Многоцикловая прочность железобетона.

Под прочностью бетона при многократно действующих (подвижных и пульсирующих) нагрузках, напряжение Sf(предел выносливости бетона) понимают напряжение, при котором количество циклов, необходимыз для разрушения образца,

Составляет не менее 1 000 000. Предел выносливости бетона снижается с коэффициентом ассиметрии цикла R=Sbmin / Sbmax. Предел выносливости определяют умножением временных сопротивлений на коэффициент условий работы бетона Gb1. Предел выносливости связан с нижней границей образования микротрещин Rb1. Если повторная нагрузка вызывает в бетоне напряжения выше границы трещинообразования Rb1, то при большом количестве циклов наступает его разрушение. В нормах предел выносливости бетона принят в среднем равным Sf=0.85Sbu. При 10 000 000 циклов загружения Sf=0.5 Sbu. Длительное сопротивление бетона зависит от режима нагружения, нелинейности деформирования, ползучести, возраста, начальной прочности, и могут быть рассчитаны по методике В.М.Бондаренко.

Динамическое упрочнение бетона возникает при кратковременной (ударной, импульсной) динамической нагрузке большой интенсивности.

Sbh=Sbu*Gd

При времени загружения 0.1 с коэффициент динамического упрочнения составляет Gd=1.2, Явление динамического упрочнения обусловлено энергопоглощающей способностью бетона, работающего упруго в течение короткого промежутка времени.

Влияние возраста бетона и условий твердения его на прочность. При бдагоприятных условиях прочность бетона постепенно увеличивается (10 лет и более). Чем меньше тонкость помола цемента, тем выше скорость и меньше продолжительность роста прочности бетона. Наиболее интенсивно бетон упрочняется в первые 28 дней, поэтому и испытания ведут на 28 день. Более ранние испытания приводят к 28-дневному возрасту бетона.

Rn=R28*Lg N / Lg 28 = 0.7 R28*Lg N

Бетоны высоких классов не дают заметного прироста прочности во времени. Твердение значительно ускоряется с повышением температуры и влажности среды. Поэтому на предприятиях бетон подвергают термовлажностной (+90 град, W=100%) и автоклавной обработке (Давление, +170 град), Эти способы дают за сутки 70% прочности.

При температуре ниже +5 градусов твердение существенно замедляется а при температуре смеси ниже –10 градусов практически прекращается. За 28 суток при –5 град бетон набирает не более 8%, при 0 градусов 40-50% а при +5 – 70-80% проектной прочности. После оттаивания бетонной смеси ее твердение возобновляется, но конечная прочность ниже чем у бетона, твердевшего в нормальных условиях. Бетоны, прочность которых в момент замораживания составляла не менее 60% после оттаивания набирают полную прочность. При бетонировании до –30 градусов бетонную смесь перед укладкой нагревают до +70 градусов. Применение быстротвердеющих цементов и утепление конструкций позволяет набрать до 70% прочности до замерзания и тем самым позволяет исключить влияние замораживания бетона на рост его прочности после оттаивания. Противоморозные добавки (хлористые соли, углекислый калий, азотистокислый натрий, обеспечивают твердение бетона при температурах до –10 градусов. Добавку принимают не более 15% от массы цемента. Большее количество приводит к высолам на поверхности бетона, коррозии бетона и арматуры.

Класс бетона – это наименьшее вероятное значение временного сопротивления бетона с обеспеченностью заданной прочности 0.95. В=Вм*(1-аv)