STRAIN
Relația dintre σ stres și gruparea e deformarea betonului variază la viteze diferite, durata sau frecvența de apariție a încărcării și descărcării. La foarte rapid ( „instantanee“) încărcarea betonului se comportă ca un corp elastic ideal. Cu toate acestea, ar trebui să fie în normale considerate ca fiind un material elastic-plastic, în durata de testare de laborator (de la câteva minute până la o oră) și chiar și cu atât mai mult atunci când încărcare continuă în elemente de construcție din beton. , Deformare plastică ireversibilă care apare ca urmare a modificării structurii de gel a pietrei de ciment și contactele dintre matricea agregate și ciment. La tensiuni mai mari de Rt. dezvolta deformare kvaziplasticheskie cauzate de procesul de microfracturi betonului.
deformare relativă completa εpoln beton excluzând contracției poate fi exprimată prin formula
în care εupr - deformare elastică relativă corespunzătoare creșterii foarte rapide a sarcinii; εp - tulpina fluaj care apare în timpul încărcarea prelungite (inclusiv de mai mulți ani); deformare fluaj cuprinde un (aftereffect elastic) reversibile și părți ireversibile.
Dependența ε și σ nu este unic și poate fi reprezentat prin câmpul σ-ε. Un exemplu de o astfel de relație sub beton greu compresiune (cu o rată constantă de încărcare) este prezentată în Fig. 1.
Figura 1. stres-tulpina
Câmpul σ-ε este delimitată de: 1 - deformare elastică; 2 - limitarea deformațiilor în timpul încărcarea prelungite; 3 - Forța de beton încărcarea prelungită (rezistență pe termen lung).
deformarea prin compresiune a betonului sub încărcare pe termen scurt. Reglementările în vigoare stabilesc o relație între σ și ε, care corespunde de moment încărcat, durata care nu este reglementată, dar de obicei nu depășește 30 de minute.
Diagrama σ-ε la coeficientul de tensiune constantă de creștere este prezentată în Fig. 2. Curba are o porțiune de deformare descendentă picătură încărcare corespunzătoare.
Figura 2. Dependența de deformare la stres module definition E0 scurte și încărcarea. CE și CE
Datorită diversității proprietăților betonului, influențează dimensiunile probelor, influența deformării umidității betonului în funcție de viteza de încărcare și măsurătorile de deformare limită condiționarea anterioară distrugerea datelor experimentale din cercetători diferiți sunt diferite, în special în determinarea valorii maxime de deformare.
Pentru a stabili valoarea de conectare injectată (figura 2.) Între tensiuni și deformații: E0 - modulul (modul inițial); Ec - mediu (secantă) modulul; Ek - modul tangent.
Aproximativ Ek și ε poate fi determinată de formula L. I. Onischika:
Valorile inițiale ale compresiv raportul beton moduli elastic Eb = E0 egală cu tensiunea normală σ la gruparea e valoarea de deformare relativă la σ≤0,2Rpr.
Valorile Eb pentru beton grele și ciment din beton celular autoclavizat sunt date în tabelul. 1 și 2. Pentru betonul cu agregate poroase modulul de compresiune inițială este determinată prin formula
unde Eb modulul și rezistența betonului în kgf / cm2 și o densitate în vrac γ t / m3.
Tabelul 1. Module grele de beton inițiale de elasticitate la compresiune în Eb kgf / cm2
După Eb prin formulele date în snip ll-V.1-72, rigiditatea este exprimată în beton și elemente din beton armat, luate în calculul deformare și vibrațiilor structurale. Medie modul concret de deformare la valorile de stres, care sunt aproape de rezistentele calculate, pot fi luate egal cu: Ec = 0,85Eb.
Procentul de deformare totală a părții elastice εupr scade odată cu creșterea tensiunii. La tensiuni de deformare elastică σ≤0,5Rpr este de obicei mai mare decât tulpina totală de 0,8.
Limita de deformare la compresiune de beton εpr scurt corespunzătoare RPR. în general, 0.8 - 2.2 mm / m pentru diferitele tipuri de beton. Când presiunea hidrostatică a betonului se poate obține o deformare foarte mare marginală de ordinul a 10 mm / m sau mai mult.
Coeficienții de dilatare transversali beton grele la tensiuni σ≤0,5 ÷ 0,6 RPR, în general, intervalul μ = 0,1 ÷ 0,2. La tensiuni mai mari de 0,6 Coeficientul de RPR u, crește rapid și la tensiuni RPR 0.9-0.95 μ = 0,5. În volumul de compresie uniaxial betonului la tensiuni înalte începe să crească treptat, în comparație cu tensiunile inferioare corespunzătoare, iar timpul de fractură este mai mare decât volumul inițial datorită dezvoltării microfisurilor în masa betonului.
Deformarea betonului sub compresiune sarcini continue și intermitente. Fig. 3 prezintă o diagramă a compresiei de beton atunci când discontinuu (în trepte) de încărcare și menținând aceeași durată a fiecărei etape de încărcare. După fiecare etapă de încărcare în diagrama marcat platformă orizontală a cărei lungime depinde de durata și amploarea sarcinii. De-a lungul timpului, dezvoltarea deformațiilor se oprește mai repede decât mai puțin stres σ. La tensiuni foarte mari aproape de RPR. deformare se dezvoltă continuu, la o primă constantă, iar apoi sub scădere a sarcinii.
Figura 3. Relația dintre tulpinile și tensiunile la sarcina discontinue și păstrând aceeași durată a fiecărei etape de încărcare
Prin încărcarea și sarcini repetate cresc treptat tulpina reziduală și curba de descărcare de sarcină și rectificat, dacă tensiunea nu depășește limita de rezistenta a betonului. După mai multe cicluri de încărcare și descărcare a betonului începe să lucreze ca un corp elastic ideală (Fig. 4a). Dacă stresul depășește limita de anduranță, curbele de sarcină după o serie de cicluri de încărcare sunt curbate, iar în continuarea acestor teste se produce eșec betonului.
Figura 4. Diagrama deformațiilor din beton sub încărcări repetate: și - la o tensiune mai mică decât limita de oboseală; b - în cazul în care primul ciclu de încărcare
Fig. 4, b (primul ciclu de încărcare și descărcare), care în timpul descărcării la stres zero, dispare εupr parte deformare elastică. Odată cu trecerea timpului, după descărcare dispare treptat, chiar și o mică parte a εupr deformare (deformare elastică). Restul deformare εost este permanentă (remanent).
Fenomenele fizice care au loc în beton sub sarcini repetate, aproape să apară într-un timp foarte lung, se aplică o sarcină. Prin urmare, în cazul în care tensiunea la sarcini repetate nu depășesc Rt. se poate preconiza că, odată cu creșterea numărului de cicluri complete de încărcare limită de deformare ajunge la tulpinile totale din beton avand in vedere fluaj betonului (vezi. de mai jos).
Deformarea sub tensiune și forfecare beton puțin studiată. Prin aplicarea prelungită a unei sarcini detectată întindere de deformare plastică, de preferință, la tensiuni ridicate în beton.
Rezerva de tractiune de beton este de aproximativ 10 ori mai mici decât la compresiune și este 0.07-0.2 mm / m. Extensibilitate de beton într-o mare măsură, depinde de tipul de umplutură. Pentru moloz beton ușor, tuf GD Tsiskreli primit tulpina valoare limită sub tensiune de 0.16-0.3 mm / m.
Deformării la compresiune a betonului se produce chiar la o tensiune relativ scăzută, în cazul în care tensiunea nu este prea mare, se estompeze deformare a lungul timpului. deformări datorate Atenuarea, pe de o parte, redistribuirea treptată a tensiunilor în beton componentei de gel de mare ductilitate la un mod semnificativ mai dure matisare agregate și ciment și pe de altă parte - ca o cantitate de gel de scădere întărire beton în urmă.
Fluajul, inclusiv limitarea (corespunzătoare t → ∞), depinde de mulți factori. Vârsta betonului la momentul efectului de încărcare este deosebit de puternic în prima perioadă de timp după încărcare, și într-o măsură mai mică în viitor. De-a lungul timpului, setat la aceeași rată de deformare a betonului încărcate la diferite vârste. La tensiuni relativ scăzute care să nu depășească 0,5 RPR. fluaj deformare a lungul timpului de încărcare, precum și limitarea curentului aproximativ proporțională cu tensiunea de curent continuu. La tensiuni mai mari de 0,5 relație RPR între limita de deformare la fluaj și tensiunea nu este liniară: tensiunea maximă crește mai repede decât tensiunea. De exemplu, dacă σ = 0,6 RPR deformare limitarea poate fi de două ori mai mare decât atunci când σ = 0,5 RPR.
afectează în mod semnificativ dimensiunile secțiunilor transversale ale epruvetelor. Prin experimentele se strecoare tulpina după 500 de zile pentru probele de 15 cm în diametru a fost de 60% mai mare decât în cazul probelor cu un diametru de 25 cm. Afectează tulpina fluaj ca tip de ciment folosit, compoziția betonului, tipul de agregate, beton, umiditatea și mediul în care se află.
Fluajul la tensiuni care nu depășesc 0,5 RPR. caracterizată prin așa-numita masura de fluaj (în cm2 / kg) deformare egală fluaj relativă la o tensiune de 1 kg / cm 2. Măsura fluajul este o funcție și crește cu durata de aplicare a sarcinii.
Uneori fluaj nu este determinată de măsura fluajul, și așa-numitul φt caracteristic. egală cu raportul de deformare la fluaj la deformare elastică εp Eupr:
Relația între măsură și caracteristica fluaj se determină prin formula
deformarea Fluaj poate fi determinată prin formula
unde t - timpul măsurat de la data de fabricație a betonului, în anii; τ - vârsta betonului în momentul încărcării în ani; σ - stres în kgf / cm2 (σ≤0,5 RPR). Formula dă rezultate bune pentru beton cu coeficienți grele m = 1,5 și n = 2.
Figura 5. nomograma I. I. Ulitskogo pentru a determina limita caracteristicilor târî
Datele experimentale, lungimea de încărcare corespunzătoare a probelor de beton 7-10 ani a fost stabilit masura limita de fluaj în funcție de tipul de ciment - 0.007 - 0.018 mm / m. Limitarea fluaj a fost masura pentru probele de beton grele pe bază de ciment Portland au fost adăugate la vârsta de 28 de zile, 0,017-0,018 mm / m, și încărcate în 90 de zile de vârstă, 0,015-0,016 mm / m.
Creep se dezvoltă în principal, în primii doi ani de încărcare de beton; un an, până la 65-75%, iar în 2 ani - 80-90% din tulpina final. Fig. 6 prezintă o deformare la fluaj betonului.
Figura 6. fluaj. Eșantioane cilindrilor d = 10 cm, h = 35 cm compoziție de beton de 1: 5. Wt. W / C = 0,69
contracției betonului apare datorită modificărilor volumului structurii gelului cauzat de evaporarea treptată a apei în exces și absorbția boabelor sale de hidratare a cimentului. Când epuizmentul gelul este sigilat, apa rămasă în structura gelului subîntinde particule de gel. contracție asemenea provoca procese chimice ce au loc în timpul durificări.
In primele zile ale procesului de beton durificare în timpul cristalizării rapide și exotermă datorită impactului unei posibile creșteri a volumului betonului. În următoarele procese au loc, provocând contracția descrisă mai sus. Rata de contracție scade în timp, dar terminarea ei este uneori văzută doar în câțiva ani.
Studiile au arătat că, la suficient de mare de beton uscare umiditate ea asociată cu îndepărtarea apei libere de pori mari, nu provoacă o contracție. După atingerea unui anumit „critic“ îndepărtarea betonului de umiditate de umiditate din structura gelului începe și contracție se produce.
Amploarea umidității „critice“ pentru experimente grele de beton a fost în intervalul 1-2%. Potrivit altora contracție începe la o umiditate ridicată de beton. Experimentele efectuate pe probe mici de beton întărit, indică faptul că contracției sale este, în general 0.2 - 0.4 mm / m, ajungând în unele cazuri, de 0,7 mm / m (pentru beton, care a avut măsurători la începutul vârstă de mai multe zile) Când umidificarea crește volumul betonului (umflare). De asemenea, începe după atingerea unui anumit umiditate „critică“. Umflarea deformare (raportat la 1% umiditate beton) este mult mai mică contracție de deformare.
Coeficientul de dilatare liniară la temperatura nu este stabilă și depinde de tipul și compoziția betonului, tipul de agregat și așa mai departe.
Valoarea αt. atunci când se modifică temperatura de la -50 ° C până la + 50 ° C, se adoptă în intervalul 0,7 × 10 -5 în funcție de tipul și compoziția betonului atunci când betonul este aproape de condițiile de umiditate de depozitare aer uscat natural. La o umiditate mai luat αt de la 1 x 10 5-1.5 × 10 -5 - la temperaturi joase și creșteri de 0,1 × 10 -5 - la temperaturi pozitive.