Полагане на бетон Малко теория на възприятието няма да ви навреди - Основи и бетон - Каталог на статиите
Какво се случва, когато бетонът се постави в матрицата? Какво определя дифузията на конуса? От пластична деформация или странично разделяне на частиците? Тези явления се наблюдават в една и съща бетонова смес с различни количества вода. Причините за по-голямата или по-малката крехкост на бетонната смес са неясни. Бетонната смес упорито пази тайните на своите
стил на поведение.
Опитите за разрешаване на тази мистерия с помощта на стари изследователски методи завършиха с неуспех. Нужен беше нов подход, нов критерий. И физиката дойде на помощ, или по-скоро един от нейните раздели - реология. Само тя успя да определи ясно физическата природа на работоспособността.
Така че реология! Какво прави тя? Това е напълно нова посока в механиката. Свързано е с развитието на теорията за еластичността. Тя изучава поведението при натоварване на мокри материали, които не могат да бъдат класифицирани като твърди или течни. Тези материали включват бетон
смес, която е така наречената еластично вискозна среда. За да установят как даден материал се деформира при натоварване, механиците използват структурни механични модели. Те ви позволяват да симулирате вътрешната структура на материала.
Как работи структурният модел? Да кажем, че върху твърдо вещество се прилага товар. Под негово влияние в тялото настъпва деформация. Това означава, че тялото ще се деформира пропорционално на приложеното натоварване (или закона на Хук за пропорционалност на напреженията и деформациите). Веднага след като товарът бъде премахнат, тялото ще се върне в първоначалната си форма.
Но какво ще се случи, ако имаме работа с материали, които имат сложни свойства и освен еластични характеристики са и нееластични? Тук структурните механични модели вече не са приложими. Те не ви позволяват да симулирате точно вътрешната структура на такива материали.
За тази цел се изискват други механични модели, които се наричат реологични. Те се различават по това, че се състоят от комбинации от два елемента, които имитират двете основни свойства на твърдото вещество: еластичност и вискозитет. Най-простото тяло е еластично. Зависимостта на деформацията и напреженията за нея се изразява чрез единична крива за процесите на товарене и разтоварване. Достатъчно е да премахнете товара и получените деформации напълно изчезват. Е, и в идеално вискозно тяло? В крайна сметка наличието на вискозитета на материала води до трайни деформации, които се увеличават безкрайно с намаляване на скоростта на натоварване. За идеално вискозен елемент ние прилагаме закона за деформация на вискозна течност.
За да се създаде реологичен модел, пружината и "амортисьорът" (модел на еластично-вискозна деформация) могат да се комбинират помежду си последователно или паралелно. Такива комбинации позволяват да се симулират най-добре механичните свойства на всеки реален материал.
Реологичните модели предоставят необходимата информация за промените във вътрешната структура на реално тяло под товар. Тази информация включва характеристиките на вътрешното триене, вискозитет и адхезия (връзка).
Какъв е реологичният модел на бетонната смес? Бетонната смес е така наречения двуфазен материал. Това означава, че съдържа елементи от две фази - твърда и течна. И ако е така, как най-добре да се отрази вътрешната структура на бетонната смес?
Нека направим анализ. Нека започнем с вътрешно триене. Това е една от важните характеристики на еластично вискозно тяло. Вътрешното триене характеризира твърдата фаза на материала. Ако вътрешното триене в материала е нула, то това може да се счита за идеална течност. Бетонната смес има вътрешно триене. Изглежда, че на тази основа може да се класифицира като твърдо вещество. Наличието на вода в него обаче го прави все още междинен материал между течност и твърдо вещество. И ако това е така, тогава в реологичния модел на бетонната смес трябва да участват както еластични, така и нееластични елементи.
Това означава, че реологичният модел на бетонната смес ще бъде „еластична“ твърда структура, чиито пори ще бъдат запълнени с вискозна течност (циментова паста). И накрая, последният въпрос. Как трябва елементите да бъдат свързани помежду си? Тъй като бетонната смес е двуфазна
материал, най-добрата имитация на него ще бъде комбинация от двата елемента. Как ремологичният модел на бетонната смес ще симулира по време на процеса на втвърдяване? Докато бетонната смес все още не се е втвърдила, тя е вискозна течност. На този етап в него преобладава течната фаза. Но след това циментовата паста започва да се втвърдява. С увеличаване на якостта вискозитетът на сместа намалява, но еластичността се увеличава, а заедно с това и вътрешното триене. И тъй като се появи вътрешно триене, това вече е признак на твърдата фаза на материала. Сега нека създадем товар. Под влияние на натоварването в реологичния модел, както обратим, така и необратим
процеси, причиняващи съответни деформации. Под въздействието на товара част от механичната енергия, действаща върху бетонната смес, ще се преобразува в топлина. Това се дължи на вътрешно триене. В пружините ще се генерира топлина, която при нагряване се загрява. Те ще освободят тази топлина в околната среда. Що се отнася до амортисьора, то в него
ще настъпят необратими деформации. При натоварване в резултат на вискозно триене, амортисьорите също ще загряват вискозната течност. По този начин характеристиките на бетонната смес зависят от това в коя фаза е бетонната смес.