Zastosowanie parametrów mechaniki pękania do oceny zmian właściwości betonu wywołanych cyklicznym zamrażaniem

Beton cementowy jest materiałem heterogenicznym o złożonej mikrostrukturze, decydującej o jego praktycznych właściwościach fizycznych i mechanicznych. Zmiany w mikrostrukturze wywołane czynnikami wewnętrznymi i zewnętrznymi wpływają na właściwości mechaniczne materiału oceniane przy zastosowaniu metod mechaniki pękania. Opis przebiegu zniszczenia kompozytów cementowych za pomocą charakterystyk pękania przybliża rzeczywiste procesy zachodzące w betonie eksploatowanej konstrukcji. W pracy wykazano przydatność parametrów mechaniki pękania, takich jak krytyczny współczynnik intensywności naprężeń, krytyczne rozwarcie wierzchołka szczeliny pierwotnej, a także energia pękania, do śledzenia zmian właściwości betonu cementowego wywołanych narastaniem uszkodzeń pod wpływem cyklicznego zamrażania i rozmrażania.

---

Concrete is heterogeneous material with the complex microstructure determining its applicable physical and mechanical properties. Changes in the microstructure, caused by internal and external factors, have significant effects on material’s mechanical properties evaluated using the methods of fracture mechanics. The description of the damage process in cement based composites by means of the methods of fracture mechanics gives the results similar to those for the real processes occurring in the microstructure of concrete in structures subjected to service life conditions. The applicability of fracture mechanics parameters to the investigations of changes in concrete properties caused by accumulation of damages due to cyclic freezing and thawing is presented in the paper. The values of the critical stress intensity factor, critical tip opening displacement as well as fracture energy were analysed.