10.4
В бетоне с обычными заполнителями затвердевшее цементное тесто является основным фактором ползучести, тогда как заполнители, будучи более жёсткими, че…
В бетонных смесях затвердевшая цементная паста в первую очередь способствует ползучести, в то время как заполнители в смеси сдерживают ползучесть.
Агрегаты с высоким модулем упругости, будучи более жесткими, снижают ползучести. Следовательно, чем больше их объем в бетоне, тем ниже ползучести.
Ползучесть линейно увеличивается при приложении напряжения в пределах расчетных пределов. За пределами расчетных пределов ползучесть увеличивается нелинейно с приложенным напряжением.
Следовательно, для бетонных смесей с аналогичным содержанием цементной пасты смеси с более низким соотношением воды и цемента демонстрируют более высокую прочность и меньшую ползучесть.
Более того, по мере увеличения возраста приложения нагрузки ползучесть уменьшается по мере того, как бетон со временем набирает прочность.
Отверждение бетона при повышенных температурах перед загрузкой повышает его прочность, еще больше снижая ползучесть
Рано нагруженные стержни с цементом высокой ранней прочности имеют меньшую ползучесть по сравнению с элементами с обычным портландцементом.
Добавки в бетон, увеличивающие объем мелких пор, удерживающих влагу, приводят к повышенной ползучести.
Наконец, на ползучесть влияют размер бетонного элемента и относительная влажность окружающего воздуха. Чем выше относительная влажность, тем ниже ползучесть, а более крупные элементы проявляют меньшую ползучесть при постоянной относительной влажности.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: Why does the water-to-cement ratio affect creep in concrete?
Lower water-to-cement ratios increase concrete strength, which directly reduces creep. Stronger concrete at the time of loading exhibits less creep because the material is more resistant to stress-induced deformation. This relationship is fundamental to controlling creep through concrete mix design and material selection.
Q2: How do aggregates influence creep behavior in concrete?
Aggregates restrain creep because they are stiffer than hardened cement paste. Their modulus of elasticity determines their stiffness, and greater aggregate volume in the concrete reduces overall creep. The cement paste, not the aggregates, is the primary contributor to creep deformation in normal-weight aggregate concrete.
Q3: What is the relationship between applied stress and creep within design limits?
Within design limits, creep increases linearly with applied stress. However, when stress exceeds design limits, creep increases non-linearly and accelerates due to microcracking in the concrete material. This distinction is critical for predicting creep behavior under different loading conditions and stress ranges.
Q4: How does the age of concrete at loading affect creep?
Creep decreases as the age of load application increases because concrete gains strength over time. Applying loads at later stages diminishes creep significantly. Additionally, curing at elevated temperatures before loading enhances strength and further reduces creep development in structural members.
Q5: Why does relative humidity influence creep in concrete members?
Higher relative humidity reduces creep in concrete. Admixtures that increase fine pore volume holding moisture lead to increased creep. The concrete member's size, expressed as volume-to-surface ratio, also affects creep; larger members exhibit less creep at constant relative humidity conditions.
Q6: How does cement type affect creep development?
Early-loaded members with high-early-strength cement exhibit less creep than those with ordinary Portland cement. High-early-strength cement allows concrete to gain strength faster before loading, reducing subsequent creep significantly. Cement type selection is therefore important for controlling creep in structural applications and design.
Q7: What role does concrete strength play in determining creep?
Concrete strength is inversely related to creep; stronger concrete exhibits significantly less creep. Strength can be enhanced through lower water-to-cement ratios, elevated temperature curing, and delayed loading. All these factors work together to minimize stress-induced deformation and creep in concrete members.