ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 0
армированного армоцемента, рассматривая его с позиций меха ники неоднородных тел как композит. Практическое использова ние предлагаемой методики расчета окажет определенную помощь
.проектировщикам и исследователям при прогнозировании работы конструкций.
Опыт проектирования армоцементных конструкций выявил еще не решенные задачи как в части конструирования, так и, особенно, выбора рационального типа тепло-паро-гидроизоляции. Имеющи еся по этому вопросу данные не могут еще полностью удовлетво рить запросы и требования проектировщиков. Предложения ряда организаций (в том числе ЛенЗНИИЭП) применять в качестве тепло-паро-гидроизоляционных слоев полимерные материалы тре буют тщательной экспериментальной проверки.
Армоцемент успешно применяется также как моделирующий материал. Хорошая формуемость и высокая однородность его свойств позволяют изготавливать модели оболочек сложной формы толщиной 3 мм. Исследования оболочек на моделях из армоце мента дают возможность изучить их работу на всех стадиях, включая стадию предельного равновесия.
В последние |
годы |
появились |
примеры |
применения |
армоце |
мента в многослойных |
конструкциях. |
|
|
||
Надежность |
армоцементных |
конструкций |
во многом |
зависит |
|
от качества их изготовления, которое может быть обеспечено при взаимоувязке технологических и конструктивных требований. Ус пешное решение этой сложной проблемы может быть достигнуто только при машинной технологии изготовления армоцементных конструкций. Широкое внедрение машинных методов требует соз дания формующих машин, агрегатов, механизмов и т. д.
Следует также отметить,- что вопросы защиты армоцемента от воздействия агрессивной среды также еще до конца не решены.
Настоящая работа во многом расширяет познания физических основ прочности и деформативности армоцемента, дополняет отдельные расчетные положения армоцементных конструкций, рас крывает новые области применения армоцемента, вносит ряд пред ложений по конструированию, контролю качества и испытанию.
Г л а в а п е р в а я
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРМОЦЕМЕНТА
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Армоцемент по своей природе является разновидностью же лезобетона, причем отличительные его особенности — это тонкостенность и армирование. С физической же точки зрения термин «армоцемент» трактуется по-разному.
Некоторые авторы [16, 85, 48, 33] считают, что армоцементом следует называть мелкозернистый (цементно-песчаный) бетон с арматурой в виде стальных сеток из проволоки диаметром 0,5— 1,5 мм. Дополнительное армирование бетона стержневой арма турой ими не исключается.
Другие авторы [3, 20, 24, 51, 57] вводят дополнительно усло вия по степени интенсивности армирования бетона стальными сет
ками, принимая, например, за минимальный |
коэффициент |
арми |
|
рования (.1 = 0,015 |
и коэффициент удельной |
поверхности |
арма |
туры сеток kr^2,0 |
Цсм. |
|
|
В работах В. К. Балавадзе [3] под армоцементом понимается мелкозернистый бетон, армированный стальными проволочными прутьями или сетками таким образом, чтобы любое его нормаль ное растянутое рабочее сечение находилось под влиянием арми рования. Данное определение, с нашей точки зрения, не исключает предыдущее, а характеризует максимальную степень интенсивно сти армирования бетона, при которой предел упругости армоцемента повышается.
Очевидно, при большом разнообразии способов армирования бетона стальными сетками целесообразно иметь нижний предел коэффициента армирования, при котором начинают заметно про являться свойства армоцемента, отличные от железобетона.
В СН 366—67 даны пределы сетчатого армирования мелко зернистого бетона 0,004^ (li^0,025, а также ограничения армиро вания 1 см толщины сечения четырьмя сетками. Имеются также указания о применимости расчетной формулы определения ши рины раскрытия трещин при комбинированном варианте арми рования лишь при ца =^2ц.0 . Таким образом, в СН 366—67 в той или иной мере учитывается влияние армирования на деформативные свойства армоцемента.
Различное армирование бетона вызывает определенные изме нения физико-механических свойств армоцемента, что предопреде ляет возможность построения расчетных моделей армоцементных элементов соответственно их классификации по армированию.
8
Различают две разновидности армоцемента с существенно от
личающимися свойствами: |
|
|
1) |
армоцемент с к о м б и н и р о в а н н ы м армированием бе |
|
тона сетками и стержнями: |
|
|
2) армоцемент с д и сп ер с н ы м армированием |
бетона. |
|
При |
комбинированном армировании бетона, |
когда стальные |
сетки выполняют лишь конструктивные функции, такая разновид
ность армоцемента приближается |
к обычному железобетону. |
В СССР этот вариант армоцемента |
нашел большое применение |
в конструкциях покрытий, хотя они по сравнению с дисперсно-ар мированными конструкциями проигрывают в толщине и собствен ном весе.
|
Вторая |
разновидность армоцемента |
(с дисперсно-распределен |
|||
ной |
арматурой) |
применяется |
в особо |
тонкостенных |
конструкциях |
|
и тогда, когда требуется высокая сопротивляемость |
трещинообра- |
|||||
зованию, водопроницаемости и т. д. |
|
|
||||
|
Исследованию |
физико-механических |
свойств армоцемента по |
|||
священы |
работы многих |
научно-исследовательских организа |
||||
ций |
Советского |
Союза: Н И И Ж Б , ЛенЗНИИЭП, |
СибЗНИИЭП, |
|||
НИИСК Госстроя СССР, Оргэнергостроя, НИИ сельстроя, ЦНИИ промздаиий, НИИ стройматериалов и конструкций АН БССР, ТНИИЭ и Г и др. Наряду с решением конкретных задач по раз
работке армоцементных конструкций в указанных |
организациях |
.под руководством Г. К. Хайдукова, В. А. Гастева, |
А. П. Моро- |
зрра, Г. С. Родо'в;а, В. Д. Таирова, Н. В. Боровского, Б. Ф. Лы сенко, В. Б. Минца, Е. Я. Гродского, А. Б. Гродека, И. Н. Ахвердова, Л. К. Лукша, Г. Д. Цискрели, В. К. Балавадзе, Ю. М. Ба женова— проведены большие комплексные исследования по изучению прочности, деформативности, усадки, ползучести армо цемента с широким диапазоном армирования, что обеспечило ус ловия для разработки Указаний по проектированию армоцемент ных конструкций (СН 366—67).
В упомянутых Указаниях армоцемент независимо от армиро вания рассматривается как разновидность железобетона со всеми вытекающими из этого задачами расчета и конструирования.
Дальнейшие исследования свойств армоцемента и работы кон струкций при эксплуатации дали новые сведения об армоцементе, обогатив наши познания в области физических основ прочности
идеформативности материала.
Внастоящей главе обобщены результаты исследований армо цемента с широким диапазоном армирования и прочности бетона. Подробно рассмотрены вопросы деформативности армоцемента, получена обобщенная диаграмма его растяжения, изучена работа армоцементных элементов при изгибе.
§2. СТРУКТУРА АРМОЦЕМЕНТА
Армоцемент представляет собой композит из мелкозернистого (песчаного) бетона, дисперсно-армированного только сетками из тонких стальных проволок или в сочетании со стержневой арма-
9
турой. Это предопределяет его микро- и макроструктуру. Отме
тим, что если понимать под микроструктурой |
объекты масштаба |
|||
в несколько микрон, то в армоцементе наблюдается |
значительная |
|||
неоднородность |
микроструктуры, характерная |
тем, |
что |
имеют |
место различия |
в свойствах не только цементного камня |
и песка, |
||
но и самих зерен песка. Если затем рассматривать объекты с мас штабом, соизмеримым с толщиной армоцементного тел,а, то необ ходимо отметить следующие детали макроструктуры: положение сеток и арматурных стержней в объеме, расположение гранул песка по объему, относительные размеры гранул песка, наличие трещин (усадочных или силовых).
Таким образом, армоцемент обладает гранулометрической, фи зической и макроструктурной неоднородностью. При этом более высокими показателями однородности обладает дисперсно-армиро ванный бетон. А это обстоятельство позволяет применить к нему принцип «размазывания» со всеми вытекающими из этого возмож ностями выбора расчетной модели как для композитного мате риала.
В мелкозернистых бетонах решающее влияние на их прочность и другие свойства оказывает качество цементного камня, а также его количество. Увеличение количества цемента в смеси повы шает прочность бетона. Однако при этом возрастает общая пори стость материала, повышается усадка и снижается морозостой кость бетона.
Реологические свойства мелкозернистого |
бетона |
можно улуч |
шить, регулируя количество цементного теста |
и его |
распределение |
в смеси путем изменения зернового состава песка. |
|
|
Исследования В. А. Вознесенского [17] показали, что при пра вильном выборе зернового состава песка расход цементного теста можно в среднем уменьшить на 20%. Минимальное количество теста принимается при оптимальном зерновом составе песка, оп ределяемом пористостью, составляющей 400 дм3/м3, максималь ное— при 700 дм3/м3. Таким образом, зерновой состав песка яв ляется регулирующей основой расхода цементного теста мелкозер нистого бетона.
Выбирая оптимальный состав мелкозернистого бетона, надо учитывать необходимость обеспечения однородности его в армо цементе. Кроме причин, общих для всех бетонных смесей, нару шить однородность бетона при изготовлении армоцемента могут и две специфические:
а) смесь не заполняет форму сплошной массой, а постоянно дробится каркасом на отдельные ручейки с сечением 1—0,2 см2; при этом' чем больше в смеси крупных зерен, тем чаще случаи временного заклинивания их между проволоками лежащих рядом сеток, вследствие чего через такой песчаный барьер начинает про сачиваться цементный клей;
б) при низкочастотном вибрировании сетки становятся источ ником вторичных колебаний, и у проволок собирается цементное тесто с повышенным водосодержанием; при толщине защитного