Деформативные свойства бетона

Во время набора прочности и эксплуатации в бетоне протекают объемные изменения, связанные с деформацией материала. Количественное выражение деформации зависит непосредственно от структуры материала и свойств заполнителей, входящих в его состав. Существует множество других факторов, но они оказывают меньшее влияние.

Деформативные свойства играют большую роль в прочностных показателях конечного железобетонного изделия или монолитной конструкции в целом. Именно поэтому их всегда учитывают при разработке проектной документации на стадии принятия конструктивных решений.

Условно деформативные свойства разделяют на две категории:

  • Собственные деформации.
  • Механические деформации.

В первую категорию относят усадки бетонной смеси при наборе прочности и расширения под влиянием температурных и химических воздействий. Ко второй категории относятся изменения, возникающие при приложении постоянных и временных нагрузок.

Усадка бетонной смеси

Усадкой называют уменьшение объема бетона при наборе прочности. Самую большую усадку дает бетон при твердении в естественных (атмосферных) условиях. Это происходит при активном испарении влаги, предназначенной для затворения цемента и образования цементного камня. Наибольшее распространение на практике это получило при неправильном уходе за монолитом. В условиях повышенных температур, бетонная смесь должна накрываться пленкой и постоянно увлажняться до тех пор, пока не закончатся процессы гидратации.

В условиях повышенной влажности бетон не только в полной мере сохраняет свой первоначальный объем, но и может даже показывать незначительное расширение.

Деформации при нагружении

Этот тип деформаций зависит преимущественно от состава смеси, прочностных характеристик и вида приложения нагрузки. Диаграмма сжатия имеет не линейную зависимость. С ростом напряжения деформации значительно увеличиваются, что может привести к разрушению. Определяющим параметром является модуль деформации. Чем выше его численное выражение, тем менее деформативным можно считать бетон.

Большое значение имеют предельные значения деформаций, ведь именно при их достижении бетон переходит в стадию разрушения. Для увеличения критических порогов применяют более прочные заполнители, придающие в целом смеси большую деформативность.

При отсутствии местных материалов, обладающих необходимыми параметрами, применяют пластифицирующие добавки и уменьшают фракцию крупного заполнителя. Это обеспечивает большее сцепление частиц между собой и придает лучшие прочностные характеристики.

Ползучесть бетона

Этот критерий характеризует способность бетона изменять свою геометрическую форму с течением времени под воздействием постоянной нагрузки. Ползучесть еще называют усталостью или памятью бетона.

Истинная природа протекания процесса еще полностью не изучена. Ученые считают, что основной причиной являются пластические изменения, которые происходят в структуре цементного камня и влияют на состояние бетона в целом.

Основные изменения формы происходят в начальный период после приложения постоянной нагрузки. Но при длительной эксплуатации были зафиксированы значения общей деформации значительно превышающие прогибы, полученные на начальном этапе нагружения.

Ползучесть увеличивается с ростом деформативности. Однако кроме этого существует еще ряд факторов, способных оказывать влияние:

  • Марка и количество цементного вяжущего.
  • Водоцементное отношение.
  • Фракция заполнителей.
  • Качество уплотнения смеси.
  • Процент набора прочности на момент приложения нагрузки.