1. Прочность бетона при многократном нагружении
Установлено, что относительный предел выносливости бетона при растяжении и изгибе примерно такой же, как и при сжатии. Это обстоятельство нашло свое отражение в существующих нормативных документах.
В отличие от классического определения предела выносливости, вошедшего в литературу, некоторые специалисты считают, что под пределом выносливости следует понимать среднее максимальное напряжение, которое вызывает разрушение образца при базовом числе циклов (это 2 млн. циклов, что примерно соответствует среднему количеству нагружений некоторых промышленных и транспортных железобетонных конструкций за время их эксплуатации). Такая формулировка представляется более правильной, поскольку она согласуется с общепринятым методом расчета конструкции по предельным состояниям, когда нормативное сопротивление при любом виде нагружения (статическом, многократном и т, д.) соответствует стадии разрушения, а запас прочности в конструкции или сооружении обеспечивается применением раздельных коэффициентов запаса прочности.
Предел выносливости высокопрочных бетонов зависит от следующих факторов:
1) условий загружения;
2) свойств материала;
3) условий его приготовления;
4) размеров образца и т. д.
К первой группе факторов относятся: режим нагружения (характер кривой нагружения, изменение уровня максимального напряжения в процессе пульсации, чередование многократно повторного нагружения с отдыхом и т. п.), уровень максимальных напряжений, характеристика цикла, частота приложения нагрузки.
Ко второй группе можно отнести влияние прочности образца на относительный предел выносливости, В/Ц, количества цемента, состава бетона, вида и качества заполнителя и т. п.
Выносливость бысокопрочного бетона, как и прочность при однократном статическом нагружении, изучалась при простейших видах деформации: сжатии, растяжении и изгибе. Исследования показали, что характер кривой нагружения, частота приложения нагрузки в диапазоне 10-103 циклов существенно не влияют на предел выносливости. Практически мало влияют В/Ц и количество цемента. Еще недостаточно изучены роль заполнителя, масштабного фактора, влияние отдыха и многократного нагружения, предварительного обжатия статической нагрузкой, изменение уровня нагружении в течение базового числа циклов нагружений и т. д. Вместе с тем установлено, что существенно изменяет предел выносливости число циклов нагружения и уровень максимальных напряжений, а также характеристика цикла, на основании чего найдены корреляционные связи.
Довольно противоречивы данные о влиянии прочности бетона на его предел выносливости.
2. Прочность бетона при длительном нагружении
Нет единого мнения о величине предела длительной прочности бетона и влияющих на него факторов.
Таким образом, предел длительной прочности по существу определяется характером структурных дефектов, вызванных длительно действующей нагрузкой. Если эти дефекты не исчезают во времени - значит предел длительной прочности превзойден, если же они исчезают - значит образец может неограниченно долго сопротивляться действующим напряжениям.