Właściwości mechaniczne betonu
Spis treści
Właściwości mechaniczne betonu. Czas przyjrzeć się bardziej bohaterowi serii poradników, czyli betonowi. Omówimy zagadnienia dotyczące wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie, rodzajów wytrzymałości, odkształcalności betonu oraz reologii betonu.
Odkształcalność betonu
Zależność naprężenie odkształcenie dla betonu [EC 2]
Na powyższym wykresie pokazano zależność naprężenie-odkształcenie dla betonu. Widzimy, że nie jest on wykresem liniowym, a jak pamiętamy wartość modułu (odkształcalności podłużnej) Younga określamy dla materiałów liniowo-sprężystych, ale korzystanie z nieliniowego modelu materiałowego przyczyniłoby się do wydłużenia czasu obliczeń i ich złożoności. Z tego powodu w praktyce do obliczeń przyjmuje się tzw. średni sieczny moduł, który określany dla przedziału naprężeń .
Natomiast odkształcalność poprzeczna betonu opisana jest znanym nam współczynnikiem Poissona, który stanowi stosunek odkształceń w kierunku poprzecznym do odkształceń w kierunku podłużnym. Norma EN 1992-1-1 pozwala na przyjęcie współczynnika Poissona równego 0.2 dla betonu niezarysowanego i 0.0 dla betonu zarysowanego (3.1.3(5)).
Reologia betonu
Skurcz
Jest to zjawisko polegające na zmianie objętości z powodu zjawisk chemicznych i fizycznych. Główną przyczyną skurczu jest utrata wody w betonie. Sposobem na ograniczenie skurczu może być przechowywanie go w stale wilgotnym środowisku. Czynnikami, które determinują skurcz są m.in.: ilość cementu, wskaźnik wodno-cementowy W/C, zawartość pyłów oraz wysoki punkt piaskowy oraz pielęgnacja betonu.
W elementach betonowych skurcz powoduje skrócenie, który nie powoduje dodatkowych naprężeń o ile element nie jest zamocowany. Natomiast w przypadku elementu żelbetowego skurcz powoduje naprężenia ściskające w stali i naprężenia rozciągające w betonie, a w przypadku elementów sprężonych mogą wystąpić starty sił sprężających co w konsekwencji może prowadzić do katastrofy.
Modelowanie skurczu w obliczeniach statycznych można realizować za pomocą obciążenia termicznego. Znając wielkość skurczu i współczynnika rozszerzalności termicznej betonu, jesteśmy w stanie wyznaczyć gradient temperatury jakiemu należy poddać beton, aby wywołać w nim skurcz o zadanej wartości.
Pełzanie
