Ползучесть бетона как результат длительных нагрузок. Ползучесть бетона


9. Деформации бетона при длительном загружении, ползучесть бетона.

Деформации при длительном действии нагрузки. Придлительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются. Наибольшая интенсивность нарастания неупругих деформаций наблю­дается первые 3 – 4 мес и может продолжаться несколь­ко лет. На диаграмме σb – εb участок 0 – 1 характеризует деформации, возникающие при загружении, кривизна этого участка зависит от скорости загружения; участок 1–2 характеризует нарастание неупругих деформаций при постоянном значении напряжений.

Свойство бетона, характеризующееся нарастанием не­упругих деформаций при длительном действии нагруз­ки, называют ползучестью бетона.

Деформации ползуче­сти могут в 3 – 4 раза превышать упругие деформации. При длительном действии постоянной нагрузки, если де­формации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Если же связи в бето­не (например, стальная арматура) стесняют свободное развитие ползучести, то ползучесть будет стесненной, при которой напряжения в бетоне уже не будут оста­ваться постоянными.

Если бетонному образцу сообщить некоторое началь­ное напряжение σb0 и начальную деформацию εb0 , а за­тем устранить возможность дальнейшего деформирова­ния наложением связей, то с течением времени напря­жения в бетоне начинают уменьшаться.

Свойство бето­на, характеризующееся уменьшением с течением време­ни напряжений при постоянной начальной деформации, называют релаксацией напряжений.

Ползучесть и релаксация имеют общую природу и оказывают существенное влияние на работу железобе­тонных конструкций под нагрузкой.

Опыты с бетонными призмами показывают, что независимо от того, с какой скоростью загружения v было получено напряжение σb1, конечные деформации ползу­чести, соответствующие этому напряжению, будут оди­наковыми (рис. а). С ростом напряжений ползу­честь бетона увеличивается; зависимость деформации— время при напряжениях σb1< σb2< σb3 показана на рис. б. Загруженный в раннем возрасте бетон обладает большей ползучестью, чем старый бетон. Ползучесть бе­тона в сухой среде значительно больше, чем во влажной. Технологические факторы также влияют на ползучесть бетона: с увеличением W/C и количества цемента на еди­ницу объема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей- ползучесть уменьшается; с повышением прочности бетона, его класса ползучесть уменьшается. Бетоны на пористых за­полнителях обладают несколько большей ползучестью, чем тяжелые бетоны.

Природа ползучести бетона объясняется его структу­рой, длительным процессом кристаллизации и уменьше­нием количества геля при твердении цементного камня. Под нагрузкой происходит перераспределение напряже­ний с испытывающей вязкое течение гелевой структур­ной составляющей на кристаллический сросток и зерна заполнителей. Одновременно развитию деформаций пол­зучести способствуют капиллярные явления, связанные с перемещением в микропорах и капиллярах избыточной воды под нагрузкой. С течением времени процесс пере­распределения напряжений затухает и деформирование прекращается.

Ползучесть разделяют на линейную, при которой за­висимость между напряжениями и деформациями при­близительно линейная, и нелинейную. При напряжениях, превышающих границу образования структурных микро­трещин R0crc , начинается ускоренное развитие деформа­ций, или нелинейная ползучесть. Такое разделение пол­зучести условно, так как в некоторых опытах наблюда­ется нелинейная зависимость σb – εb даже при относи­тельно малых напряжениях. Отметим здесь существенно важное значение учета нелинейной ползучести для прак­тических расчетов предварительно напряженных изгиба­емых, внецентренно сжатых и некоторых других элемен­тов.

Ползучесть и усадка бетона развиваются совместно. Поэтому полная деформация бетона представляет со­бой сумму деформаций: упругойεе, ползучести εpl и усадки εsl. Однако в то время как усадка носит харак­тер объемной деформации, ползучесть развивается глав­ным образом в направлении действия усилия.

Ползучесть бетона - это явление увеличения неупругих деформаций при длительном действии нагрузки

Абсолютные деформации ползучести зависят от возраста бетона, его прочности, уровня напряжений, гранулометрического состава и т.д. Различают линейную и нелинейную ползучесть. При линейной ползучести прирост неупругих деформаций за единицу времени пропорционален приложенным напряжениям, при нелинейной ползучести такая зависимость отсутствует.

Мера ползучести.

Под мерой ползучести Сbпонимают относительную деформацию ползучести приσb ≤ 0,3Rbn, накопившуюся к моменту времениtпри загружении образцов вt0 < tи приходящуюся на 1 МПа действующего постоянного напряжения.

Cb(t, t0) = εcr (t, t0)/ σb,εcr = λвεb σb = εb∙E!b

Релаксация -это процесс уменьшения напряжений при постоянной деформации.

Ползучесть и релаксации взаимосвязаны. Они увеличивают прогибы, снижают предварительное напряжение, уменьшают трещиностойкость.

studfiles.net

Факторы влияющие на ползучесть бетона

В большинстве исследований ползучесть изучалась эмпирически с целью выявления ее зависимости от различных свойств бетона. Сложность в интерпретации большинства имеющихся данных состоит в том, что трудно отделить влияние одного свойства бетона от других. Однако влияние основных факторов на ползучесть бетона удалось установить.

Одним из основных факторов, влияющих на ползучесть бетона, является относительная влажность окружающей среды. Для бетона определенного, рассматриваемого состава ползучесть увеличивается с уменьшением относительной влажности.

Высушивание образцов приводит к увеличению ползучести бетона в раннем возрасте, в случае же, когда устанавливается влажностное равновесие между средой и бетоном еще до загружения образцов, влияние относительной влажности окружающего воздуха сказывается в меньшей степени или не сказывается вовсе. Отсюда следует, что при загружении отвердевшего бетона влияние относительной влажности окружающей среды на ползучесть незначительно.

Бетон, который имеет высокую усадку обычно характеризуется и высокой ползучестью. Это не означает, что эти два явления протекают по одному механизму, однако они связаны с одинаковыми свойствами структуры гидратированного цементного камня. Не следует забывать, что бетон, твердевший и загруженный при постоянной относительной влажности, характеризуется ползучестью, которая не вызывает потерю воды из бетона в окружающую среду; при разгрузке бетона восстановление деформации ползучести не сопровождается увеличением веса образцов.

Деформации ползучести образцов в воде зависят от величины набухания ненагруженных образцов; на воздухе характер изменения деформаций всех образцов одинаков. Увеличение деформации ползучести при погружении в воду старого бетона, очевидно, связано с разрывом некоторых связей, образовавшихся в период высыхания цементного камня. Деформации которого отнесены к деформациям ненагруженных образцов. Из этих данных может быть сделан практический вывод, что попеременное увлажнение и высушивание бетона увеличивает величину деформации ползучести, т.е. результаты лабораторных испытаний не позволяют точно определить величину деформации ползучести в условиях эксплуатации конструкции.

Таким образом, ползучесть и усадка не являются слагаемыми одного процесса, однако часто бывает удобно рассматривать общую деформацию образцов, хранящихся при постоянной относительной влажности. Величина этой деформации пропорциональна   приложенной грузки позволяет косвенно судить о прочности бетона в это время а увеличение модуля — о продолжительности нагружения.

Из установленного факта влияния прочности бетона на его ползучесть следует, что ползучесть зависит в сильной степени от В/Ц смеси однако соотношение других компонентов смеси для обычно применяемых бетонов влияет на ползучесть незначительно, хотя последними исследованиями установлено, что заполнитель сдерживает ползучесть так же, как и усадку. Вне сомнения, модуль упругости заполнителя влияет на величину деформации ползучести, которая может быть реализована при нагружении бетона, и, бетоны на различных заполнителях характеризуются различными величинами деформации ползучести.

Возраст бетона в момент приложения нагрузки также сильно влияет на величину ползучести, причем влияние  возраста сказывается сильнее, чем увеличение прочности бетона со временем. По этой же причине ползучесть бетона зависит от его зрелости. Влияние вида цемента на ползучесть бетона сказывается в той мере, в какой вид цемента влияет на прочность бетона в момент загружения. При сравнении величин ползучести бетона на различном связующем следует принимать во внимание зависимость прочности бетона в раннем возрасте от вида цемента. Поэтому величина ползучести бетона на портландцементе различных видов и на глиноземистом цементе примерно одинакова. Это относится к ползучести как на воздухе, так и в воде. Исключение составляет шлакопортландцемент, бетон на котором обладает большей ползучестью, чем на стандартных видах портландцемента.

Тонкость помола цемента влияет на рост прочности бетона в раннем возрасте и таким образом влияет на его ползучесть. Однако прямого влияния тонкости помола на увеличение ползучести не установлено, имеется множество противоречивых данных, которые могут быть объяснены косвенным влиянием гипса. Известно, что чем больше тонкость помола цемента, тем больше требуемое количество гипса. Поэтому дополнительный помол цемента в лабораторных условиях без добавления гипса приводит к получению неправильно отрегулированного по срокам схватывания цемента, который показывает более высокую усадку и ползучесть.

Многими испытаниями обнаружено, что ползучесть бетона уменьшается с увеличением размеров образцов. Это может быть обусловлено влиянием усадки, а также тем обстоятельством, что на поверхности ползучесть протекает в условиях высыхания и величина ее выше, чем в теле образца. Если со временем образец высохнет на всю глубину, этот процесс будет сопровождаться ростом его прочности, что приведет к снижению ползучести.

При повышении температуры выше нормальной ползучесть бетона увеличивается. Более высокая температура приводит к увеличению начальной скорости ползучести по сравнению с бетоном, испытываемым при нормальной (комнатной) температуре. Это обусловлено увеличением подвижности воды и активацией процесса деформирования. Однако рост ползучести со временем прекращается и становится одинаковым для всех температур. В случае испытаний бетона в раннем возрасте ползучесть при 90° С в три раза выше ползучести при 20° С.

Все данные по ползучести получены в основном при испытании бетона под постоянной нагрузкой. Бетон, подвергающийся циклическому нагружению и разгружению, также показывает прогрессирующий рост доформаций. Однако при испытании образцов, загруженных вначале длительно действующей постоянной нагрузкой, а затем циклической нагрузкой, было обнаружено только незначительное увеличение деформаций по сравнению с их уровнем, полученным при действии постоянной нагрузки.

uralzsm.ru

Ползучесть бетона | ЗАО «Завод Спецжелезобетон»

ползучесть бетонаПолзучесть бетона — это процесс его непрерывной пластической деформации при длительной статической нагрузке.

Характер ползучести бетона, можно представить кривой ползучести, которая строится в системе координат: относительная деформация — время.  Пластическая деформация бетона начинается сразу после приложения нагрузки и возрастает прямо пропорционально времени. Более высокие нагрузки приводят к тому, что линейность пластической деформации бетона со временем начинает нарушаться, а ползучесть заметно прогрессирует. Разрушение бетона от ползучести, (если качество материала отвечает его техническим условиям), происходит, как правило, далеко за пределами окончания их службы. Но в строительных бетонных конструкциях, ползучесть бетона даже в период начала ее проявления, задолго до разрушения бетона, может стать причиной разрушения конструкции.

Очевидно, что ползучесть зависит в первую очередь от величины прилагаемых нагрузок. Но помимо этого на ползучесть бетона оказывает влияние еще ряд факторов:

  1. Прочность. Чем выше прочностные характеристики бетона, тем меньше его ползучесть.
  2. Вид используемого при изготовлении бетонной смеси цемента. Бетон одинакового возраста на нормальном портландцементе, имеет большую ползучесть, чем, к примеру, бетон на глиноземистом цементе или быстротвердеющем портландцементе.
  3. Жирность бетонной смеси. Жирные смеси менее ползучи, чем тощие.
  4. Характеристики и вид заполнителя. Чем меньше крупность заполнителя, тем больше ползучесть бетона. Пористые заполнители также приводят к возрастанию ползучести.
  5. Содержание воды в бетонной смеси. Чем больше воды в смеси, тем больше увеличивается ползучесть под нагрузкой. Причем для подвижных смесей ползучесть может оказаться в полтора-два раза выше, чем у жестких.
  6. Возраст. Так как с возрастом бетон гарантированно упрочняется, ползучесть его, соответственно, уменьшается.
  7. Условия хранения. Сухой бетон имеет ползучесть больше, чем у влажный.

В общем и целом, ползучесть бетона – полезное свойство, так как приводит к перераспределению напряжений. Отсутствие ползучести могло бы привести к тому, что чрезмерные местные напряжения разрушали бы конструкции. Особенно это свойство необходимо для железобетона, так как в результате ползучести напряжения от нагрузок, возникающие в бетоне, передаются арматуре.

Ползучесть также уменьшает тенденцию к трещинообразованию в бетонных изделиях с заделанными концами. Если же изделия изготовлены из железобетона, то усадка бетона, имеющая место при высыхании, сдерживается арматурой, что ведет к образованию растягивающих напряжений в бетоне и, при их чрезмерной величине, к растрескиванию. Ползучесть в этом случае снижает возможность трещинообразования.

Чем больше процент армирования, тем сильнее сдерживающее влияние арматуры и, следовательно, больше вероятность трещинообразования. Но сильное армирование имеет и определенное преимущество: трещины появляются на меньших интервалах, и они настолько тонки, что не оказывают влияния на прочность конструкции.

Ползучесть и усадка бетона находятся в тесной взаимосвязи.

Среди трансформаторного оборудования, наиболее популярны силовые трансформаторы, применяемые для преобразования электрической энергии переменного тока с одного напряжения на другое. Силовые трансформаторы делятся на понижающие и повышающие, однофазные и трехфазные, сухие трансформаторы и масляные. Купить недорогие и качественные силовые трансформаторы от группы производителей СВЭЛ, значит, стать обладателем надежного трансформаторного оборудования, отличающегося стабильностью работы и разработанного на базе самых современных достижений в электротехнике.

www.novobeton.ru

Ползучесть бетона как результат длительных нагрузок - Статьи

Зависимость между напряжениями и деформациями изменяется от времени приложения нагрузки. Способность бетона деформироваться во времени при длительном действии постоянной нагрузки называют ползучестью. Существует ряд гипотез, рассматривающих механизм деформаций ползучести под действием внешней нагрузки. Одна из первых гипотез физического механизма ползучести предложена выдающимся французским инженером Е. Фрейсине. Основываясь на представлениях о бетоне как капиллярно-пористом упругом теле, он считал, что ползучесть обусловлена, главным образом, усадкой под действием капиллярных сил. Вода, заполняя мелкие капилляры, воспринимает, по Фрейсине, часть приложенной нагрузки и медленно перемещается. Под действием приложенной нагрузки изменяются размеры пор в бетоне, нарушается гигрометрическое равновесие бетона с окружающей средой, что приводит к капиллярной усадке и развитию деформаций ползучести. Ряд опытных данных противоречит гипотезе Фрейсине. Известно, в частности, что деформации ползучести наблюдаются и при загружении образцов в воде, когда невозможно развитие усадочных деформаций. Гипотеза, объясняющая ползучесть бетона механическим выдавливанием влаги из цементного камня (Р. Лермит и др.), также предполагает, что ползучесть и усадка бетона имеют одну и ту же физическую природу. В ряде экспериментальных исследований установлено, что нагруженные образцы интенсивнее отдают влагу, включая и адсорбционно-связанную, которая в ненагруженном состоянии обычно остается в бетоне. В результате водопоглощение и набухание образцов, длительное время находящихся под нагрузкой, могут быть значительно большими, чем у ненагруженных разцов. В то же время имеются экспериментальные данные, показывающие, что существенное различие в потерях массы нагруженых и ненагруженных образцов в процессе их высыхания не наблюдается. В настоящее время принято считать, что механическое выдавливание влаги из цементного камня является не причиной, а следствием ползучести. Ряд исследователей (А.Е. Шейкин, У. Гансен, З.Н. Цилосани) считает основной причиной ползучести пераспределение внутренних усилий в цементном камне. Ими дифференцируются в цементном камне основные структурные составляющие - ультрадисперсный «цементный гель», представленный тоберморитоподобными гидросиликатами, и кристаллический сросток, состоящий из кристаллогидратов, объединенных химическими связями. Компоненты цементного камня отличаются характером контактов срастания (для «геля» коагуляционные, кристаллического сростка - кристаллизационные). По А.Е. Шейкину, благодаря способности «геля» к вязкому течению кристаллический сросток принимает на себя дополнительные усилия, что приводит к развитию деформаций ползучести цементного камня и бетона. У. Гансен считал, что ползучесть обусловлена вязким течением на границах цементных зерен и в точках их контакта.

О.Я. Берг, анализируя изменение времени прохождения ультразвукового импульса через бетон при длительном действии нагрузки, пришел к выводу, что при начальных напряжениях вследствие возникновения и развития микротрещин возникают дополнительные деформации, которые складываются с деформациями ползучести, обусловленными перераспределением внутренних усилий между структурными составляющими цементного камня. Значительная роль микротрещин и накопления локальных микроразрушений в бетоне под действием постоянной статической нагрузки в развитии деформаций ползучести подтверждена исследованиями А.В. Саталкина, X. Рюша, З.Н. Цилосани и других исследователей. Анализ различных типов деформаций при нагружении бетона может моделироваться реологическими моделями. Такие модели, включающие идеальные пружины, амортизаторы, клапаны и другие элементы, не раскрывая физический механизм ползучести, предлагают ее феноменологическое описание. Одним из основных факторов, влияющих на ползучесть бетона, является относительная влажность окружающей среды. Высушивание образцов приводит к увеличению ползучести бетона в раннем возрасте. При установлении гигроскопического равновесия между средой и бетоном до загружения образцов влияние относительной влажности воздуха сказывается в значительно меньшей степени. Попеременное увлажнение и высушивание бетона увеличивает величину деформации ползучести. Влияние возраста бетона в момент приложения нагрузки на величину ползучести сказывается сильнее, чем влияние возраста на прочность бетона. На рис. 5.17 приведена, по данным А.М. Невилля, зависимость между величиной ползучести и его «зрелостью», характеризуемой в градусочасах. При раннем загружении бетона с повышением температуры окружающей среды удельные деформации ползучести бетона уменьшаются, что объясняется ускорением процесса гидратации цемента и возрастанием жесткости кристаллического сростка цементного камня. Противоположный эффект наблюдается при загружении бетона в «зрелом» возрасте, когда гидратация цемента в основном завершена. Деформации ползучести бетона существенно интенсифицируются при вибрационном нагружении. Виброползучесть бетона тем выше, чем больше амплитуда динамических напряжений и частота колебаний. Деформации виброползучести могут в 2-4 раза превышать обычные деформации ползучести. Как и последние, они затухают во времени. Деформации ползучести бетона оказывают различное влияние на работу конструкций, их долговечность. Для неармирован-ного бетона при высоких уровнях нагрузки ползучесть ускоряет достижение предельной деформации и разрушение материала. В массивных бетонных элементах ползучесть уменьшает сжимающие напряжения при быстром подъеме температуры. При дальнейшем охлаждении в бетоне развиваются растягивающие усилия и по мере уменьшения ползучести с возрастом бетона в нем могут образовываться трещины. В то же время во всех конструкциях ползучесть бетона уменьшает внутренние напряжения, обусловленные неоднородностью усадки, что приводит к повышению трещиностойкости.

За счет ползучести бетона увеличиваются прогибы железобетонных балок под действием постоянных нагрузок, в железобетонных колоннах она приводит к постепенному перераспределению нагрузки с бетона на арматуру. В предварительно напряженных железобетонных элементах в результате ползучести бетона возможна потеря напряжения арматуры, что надо учитывать при выборе арматурной стали.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

m350.ru

Ползучесть бетона

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.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 ползучестиследует из общей деформации за время испытаний вычесть деформацию усадки, определенную в тех же условиях и за то же время на ненагруженных 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.

uralzsm.ru

ГЛАВА 6. Упругость, усадка и ползучесть бетона

Факторы влияющие на ползучесть бетона             В большинстве исследований ползучесть изучалась эмпирически с целью выявления ее зависимости от различных свойств бетона. Сложность в интерпретации большинства имеющихся данных состоит в том, что трудно отделить влияние одного свойства бетона от других. Однако влияние основных факторов на ползучесть бетона удалось установить. Одним из основных факторов, влияющих на ползучесть бетона, является относительная влажность окружающей среды. Для бетона определенного, рассматриваемого состава ползучесть увеличивается с уменьшением относительной влажности. Это отчетливо прослеживается на рис. 6.24, где приведены кривые ползучести бетонных образцов, твердевших при 100%-относительной влажности и затем загруженных и выдерживаемых при различной влажности. Эти условия испытаний приводят к значительному расхождению в значениях величин усадки образцов в начальные периоды времени после загружения. Интенсивность роста деформаций ползучести образцов, испытываемых при различных условиях, также соответственно отличается в начальные сроки испытаний, однако в более позднем возрасте становится близкой для образцов различных серий испытаний (рис. 6.24). Возможно, это связано с тем, что высушивание образцов приводит к увеличению ползучести бетона в раннем возрасте, в случае же, когда устанавливается влажностное равновесие между средой и бетоном еще до загружения образцов, влияние относительной влажности окружающего воздуха сказывается в меньшей степени или не сказывается вовсе (рис. 6.25). Отсюда следует, что при загружении отвердевшего бетона влияние относительной влажности окружающей среды на ползучесть незначительно (рис. 6.26). Бетон, который имеет высокую усадку обычно характеризуется и высокой ползучестью. Это не означает, что эти два явления протекают по одному механизму, однако они связаны с одинаковыми свойствами структуры гидратированного цементного камня. Не следует забывать, что бетон, твердевший и загруженный при постоянной относительной влажности, характеризуется ползучестью, которая не вызывает потерю воды из бетона в окружающую среду; при разгрузке бетона восстановление деформации ползучести не сопровождается увеличением веса образцов.

На рис. 6.27 приведены кривые, иллюстрирующие связь между ползучестью и усадкой бетона. Образцы, загруженные в течение 600 суток, были разгружены и после восстановления деформации ползучести погружены в воду. При этом величина набухания в воде оказалась пропорциональной напряжениям, которые были сняты около двух лет назад. Остаточные деформации после набухания подчиняются той же пропорциональной зависимости. На рис. 6.28 показано изменение деформаций загруженных образцов при переменном хранении в воде и на воздухе с относительной влажностью 50%- Как видно из приведенных кривых, деформации ползучести образцов в воде зависят от величины набухания ненагруженных образцов; на воздухе характер изменения деформаций всех образцов одинаков. Увеличение деформации ползучести при погружении в воду старого бетона, очевидно, связано с разрывом некоторых связей, образовавшихся в период высыхания цементного камня. На рис. 6.29 приведены кривые, полученные на основе данных рис. 6.28, доформации которого отнесены к деформациям ненагруженных образцов. Из этих данных может быть сделан практический вывод, что попеременное увлажнение и высушивание бетона увеличивает величину деформации ползучести, т. е. результаты лабораторных испытаний не позволяют точно определить величину деформации ползучести в условиях эксплуатации конструкции. Таким образом, ползучесть и усадка не являются слагаемыми одного процесса, однако часто бывает удобно рассматривать общую деформацию образцов, хранящихся при постоянной относительной влажности.   Величина  этой    деформации     пропорциональна   приложенной грузки позволяет косвенно   судить   о прочности   бетона в это    время а увеличение модуля — о продолжительности нагружения. Из установленного факта влияния прочности бетона на его ползучесть следует, что ползучесть зависит в сильной степени от В/Ц смеси однако соотношение других компонентов смеси (рис. 6.32) для обычно применяемых бетонов влияет на ползучесть незначительно, хотя последними исследованиями установлено, что заполнитель сдерживает ползучесть так же, как и усадку. Вне сомнения, модуль упругости заполнителя влияет на величину деформации ползучести, которая может быть реализована при нагружении бетона, и, как следует из рис. 6.33, бетоны на различных заполнителях характеризуются различными величинами деформации ползучести. Возраст бетона в момент приложения нагрузки также сильно влияет на величину ползучести (рис. 6.34), причем влияние  возраста сказывается сильнее, чем увеличение прочности бетона со временем. По этой же причине ползучесть бетона зависит от его зрелости в соответствие с графической зависимостью, приведенной на рис. 6.35. Влияние вида цемента на ползучесть бетона сказывается в той мере, в какой вид цемента влияет на прочность бетона в момент загружения. При сравнении величин ползучести бетона на различном связующем следует принимать во внимание зависимость прочности бетона в раннем возрасте от вида цемента. Поэтому величина ползучести бетона на портландцементе различных видов и на глиноземистом цементе примерно одинакова. Это относится к ползучести как на воздухе, так и в воде (рис. 6.36). Исключение составляет шлакопортландцемент, бетон на котором обладает большей ползучестью, чем на стандартных видах портландцемента. Тонкость помола цемента влияет на рост прочности бетона в раннем возрасте и таким образом влияет на его ползучесть. Однако прямого влияния тонкости помола на увеличение ползучести не установлено, имеется множество противоречивых данных, которые могут быть объяснены косвенным влиянием гипса. Известно, что чем больше тонкость помола цемента, тем больше требуемое количество гипса. Поэтому дополнительный помол цемента в лабораторных условиях без добавления гипса приводит к получению неправильно отрегулированного по срокам схватывания цемента, который показывает более высокую усадку и ползучесть. Многими испытаниями обнаружено, что ползучесть бетона уменьшается с увеличением размеров образцов. Это может быть обусловлено влиянием усадки, а также тем обстоятельством, что на поверхности ползучесть протекает в условиях высыхания и величина ее выше, чем в теле образца. Если со временем образец высохнет на всю глубину, этот процесс будет сопровождаться ростом его прочности, что приведет к снижению ползучести. При повышении температуры выше нормальной ползучесть бетона увеличивается. Более высокая температура приводит к увеличению начальной скорости ползучести по сравнению с бетоном, испытываемым при нормальной (комнатной) температуре. Это обусловлено увеличением подвижности воды и активацией процесса деформирования. Однако рост ползучести со временем прекращается и становится одинаковым для всех температур. В случае испытаний бетона в раннем возрасте ползучесть при 90° С в три раза выше ползучести при 20° С. Все данные по ползучести получены в основном при испытании бетона под постоянной нагрузкой. Бетон, подвергающийся циклическому нагружению и разгружению, также показывает прогрессирующий рост доформаций (рис. 6.37). Однако при испытании образцов, загруженных вначале длительно действующей постоянной нагрузкой, а затем циклической нагрузкой, было обнаружено только незначительное увеличение деформаций по сравнению с их уровнем, полученным при действии постоянной нагрузки.

«Свойства бетона» Следующая страница >>>

beton-5.odn.org.ua

Ползучесть бетона как результат длительных нагрузок

Зависимость между напряжениями и деформациями изменяется от времени приложения нагрузки. Способность бетона деформироваться во времени при длительном действии постоянной нагрузки называют ползучестью. Существует ряд гипотез, рассматривающих механизм деформаций ползучести под действием внешней нагрузки. Одна из первых гипотез физического механизма ползучести предложена выдающимся французским инженером Е. Фрейсине. Основываясь на представлениях о бетоне как капиллярно-пористом упругом теле, он считал, что ползучесть обусловлена, главным образом, усадкой под действием капиллярных сил. Вода, заполняя мелкие капилляры, воспринимает, по Фрейсине, часть приложенной нагрузки и медленно перемещается. Под действием приложенной нагрузки изменяются размеры пор в бетоне, нарушается гигрометрическое равновесие бетона с окружающей средой, что приводит к капиллярной усадке и развитию деформаций ползучести. Ряд опытных данных противоречит гипотезе Фрейсине. Известно, в частности, что деформации ползучести наблюдаются и при загружении образцов в воде, когда невозможно развитие усадочных деформаций. Гипотеза, объясняющая ползучесть бетона механическим выдавливанием влаги из цементного камня (Р. Лермит и др.), также предполагает, что ползучесть и усадка бетона имеют одну и ту же физическую природу. В ряде экспериментальных исследований установлено, что нагруженные образцы интенсивнее отдают влагу, включая и адсорбционно-связанную, которая в ненагруженном состоянии обычно остается в бетоне. В результате водопоглощение и набухание образцов, длительное время находящихся под нагрузкой, могут быть значительно большими, чем у ненагруженных разцов. В то же время имеются экспериментальные данные, показывающие, что существенное различие в потерях массы нагруженых и ненагруженных образцов в процессе их высыхания не наблюдается. В настоящее время принято считать, что механическое выдавливание влаги из цементного камня является не причиной, а следствием ползучести. Ряд исследователей (А.Е. Шейкин, У. Гансен, З.Н. Цилосани) считает основной причиной ползучести пераспределение внутренних усилий в цементном камне. Ими дифференцируются в цементном камне основные структурные составляющие - ультрадисперсный «цементный гель», представленный тоберморитоподобными гидросиликатами, и кристаллический сросток, состоящий из кристаллогидратов, объединенных химическими связями. Компоненты цементного камня отличаются характером контактов срастания (для «геля» коагуляционные, кристаллического сростка - кристаллизационные). По А.Е. Шейкину, благодаря способности «геля» к вязкому течению кристаллический сросток принимает на себя дополнительные усилия, что приводит к развитию деформаций ползучести цементного камня и бетона. У. Гансен считал, что ползучесть обусловлена вязким течением на границах цементных зерен и в точках их контакта. О.Я. Берг, анализируя изменение времени прохождения ультразвукового импульса через бетон при длительном действии нагрузки, пришел к выводу, что при начальных напряжениях вследствие возникновения и развития микротрещин возникают дополнительные деформации, которые складываются с деформациями ползучести, обусловленными перераспределением внутренних усилий между структурными составляющими цементного камня. Значительная роль микротрещин и накопления локальных микроразрушений в бетоне под действием постоянной статической нагрузки в развитии деформаций ползучести подтверждена исследованиями А.В. Саталкина, X. Рюша, З.Н. Цилосани и других исследователей. Анализ различных типов деформаций при нагружении бетона может моделироваться реологическими моделями. Такие модели, включающие идеальные пружины, амортизаторы, клапаны и другие элементы, не раскрывая физический механизм ползучести, предлагают ее феноменологическое описание. Одним из основных факторов, влияющих на ползучесть бетона, является относительная влажность окружающей среды. Высушивание образцов приводит к увеличению ползучести бетона в раннем возрасте. При установлении гигроскопического равновесия между средой и бетоном до загружения образцов влияние относительной влажности воздуха сказывается в значительно меньшей степени. Попеременное увлажнение и высушивание бетона увеличивает величину деформации ползучести. Влияние возраста бетона в момент приложения нагрузки на величину ползучести сказывается сильнее, чем влияние возраста на прочность бетона. На рис. 5.17 приведена, по данным А.М. Невилля, зависимость между величиной ползучести и его «зрелостью», характеризуемой в градусочасах. При раннем загружении бетона с повышением температуры окружающей среды удельные деформации ползучести бетона уменьшаются, что объясняется ускорением процесса гидратации цемента и возрастанием жесткости кристаллического сростка цементного камня. Противоположный эффект наблюдается при загружении бетона в «зрелом» возрасте, когда гидратация цемента в основном завершена. Деформации ползучести бетона существенно интенсифицируются при вибрационном нагружении. Виброползучесть бетона тем выше, чем больше амплитуда динамических напряжений и частота колебаний. Деформации виброползучести могут в 2-4 раза превышать обычные деформации ползучести. Как и последние, они затухают во времени. Деформации ползучести бетона оказывают различное влияние на работу конструкций, их долговечность. Для неармирован-ного бетона при высоких уровнях нагрузки ползучесть ускоряет достижение предельной деформации и разрушение материала. В массивных бетонных элементах ползучесть уменьшает сжимающие напряжения при быстром подъеме температуры. При дальнейшем охлаждении в бетоне развиваются растягивающие усилия и по мере уменьшения ползучести с возрастом бетона в нем могут образовываться трещины. В то же время во всех конструкциях ползучесть бетона уменьшает внутренние напряжения, обусловленные неоднородностью усадки, что приводит к повышению трещиностойкости. За счет ползучести бетона увеличиваются прогибы железобетонных балок под действием постоянных нагрузок, в железобетонных колоннах она приводит к постепенному перераспределению нагрузки с бетона на арматуру. В предварительно напряженных железобетонных элементах в результате ползучести бетона возможна потеря напряжения арматуры, что надо учитывать при выборе арматурной стали.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

m350.ru

vest-beton.ru

ползучесть бетона - это... Что такое ползучесть бетона?

 ползучесть бетона
  1. creep of concrete

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

  • ползучесть
  • ползучесть горной породы

Смотреть что такое "ползучесть бетона" в других словарях:

  • ползучесть бетона — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN creep of concrete …   Справочник технического переводчика

  • Ползучесть бетона и релаксация напряжений — – оказывают существенное влияние на работу железобетонных конструкций под нагрузкой: ползучесть при оценке трещиностойкости и деформативности конструкций, расчете на устойчивость и определении внутренних усилий в статически неопределимых… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Ползучесть — – медленная непрерывная пластическая деформация твердого тела под действием постоянной нагрузки или механического напряжения. [Блюм Э. Э. Словарь основных металловедческих терминов. Екатеринбург 2002] Ползучесть – процесс непрерывного …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Ползучесть материалов — – медленная непрерывная пластическая деформация твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. П. в той или иной мере подвержены все твёрдые тела как кристаллические, так и аморфные. Явление. Долгое время… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Ползучесть при сжатии огнеупорного изделия — – изотермическая деформация обожженного огнеупорного изделия, подвергнутого сжимающему напряжению, как функция времени, выраженная в процентах. [ГОСТ Р 52918 2008] Рубрика термина: Огнеупоры Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ПОЛЗУЧЕСТЬ — крип (англ. creep), медл. нарастание пластич. деформации материала при силовых воздействиях меньших, чем те, к рые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности. П. сопровождается релаксацией напряжений. П. свойственна… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Ползучесть — ж. разг. Медленная деформация металлов, бетона и т.п. материалов под действием постоянной длительной механической нагрузки. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • Ползучесть материалов — медленное нарастание малой по размеру и непрерывной по времени пластической деформации материала (в основном бетона) в сооружениях или изделиях при длительно действующих небольших постоянных нагрузках (напряжениях), меньших, чем те, которые… …   Строительный словарь

  • Свойства бетона — Термины рубрики: Свойства бетона Адгезия к бетону База измерения продольных линейных деформаций образца Вода минерализованная …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Деформации ползучести бетона — – способность бетона деформироваться во времени при длительном действии постоянной нагрузки. Физическая природа ползучести еще недостаточно выяснена, но принято считать, что пластические деформации ползучести бетона обуславливаются… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Установившаяся ползучесть — – ползучесть, скорость которой постоянна при постоянном напряжении. [Строительная механика. Терминология. Выпуск 82. Изд. «Наука» М.1970] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

normative_ru_en.academic.ru


Смотрите также