Что такое пластичность бетона

Под пластичностью бетонной смеси принято понимать способность его к заполнению всех пустот, без оставления каких-либо полых участков. Это достаточно важно, ведь бетон с полостями не может быть по-настоящему прочным.

Проверяется уровень пластичности бетонной смеси следующим образом: берётся специальная форма в виде усечённого конуса, в неё накладывается бетонная смесь в 3 слоя. После этого туда же вставляется металлический штырь. В дальнейшем форма переворачивается. Со временем происходит усадка бетона и подсчитывается, насколько сантиметров произошла его осадка. Этот показатель и можно назвать пластичностью бетонной смеси.

5. Ползучесть бетона — это процесс малой непрерывной пластической деформации, протекающей в бетоне в условиях длительного статического нагружения. Общий характер ползучести материалов, в том числе и бетонов, может быть представлен следующей кривой ползучести, построенной в координатах относительная деформация — время.

Склонность бетона к пластическим деформациям начинает проявляться вслед за мгновенным приложением нагрузки и до 50—60% ее от предела прочности ползучесть бетона возрастает прямо пропорционально времени. При более высоких нагрузках ползучесть начинает заметно прогрессировать и линейность пластической деформации бетона по времени нарушается. Из зависимости ползучесть — нагрузка (если выражать последнюю в % от предела прочности бетона) следует, что с увеличением прочности склонность бетона к ползучести уменьшается, имея в виду постоянную нагрузку. Если же учесть, что со временем бетон закономерно упрочняется, то также закономерно должна уменьшаться со временем и ползучесть его.а Участки кривой ползучести характеризуют скорость пластических деформаций, развивающихся в материале при нагрузках, превышающих предел упругости. Вначале пластические деформации появляются скачкообразно, резко (начало участка аб), но затем все медленнее и в точке б скорость ползучести оказывается прямо пропорциональна времени нагружения. Но в точке в скорость ползучести возрастает и, достигнув точки г, материал разрушается. Разрушение материалов от ползучести, имея в виду соответствие качества их техническим условиям, происходит далеко за пределами окончания службы материала. Однако, имея в виду строительные конструкции, ползучесть даже в период только начального ее проявления, еще весьма задолго до разрушения бетона от этого явления, может вызвать разрушение конструкции.

Причина этого заключается в том, что вследствие ползучести необратимо появляются и все более увеличиваются прогибы бетонных конструкций, происходит потеря устойчивости в результате перемещения и концентрации напряжений при этом на отдельных участках. Особенно опасна ползучесть бетона в предварительно напряженных железобетонных конструкциях. Даже самая незначительная пластическая деформация бетона под действием упругих сил растянутой арматуры приводит к снижению предварительного напряжения бетона и вызывает впоследствии разрушение конструкции. Однако ползучесть иногда и положительно проявляет себя, уменьшая растягивающие напряжения, возникающие в бетоне при усадке и температурных перепадах, способствует уменьшению напряжений в бетоне железобетонных конструкций за счет передачи части их на стальную арматуру.

Основной характеристикой ползучести является предел ползучести. Он определяется или по равномерной скорости ползучести, или по суммарной деформации за срок службы. Мера ползучести Ср) представляет собой относительную деформацию ползучести, вызываемую напряжением в бетоне равным 1 кГ/см2.

Величина деформаций еп и еус относятся к определенному времени t нагружения бетона. Причины ползучести бетона не нашли еще конкретного и всестороннего объяснения. Наиболее распространены две гипотезы ползучести:

ползучесть бетона есть следствие наличия в цементном камне гелевой фазы, обладающей довольно высокими пластическим» свойствами, а также капиллярных явлений;

ползучесть бетона происходит в результате перераспределения адсорбционной и капиллярной воды, имеющего место под, действием нагрузки.

Из этих гипотез вытекают и факторы, которые должны влиять на ползучесть, а именно соотношение в цементном камне кристаллических и гелевых фаз, величина нагрузки относительно прочности бетона, водоцементное отношение как фактор капиллярной пористости бетона, влажность бетона.
5. предельная деформативность бетона при сжатии и растяжении

Деформативность бетона под кратковременной нагрузкой при наличии его сцепления с арматурой характеризует распределение полного усилия в железобетонном элементе по мере роста нагрузки.

Степень вовлечения арматуры в совместную работу с бетоном различна на разных уровнях нагружения и ограничивается некоторым предельным значением деформаций бетона, которые могут быть достигнуты к моменту потери бетоном несущей способности или нарушения сцепления с арматурой,

Нормативные документы (СНиП; СН 365-67) рекомендуют учитывать предельную деформативность бетона при расчете элементов железобетонных конструкций на трещино-стойкость, а в некоторых случаях также на прочность. При этом предельная деформативность принимается в среднем равной: при сжатии е^с = 200-10~5, а при растяжении 8*р= 15-10-5.

Указанные величины следует рассматривать, однако, как сугубо ориентировочные. Опыты показывают, что фактические значения предельных деформаций бетона колеблются в довольно широких пределах в зависимости от состава бетонной смеси, качества составляющих, скорости загружения, а также от вида напряженного состояния (осевое или внецентренное сжатие, изгиб, растяжение и т. д.).

Проанализируем закономерности изменения предельной деформативности тяжелых бетонов в условиях осевого сжатия e#c при обычных лабораторных испытаниях кратковременной нагрузкой.

Выражение(У. 19), полученное Г.Н. Писанко и Е.Н. Щербаковым [69], свидетельствует о том, что предельные деформации бетона при осевом сжатии e#c линейно возрастают с увеличением Rnv. Это отмечалось также в ряде других работ [15, 23, 66, 148, 155]. Таким образом, не подтверждается точка зрения, будто высокопрочные бетоны обладают меньшей предельной деформативностью по сравнению с бетонами обычной прочности.

Наряду с этим необходимо учитывать, что в общем случае даже при одинаковом режиме нагружения зависимость носит, вероятно, неоднозначный характер, обусловленный влиянием технологических параметров, не связанных непосредственно с прочностью бетона. Систематические исследования, которые позволили бы проверить это положение, пока не проводились. Однако можно полагать, что аналогично упругим деформациям (см. предыдущие разделы) предельные деформации бетона должны зависеть, в частности, от содержания цементного теста в смеси, характеристик заполнителя, его сцепления с цементным камнем и т. д.

Предельная деформативность бетона при неоднородных напряженных состояниях сжатия (внецентренное сжатие, сжатие при изгибе) может существенно отличаться от величин, соответствующих осевому сжатию за счет влияния соседних менее напряженных участков сжатой зоны.

Аналогичным образом влияет также арматура сжатой зоны, вследствие чего предельные деформации армированных элементов выше, чем нормированного бетона, и зависят от степени армирования.

Деформации бетона при растяжении её значительно меньше по величине, чем при сжатии. Относительная предельная деформация растяжения составляет, согласно опытным данным (Юн-15) • 10~5.

Эксперименты показывают [66, 161], что на предельную растяжимость бетона в значительной мере оказывает влияние присутствие крупного заполнителя. По данным Капла-на [161], величина е#р заметно уменьшается по мере увеличения процентного содержания заполнителя (рис. 44). Из тех же данных следует, что деформации бетона, соответствующие моменту появления первых микротрещин в растянутой зоне балок и при раскалывании цилиндров, близки по величине к предельным деформациям осевого растяжения (рис. 45).

Вопрос № 45