Odkształcenia sprężyste i plastyczne betonu

Wolna wymiana wody z atmosferą

Biorąc pod uwagę różne doświadczenia zauważono, że na skutek wolnej wymiany wody, która znajduje się w betonie z otaczającą atmosferą, widoczne były zjawiska skurczu i pęcznienia. Żeby ustalić wpływ wyżej wymienionych zjawisk, przeprowadzono badania na próbkach (szczegółowy program egzaminu na uprawnienia budowlane). Badane próbki zaizolowano gumową folią o grubości 1,5 mm. Dzięki temu uniemożliwiono parowanie wody.

14 dni później próbki poddano ściskaniu w urządzeniu dźwigniowo-sprężynowym. Próbki izolowane i nieizolowane uległy odkształceniu. Wykorzystano do tego próbki walcowe o średnicy 8 cm i wysokości 25 cm, które wykonano z betonu bazaltowego. Beton bazaltowy charakteryzuje się wytrzymałością na ściskanie po 28 dniach na poziomie Rc=300 kg/cm2 oraz wytrzymałości na rozciąganie Rr=25 kg/cm2. Beton ten od samego momentu zarobienia oraz początku procesu wiązania podlega przemianom, które są stałe. Z kolei cementowe lepiszcze hydrauliczne, które ma wpływ na wiele własności technicznych betonu, podczas hydratacji podlega stałej ewolucji chemicznej oraz przemianom fizycznym w czasie.

Odkształcenia sprężyste i plastyczne betonu

Na skutek doświadczeń udało się stwierdzić, że beton, który obciążano w pierwszym okresie czasu, podlega odkształceniom sprężystym i plastycznym. Woolson w 1905 r. był pierwszym człowiekiem, który dokonał tego typu spostrzeżeń. Część odkształceń zanika po odciążeniu. Są to odwracalne odkształcenia. Jednak część z nich pozostaje jako trwałe. Skurcz betonu może się także pojawić w tym samym momencie. Wszystko zależy od wilgotności i temperatury otoczenia, które udaje się ściśle określić. Spowodowane to jest tym, że istnieje stała chęć dążenia do zachowania równowagi pomiędzy ilością wody, która znajduje się w betonie a wilgocią otoczenia.

W przypadku odkształcenia betonu pod działaniem obciążenia, które wzrasta w czasie, sytuacja wygląda następująco (program na uprawnienia budowlane w wersji android). W sytuacji, kiedy próbkę, którą poddano ściskaniu do granicy oznaczonej na wykresie punktem A, się odciąży, to pozostanie odkształcenie o wielkości Aj. Jednak po upływie pewnego czasu odkształcenie to ulegnie zmniejszeniu do wartości Ai’.

Odkształceniem odwracalnym są wielkości Aj-A, a wielkościami A1-A’ nazywa się opóźnionym odkształceniem odwracalnym. 

Wykres odkształceń

Wykres odkształceń otrzymuje się na skutek poddawania próbek betonu wielokrotnym obciążeniom i tylko częściowym odciążeniom. Styczna do ostatniej krzywej odciążenia A A’ jest równoległa do stycznej E. Wykres odkształceń tego typu otrzymuje się wtedy, kiedy często zmienne obciążenie statyczne wynosi 0,6 obciążenia niszczącego.

Odkształcenie próbki składa się z odkształceń sprężystych oraz plastycznych (program jednolite akty prawne na egzamin uprawnienia). W sytuacji, kiedy odkształcenie od obciążenia wynosi Ar, a po odciążeniu Au, to odkształcenie sprężyste wynosi
Ae = Ar – AR.

Sprężystość betonu nie jest liniowa jak wykazują odkształcenia. Sieczny moduł sprężystości EA= przedstawia prosta OA. Na skutek przeprowadzonych doświadczeń wykazano, że stosunek dla obciążeń o wielkości 1/10 siły niszczącej jest stały. Wynosi on 0,95.

Wykres odkształceń próbki betonowej, którą długotrwale obciążono, odciążono i umieszczono w wodzie wygląda następująco. Na wykresie można zauważyć, że do odkształceń sprężystych i plastycznych chwilowych dochodzi trwałe odkształcenie plastyczne, tzw. pełzanie. Krzywa pełzania po długim okresie obciążenia zmierza do pewnej wartości granicznej. Podczas odkształceń tego typu ma miejsce zjawisko skurczu betonu.  Jeżeli w chwili t’ > t próbki, poddane uprzednio osobnym badaniom pełzania i skurczu, umieszczone zostaną w wodzie, podlegać będą pęcznieniu. Okazuje się przy tym, że próbka, która była obciążona (badanie pełzania), ulega pęcznieniu bardziej niż próbka nie obciążona (badanie skurczu).

Dowiedz się więcej na temat uprawnień budowlanych!