Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Будівництво та ремонт

 Високоміцний бетон


Побут. Господарство. Техніка

 

1. МЕТОДИ ОЦІНКИ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

 

 

Згідно з сучасними поглядами [105, 149] пружне деформування бетону обумовлюється структурними особливостями цього багатокомпонентного матеріалу, що складається з цементного каменю і заповнювача. Цементний камінь може розглядатися в свою чергу як багатофазна система, яка має інноваційну гелево-кристалічної маси, капілярних пір і частинок негидратированного цементу і т. д. Співвідношення цих елементів структури в бетоні і характеристика їх пружних властивостей в кінцевому рахунку визначають величину деформацій бетону при короткочасному статичному навантаженні.

Докладний огляд існуючих методів оцінки модуля пружності бетону з урахуванням пружних властивостей складових міститься в роботі Гансена [149]. Встановлено, що досить загальне і суворе теоретичне рішення для багатокомпонентної моделі бетону засноване на розгляді двофазної системи з частками заповнювача сферичної форми, рівномірно розподіленими в масі цементного каменю.

Гансен показав, що задовільні результати можуть бути отримані також і в тому випадку, якщо розглядати бетон як систему, що складається з цементного розчину і крупного заповнювача. Виходячи з цієї моделі, отримані відомі вирази для модуля пружності бетону (формули Гансена, Шефдевиля-Дантю і т. д.). Аналітична форма вираження залежить від того, постулюється наявність або відсутність повного зчеплення між розчином і крупним заповнювачем. В реальних умовах існує часткове зчеплення між ними. Формула, запропонована Гансеном з урахуванням цього положення, дозволяє отримати результати, які задовільно співпадають з експериментальними даними і обчисленими за формулою (V.1).

Викладені уявлення про деформування бетону під короткочасним навантаженням слід розглядати як теоретичну основу для оцінки цього явища. Разом з тим можливості їх практичного використання для прогнозу деформативності бетону обмежені, оскільки потрібно знати кожному окремому випадку пружні характеристики компонентів бетону



У відповідності з виразом (V.4) існує деякий граничне значення модуля пружності бетону Ет, яке не може бути перевершено при будь-якому значенні міцності бетону Rx. Формула (V.4) покладена в основу методу оцінки модуля пружності бетону в нормах СНиП, Вказівках по проектування залізобетонних мостів СН 365-67 [92 ] та інших вітчизняних нормативних документах.

Зокрема, вона використана у французьких нормах пректирования, а також у рекомендаціях Європейського комітету з бетону [96], розроблених для створення міжнародних норм проектування залізобетонних конструкцій. В відміну від (V.4) формула (V.5) передбачає необмежену зростання модуля пружності бетону з зростанням його міцності.

На підставі дослідних даних запропоновані різні варіанти виразів (V.4) і (V. 5), які відрізняються числовими значеннями коефіцієнтів EmtS, сі v (табл. 5).

Найбільше поширення отримали формули Графа [144] та Роша [183], які зараз широко використовуються при оцінці пружних властивостей важкого бетону.

Як випливає з табл. 5, методи прогнозування пружною деформативності бетону ґрунтуються на уточнення коефіцієнтів у формулах (V.4) і (V.5) емпіричним шляхом поза будь-якого зв'язку з викладеними вище теоретичними уявленнями. У ряді робіт досліджувався вплив змісту заповнювача в бетоні [119], його види і гранулометричного складу [132, 143, 202], наявності в заповнювачі дрібних фракцій [202], умов тверднення бетону [153] на величину коефіцієнтів Ет, S, с і v.

Однак застосувати отримані закономірності для опису одночасно великої кількості експериментальних даних не вдається.

Як видно з табл. 5, більшість пропонованих коефіцієнтів отримано для бетонів низької або середньої міцності. Якою мірою ці коефіцієнти придатні для оцінки модуля пружності бетонів високих міцностей, судити важко, оскільки екстраполяція більшості залежностей в область міцностей близько 1000 кГ!см2 призводить до різних результатів. Якщо зіставити, наприклад, значення модулів пружності по залежностях, прийнятим СНиП і рекомендаціями ЕКБ (рис. 34), то найбільші розбіжності між ними (до 35%) спостерігаються саме в області високих міцностей.

Деякі закономірності, виявлені експериментально, взагалі не піддаються поясненню на основі залежностей (V.4) і (V.5). При вимірювання пружних деформацій бетонів різної міцності фіксується в ряді випадків не зростання, як випливає з формул (V.4) і (V.5), а падіння модуля з ростом міцності бетону. Це підтверджується результатами дослідів Уокера [202] Фройденталя і Ролу [138], а також Ричарта, Брандцига і Брауна [185] і ін (рис. 35).

Протиріччя і розбіжності в оцінках модуля пружності бетону слід віднести, безсумнівно, за рахунок того, що існуючі емпіричні залежності не відображають впливу на його величину всіх найважливіших факторів. На цю обставину зверталася увага в ряді робіт [17, 98, 119, 129].

Таким чином, в обгрунтуванні і перевірці потребує перш всього характер взаємозв'язку пружних і міцнісних властивостей важкого бетону під всьому можливому діапазоні їх зміни. Це повинно бути зроблено шляхом застосування наявних теоретичних рішень і статистичної обробки достатньо великої вибірки досвідчених результатів. Тільки на цій основі можуть бути розкриті причини зазначених протиріч і зроблені правильні висновки про пружні властивості високоміцних бетонів.

В останні роки дослідження у даному напрямку проводилися, зокрема, в ЦНИИС [17, 192]. Розглянемо основні результати цих досліджень стосовно до сучасних важких бетонів (включаючи високоміцні), виготовленими на портландцементах і заповнювачах із щільних міцних порід.

    

 «Високоміцний бетон» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також: Бетон і будівельні розчини Вихідні матеріали 1.1. Мінеральні в'яжучі речовини 1.2. Заповнювачі 1.3. Вода 1.4. Визначення необхідної кількості матеріалів Будівельні розчини 2.1. Властивості будівельних розчинів 2.2. Види будівельних розчинів 2.3. Приготування будівельних розчинів 2.4. Склади Бетони 3.1. Види бетону 3.2. Властивості бетону 3.3. Приготування бетонного розчину 3.4. Склади 3.5. Шлакобетон 3.6. Опілкобетон