283 (39)

Z. J amfo A. tocioti i frgo ictiinafogir. Wir5W#u 2005 ISBN &>?)!-144? 1-9. Oby WN PWN 2005

15.3.16. Wytrzymałość betonu w warunkach kriogenicznych

Warunki kriogeniczne występują przy temperaturze poniżej -50°C.Takie warunki panują w pojemnikach ze skroplonym gazem (np. ciekły azot ma -196°C). Pojemniki z betonu z powodzeniem spełniają zadanie dostatecznej trwałości. Warunkom kriogenicznym poddaje się konstrukcje, w których beton uzyskał już pełną dojrzałość. Warunki eksploatacyjne powodują, że beton przed zamarznięciem w znacznym stopniu nasyci się już wilgocią. Po pełnym zamarznięciu beton taki podnosi swoją wytrzymałość nawet o 60 MPa, gdyż zamarza także woda żelowa. Ponieważ w betonie takim nie zachodzi ruch wilgoci, beton zachowuje niezmienną wytrzymałość i trwałość. Jednocześnie wzrasta do 80% wytrzymałość na zginanie i łupanie, o około 25% moduł sprężystości. Odkształcenie przy ściskaniu jest liniowe, aż do naprężenia równego około 70% odkształcenia niszczącego. W literaturze występuje już jako „lodobeton". Beton suchy w atmosferze kriogenicznej wykazywałby wytrzymałość o około 20% wyższą.

15.4. Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie betonu wynosi zaledwie ok. 6 do 15% wytrzymałości na ściskanie. Zależy ona w zasadzie od tych samych parametrów, co wytrzymałość na ściskanie, choć często nieproporcjonalnie.

Stosunek wytrzymałości na rozciąganie do wytrzymałości na ściskanie f,/f_c nazywa się stopniem kruchości betonu i wynosi on zwykle około od 0,06 do 0,15. Im wyższe f. tym niższa wartość kruchości.

Mimo że wytrzymałość betonu na rozciąganie jest bardzo mała i przy projektowaniu konstrukcji zbroi się zwykle prętami stalowymi rozciągane partie betonu, to jednak jest to istotna cecha w wielu praktycznych zastosowaniach betonu, np. tam, gdzie naprężenia rozciągające nie są duże (płyty na sprężystym podłożu - pokrycia jezdni). W wielu przypadkach - mimo zbrojenia - nie można dopuścić do przekroczenia wytrzymałości betonu na rozciąganie, aby nie powstały pęknięcia (względy użytkowe - np. zbiorniki na ciecze). Przy odpowiednio wysokiej wytrzymałości na rozciąganie można w' wielu przypadkach unikać zbrojenia, co z punktu widzenia ekonomicznego jest bardzo ważne.

Wyższą wytrzymałość na rozciąganie osiągają betony:

•    na kruszywach łamanych (o około 25 do 35%),

•    mniejszym W/C,

•    niezawierające pyłów przynajmniej do 0.05 mm,

•    dłużej (min. 14 dni) pielęgnowane w' wilgoci od momentu wykonania (przy suchym przetrzymywaniu f, spada od 50 do 70%).

•    o mniejszej tendencji do skurczu. Jeśli element nic może się odkształcać, to wytrzymałość na rozciąganie maleje o tyle, ile wynoszą naprężenia wywołane skurczem cr_słi i wynosi:

=    (15.6)

Podczas badania, betony w stanie wilgotnym wykazują większą wytrzymałość na rozciąganie niż suche, ponieważ woda w postaci blonek na koloidalnych cząstkach pow oduje ich silne zespolenie. Podobne zjawisko występuje, gdy między dwoma szybami znajduje się cienka warstwa w ody; wtedy szyby z trudem dają się od siebie oderwać.

274