Energia pękania w ocenie degradacji mrozowej betonów wysokowytrzymałych

Knowledge of fracture mechanics parameters can help for a more accurate assessment of frost degradation of high-strength concrete. High strength concretes, despite the tight structure, are characterized by increased brittleness. Cracks in the concrete structure are places of accumulation of significant stresses. Additional stresses resulting from cyclic freeze/thaw stimulate the material destruction processes. The basic strength parameters of concrete do not take into account structural defects of the material and do not give a complete description of susceptibility to damage caused by, e.g., frost degradation. This study aimed to determine the relationship between frost degradation of high-strength concretes and changes in the value of their fracture energy associated with the initiation of cracking after 150, 250, 350 and 450 freeze/thaw cycles. The research was carried out using 100 × 100 × 400 mm samples, with a pre-initiated 30 mm deep notch. The I load model under a three-point bending test was used, based on the procedure recommended by RILEM. Concrete with a compressive strength of 90 MPa with steel fibres and a mixture of steel and basalt fibers was tested. The obtained results allow for the evaluation of frost degradation using fracture energy GF and critical crack tip opening displacement CTODc.Znajomość parametrów mechaniki pękania pozwala na dokładniejszą ocenę degradacji mrozowej betonów wysokowytrzymałych. Betony wysokowytrzymałe pomimo szczelnej struktury, cechuje podwyższona kruchość. Występujące w strukturze betonu nieciągłości oraz szczeliny są miejscami kumulacji znacznych naprężeń. Dodatkowe naprężenia powstające w wyniku cyklicznego zamrażania i rozmrażania stymulują procesy zniszczenia materiału. Podstawowe parametry wytrzymałościowe betonu nie uwzględniają wad strukturalnych materiału i nie dają pełnego opisu podatności na zniszczenie spowodowane np. degradacją mrozową. Celem niniejszej pracy było określenie zależności pomiędzy degradacją mrozową betonów wysokowytrzymałych oraz zmianami wartości ich energii pękania, związanej z inicjacją pękania po 150, 250, 350 oraz 450 cyklach zamrażania/rozmrażania. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu próbek o wymiarach 100 x 100 x 400 mm, ze wstępnie zainicjowanymi szczelinami długości 30 mm. Wykorzystano I model obciążenia (rozciąganie przy zginaniu) w warunkach trójpunktowego zginania, opierając się na procedurze badawczej rekomendowanej przez RILEM. Badaniom poddano betony o wytrzymałości na ściskanie 90 MPa bez włókien oraz z włóknami stalowymi i mieszankę włókien stalowych oraz bazaltowych. Otrzymane wyniki pozwalają na ocenę degradacji mrozowej za pomocą energii pękania Gf oraz krytycznej szerokości rozwarcia szczeliny pierwotnej CTODc. &nbsp