Файл: Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции.pdf

ширения хотя бы для того, чтобы судить о поведении свободных граней и углов конструкции, и если это требу­ ется, принять меры к их защите при изготовлении кон­ струкции.

3.5.ПРОЧНОСТЬ РАСТВОРОВ И БЕТОНОВ

/Важнейшим показателем качества бетона самонапря"женной конструкции является его прочность в раз­ личные периоды существования конструкции.

Месяца,

Вара cm обра)иов

5; *

Рис. 3.3; Прочность растворов 1 : 1 при твердении в воде и перемен­ ном режиме (вода, воздух, вода) в различных условиях ТВО в со­ стоянии связанном (/, 2) и свободном (3, 4)

а — ТВО 100° С, 3 ч\ б — ТВО 70° С, 6 ч

143

Характерной особенностью всех напрягающих бето­

в воде, 1 мес. в воздухе — пунктирная линия). Влияние связывания деформаций раствора НЦ очень четко обна­ руживается в первые сутки после ТВО—100° С, 3 ч и ТВО—70° С, 5 ч. Образцы свободного расширения после ТВО показали спад прочности с 300 до 200 кгс/см2, в то время как при связанном расширении прочность в суточ­ ном возрасте достигла 700 кгс/см2. В дальнейшем при свободном и связанном твердении прочность образцов

пряженных конструкций является величина достигнуто­ го ими и сохраненного самонапряжения. Для бетона эта величина в сильной степени зависит от энергетической марки примененного НЦ и от величины упругого сопро­ тивления, оказываемого бетону арматурой конструкции. Было принято относить эту нормируемую энергию само­ напряжения к ( . 1=1%, этого взгляда мы и будем при­ держиваться при рассмотрении вопросов самонапря­ жений.

На графике (рис. 3.4) дана зависимость достигнуто­ го самонапряжения в бетонах с расходом НЦ 500, 600 и 700 кг/м3 после ТВО (100°С, 2 ч) при ц = 1 % , при вод­ ном выдерживании в течение 20 суток. Уже, на 10-е сутки практически достигнута стабилизация самонапряжения соответственно 21, 24 и 26 кгс/см2.

Интересные данные К. Бенуска, В. Бертеро и М. По­ ливка [147] о поведении напрягающих бетонов, получен­

144

61 :20 : 14 : 5 при различных затратах вяжущего на 1 м3 бетона

ТВО 60°С водное хранение Воздушно-сухое хранение

Рис. 3.5. Изменение самонапряжения бетонов при раз­ личных расходах НЦ в процессе ТВО, выдерживание в течение 6 суток в воде и затем 160 суток на воздухе

формаций бетона (рис. 3.5). Сопоставлялись бетоны с рас­ ходом вяжущего 375, 500, 625, 750 и 1000 кг/м3. Особые условия ТВО позволили полезно использовать очень активное вяжущее, не способное свободно расширяться без разрушения. Объемное упругое сопротивление, ока­ занное расширению бетона в течение 6 ч ТВО при 60° С,

позволило сохранить его прочность на уровне 350 кгс/см2 и в процессе дальнейшего влажного выдерживания уве­ личить ее до 500 кгс/см2. В результате подбора были по­ лучены следующие величины самонапряжения.

Следует отметить, что практически впервые при рас­ ходе 375 кг/м3 НЦ достигнуто самонапряжение более 20

кгс/см2.

Интересные исследования были проведены Н. Нергадзе [151, 152] по изучению свойств напрягающих растворов и бетонов с АНЦ состава 75: 15:10 на алу­ ните, обожженном при 650° С, с добавкой 3% извести и без добавки. Расход АНЦ составлял в растворе 550 и в бетоне 400 кг/м3. АНЦ принадлежал к группе очень ак­ тивных и показал расширение в тесте: без извести — око­ ло 7, а с известью — 5,7% при достаточно большой проч­ ности, при свободном расширении в годичном возрасте в тесте соответственно 604 и 785 кгс/см2. В растворе 1:3 расширение было соответственно 1,38 и 1,94% при проч­

ним диаметром 500 и внутренним диаметром 310 мм при толщине стальной обоймы 8 мм. Эти образцы имитиро­ вали тоннельную облицовку ГЭС. Испытания показали, что при таком двухосном ограничении деформаций напря­ гающий бетон с расходом АНЦ 400 кг/м3 способен раз­ вить самонапряжение в пределах от 20 до 40 кгс/см2. Та­ кая большая величина самонапряжения в значительной степени объясняется очень большой жесткостью кольца ( ц = 9 % ) .

Приведенные примеры показывают, что применяя тот или иной способ ТВО бетона и ограничивая деформа­ ции, можно достигнуть при использовании активного НЦ

146

Приведенные данные указывают, что самонапря­ жение значительной величины может быть достигнуто не только в растворах 1:1, но и в бетонах при более низких расходах вяжущего. Это высокое самонапряжение в ус­ ловиях эксплуатации конструкции под водой или в ус­ ловиях повышенной влажности сохраняется. Однако мно­ гие самонапряженные конструкции только в период их изготовления находятся в среде с избытком влаги. После завершения процесса самонапряжения они попадают в условия средней или даже низкой влажности (cp=30-f- -т-80%) и претерпевают значительную усадку, которая сказывается существенным уменьшением степени само­ напряжения.

Многочисленные исследования водопоглощения и во­ доотдачи напрягающих бетонов и растворов показывают, что на размеры усадки напрягающего вяжущего в пер­ вую очередь влияют затраты вяжущего в бетоне и влаж­ ность режима выдерживания бетона на воздухе. В табл. 3.5 приведены значения полной усадки напрягающего бето­ на в зависимости от расхода цемента в бетоне и отвлаж-

Т а б л и ц а 3.5. Усадка напрягающего бетона в самонапряженных железобетонных конструкциях после 28 суток

ности выдерживания бетона до практически полного про­ явления усадки. Величины, приведенные в таблице, явля­ ются средними для каждого из режимов с точностью

± 1 5 - Ю - 5 . Необходимо оговорить, что в табличные зна­ чения невольно включаются потерн от ползучести бетона, так как при самонапряжении бетон претерпевает усадку при одновременном действии нагрузки самонапряжения.

Сказанное поясняется примерами.

1. На графике самонапряжения (см. рис. 2.52) самонапряжен­ ные образцы систематически увлажнялись и высушивались на воз­

<- 1 0 - 5 = 8 5 - 1 0 - 5 .

цах исследовалась в НИИЖБ, когда бетон находился в стальной

от усадки бетона в течение 6 месяцев выдерживания на воздухе

148