Predicting the Stiffness Characteristics of Concrete under Moderate Loads
Прогнозирование жесткостных характеристик бетонов при умеренных нагрузках

Gleb Gorynin, Yuriy Nemirovsky
2014 Izvestiya of Altai State University  
Бетон -это композитный материал, связующим которого является цементный камень, содержащий те или иные добавки и пластификаторы, а включения образованы камнями гравия или щебня. В процессе «созревания» бетона его свойства непрерывно изменяются во времени. Прогнозирование изменения прочностных и жесткостных характеристик существенно влияет на технологический процесс возведения сооружений, и задача такого прогнозирования весьма актуальна. В работе разработан метод решения поставленной задачи. В
more » ... ленной задачи. В процессе созревания бетон проявляет себя как трехпериодическая упругая среда, жесткостные характеристики которой зависят от времени. Рассмотрено применение метода ячейковых функций к задачам прогнозирования изменений макрохарактеристик бетона в период набора его прочности. Макрохарактеристики вычисляются как интегралы ячейковых функций, которые находятся путем решения семейства краевых задач на периодической ячейке. На основе проведенных расчетов показано, что для регулярной, изотропной в среднем среды изменения во времени осредненных модуля упругости и коэффициента Пуассона качественно совпадают с известными экспериментальными зависимостями. Ключевые слова: бетон, связующее, включение, макрохарактеристики упругой среды. Concrete is considered to be a composite material consisted of cement paste binder, some additives and plasticizers, and inclusions of gravel and chip. Concrete properties are changing continuously during the concrete curing process. Prediction of changes in strength and stiffness characteristics affects significantly the building construction process; thus, such prediction is very important. Concrete is treated as a three-periodic elastic medium with time-dependant stiffness characteristics. In this paper, the application of cell functions for prediction of concrete macro characteristics and their changes over the period of concrete strength development is investigated. The macro characteristics are calculated by integration of cell functions that are derived from solving a family of boundary value problems on periodic cell. It is shown that calculations of averaged modulus of elasticity and Poisson's ratio for regular isotropic medium over a time period are in good agreement with well-known experimental dependencies. Бетон -композитный материал, связующим которого обычно является цементный камень, содержащий те или иные добавки и пластификаторы, а включения образованы камнями гравия или щебня. При изготовлении бетона цементное связующее приобретает жесткость и прочность в течение 5-6 месяцев [1]. На основе бетона изготавливаются несущие конструкции многоэтажных зданий, причем технология строительства верхних этажей основана на использовании нижних этажей в качестве опоры, т. е. предполагается, что нижние этажи набрали достаточную прочность и жесткость. Таким образом, график возведения здания полностью зависит от умения прогно-зировать прочностные и жесткостные характеристики бетона во времени, и задача такого прогнозирования актуальна. Считаем, что бетон является трехпериодичной упругой средой (рис. 1), упругие характеристики компонент которой зависят от времени ( ) E t αβφψ -компоненты упругого тензора, внутри каждой упругой среды они могут непрерывно меняться, а на границах сред претерпевать скачки. Считаем, что если к телу, вырезанному из бетона, * Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №12-01-90405-Укр_а).
doi:10.14258/izvasu(2014)1.1-32 fatcat:oxrgqapbzvbdxizjxt6we7yrcy