устанавливается одинаковая скорость деформации бетона, нагруженного в разных возрастах. При относительно небольших напряжениях, не превышающих 0,5 Rпр, деформации ползучести за определенный промежуток времени действия нагрузки, а также и предельные приблизительно пропорциональны величине действующего постоянного напряжения. При напряжениях более 0,5 Rпр зависимость между предельной деформацией ползучести и напряжением не линейна: предельная деформация растет быстрее напряжения. Например, при σ=0,6 Rпр предельная деформация может быть в два раза больше, чем при σ=0,5 Rпр.
Существенно влияют и размеры сечения испытываемых образцов. По опытам деформация ползучести через 500 дней для образцов диаметром 15 см была на 60% больше, чем для образцов диаметром 25 см. Влияют на деформации ползучести также вид применяемого цемента, состав бетона, вид заполнителя, влажность бетона и среда, в которой он находится.
Ползучесть при напряжениях, не превышающих 0,5 Rпр, характеризуют так называемой мерой ползучести с (в см2/кГ), равной относительной деформации ползучести при напряжении 1 кГ/см2. Мера ползучести является функцией времени и увеличивается с длительностью приложения нагрузки.
Иногда ползучесть определяют не мерой ползучести, а так называемой характеристикой φt, равной отношению деформации ползучести εп к упругой деформации Еупр:
Зависимость между мерой и характеристикой ползучести определяется формулой
Деформация ползучести может определяться по формуле
где t — время, отсчитываемое от момента изготовления бетона, в годах; τ — возраст бетона в момент нагружения в годах; σ — напряжение в кГ/см2 (σ≤0,5 Rпр). Формула дает хорошие результаты для тяжелых бетонов при коэффициентах m=1,5 и n=2.
Рисунок 5. Номограмма И. И. Улицкого для определения предельной характеристики ползучести
По экспериментальным данным, соответствующим длительности нагружения бетонных образцов до 7-10 лет, была установлена предельная мера ползучести в зависимости от вида применяемого цемента — от 0,007 до 0,018 мм/м. Предельная мера ползучести составляла для образцов из тяжелого бетона на портландцементе, загруженных в возрасте 28 дней, 0,017-0,018 мм/м, а загруженных в возрасте 90 дней, 0,015-0,016 мм/м.
Деформация ползучести развивается в основном в течение первых двух лет после нагружения бетона; через год достигает 65-75%, а через 2 года – 80-90% величины предельной деформации. На рис. 6 показаны деформации ползучести бетона.
Рисунок 6. Деформации ползучести. Образцы-цилиндры d=10 см, h=35 см. Состав бетона 1:5 по весу. В/Ц=0,69
Усадка бетона происходит вследствие изменений объема гелевой структуры, вызванных постепенным испарением избыточной воды и поглощением ее зернами цемента при гидратации. При обезвоживании гель уплотняется, причем остающаяся в гелевой структуре вода стягивает частицы геля. Усадку бетона вызывают также химические процессы, происходящие при его твердении.
В первые дни твердения бетона при быстром процессе кристаллообразования и вследствие влияния экзотермии возможно некоторое увеличение объема бетона. В последующем происходят описанные выше процессы, вызывающие усадку бетона. Скорость усадки уменьшается с течением времени, но прекращение ее иногда наблюдается только через несколько лет.
Исследования показали, что при достаточно высокой влажности бетона высыхание его, связанное с удалением свободной воды из крупных пор, не вызывает усадки. По достижении некоторой «критической» влажности бетона начинается удаление влаги из гелевой структуры и происходит усадка.
Величина «критической» влажности в опытах для тяжелого бетона находилась в пределах 1-2%. По другим данным усадка начинается при более высокой влажности бетона. Опыты, проведенные над небольшими образцами затвердевшего бетона, показывают, что его усадка составляет обычно от 0,2 до 0,4 мм/м, достигая в некоторых случаях 0,7 мм/м (для бетонов, имевших в начале измерений возраст несколько дней) При увлажнении происходит увеличение объема бетона (набухание). Оно начинается также после достижения некоторой «критической» влажности. Деформации набухания (отнесенные к 1% влажности бетона) значительно меньше деформаций усадки.
Коэффициент линейного температурного расширения at не является устойчивой величиной и зависит от вида и состава бетона, вида заполнителя и пр.
Величина αt, при изменении температуры конструкции от -50° С до +50° С, принимается в пределах от 0,7·10-5 в зависимости от вида и состава бетона, если влажность бетона близка к условиям естественного воздушно-сухого хранения. При более высокой влажности αt принимается от 1·105 до 1,5·10-5 — при отрицательных температурах и увеличивается на 0,1·10-5 — при положительных температурах.
Поделитесь ссылкой в социальных сетях
Источник