Vyšetřování únavy betonu s přihlédnutím k vlivu prostředí

Abstract

Inženýrské konstrukce jako jsou betonové mosty, bývají během své životnosti vystaveny cyklickému zatěžování od dopravy, které vyvolává únavové poškození. Během zimních měsíců jsou mosty též vystaveny střídání zmrazovacích a rozmrazovacích cyklů. U silničních mostů se v zimě ještě přidává další efekt a to je chemické ošetřování povrchů vozovek rozmrazovacími solemi na bázi chloridů, které se na most dostávají na kolech projíždějících vozidel. Všechny tyto tři efekty mají negativní vliv na životnost betonu. Poškození betonu v tlaku cyklickým zatěžováním se dá vyjádřit poklesem modulu pružnosti betonu v závislosti na počtu zatěžovacích cyklů. Snížení tuhosti betonu z důvodu vystavení konstrukce zmrazovacím a rozmrazovacím cyklům se vyjadřuje jako pokles modulu pružnosti v závislosti na počtu zmrazovacích a rozmrazovacích cyklů, kterými konstrukce prošla. Efekt chloridů ve struktuře betonu je závislý na době vystavení konstrukce tomuto účinku. Proto se u působení chloridů vyjadřuje jejich vliv na beton jako změna modulu pružnosti v závislosti na době jejich působení ve struktuře betonu. V této práci jsou detailně popsány tyto tři efekty a jsou navrženy metody pro jejich vzájemnou kombinaci. Navržené metody kombinací jsou předvedeny na názorných příkladech odhadu životnosti betonových konstrukcí.

Concrete bridges are structures which are subjected to cyclic loading caused by transportation during their service life. Cyclic loading causes fatigue damage. During the winter season bridges are also subjected to freeze-thaw cycles. Road bridges often suffer from exposure of their surface to the effect of chlorides during the winter road maintenance. All of these three effects have a negative impact on the service life of concrete structures.Damage of concrete in compression induced by cyclic loading can be expressed by decreasing of modulus of elasticity depending on the number of load cycles. Reduction of stiffness due to exposure of concrete structure to freeze-thaw cycles can be expressed by decreasing of modulus of elasticity depending on the number of freeze-thaw cycles. The effect of chlorides inside the concrete microstructure depends on exposure time. Therefore, the impact of chloride ingress can be expressed by decreasing of modulus of elasticity depending on the exposure time.In this work, all these three effects are described in detail and methods for their combinations are proposed. The proposed methods are demonstrated in illustrative examples.