5. Từ biến của bêtông
5.1. Khái niệm về từ biến
Mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là một hàm theo thời gian; dưới tác dụng của tải trọng và do từ biến, biến dạng tăng dần theo thời gian. Từ biến dùng ựể xác ựịnh sự tăng của biến dạng dưới tác dụng của ứng suất dài lâụ Biến dạng có thể tăng gấp vài lần so với biến dạng ban ựầu, từ biến là rất quan trọng trong kết cấụ
Từ biến có thể được xem xét dưới góc độ khác: Nếu biến dạng phục hồi là biến dạng tức thời của mẫu thử bê tông chịu ứng suất, từ biến sẽ làm giảm ứng suất theo thời gian, nó được gọi là chùng ứng suất.
Dưới điều kiện tải trọng bình thường, biến dạng tức thời phụ thuộc vào tốc ựộ gia tải và không chỉ phụ thuộc vào biến dạng đàn hồi mà cịn phụ thuộc vào từ biến. Rất khó khăn ựể phân biệt giữa biến dạng ựàn hồi và từ biến sớm, nhưng điều này khơng quan trọng trong thực tế bằng biến dạng tổng cộng gây ra bởi tải trọng. Bởi vì mơ ựun ựàn hồi của bê tơng tăng theo tuổi, biến dạng đàn hồi giảm dần và từ biến có thể coi là biến dạng dư của biến dạng ựàn hồi tại thời điểm từ biến. Thơng thường, mơ đun đàn hồi khơng được xác ựịnh tại các tuổi khác nhau, và từ biến ựược coi ựơn giản là sự tăng biến dạng vượt quá biến dạng đàn hồi ban đầụ định nghĩa này khơng chắnh xác theo lý thuyết lắm, nhưng khơng mang lại những sai sót lớn và được sử dụng rất thuận lợi trong phân tắch.
Hơn nữa, chúng ta coi từ biến của bê tơng dưới những điều kiện như vậy khơng có co ngót và nở. Nếu mẫu thắ nghiệm mất nước trong khi chịu lực, thì từ biến và co ngót được cộng vào; từ biến do đó được tắnh tốn là độ chênh giữa biến dạng theo thời gian của mẫu thử chịu lực và co ngót của mẫu thử tương tự khơng chịu lực giữ trong cùng ựiều kiện và cùng thời gian. điều này là một sự đơn giản hố nhưng co ngót và từ biến khơng phải là hai hiện tượng độc lập với nhau mà có thể sử dụng phương pháp cộng tác dụng ựược và thực tế từ biến làm tăng cường độ của co ngót. Trong trường hợp có nhiều kết cấu thực, co ngót và từ biến xảy ra đồng thời và quan ựiểm thực tế là xem xét cả hai cùng một lúc là rất thuận lợị
Vì lý do này và cũng vì một số lượng lớn số liệu về từ biến thu ựược do tác dụng đồng thời của từ biến và co ngót, sẽ nghiên cứu trong chương này ở hầu hết các phần ựều coi từ biến là biến dạng vượt quá phần co ngót. Tuy nhiên lúc mà nhiều nguyên tác cơ bản được thoả mãn, sẽ có sự phân biệt giữa từ biến của bê tơng trong điều kiện khơng thay đổi độ ẩm trong mơi trường xung quanh (từ biến cơ bản) và từ biến thêm do mất nước (từ biến khô).
Nếu tải trọng lâu dài ựược loại bỏ, biến dạng sẽ giảm lập tức một phần bằng với biến dạng ựàn hồi tại tuổi đó, nói chung là thấp hơn so với biến dạng ựàn hồị Tiếp theo phục hồi tức thời, này là sự giảm dần dần biến dạng, gọi là phục hồi từ biến. Hình dạng của ựường cong phục hồi từ biến gần giống như ựường cong từ biến, nhưng sự phục hồi ựạt giá trị lớn nhất rất nhanh. Sự phục hồi của từ biến xảy ra khơng hồn tồn, và từ biến khơng phải là hiện tượng đơn giản có thể phục hồi, do đó tải trọng dài hạn sẽ tạo ra biến dạng dư. Sự phục hồi từ biến là rất quan trọng trong việc đốn trước biến dạng của bê tông dưới tác dụng của ứng suất thay đổi theo thời gian (Hình 7.6.) .
Hình 7.6. Biến dạng của bê tông theo thời gian với ứng suất 15 MPa