ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА В НЕЛИНЕЙНОЙ ОБЛАСТИ

Как уже отмечалось, выше некоторого уровня постоянно действующих напряжений в бетоне наблюдается выражен­ный нелинейный характер связи с величиной деформаций ползучести и соответствующие значения меры ползучести т) начинают зависеть от величины приложенных на­пряжений сгдл.

Причины этого явления, установленного достаточно^ четко при испытании бетонов обычной прочности [46, 94, 138, 201], во многих отношениях оставались неясными до последнего времени. Различным в разных опытах получался и уровень напряжений, соответствующий переходу длитель­ного деформирования в нелинейную область.

Исследования нелинейной ползучести бетона высоких марок (500—900), проведенные в ЦНИИС с применением ультразвуковых методов наблюдения за изменением струк­туры бетона во времени [18], позволили выявить ряд ин­тересных особенностей деформирования в нелинейной об­ласти бетонов вообще и высокопрочных бетонов, в част­ности.

Было экспериментально доказано, что граница перехода в область ярко выраженного нелинейного деформирования близко совпадает с границей микроразрушений бетона R° и, следовательно, существенно зависит от физико-ме­ханических свойств материала. Поскольку относительный уровень этой границы R°R/RnР имеет тенденцию к повышению с ростом прочности бетона (см. главу II), следует ожидать, что аналогично изменяется и граница перехода^ = RVRnv в бетонах разной прочности. Важно иметь в виду, что наблю­даемая разница в экспериментально установленных зна­чениях г|т может быть достаточно заметной. Например, у бетона марки 200 (при испытании в 28-суточном возрасте) г]т = RVRnv ~ 0,30, у бетона марки 800 цт « 0,45.

Как отмечалось, некоторая степень нелинейности де­формаций ползучести возможна и при напряжениях <тдл <С <г|т [4]. Однако нелинейность в этой области проявляется весьма незначительно, и практически ее влиянием можно пренебречь.

Ультразвуковые измерения в период выдержки напря­жений <тдл > Т]т позволили установить, что увеличение деформаций ползучести в этих условиях является прямым следствием развитой микроразрушений, возникших в бе­тоне при приложении нагрузки. Этот вывод имеет важное значение для правильного понимания природы нелинейной ползучести бетона.

Суммарную величину меры ползучести бетона в нелиней­ной области С*(/, т) можно в первом приближении предста­вить как сумму

С* (f, т) = C(f, т)+ АС* (*, т), (VIЛ 8)

Где C(T, т) — значение меры ползучести бетона в линейной области; АС*(/, т) — дополнительные деформации, свя­занные с развитием во времени микроразрушений бетона и названные пластическими деформациями второго рода [181.

Развитие во времени пластических деформаций второго рода носит достаточно сложный характер и во всяком случае отличается от закономерностей нарастания деформаций в линейной области. В начальный период действия нагрузки

Они весьма бурно нарастают, затем скорость роста сни­жается и, начиная с некоторого момента времени Т (мо­мент обратного перехода из области нелинейного в область линейного деформирования), указанные деформации ста­билизируются на определенном уровне. С этого момента скорости деформирования в нелинейной и линейной об­ласти практически не отличаются (рис. 54). Характеристи­
ки этого сложного процесса, природа которого остается пока не совсем ясной, зависят от уровня приложенных на­пряжений, возраста бетона в момент загружения и, по - видимому, также от прочностных характеристик бетона.

Таким образом, количественно оценить развитие во времени нелинейной ползучести бетона довольно трудно. Однако если иметь в ви­ду достаточно продолжи­тельные сроки наблюдения (превышающие интервал 1 времени 7), то удается приближенно оценить пре­дельную величину дефор­маций ДС«(т). Как пока­зано в работе О. Я. Берга и А. И. Рожкова [18], ^ для оценки предельных t значений меры ползучести | бетона в нелинейной об - ї ласти С*т(%) можно исполь - ^ зовать выражение (VI. 18) § в следующей форме: |

С;(т)=Ст(т)[1+/С(а)], (VI. 19)

Где /((сг) — некоторая функ­ция, зависящая от уровня длительных напряжений и оценивающая накопление пластических деформаций второго рода к моменту времени T — т.

О. Я. Берг и А. И. Рож­ков [18] пришли также к выводу, что степень не­линейности связи дефор­маций ползучести и дли­тельных напряжений тем

Выше, чем больше разница относительных уровней дейст­вующих напряжений т]0 = оГдд/^пр и границы т|т = RVRnР- Сопоставление опытных данных разных авторов (рис. 55) позволило получить осредненное аппроксимирующее вы­
ражение для функции /С(ст) в зависимости от значений разности г)0 — г]т:

К(о) =---------- ^---------------- 0,1. (VI. 20)

V ; 0,45—(т]0—тіт) v '

С учетом этого эмпирического выражения формулу (VI. 19) можно переписать в виде

0,9+---------- ^------------ 1, (VI.21)

_ ^ 0,45—(-По—-nT)J V '

Где Ст(т) — как и ранее, предельное значение меры пол­зучести в линейной области, определяемое в соответствии с данными настоящей главы (см. раздел 5).

Следует отметить, что выражение (VI.21) справедливо, если бетон загружается в достаточно зрелом возрасте (во всяком случае при х > 28 суток). Тогда величину дефор­маций ползучести бетона ( в том числе и высокопрочного) в нелинейной области можно будет приближенно оценить в зависимости от свойств ползучести этого бетона в линей­ной области и фактического уровня действующих напря­жений Т1о > Лт-