Файл: Лысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции учеб. пособие.pdf

повышают водонепроницаемость и морозостойкость мелкозернистого бетона.

К этим добавкам относят сульфитно-дрожжевую бражку (Г,ДБ), мылонафт, омыленную абиетиновую смолу, омыленный древесный пек, препарат ГК. Все они являются гидрофобизирующими. Кроме этого, использование добавки СДБ понижает водоцементное отноше­ ние на 0,05—0,1 по сравнению с принятым для заданной марки бетона.

Рекомендуются следующие оптимальные количества добавок по отношению к весу цемента: сульфитно-дрожжевая бражка — 0,15 -ь -ѵ-0,25%, мылонафт или омыленная абиетиновая смола — 0,01 -т-0,05 %.

Исследованиями НИИЖБ установлено, что полезна добавка ни­ трита натрия в количестве 2% отвеса цемента, которая предохраняет тонкие сетки от коррозии.

Применять хлористый кальций, хлористый натрий, кальциниро­ ванную соду и другие химические вещества для ускорения процесса твердения бетона недопустимо, так как они вызывают коррозию тон­ ких сеток.

На формирование структуры и качества бетона влияет рацио­ нальность технологии приготовления бетонной смеси.

Ряд технологических мероприятий (гл. V) дает возможность по­ высить прочность бетона, снизить расход цемента, уменьшить усадку и ползучесть мелкозернистого бетона.

Мелкозернистый бетон, применяемый для армоцементных конструк­ ций, может быть пластичным и жестким, что диктуется способами его укладки. Жесткость смеси определяют по техническому вискози­ метру, а подвижность — по осадке конуса СтройЦНИЛа. Удобоукладываемость бетона жесткого —40ч-60 сек, но при использовании эффективных формовочных машин с высокочастотными вибраторами (6 000— 10 000 кол!мин) эти пределы можно повысить до 100— 150 сек.

На подвижность бетонной смеси влияет качество материалов. Так, применение мелких песков вместо песков оптимального зернового состава для получения равноподвижной смеси и равнопрочного бетона увеличивает расход воды и цемента. Первое отрицательно сказывается ^ на плотности и прочности бетона, а второе — на подвижности бетон­ ной смеси. Плотность и прочность мелкозернистого бетона зависят также от способов уплотнения бетонной смеси. При выборе способа формования конструкции и схемы армирования элемента нужно исхо­ дить из консистенции бетонной смеси.

В практике при изготовлении армоцементных конструкций чаще применяют жесткие бетонные смеси. В этом случае предпочтительнее такие способы: прессование, всевозможные виды проката, высоко­ частотное вибрирование с пригрузом, виброштампование, виброваку­ умирование (гл. V), при помощи которых получают плотные и высоко­ прочные бетоны.

В процессе твердения бетона в армоцементных конструкциях с большой поверхностью особенно нужен тщательный уход за бетоном, чтобы предохранить его от потери влаги. Интенсивная потеря влаги ухудшает структуру бетона и отрицательно сказывается на его плот­ ности, прочности и долговечности.

13

2. Прочность бетона

Марка бетона. Прочность бетона зависит от возраста бетона и условий его твердения; формы и размера испытываемых образцов; вида и характера напряженного состояния. Прочность бетона может быть различной пр'и одной и той же технологии производства. У бе­ тона иные прочности на сжатие, растяжение или срез. В силу неод­ нородной структуры и неодинаковых условий испытаний наблю­ дается различие в показателях прочности бетона. Наиболее досто­ верная прочностная характеристика — прочность его на осевое сжа­ тие, которая принимается за марку бетона.

В соответствии с требованиями Указаний1 прочность мелкозер­ нистого бетона армоцементных конструкций контролируется испыта­ нием кубов размером 70 х 70 х 70 или 100 х 100 х 100 мм в воз­ расте 28 суток.

Прочность на сжатие. Многочисленными исследованиями уста­ новлено, что прочность бетона зависит, в основном, от активности цемента и водоцементного отношения или цементно-водного отношения. Ю. М. Баженов приводит следующую зависимость для определения прочности мелкозернистого бетона:

где #28 — прочность бетона или раствора на сжатие в возрасте 28

суток;

# ц — активность цемента по результатам испытания жесткого раствора;

Ц/В — цементно-водное отношение;

Аи В — коэффициенты, учитывающие структуру материала, каче­ ство заполнителя, особенности технологии.

Для бетона мелкозернистого, применяемого в армоцементных кон­

А= 0 ,6 — (портландцемента марок 400—500 и песка средней круп­ ности);

А= 0,5 — при цементах низких марок и мелких песках;

В = 0,8 — для всех вариантов.

Исследованиями, проведенными в ВИА имени В. В. Куйбышева2, установлено, что при низких значениях водоцементного отношения (В/Ц = 0,2—0,3) наиболее прочен цементный камень. С увеличением значения водоцементного отношения (В/Ц = 0,4 и выше) самую высо­ кую прочность приобретают бетоны оптимальных составов 1 : 1,5

1 Указания по проектированию армоцементных конструкций. М., Госстройиздат, 1968.

а Военно-инженерная академия имени В. В. Куйбышева.

14

-5- 1 : 3, у которых пустоты между зернами песка заполнены цемент­ ным тестом с некоторым избытком. На прочность мелкозернистого

вая тонкостенность армоцементных конструкций, следует придержи­ ваться подобия между размерами сечения конструкции и испытывае­ мых образцов. В этом случае теоретические данные расчета сечений будут наиболее близки к несущей способности конструкции.

Прочность ряда конструкций, сечения которых испытывают изгиб, осевое или внецентренное сжатие, определяется призменной прочностью бетона Rnp. Ю. М. Баженов исследовал призменную проч­ ность мелкозернистого бетона на образцах 40 х 40 х 160 мм в воз­ расте 1 месяца и 8—9 месяцев и установил, что призменная прочность мелкозернистого бетона ниже кубиковой прочности и находится в пре-

и отмечено, что для бетона мелкозернистого это отношение выше, чем для обычного [(0,7 -г- 0,8) R],

Нарастание прочности бетона во времени. Известно, что в течение длительного времени прочность бетона увеличивается. Наиболее интен­ сивное повышение прочности наблюдается в начальный период твер­ дения. В бетонах обычных, при положительной температуре и нали­ чии влажной среды, прочность может нарастать до 10 и более лет и увеличиться почти вдвое. Объясняется это длительностью процесса твердения геля и постепенным ростом кристаллов.

По данным автора прочность мелкозернистого бетона в кубах и призмах, определенная в возрасте 7 суток и 28 суток, увеличилась соответственно на 23% и 28%. К 60 суткам кубиковая прочность воз­ росла всего на 11,5%, а призменная — на 6%. В дальнейшем (до 120 суток) прочность мелкозернистого бетона существенно не увеличи­ лась (рис. 4). Быстропроходящий рост прочности мелкозернистого бетона в армоцементных конструкциях объясняется применением жестких бетонных смесей, которые подвергались виброактивации, высокой частотой вибрации при укладке и уплотнении бетона и тонкостенностью армоцементных конструкций.

Прочность мелкозернистого бетона на растяжение во много раз меньше его прочности на сжатие, но несколько выше прочности на растяжение обычного бетона той же марки.

15

По данным Н. А. Попова, Г. Д. Цискрели, Ферэ, Пробста и других исследователей прочность на растяжение цементного раствора выра­ жается зависимостью

где А колеблется в пределах 0,5 -г- 1,2, а п в интервале 0,66 -г- 0.75. Для бетона обычного величину Rv определяют по Кубиковой проч­

ности бетона, пользуясь формулой Ферэ:

— 0,16) Дож; при этом первое значение относится к более старым бето­ нам.

Рис. 4. Рост модуля упругой деформации (а) и прочности (б) мелкозернистого бетона во времени.

Прочность на растяжение мелкозернистого бетона выше, чем у обычного бетона. Это объясняется тем, что с уменьшением круп­ ности зерен заполнителя вероятность появления микродефектов

вструктуре бетона снижается, а это обусловливает уменьшение кон­ центрации напряжений.

Ю. М. Баженов установил, что прочность бетона на растяжение на мелком песке выше прочности бетона на крупном песке более чем

в1,5 раза. Но при этом наблюдается относительное снижение проч­ ности на сжатие первого.

Прочность мелкозернистого бетона на растяжение зависит от сте­ пени оптимальности зернового состава песка. Наибольшие прочност­ ные значения показывают бетоны с соотношением крупных и мелких зерен кварцевого песка 1: 4, 1: 3.

Прочность на растяжение при изгибе Др.и мелкозернистого бе­

300—600 может приниматься равным 2. Объясняется это упруго-пла­ стическими свойствами мелкозернистого бетона и криволинейным характером эпюры нормальных напряжений в поперечном сечении

16

3. Модуль деформации

Бетон как материал упруго-пластический характеризуется нели­ нейной зависимостью между напряжениями и деформациями. При определении величины модуля упругости бетона (при напряжениях

а< Q,3Rnp) пользуются формулами Графа и Роша:

п1000 000

’+ R

Р550 000

(5)

6 = . + f

Средний модуль упруго-пластического бетона согласно предло­ жению В. И. Мурашева определяют по формуле Е& = уЕ6 = (1—

— К) Еб. По данным автора модуль деформации мелкозернистого бе­ тона на 20% ниже, чем бетона обычного. Подобные результаты были получены Н. В. Боровским, Ю. М. Баженовым и др. Отличие моду­ лей деформаций мелкозернистого и обычного бетона объясняется раз­

Н. В. Боровского, Ю. М. Баженова получены следующие: на сжатие

(120 -т- 400) ІО-5; на растяжение (17-*-30) 10-5; на изгиб (30ч-45) ІО-5 .

Для армоцементных конструкций особый интерес представляет предельная растяжимость мелкозернистого бетона, так как она обуслов­

растом. А. В. Саталкин отмечает, что на предельную растяжимость бетона влияет вид цемента. Так, наибольшая растяжимость была у бетонов на среднеалитовом цементе, самая низкая — у бетонов на высокоалюминатном цементе. Введение в мелкозернистый бетон лег­ ких или более деформативных песков или синтетических вяжущих повышает его растяжимость.

4. Усадка

Бетон при твердении на воздухе уменьшается в объеме, а в воде увеличивается. Механизм усадки объясняется старением геля цементного камня и капиллярными явлениями, вызванными перемещением в мцкропорах свободной воды. Первая причина обусловливает зату­ хание деформации усадки, вторая — ее обратимость. Рост усадки бетона зависит от многих факторов: расхода цемента, водоцементного отношения, снижения влажности воздуха и т. д. Снизить усадку можно введением заполнителя, повышением содержания трехкальциевого

18