13. . Реологические свойства бетонов. Предельная сжимаемость и предельная растяжимость бетона.

Усадка – это уменьшение бетона в объеме при твердении в обычной (воздушной) среде

Отрицательное влияние усадочных напряжений учитывают косвенно конструктивной арматурой и устройством усадочных швов.

Размеры усадки бетона и изменение ее во времени зависят от многих факторов: с увеличением цемента на

единицу объема возрастает усадка; с увеличением водоцементного отношения (В/Ц) усадка увеличивается; чем выше влажность при твердении бетона, тем больше усадка и т.д.

Набольшее влияние усадка оказывает в начальный период твердения, т.к. с течением времени уменьшается влажностный градиент по мере высыхания бетона, и растут кристаллические сростки, оказывающие сопротивление усадочным напряжениям.

Набухание – это увеличение бетона в объеме при твердении его в воде.

Процесс набухания бетона намного быстрее усадки. При набухании проникновение воды начинается с поверхности бетона, поэтому объем наружных слоев увеличивается, в то время как объем внутренних слоев увеличиться не успевает. Это вызывает в наружном слое бетона неопасные сжимающие напряжения, которые не учитываются при расчете железобетонных конструкций.

Ползучесть – это свойство бетона, характеризующее нарастание неупругих деформаций с течением времени при постоянных напряжениях.

Деформации ползучести бетона обусловлены его структурными несовершенствами. Абсолютная величина деформаций ползучести зависит от возраста, прочности бетона и его составляющих компонентов, влажности среды.

Ползучесть уменьшается по мере старения бетона, увеличения его прочности, уменьшения водоцементного отношения (В/Ц), увеличения влажности окружающей среды. Скорость деформаций ползучести бетона со временем затухает, асимптотически приближаясь к нулевому значению.

Рис. Деформации ползучести бетона в зависимости от скорости начального загружения

Если испытываемый образец загрузить по этапам и замерять деформации на каждой ступени дважды (сразу после приложения нагрузки и через некоторое время), то получится ступенчатая линия. Деформации, измеренные сразу, являются упругими. При достаточно большом числе ступеней загружения зависимость σb-εb становится плавной кривой

Рис. Диаграмма в сжатом бетоне

при различных этапах загружения 1 – прямая упругих деформаций; 2 – кривая полных деформаций

Релаксация – это уменьшение с течением времени напряжений при постоянной деформации

Многократное повторение циклов загрузки - разгрузки приводит к постепенному накапливанию пластических деформаций ε_pl .После достаточно большого числа циклов неупругие деформации, соответствующие данному уровню напряжений, выбираются, ползучесть достигает своего предельного значения, бетон начинает деформироваться упруго (σ_b< = R_r).

Предельные деформации бетона при сжатии (растяжении) – это относительные средние укорочения (удлинения) в момент разрушения центрально сжатых (центрально растянутых) образцов, испытанных по ГОСТу.

Предельная сжимаемость бетона при длительном действии нагрузки εbu =0,0025, предельная растяжимость εbtu =0,00015. При кратковременном действии нагрузки ε_btu ^sh=0,00015; ε_bu ^sh=0,002.

C увеличением класса бетона предельные деформации падают, с увеличением длительности приложения нагрузки – возрастают.