¿Por qué la resistencia a la tracción del hormigón es muy pequeña?

Varios estudios e investigaciones indican que las microgrietas de precarga desarrolladas en concreto son las principales responsables de su baja resistencia a la tracción.

Explicación:

A nivel microscópico, el hormigón es una mezcla de diferentes tipos de estructuras cristalinas con diversos grados de hidratación que forman colectivamente un gel amorfo. Esta masa contiene vacíos debido a

  • pérdida de agua a la hidratación de las partículas de cemento y evaporación
  • huecos de aire atrapados y atrapados.

Con el propósito de estudiar el comportamiento estructural del concreto se puede simplificar a una estructura compuesta de dos fases:

Cabe señalar que la microestructura de la pasta de cemento hidratada en las inmediaciones de las partículas gruesas de agg difiere de la del grueso de la pasta de cemento. En consecuencia, la zona de interfaz tiene una porosidad mucho más alta que la pasta de cemento hidratada más lejos del agg grueso. Por lo tanto, cuando se inicia la falla, el patrón de agrietamiento sigue esta interfaz a medida que una mayor porosidad disminuye la resistencia.

La baja resistencia a la tracción se debe a la presencia de esta zona de separación más débil (zona de transición interfacial ) alrededor de agg grueso en su interfaz con la pasta de cemento hidratada circundante en la que existen grietas muy finas (grietas de unión) incluso antes de que cualquier carga se haya aplicado externamente. Estas microgrietas existen probablemente debido a

  • Diferencia mecánica previsible en las propiedades del agregado grueso
  • El volumen diferencial cambia durante la hidratación y el secado como resultado de la contracción
  • movimiento térmico o
  • concentración de estrés en la interfaz
  • ausencia de adherencia suficiente.

Las microgrietas son apenas detectables a simple vista, por lo tanto, se analizan utilizando técnicas de imagen sofisticadas. Estas microgrietas presentes en paste más las de las interfaces agg-paste se propagan rápidamente a medida que aumenta la carga, formando una red de grietas más continua. Sin embargo, esta extensión del agrietamiento ocurre bajo una fuerza de tensión a un nivel mucho más bajo que cuando la carga es compresiva.

Te refieres a real, en oposición a teórico, supongo. (Disculpe por presumir)

La resistencia a la tracción, en general, a menudo está limitada por imperfecciones de la superficie.

Concreto, es un material (¿como se utiliza a menudo?) A menudo perforado con una amplia variedad de huecos, que son enfocados al estrés. Y (raramente) algunas inclusiones que actúan como vacíos centrados en el estrés.

En aplicaciones reales como la pavimentación, los esfuerzos de supresión de vacíos pueden ser bastante limitados. Pero tenga en cuenta que algunas estructuras ocultas tienen esfuerzos exitosos para limitar o al menos controlar el tamaño del vacío. En cuyo caso, el concreto puede demostrar altos valores de tracción . (La inclusión de aire como huecos pequeños de tamaño constante puede mejorar drásticamente el módulo de flexión y la fluencia de los hormigones. Por lo tanto, las inclusiones de huecos en sí no son automáticamente malas)

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Básicamente el hormigón es un material quebradizo,

Entonces, si observa la propiedad de los materiales quebradizos, son fuertes en compresión y semana en tensión, así que concreto en semana en tensión para que no tome mucha tensión.

Según IS456–2000

La resistencia a la tracción del hormigón es

0.7 veces la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión del concreto.

De la declaración anterior podemos decir que

La resistencia a la tracción es el 70% de la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión, solo imagine cuánto más pequeña es.

P.ej:-

Para hormigón de grado M25

Resistencia a la compresión – 25Mpa

Resistencia a la tracción: 3.5 MPa.

¿Por qué la resistencia a la tracción del hormigón es muy pequeña?

Si bien reconozco que el concreto es un material poroso, y que los vacíos y otras discontinuidades en los materiales a menudo conducen a una reducción en la resistencia a la tracción de un material, hay una razón mucho más significativa para que el concreto tenga una resistencia a la tracción relativamente baja, en comparación con otros comunes materiales, como metales.

El hecho predominante de adhesión en pasta de cemento endurecido (hcp) se describe ampliamente como el resultado de las fuerzas de Van Der Waals. Tales son los tipos de enlaces químicos más débiles (después de iónicos y covalentes). Tales no son remotamente tan fuertes como los enlaces en un material como un metal (sólido).

Las fuerzas de Van Der Waals se basan en una interacción de átomos adyacentes, pero no en el intercambio de electrones, etc. Son de corto alcance en su acción y se perturban fácilmente.

Además, el hormigón no es un buen material homogéneo. Es un desorden de materiales muy desordenado.

El primer éxito que obtuve al consultarle al Dr. Google fue el siguiente.

http://www.ide.titech.ac.jp/~ots

La propagación de grietas depende de la presencia de dos factores: 1. La existencia de una característica que puede actuar como un intensificador de estrés; y 2. Estrés a la tracción.

Entonces, durante una prueba de tracción de un concreto (y en muchos otros materiales), estos factores están presentes. En este caso, el segundo es obvio, y el primero está relacionado con las características del material. Muchas características pueden actuar como una grieta previa en el concreto, como huecos y granos sin mezclar, por ejemplo.