Współczynnik intensywności naprężeń w betonie a jego wytrzymałość na ściskanie

Beton, który jest materiałem uniwersalnym, wieloskładnikowym, heterogenicznym i anizotropowym, jest jednym z podstawowych materiałów konstrukcyjnych powszechnie stosowanym w budownictwie. Wpływa na to łatwy dostęp do jego składników, dość niskie koszty wytworzenia, możliwość stosowania w zmiennych warunkach atmosferycznych, możliwość wznoszenia budowli i wykonywania konstrukcji w różnych technologiach. Eksploatacja konstrukcji budowlanych powoduje ich fizyczne zużycie, elementy betonowe i żelbetowe ulegają destrukcji. Z powodu bardzo wysokich kosztów budowy nowych obiektów użytkowane konstrukcje muszą być naprawiane i wzmacniane różnymi metodami. Zdarza się, że konstrukcje zaprojektowane poprawnie ulegają katastrofalnemu zniszczeniu w wyniku nagłego pękania. Wspólnym mianownikiem takich sytuacji jest obecność pęknięć pierwotnych. W konstrukcjach stalowych mogą być one efektem np. błędnego spawania, w betonowych – np. zjawisk skurczowych. Nagłe pękanie jest spowodowane, zachodzącym z szybkością dźwięku, wzrostem propagacji istniejących pęknięć, które nagle stają się niestabilne. Przekroczone zostaje krytyczne naprężenie, przy którym jest dostatecznie dużo energii na to, aby wykonać pracę rozrywania materiału.

Concrete is a universal, multi-component, heterogeneous, anisotropic material, and is one of the basic materials widely used in construction. Reasons for this include the easy availability of its components, relatively low production costs, usability in variable weather conditions, and the possibility of making structures using various different technologies. When structures are in use they are subject to physical wear, and concrete and reinforced concrete elements suffer degradation. Because of the very high costs of constructing new buildings, various methods must be applied to repair and reinforce existing structures. Sometimes even correctly designed structures suffer catastrophic damage as a result of sudden cracking. A common feature of such situations is the presence of primary cracks. In steel structures these may result from faulty welding, for example, while in the case of concrete the cause may be shrinkage effects. Sudden cracking is caused by growth, propagated at the speed of sound, in existing cracks, which rapidly become unstable. This involves the exceeding of the critical stress, where there is sufficient energy available to tear the material apart.