Вертикальное растрескивание в образце под действием одноосного сжатия начинается при нагрузке 50—75% предельной. Это было установлено по измерениям скорости звука в бетоне, а также в результате применения импульсного ультразвукового метода. Напряжение, при котором образуются трещины, зависит прежде всего от свойств крупного заполнителя: применение гравия с гладкой поверхностью ведет к появлению трещин при более низких напряжениях по сравнению с бетоном на щебне. Вероятно, это связано с тем, что механическое сцепление зависит от свойств поверхности и до некоторой степени от формы зерен крупного заполнителя.

Свойства заполнителя влияют на напряжение, при котором начинается образование трещин при сжатии в той же степени, как и на предел прочности при изгибе, так что отношение между этими двумя величинами не зависит от свойств заполнителя. На рис. 5.13 приведены результаты исследований Джонса и Каплана, каждый условный знак на рисунке обозначает различный вид крупного заполн ...

Долговечным называют бетон, выдерживающий без разрушения в течение многих лет условия эксплуатации, для которых он был предназначен.
Отсутствие долговечности может быть вызвано внешними воздействиями на бетон или внутренними процессами, происходящими в самом бетоне. Внешние воздействия — физические, химические или механические могут быть следствием атмосферных воздействий, перепада температур, испарения, действия электролитов, природных и технологических растворов и газов. Степень повреждения, вызываемая этими воздействиями, в значительной степени определяется качеством бетона, хотя в некоторых случаях любой незащищенный бетон разрушается.

Внутренними причинами разрушения являются взаимодействие щелочей цемента с кремнеземом заполнителя, изменение объема из-за различия температурного расширения цементного камня и заполнителя и прежде всего проницаемость бетона. Проницаемость в значительной степени определяет стойкость бетона к внешним воздействиям, поэтому, ...

Гипотеза Гриффитса применима для разрушения под действием растягивающих сил, но ее можно распространить на разрушение при двух- и трехосном напряженном состоянии, а также при внецентренном сжатии. Даже когда два главных напряжения являются сжимающими, напряжения по краям трещины представляют собой растяжение в некоторых точках, что может привести к разрушению.

Орован вычислил, что максимальное растягивающее напряжение на конце трещины при самой опасной ориентировке относится к основному напряжению оси координат как функции двух основных напряжений Р и Q. Критерий излома графически представлен на рис. 5.10, где К — прочность при осевом растяжении. Разрушение возникает при таком сочетании Р и Q, когда точка, характеризующая напряженное состояние, находится за пределами области ограниченной кривой.
На рис. 5.10 видно, что излом может возникнуть, когда применяется внецентренное сжатие; фактически это наблюдалось при испытании бетонных образцов на сжатие. Номинальная п ...

Чтобы избежать действия мороза на свежий бетон, следует принимать различные предохранительные меры. Температура во время укладки может быть повышена подогревом компонентов бетонной смеси. Воду подогревать легко, но ее температура не должна превышать 60—80° С, так как иначе может произойти мгновенное схватывание цемента, при этом следует учитывать разность температур воды и цемента. Важно также предохранить цемент от контакта с горячей водой, поэтому должен соблюдаться порядок загрузки компонентов в бетономешалку. Если подогрев воды недостаточно повышает температуру бетона, можно подогреть заполнители. Подогрев заполнителей предпочтительнее осуществлять пропуском пара через змеевик, чем использовать острый пар, так как последний меняет влажность заполнителя. Подогрев заполнителей выше 50° С не рекомендуется. Температура компонентов бетонной смеси должна контролироваться. Температура бетона рассчитывается заранее, чтобы избежать схватывания при слишком высокой температуре, так как оно су ...

Удельная теплоемкость, выражающая теплоемкость бетона, мало зависит от вида заполнителя, но заметно увеличивается с повышением влажности бетона. Удельная теплоемкость зависит также от уровня температуры. Для обычных бетонов ее значения в пределах 0,19—0,26 ккал/кг-град.
Удельная теплоемкость бетона определяется обычными физическими методами. ...

Фактическая прочность цементного камня или аналогичных хрупких материалов, таких, как, например, естественный камень, намного ниже теоретической прочности, установленной на основе молекулярного сцепления и вычисленной из энергии поверхности твердого вещества, предполагаемого совершенно однородным и без дефектов. Установлено, что теоретическая прочность составляет 1,05ХЮ5 кгс/см2. Это несоответствие можно объяснить наличием трещин (теория Гриффитса), которые ведут к концентрации напряжений в материале под нагрузкой, так что очень высокие напряжения достигаются в очень небольших объемах образца с последующим образованием микроскопических трещин, в то время как среднее (номинальное) напряжение во всем образце остается относительно низким. Трещины различны по своим размерам, и только некоторые, самые крупные, вызывают разрушение. Прочность бетона, таким образом, является проблемой статистической вероятности, а размер образца влияет на возможное номинальное напряжение, при котором происходи ...

Теплоперенос — это скорость, с которой может меняться температура внутри тела. Она определяется из уравнения Из этого выражения видно, что теплопроводность пропорциональна теплопереносу. В обычном бетоне величина теплопереноса колеблется в пределах 0,002—0,006 м2/ч в зависимости от вида применяемого заполнителя. Следующие горные породы приведены в порядке возрастания теплопереноса: базальт, риолит, гранит, известняк, долерит (крупнокристаллический базальт) и кварцит.

Измерение теплопереноса состоит в измерении отношения между временем и разностью температур внутри образца и на его поверхности при постоянной начальной температуре, когда изменение температуры происходит на поверхности.

Метод измерения и расчета дан в стандарте США СИД С 36—48. Так как влажность бетона влияет на его тепловые свойства, теплоперенос следует определять на образцах, влажность которых соответствует влажности бетона в реальных конструкциях. ...

Поскольку бетон во многих случаях применяют со стальной арматурой, то значительный интерес представляет прочность сцепления между этими двумя материалами. Сцепление возникает главным образом в результате трения и сцепления между бетоном и сталью, а также под действием усадки бетона. Сцепление, однако, зависит не только от свойств бетона, но также от механических свойств стали и ее положения в бетоне. Рассмотрение влияния этих факторов на сцепление выходит за рамки данной книги.

В основном сцепление зависит от прочности бетона, сила сцепления примерно пропорциональна прочности бетона при сжатии и составляет около 210 кгс/см2. Для бетона повышенной прочности повышение сцепления постепенно замедляется, и в конечном счете это увеличение становится несущественным (рис. 5.17). Вот почему большинство строительных правил ограничивает допустимую величину сцепления в высокопрочном бетоне. Правила Американского института бетона 318—56 предусматривают расчет ...

Применение воздухововлекающих вышение морозостойкости возможно т смесей с водоцементным отношением, мелкопористой структуры цементного камня и с малым количеством замерзающей воды. При этом следует, чтобы в основном процесс гидратации прошел до того, как бетон будет подвергнут замораживанию. Такой бетон имеет низкую проницаемость и не поглощает влаги в сырую погоду.

На рис. 7.12 показано влияние водопоглощения бетона на его стойкость при переменном замораживании и оттаивании, а на рис. 7.13
влияние ВЩ на морозостойкость бетона 28-суточного твердения во влажных условиях. Эта закономерность справедлива для бетона с воздухововлекающими добавками и без них, так как ВЩ влияет на размер и количество воздушных пор в цементном камне. Влияние ВЩ на морозостойкость видно из рис. 7.14.
О важности водоцементного отношения для морозостойкости бетона можно судить по практическим рекомендациям, приведенным в табл. 7.5 и 10.5. Имеющиеся данные относятся к бетону, твердев ...

Величина коэффициента термического расширения бетона зависит от состава бетонной смеси и влажности в период изменения температуры. Цементный камень и заполнитель имеют разные коэффициенты термического расширения, а коэффициент термического расширения бетона отражает соотношение материалов в составе бетона.

Коэффициент термического расширения цементного камня колеблется в пределах от 10ХЮ~6 до 18,ЗХЮ~6 на 1°С. Он больше, чем у заполнителя. Коэффициент термического расширения бетона зависит от количества заполнителя в смеси и коэффициента расширения заполнителя. Влияние последнего видно из рис. 7.24; в табл. 7.11 приведены величины коэффициентов термического расширения бетонов состава 1 : 6 на различных заполнителях.
Влияние влажности обусловлено составляющими цементного камня и определяется тем, что коэффициент термического расширения слагается из двух частей: действительного кинетического термического коэффициента и давления набухания.
Последнее увеличивает ...