4 Деформации бетона при кратковременном и длительном загружении. Ползучесть бетона и релаксация напряжений. Усадка бетона.

При загружении бетона кратковременной нагрузкой развиваются упругие и неупругие деформации.

У пругие деформации, как правило, наблюдаются на первоначальном этапе загружения, и их величина зависит от скорости загружения. При мгновенной скорости загружения можно наблюдать только упругие деформации. Если образец загружать по этапам и замерять деформации на каждой ступени дважды (сразу после приложения нагрузки и через время после выдержки под нагрузкой) получится ступенчатая линия, которую можно объединить в диаграмму (рис. 4.1)

I - при мгновенном загружении II - полные деформации при ступенчатом загружении При достаточно большом числе ступеней загружения зависимость между напряжениями и деформациями может быть изображена плавной кривой (рис.4.2).

И з диаграммы 4.2 видно, что при небольших нагружениях _в<0,2R_в (участок О-1) бетон можно рассматривать как упругий материал; 0,2R_в <_в<0,5R_в (участок 1-2) возникают неупругие деформации, вызванные уплотнение геля и после образования микро трещин (точка 2) рост деформации становится более интенсивнее (участок 2-3) при дальнейшем увеличении нагрузки микротрещины объединяются и образец начинает разрушаться (точка 4) напряжения в этой точке равны R_в , а деформации бетона равны (предельным); участок 4-5 нисходящей диаграммы характеризует падение сопротивления бетона и падение нагрузки. При длительном действии нагрузки пластические деформации бетона продолжают развиваться, как показывают опыты в течение 3-4 лет и более с меньшей интенсивностью. Наибольшие деформации появляются в 3-4месяца действия нагрузки.

У часток О-1 - упругие деформации - при загружении кривизна диаграммы зависит от скорости загружения образца; участок 1-2 характеризует рост пластических деформаций за время выдержки при постоянном загружении. Прирост пластических деформаций постепенно затухает, а их величина стремится к предельному значению. Свойство бетона, характеризующееся нарастанием пластических деформаций при длительном действии нагрузки, называется ползучестью бетона. Эти деформации (силовые) могут в 3-4 раза превышать упругие деформации при длительном действии постоянной нагрузки. Если деформации ползучести нарастают свободно, то напряжения в бетоне остаются величиной постоянной. Когда ползучесть ограниченна или стеснена, то напряжения в бетоне уменьшаются. Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформативности называется релаксацией напряжений. Ползучесть и релаксация имеют общую природу, обусловленную структурой бетона и, оказывают влияние на работу ЖБК. Опыты показали, что, независимо с какой скорость было достигнуто напряжения, конечные деформации ползучести будут с течением времени одинаковыми. Различают линейную и нелинейную ползучесть. Линейная ползучесть имеет место при _в<0,5R_в, которая обусловлена главным образом уплотнением геля, при этом происходит перераспределение напряжений под нагрузкой с гелевой структуры на цементный камень и заполнитель. При _в>0,5R_в возникают микротрещины и нарушается линейная зависимость и наступает нелинейная ползучесть. Для количественного определения деформации ползучести при сжатии вводят понятия меры ползучести C_t - представляет собой относительную деформацию ползучести в момент времени t соответствующей приращению ползучести и характеристики ползучести _t - отношение деформации ползучести в момент времени t к мгновенной деформации.