Статьи
27 Февраля 2015
Прочность бетона при многократном нагружении
По нормативным документам (СНиП П-В. 1-62 и пр.) размер относительного предела выносливости бетона во время растяжения и изгиба примерно равен пределу сжатия. Актуальность изучения данных нюансов состоит в необходимости правильно спроектировать здания с высокой степенью проходимости (торговые центры и т. д.) и объекты, предполагающие постоянную нагрузку тяжёлой техники (заводы, стоянки).
Поскольку бетон является неоднородным материалом, воздействие внешней нагрузки приводит к его напряжению. То есть, в образце бетона под сжатием напряжение концентрируется на более жёстких частицах, и это создаёт риск нарушения связи между частицами.
А на участках, которые ослаблены порами, напряжение концентрируется ещё больше. В бетоне много пустот, поэтому растягивающее напряжение у одной поры накладывается на все ближайшие отверстия. В результате происходит генерация сжимающего и поперечного растягивающего напряжения, что приводит к возникновению микроскопических трещин.
Чтобы такие трещины не увеличивались до опасных разрывов, очень важно определять предел выносливости бетона при многократной нагрузке, которая, в отличие от нагрузки статичной, отличается своей амплитудой (цикличностью), что гораздо чаще вызывает износ материала.
Предел для выносливости высокопрочного бетона взаимосвязан со следующими факторами:
- условия нагружения;
- свойства материала;
- условия изготовления материала;
- размеры образца и другие параметры.
Условия нагружения оценивают по характеру кривой нагружения, изменению уровня max напряжения при пульсации, чередованию многократного нагружения с отдыхом, частоте приложению нагрузки.
К свойствам материала относятся влияние прочности образца бетона на относительный предел выносливости, соотношение воды с цементом (и количество последнего), состав сырья, качества и типы заполнителей.
Установлено, что на предел выносливости значительно влияет количество циклов нагружения, уровень максимального напряжения и характеристика цикла переменной нагрузки. При наличии многократной повторной нагрузки цикличностью в несколько миллионов сопротивление сжатию у бетона уменьшается из-за развития микротрещин.
Минимальный показатель для предела выносливости связан с границей появления структурных микротрещин, что позволяет диагностировать предел выносливости образца посредством ультразвуковой аппаратуры, которая и обнаруживает данные изменения.


