Влияние температуры и влажности строительных конструкций на их долговечность

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 6Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Температура и влажность строительных конструкций находится в определенной зависимости от температуры и влажности окружающей среды. Влияние этих факторов на долговечность материала выражается в появлении внутренних напряжений, превышение критических значений которых вызывает преждевременное разрушение конструкций.

Напряжения в материале можно классифицировать следующим образом:

- объемные напряжения, возникающие в результате фазового перехода воды, содержащейся в материале, в лед;

- напряжения, возникающие из-за различных коэффициентов линейного температурного или влажностного расширения отдельных компонентов анизотропного материала;

- напряжения, возникающие из-за неравномерного температурного поля или поля влажности по объему тела.

Влияние на долговечность материала объемных напряжений, возникающих в результатах фазового перехода воды, содержащейся в материале, в лед, может быть оценено морозостойкостью. Силы внутреннего давления, возникающие при фазовом переходе воды в лед, всегда нежелательны. Они являются причиной, приводящей к необратимому нарушению и разрушению структуры материала, что вызывает заметное снижение механической прочности материала и несущей способности конструкций. Способность материала противодействовать силам внутреннего давления стали оценивать морозостойкостью и этим признаком оценивать также и долговечность.

Вследствие разности коэффициентов температурного расширения льда и материала, а также в результате давления кристаллов льда на стенки капилляров, появляются так называемые микронапряжения. Они разрушают капилляры, вызывают появление микротрещин и нарушение связи части материала между собой. Но так как температура в образце изменяется неодновременно во всех частях, образец, кроме того, деформируется как некоторая конструкция и в нем при высокой скорости нагревания или охлаждения возникают опасные напряжения, которые могут его разрушить. Величина этих напряжений, появляющихся в образцах материала, испытываемых на морозостойкость при температуре -18° ÷ -20°С, существенно отличается от значений температурных напряжений в реальных конструкциях.

Различие в величинах коэффициента температурного расширения цементного камня и заполнителей вызывает появление напряжений в объеме бетона, которые при определенных величинах могут разрушить бетон в виде разрыва или раствора, или по контакту раствора с крупным заполнителем.

В табл. 1.2 приведены значения разности между величинами коэффициента линейного температурного расширения цементно-песчаного раствора, приготовленного на кварцевом песке (над чертой) или на карбонатном песке (под чертой), и материала крупного заполнителя, основные характеристики которого приведены в табл. 1.1.

Из табл. 1.2 следует, что в любом случае невозможно избежать возникновения напряжений из-за температурной несовместимости компонентов бетонной смеси. При температурах -50° ÷ -60°С разность между значениями коэффициентов температурного расширения растворной части бетона и крупного заполнителя близка разности этих значений при температуре -10°÷ -15°С.

Таблица 1.1.

Характеристика материала крупного заполнителя

Таблица 1.2.

Разность Δα∙10⁶ между значениями коэффициента линейного температурного расширения цементно-песчаного раствора и материала крупного заполнителя

Появление температурных деформаций при ограничении перемещений конструкций, в связи с неравномерным их распределением по объему конструкции, влечет за собой развитие температурных напряжений, которым часто сопутствует появление в них трещин. Этот вид нагрузок, создающих термонапряженно-деформированное состояние конструкций зданий и сооружений, усугубляется в условиях резко континентального климата Якутии, где зимой температура понижается до -50°С ÷ -60°С, а летом повышается до 25°С ÷ 37°С, т. е. наблюдается в течение года температурные перепады в 75°С ÷ 110°С. Эти напряжения зависят не только от перепадов температуры наружного воздуха, а и от вида температурного поля конструкции, от физико-механических свойств материала [3].

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии