Трещины, вызванные температурными изменениями

Температурные деформации возникают в трех случаях: первый — при наличии препятствий продольным деформациям данного элемента; второй — при наличии препятствий поперечным деформациям и третий — при изменении температурного градиента по сечению или по длине элемента, особенно по границе между новым и старым слоем бетона, что имеет место при ремонте сооружения или между внутренними и наружными слоями бетона.

Обычно температурные деформации, опасные для конструкции, происходят с поверхности в глубину и развиваются довольно активно, так как температура внешних слоев бетона изменяется быстро, а внутренних — весьма медленно. В результате температурный градиент изменяется по сечению элемента, имея наибольшую величину у поверхности, особенно в двух-, трехсантиметровом наружном слое.

Большинство железобетонных сооружений являются жесткими, и деформации, вызываемые изменениями температур, могут привести к образованию трещин под прямым углом к элементу, ограничивающему свободу перемещений. Такие трещины по форме отличаются от трещин, вызванных нагружением конструкций. Например, в балке они будут проявлять тенденцию к сохранению однородной ширины по всему элементу, от верхней до нижней его поверхности.

Температурные деформации в бетоне происходят в основном из-за разности температур воздуха в течение года и дня. Для железобетона характерен средний коэффициент линейного расширения (от а, = 7ТО-6 до а, = 13-10-6), величина которого в основном зависит от В/Ц, количества и соотношения заполнителей. Температурные деформации в бетоне обратимы и принципиально отличаются от ползучести и усадки тем, что они, во-первых, никогда не прекращаются во времени и, во- вторых, они протекают в течение определенного времени, т.е. относительно быстро.

В процессе проектирования и расчета, для того чтобы контролировать ширину раскрытия температурных трещин, необходимо обеспечивать наличие достаточного армирования, что позволит удерживать их в границах заданных нормативами предельных значений. Армирование не предотвратит появление трещин, но позволит обеспечить нужное их распределение по длине строительного элемента и нормативную ширину раскрытия.

Образование температурных трещин в конструкции в местах сопряжения предотвратить практически невозможно, если не применять скользящие опоры и не проектировать температурные швы.
В зависимости от приложенной силы, ударное воздействие твердого объекта на железобетонный элемент способствует некоторому смятию бетона в области контакта, однако сильное ударное воздействие на поверхность конструкции может также вызвать разрушение на ее задней грани. Такое воздействие часто приводит к возникновению значительных изгибающих или сдвиговых напряжений.

Эрозия определяется как последовательное разрушение бетона под воздействием кавитации, абразивного износа и химических веществ. Кавитационная эрозия происходит от действия воздушных пузырьков, образующихся при изменении давления внутри высокоскоростных водных потоков. Абразивная эрозия объясняется воздействием на бетон переносимых водой частиц ила, песка, гравия, льда, обломочных материалов. Разрушение под влиянием химических веществ определяется активностью воздействия воды по отношению к бетону.