Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Будівництво та ремонт

 Високоміцний бетон


Побут. Господарство. Техніка

 

1. МІЦНІСТЬ І ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ

 

 

Міцність бетону визначається в основному величиною співвідношення кількості води і цементу за вагою у вихідній тА й активністю цементу R ц. Закон водо-цементного відношення підтверджується широким діапазоном зміни В/Ц, приблизно починаючи з jy = 0,25. Міцність бетону на портландцементі при цьому може досягати ^з я^ « 15004-1700 кГ/см2 на стиск і Rv = 60-^-70 кГ/см2 на розтяг. Можна вважати, що для великого діапазону міцностей і цементів цей зв'язок виражається у вигляді (1.1).

Формули такого типу мають той недолік, що в них входять лише початкові параметри бетонної суміші і в самому загальному вигляді. Вони не містять характеристик структури нових утворень і тих параметрів, які визначають процеси їх створення.

Останнім часом пропонується оцінювати міцність бетону з урахуванням фізико-хімічних параметрів структури цементного каменю.

Приймається, що міцність бетону визначається за наведеною міцністю кристалічного зростка, яка в свою чергу пов'язана з пористістю гідратних утворень 156]. При побудові формули міцності, заснованої на врахуванні різниці об'ємних ваг гідратних новоутворень, враховується кількість хімічно зв'язаної води. При оцінці міцності за концентрації новоутворень в даний момент часу ( метод розроблений в Харківський Промбудндіпроект М. І. Стрельниковым, Я. І. Табачишиным і М. В. Полетиком [85]) концентрацію новоутворень обчислюють з урахуванням кількості хімічно зв'язаної води, об'єму пор, мінералогічного складу цементу та В/Ц бетонної суміші. Автори показують, що міцність цементного каменю з різних цементів, затворенных різною кількістю води, є лінійною функцією кількості зв'язаної води (рис. 6). Зв'язок між пористістю цементного каменю і характеристиками міцності і деформативних властивостей бетону досліджувалася також у роботах С. В. Шестоперова [71]. При подальшому проведення досліджень у вказаному напрямку необхідно враховувати, що ні в одній з формул для оцінки міцності затверділого бетону не відображено процес руйнування. Між тим показано[7, 8, 10, 135], що руйнування бетону як матеріалу починається з мікроруйнувань, які потім розвиваються і призводять до втрати несучої здатності конструкції.



Було б бажано визначати характеристики з рівняння деформацій матеріалу під навантаженням. Однак, поки що не вдається знайти задовільного рішення цієї задачі. Наприклад, Е. Рейниус [180] пропонує розглядати матеріал як складну статично невизначену просторову гратчасту систему, в якій під дією навантаження поступово руйнуються зв'язку між вузлами решітки. В цьому випадку ми отримуємо аналітичні залежності між деформаціями і виникаючими напругами, які збігаються з спостерігаються експериментально. Модель Е. Рейниуса, звичайно принципово, правильно відображає процес, який відбувається в матеріалі, але сильно спрощує його.

Враховуючи поступовий характер руйнування бетону під навантаженням стиснення, можна пояснити зміну міцності бетону в залежності від швидкості зростання навантаження, так як це пов'язано зі швидкістю розвитку руйнувань. При великих швидкостях зростання зовнішнього навантаження процеси мікроруйнувань запізнюються, що підвищує величину навантаження, що відповідає стадії руйнування. При тривалій витримці навантаження міцність знижується за рахунок того, що мікроруйнування проходять з дуже малою швидкістю [113].

Зв'язок деформативних і міцнісних властивостей бетону, як і усякого іншого матеріалу, що відображається в діаграмі стиснення або розтягування. Для функціонального зв'язку між а і е були запропоновані численні формули [125]. Недолік більшості формул полягає в тому, що в них не враховувалися конкретні властивості матеріалу і пов'язувалася тільки поздовжня деформація ei з найбільшим нормальним напругою о±. Між тим властивості бетону найбільш виразно проявляються при аналізі його об'ємних деформацій.

Складність аналізу полягає в тому, що обидві пружні характеристики бетону, прийняті в механіці суцільних середовищ у вигляді констант (коефіцієнт Пуассона \i і модуль пружності Еб), змінюються в процесі навантаження, і закон об'ємного деформування з деяких рівнів напруги все більше відрізняється від закону пружного зміни обсягу матеріалу, обумовленого рівнянням

де tff - середнє нормальне напругу, рівну 1/3(I + + о2 + а3); 6 - об'ємна деформація в околі даної точки, що дорівнює 0 = et + е2 + е3.

Характерні для бетону діаграми об'ємного деформування при стиску (рис. 7, а) свідчать про те, що при зростанні навантаження вище певної межі експериментальні дані перестають відповідати закону пружного зміни обсягу.

Для побудови діаграми стиснення слід користуватися такими рівняннями, які відображали б також закономірності зміни обсягу зразка, коефіцієнта поперечної деформації та модуля пружності.

Величини граничної поздовжньої деформації стиснення можуть бути встановлені за емпіричною формулою (V.19), запропонованої Р. Н. Писанко.

В залежності від співвідношення інтенсивності розвитку поздовжніх і поперечних напружень об'єм зразка може бути змінена за двома кривими (криві / і 2 на рис. 7, а). Фізичний сенс процесів, що виражаються обома кривими, поки не ясний.

    

 «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