Skurcz niejednorodny

Poza ograniczeniami swobody skurczu, wynikającymi z obecności kruszywa i zbrojenia, pewne ograniczenia wynikają także z niejednorodnego skurczu wewnątrz samego elementu betonowego. Utrata wilgoci ma miejsce na powierzchni zewnętrznej, tak że wewnątrz próbki powstaje gradient wilgotności, a próbka ulega skurczowi różnicowemu, nazwanemu dalej skurczem niejednorodnym. Ten skurcz równoważony jest przez odkształcenia spowodowane naprężeniami wewnętrznymi rozciągającymi przy powierzchni i ściskającymi wewnątrz. Gdy wysychanie przebiega niesymetrycznie, może wyniknąć paczenie się elementu (program uprawnienia budowlane na komputer).

Skurcz postępuje stopniowo od wysychającej powierzchni do wnętrza betonu, lecz proces ten jest bardzo powolny. Zaobserwowano, że wysychanie osiąga głębokość 75 mm w czasie jednego miesiąca, ale zaledwie 600 mm w czasie 10 lat. Ross stwierdził, że w przypadku płyty wykonanej z zaprawy różnica między skurczem przy powierzchni oraz na głębokości 150 mm wynosi po 200 dniach 470 • 10^-6. Jeśli współczynnik sprężystości zaprawy wynosiłby 21 GN/m², to niejednorodny skurcz spowodowałby naprężenia 10 MN/m². Ponieważ naprężenia narastają powoli, zmniejszane są przez efekty pełzania, lecz nawet mimo to może nastąpić pękanie powierzchni (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Zwiększania objętości kruszywa w mieszance poważnie ogranicza skurcz tak, że oczywiste stają się korzyści stosowania raczej betonu niż czystego zaczynu lub zaprawy. Ponieważ wysychanie następuje na powierzchni betonu, przeto wartość skurczu ulega poważnym wahaniom w zależności od wielkości oraz kształtu próbki i jest funkcją stosunku powierzchni do objętości. Część efektu skali może być związana z wyraźną karbonizacją mniejszych próbek. W ten sposób do celów praktycznych nie należy uważać skurczu za wewnętrzną właściwość betonu, bez wzięcia pod uwagę wielkości elementu betonowego (uprawnienia budowlane).

Wpływ kształtu elementu

Wielu badaczy istotnie wskazywało na istnienie wpływu wymiarów próbki na skurcz. Obserwowany skurcz maleje wraz ze wzrostem wielkości próbki, jednak powyżej pewnej wielkości efekty skali stają się niewidoczne. Kształt próbki ma również pewne znaczenie, lecz w pierwszym przybliżeniu skurcz można wyrazić jako funkcję odpowiadającego próbce stosunku objętości do powierzchni. Okazuje się, że zachodzi liniowy związek między wartością tego stosunku i logarytmem skurczu (program egzamin ustny).

Ponadto stosunek ów pozostaje w zależności liniowej z logarytmem czasu potrzebnego do wystąpienia połowy skurczu. Ta ostatnia zależność dotyczy betonów wykonanych przy użyciu różnych kruszyw; wartość skurczu jest zależna od rodzaju użytego kruszywa, natomiast prędkość, z jaką końcowa wartość skurczu jest osiągana, nie zależy od kruszywa (opinie o programie).

Wpływ kształtu elementu na skurcz ma charakter drugorzędny. Próbki dwuteowe wykazują mniejszy skurcz niż próbki walcowe o takim samym stosunku objętości do powierzchni, przy czym różnica wynosi średnio 14% (segregator aktów prawnych). Różnica ta, którą można wytłumaczyć różnicami średniej drogi, jaką musi przebyć uchodząca woda zdążając ku powierzchni próbki, jest bez znaczenia dla celów projektowych. Jak wspomniano już przy okazji omawiania skurczu niejednorodnego, podstawowe znaczenie skurczu w konstrukcjach betonowych jest związane głównie z zarysowaniem i pękaniem betonu. Ściśle mówiąc, chodzi tu o tendencje skurczowe, ponieważ pojawienie się lub nie pojawienie rys zależy nie tylko od potencjalnych skróceń wymiarów elementów, ale także od wydłużalności (rozciągliwości) betonu, jego wytrzymałości oraz stopnia ograniczenia skurczu, mogącego prowadzić do zarysowania (promocja 3 w 1).

Więzy w postaci prętów zbrojeniowych, a także gradient naprężeń, zwiększają wydłużalność betonu w ten sposób, że umożliwiają pojawienie się odkształceń znacznie wyższych od tych, które odpowiadają granicznym wartościom naprężenia.