Изменение формы и размера стройматериала под внешними воздействиями называется относительная деформация бетона. Она бывает объемной и силовой. Под влиянием усадки или сокращения бетонного камня из-за влияния на него химико-физических процессов, которые получаются в результате взаимодействия цементного камня, влаги и температурного режима развивается объемная во всех направлениях деформация изделия. Силовое изменение происходит только вдоль действия усилий.
Что такое деформация бетона?
Под искажением стройматериала предполагается изменение бетонного раствора в процессе его приготовления, а затем последующего затвердевания и эксплуатации. Деформация бетона делится на собственную, твердеющую, ползучую и температурную форму. С помощью параметра определяется смещение. Ее изучение помогает правильно рассчитать напряженность в бетонных конструкциях, а также вовремя заметить момент возникновения трещин.
В Настоящем Своде правил есть информация о расчете и проектировании бетонных и железобетонных изделий, которые гарантируют выполнение требований СНиПа 52—01—2003. Все единицы измерение здесь исчисляются в ньютонах. Основным положением является то, что все конструкции должны обладать необходимой надежностью и прочностью, тогда можно избежать относительные деформации в бетоне.
Посмотреть «СНиП 52-01-2003» или cкачать в PDF (1.8 MB)
Виды бетонной деформации
Существуют следующие виды деформаций:
- температурные;
- влажностные;
- длительной степени нагрузки.
Особенности и причины
При длительных нагрузках изменения могут происходить от трех лет и более. Это объясняется тем, что при затвердевании бетонной смеси на гелиевую структуру передаются все усилия, которые приводят к ее изменению. Искажение происходит продолжительное время, но потом постепенно затихает. При твердении в воздухе влажностные деформации бетонного раствора характеризуются уменьшением объема, т. е. начинается усадка стройматериала. Когда твердение в воде он, наоборот, набухает и увеличивается в объеме. От основных свойств проявления усадочных изменений зависит надежность и стойкость изделия к возникновению трещин. Причина уменьшения цементного камня — низкое количество воды в геле, уходящей на гидратацию либо испарение. Такой процесс провоцирует расход окружающих кристаллов кальция, что и приводит к их сближению и усадке изделия.
Усадка бетонного раствора зависит от двух факторов: перепадов внешней среды и влаги.
В порах бетонного камня есть капиллярное давление, оно тоже влияет на свойства раствора. При контакте воды, находящейся в отверстиях, с капиллярными стенками сила притяжения, затрагивающая молекулы камня (цемента) и жидкости, заставляет ее подниматься по стеночкам капилляров. Это вызывает искривление водной поверхности. Когда поры уменьшаются, давление вырастает. Эти два фактора взаимосвязаны между собой.
Температурная деформация — объем цемента становится разного размера из-за изменения температуры. Температурное напряжение не появляется только в том случае, если бетонная конструкция равномерно нагреется и все возникающие искажения при этом ничем не ограничиваются. Возникнуть же изменения могут из-за неравномерного нагрева изделия. Это также может вызвать трещины в бетоне.
Расчет деформации
Для тщательного измерения деформации используют экстензометр. Он делится на контактный (может делать расчет от очень маленького искажения до большего) и бесконтактный. К первым относятся навесные, длинноходовые и автоматические. Ко вторым — видео и лазерные. Этот прибор имеет демократичную стоимость и легкость в эксплуатации. Гарантирует точные повторения производимых вычислений.
Деформационные характеристики
Главными характеристиками искажения являются следующие показатели:
- Модуль деформации бетона. С его помощью понятна прочность изделия, чем оно прочнее, тем этот модуль меньше, зависит от возраста бетонного раствора.
- Коэффициент ползучести бетона. Высчитывается ползучесть утрамбованного цемента, на который долгое время происходила нагрузка.
- Множитель поперечной деформации цементного камня. Показывает отношение между продольными изделиями и поперечными, высчитывает эластичность материала.
- Показатель линейной температурной деформации. Затвердение бетонного камня в зависимости от находящегося в нем заполнителя.
Ползучесть видна при растягивании или сжатии стройматериала.
Постоянно повторяющиеся нагрузки обладают двумя видами характера: статический и динамический. Первый подразумевает под собой нагрузки, у которых уменьшение или увеличение происходит медленно. При втором надлежит обращать внимание на влияние инерционных сил по отношению к деформированному состоянию элемента. Такие повторения приводят к постоянному накоплению непругих деформаций. Зато бетон становится эластичным и легко поддается обработке.
