Трещиностойкость бетона в раннем возрасте при капиллярной усадке: алгоритм расчета по обобщенному критерию

Abstract

Разработан метод расчета долговечности бетона в раннем возрасте при капиллярной усадке с использованием подходов механики разрушения, который опирается на концепцию накопления дефектов в структуре в виде пор, капилляров и трещин до их критической концентрации Сс. При этом рассматривается процесс на двух стадиях: на первой - образование и развитие дефектов, а на второй - процесс, непосредственно сопровождающий разрушения (фрагментацию) при критической концентрации дефектов. В качестве теоретической основы метода приняты физические представления о механизме приращения объема пустотности трещин в модели бетона, представленной как двухуровневая структура: матрица затвердевшего цементного камня с включениями и пустоты различной формы (трещины) как результат внешних воздействий, изменяющих напряженно-деформированное состояние. Установлен основной расчетный критерий метода - обобщенный суммарный параметр трещиностойкости, вычисляемый на основании модельных схем развития, объединения, локализации системы трещин, их классификации по видам и относительному количеству в объеме при начальной концентрации, возрастающей до критической, что обусловлено физическими процессами капиллярной усадки. Базируясь на рассмотренных закономерностях процесса разрушения бетона, предложено разделить все дефекты структуры (как исходные, так и развившиеся в результате силовых и несиловых воздействий) на 5 основных типов. Содержание пор и трещин первых четырех типов зависит от пористости бетона, а типа V - и от объемного содержания зерен мелкого или крупного заполнителя. Каждому виду повреждений соответствует свой коэффициент интенсивности напряжений, степень влияния и величина которого на общую трещиностойкость материала зависят от количества данного вида пор и трещин в объеме бетона. Предложен новый научно обоснованный алгоритм расчета трещиностойкости при усадке бетона в раннем возрасте по обобщенному критерию, который содержит последовательность операций расчета как для целей подбора состава с учетом влияющих на капиллярное давление факторов и по характеристикам свойств компонентов бетона, его технологическим параметрам, так и для определения остаточного ресурса бетона по его составу и свойствам, а также по образцам, отобранным из конструкций в раннем возрасте.