Дифференциальная усадка бетона………………………….…2
Ползучесть бетона………………………………………………3
Факторы влияющие на ползучесть бетона……………………4
Ползучесть во времени…………………………………………7
Природа ползучести бетона……………………………………9
Действие ползучести…………………………………………...11
Дифференциальная усадка бетона
Кроме внутренних ограничений усадки со стороны заполнителя и арматуры возникает ограничение также из-за неоднородности протекания усадки в теле самих бетонных элементов. Потеря влаги со стороны поверхности происходит таким образом, что внутри образца устанавливается градиент влажности, вызывающий неоднородную усадку. Такая усадка компенсируется деформациями вследствие внутренних напряжений: растягивающих на поверхности бетона и сжимающих внутри него. При несимметричном высушивании образцов наблюдается их коробление.
Процесс усадки медленно развивается от высыхающей поверхности в глубь бетона. Через месяц глубина высыхания бетона достигает 8 см, а к 10 годам — только 60 см. Росс установил, что разница между усадкой на поверхности плит из цементного раствора и на глубине 15 см достигает через 200 суток величины 470 ХЮ~6. При модуле упругости раствора 21ХЮ~4 кгс/см2 такая разница приводит к возникновению напряжений величиной 98 кгс/см2. Поскольку эти напряжения растут постепенно, они успевают вследствие ползучести релаксироваться, однако поверхностные трещины при этом все-таки могут образовываться. Увеличение количества заполнителей в бетоне значительно сдерживает и уменьшает усадку, и технические преимущества применения бетона вместо раствора или чистого цементного теста очевидны.
Высушивание бетона допустимо только после завершения основных процессов твердения, т. е. приобретения бетоном проектных свойств — прочности, водонепроницаемости, морозостойкости
Так как высыхание бетона происходит с его поверхности, величина усадки зависит от формы и размеров образца, являясь функцией модуля его поверхности (отношение поверхность: объем), так что для практических целей усадка не может рассматриваться как свойство бетона, не зависящее от его размеров.
Влияние размеров образца на изменение его объема происходит также вследствие карбонизации бетона, которая особенно сказывается на образцах малых размеров.
Ползучесть бетона
Известно, что зависимость между напряжением и деформациями бетона является функцией времени: постепенное увеличение деформаций во времени обусловлено ползучестью. Ползучесть бетона, следовательно, может быть определена как увеличение деформации при постоянной нагрузке. Деформации ползучести могут в несколько раз превосходить деформации от нагрузки, поэтому изучение и учет ползучести имеет важное значение в строительной механике.
С другой стороны, если бетонный образец подвергается действию постоянной деформации, то ползучесть может быть определена как уменьшение напряжений во времени.
Для характеристики явления ползучести, исходя из различного понимания природы явления, употреблялось множество терминов, таких, как течение, пластическое течение, пластическая деформация и др. В настоящее время общепринятым термином для обозначения роста деформаций во времени под постоянной нагрузкой является «ползучесть».
При нормальных условиях загружения мгновенная деформация зависит от скорости нагрузки и может включать в себя кроме упругой также и часть деформации ползучести. Точное разделение мгновенной упругой деформации и начальной ползучести предствляет трудную задачу, однако для практических целей такое определение мгновенной деформации является достаточно корректным.
Поскольку модуль упругости увеличивается с возрастом бетона, упругая деформация постепенно уменьшается, и, строго говоря, ползучесть должна быть измерена как часть, превышающая упругую деформацию, в то время когда определяется ползучесть. Однако при определении модуля упругости часто не учитывается возраст бетона и за деформацию ползучести принимают просто увеличение выше уровня начальной упругости деформации. Такое определение, хотя и является теоретически менее точным, не приводит к серьезным погрешностям и удобно для практических измерений.
Ползучесть и упругое последействие образцов цементного раствора при испытаниях в условиях 95% относительной влажности воздуха под нагрузкой 150 кгс/см2 и затем разгруженных
Хотя большинство данных, приводимых ниже, относится к ползучести бетона при сжатии, бетон характеризуется деформацией ползучести и при действии растягивающих напряжений. Полагают, что величины ползучести при сжатии и растяжении одного порядка и влияние на них различных факторов происходит по одному механизму. Эти положения справедливы и для ползучести бетона при ^ кручении, хотя сведения о ползучести при этом виде напряженного состояния ограничены.
Если бетон подвергается высушиванию в период нагружения, то деформации ползучести и усадки накладываются и для вычисления деформаций ползучести
следует из общей деформации за время испытаний вычесть деформацию усадки, определенную в тех же условиях и за то же время на не-нагруженных образцах. Это вынужденное упрощение далее показало, что ползучесть и усадка — не независимые явления.
При мгновенном снятии нагрузки деформации бетона мгновенно уменьшаются на величину, эквивалентную упругой деформации, характерной для бетона рассматриваемого возраста. Величина этой деформации обычно меньше деформации при загружении бетона. За этим упругим последействием следует постепенное уменьшение деформации, называемое восстанавливаемостью деформации ползучести. Форма кривой восстанавливаемости аналогична кривой ползучести, но достигает максимума быстрее. Ползучесть бетона характеризуется неполной обратимостью.