Odkształcenia betonu

Istnieją dowody na to, że przy równomiernym obciążeniu udarowym (warunek trudny do osiągnięcia w praktyce) wytrzymałość na uderzenie betonu jest znacznie większa niż jego wytrzymałość statyczna na ściskanie; twierdzi się, że różnica sięga 30-80%. Ten wzrost wytrzymałości mógłby wyjaśnić większą zdolność betonu do pochłaniania energii przy równomiernym obciążeniu udarowym. Niniejszy rozdział poświęcono różnym rodzajom odkształceń betonu. Podobnie jak wiele innych materiałów konstrukcyjnych, beton jest do pewnego stopnia materiałem sprężystym (program uprawnienia budowlane na komputer).

Przy długotrwałym obciążeniu odkształcenia betonu narastają jednak w czasie, tzn. beton podlega pełzaniu. Dodatkowo i niezależnie od tego, czy beton jest obciążony czy nie, jego wymiary zmniejszają się przy wysychaniu, co określamy jako skurcz. Wartości skurczu i pełzania są tego samego rzędu co odkształcenia sprężyste przy zwykłym zakresie naprężeń i dlatego należy zawsze uwzględniać wszystkie te różne rodzaje odkształceń (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Typową krzywą naprężenie-odkształcenie dla próbki betonowej, obciążanej i odciążanej przy ściskaniu lub rozciąganiu. Jak widać pojęcie modułu Younga, czyli współczynnika sprężystości, można odnieść ściśle jedynie do prostej części krzywej naprężenie-odkształcenie ”, albo - jeśli krzywa ta nie zawiera odcinków prostych - do stycznej do tej krzywej w początku układu współrzędnych. W tym ostatnim przypadku byłby to tzw. początkowy, styczny współczynnik sprężystości, posiadający niewielkie znaczenie praktyczne. Możliwe jest także wyznaczenie stycznego współczynnika sprężystości w dowolnym punkcie krzywej, współczynnik taki dotyczyłby jedynie niewielkich zmian obciążenia powyżej lub poniżej wartości obciążenia w owym punkcie (uprawnienia budowlane).

Wartości obserwowanych odkształceń

Wartości obserwowanych odkształceń oraz krzywizna krzywej naprężenie odkształcenie zależą przynajmniej częściowo - od prędkości przykładania naprężeń. Przy nadzwyczaj gwałtownym przyłożeniu obciążenia np. w czasie krótszym niż 0,01 s - obserwowane odkształcenia zostają bardzo zmniejszone i krzywizna krzywej staje się nieznaczna (program egzamin ustny). Zwiększenie czasu obciążania z 5 s do ok. 2 minut może podwyższyć odkształcenia o 15%, jednak w zakresie od 2 do 10 (lub nawet do 20) minut - jest to czas potrzebny zazwyczaj do zbadania próbki w zwykłej maszynie wy250 Wzrost odkształcenia podczas działania całego lub części przykładanego obciążenia jest spowodowany pełzaniem betonu, jednak wspomniana zależność odkształceń natychmiastowych od prędkości obciążania utrudnia oddzielenie odkształceń sprężystych od odkształceń pełzania (opinie o programie).

Do celów praktycznych przyjęto dość dowolnie następujące rozróżnienie: odkształcenie pojawiające się w czasie obciążania jest uważane za sprężyste, natomiast późniejszy wzrost odkształcenia uważa się za pełzanie. Współczynnikiem sprężystości, który jest zgodny z taką definicją, jest tzw. sieczny współczynnik sprężystości, którego sens. Nie istnieje znormalizowana metoda określania tego współczynnika (segregator aktów prawnych). W niektórych laboratoriach pomiar przeprowadza się przy naprężeniach równych 3-M4 MN/ /m², w innych przy naprężeniach stanowiących 15, 25, 33 lub 50% wytrzymałości doraźnej. Ponieważ sieczny współczynnik sprężystości maleje wraz ze wzrostem naprężeń, należy zawsze podawać wartość naprężenia, przy której współczynnik ten został określony. Sieczny współczynnik sprężystości jest współczynnikiem statycznym, ponieważ określa się go na podstawie doświadczalnej zależności między naprężeniami i odkształceniami, w odróżnieniu od dynamicznego współczynnika sprężystości (promocja 3 w 1).

Określenie początkowego, stycznego współczynnika sprężystości nie jest łatwe, lecz przybliżoną jego wartość można uzyskać pośrednio; sieczna krzywej naprężenie odkształcenie przy odciążaniu jest często chociaż nie zawsze równoległa do stycznej do krzywej obciążania w początku układu.