Файл: Бетон для строительства в суровых климатических условиях..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 0
же температуры с влажностью меньше предельной. Но отсюда вовсе не следует вывод об уменьшении при этом льдистости бетона. Наблюдаемое же относительное снижение скорости прохождения ультразвуковых волн объясняется, оче видно, развитием деструктивных процессов в замораживае мом бетоне.
|
|
|
|
Таблица 10 |
Скорость |
прохождения |
продольных ультразвуковых волн Ѵу |
||
в бетоне с В/Ц = 0,4 |
в зависимости |
от его температуры |
||
и влажности при напряжениях сжатия |
о = 0 |
|||
Весовая |
Величина |
У , км\сек при |
температуре |
бетона в °С |
|
|
|
|
|
влажность |
|
|
|
|
бетона в % |
+20 |
-25 |
-45 |
-65 |
|
||||
3,12 |
3,64 |
3,93 |
3,98 |
4,01 |
4,05 |
3,82 |
4,27 |
4,39 |
4,45 |
4,90 |
3,92 |
|
|
4,61 |
5,11 |
3,96 |
|
|
4,60 |
5,20 |
3,96 |
|
|
4,23 |
Таким образом, чем ниже температура замораживания бе тона и больше его влажность, чем большая часть пор и мик
ротрещин |
заполняется льдом, следовательно, |
при условии |
W < Wnp |
тем в большей степени несплошное |
капиллярно-по |
ристое тело бетона приближается к сплошному твердому телу. Действительно, если вернуться к зависимостям линейных деформаций бетона от уровней напряжений осевого сжатия (см. рис. 11), то можно видеть, что графики их для заморо женного бетона с влажностью меньше предельной имеют в об
ласти напряжений 0 < |
с г ^ |
более прямолинейный |
характер, |
чем это наблюдается |
в бетоне, испытываемом при |
положи |
|
тельных температурах. При этом тенденция их к прямолиней ности, т. е. тенденция бетона к упругой работе, выражена, как правило, тем в большей степени, чем ниже температура его замораживания и чем выше влажность. Таким прибли жением замороженного бетона к сплошному твердому телу, обладающему упругими свойствами, и можно объяснить вышеотмеченную тенденцию коэффициента поперечной дефор
мации к |
постоянству значений |
в области |
0<а^.Ят |
(см. рис. 16, 17). |
|
|
|
Представляет определенный интерес влияние заморажива |
|||
ния бетона |
на изменение характера |
зависимости |
ѵ = f (ог//?пр) |
и в области напряжений сг > Р%*, т. е. в области самоуско ренного разрушения бетона. Можно видеть, что коэффициент поперечной деформации замороженного бетона с влажностью
меньше предельной |
(см. кривые 2 и 2' на рис. 16, кривая 2 |
3* |
67 |
на рис. 17), в этой области напряжений в большей степени растет по мере повышения уровня напряжений, чем это на блюдается в бетоне при положительных температурах. Выра
жено это тем в более |
явной форме, |
чем |
ниже |
температура |
||
замораживания |
бетона |
и больше его влажность. |
|
|||
Таким образом, влияние указанных температурно-влажно- |
||||||
стных факторов |
на изменение |
характера |
зависимости ѵ = |
|||
= f(o/RTNP) в области |
напряжений |
а ^ |
RT противоположно |
|||
рассмотренному |
выше |
в области |
(0,2 -г- 0,3) RNP |
< о < R%. Все |
||
это свидетельствует о том, что замороженный бетон с влаж ностью, не превышающей предельную, имеет более хрупкий
характер разрушения |
при сжатии, чем бетон, нагружаемый |
при положительных |
температурах; выражается это тем в |
большей степени, чем больше «льдистость» бетона. Таким об разом, косвенно подтверждается сделанное выше предполо жение о приобретении бетоном упругих свойств при его замораживании.
Рассмотрение графиков зависимости |
v = |
f{o/RT„P) |
для |
за |
|||||
мороженного |
бетона с |
влажностью |
W |
больше |
предельной |
||||
показывает, |
что здесь |
в зависимости |
от |
величины |
AW |
= |
|||
= W — Wav |
в области |
напряжений |
(0,2 -f- 0,3) |
RNP < |
о < |
R% |
|||
можно |
наблюдать два случая: |
|
величине AW |
|
|
||||
1) |
при относительно |
незначительной |
(кри |
||||||
вая 2' на рис. 17) степень увеличения коэффициента попереч ной деформации бетона с влажностью W (больше предель ной) с повышением уровня нагружения превышает наблю даемую в замороженном до той же температуры бетоне с влажностью меньше «предельной», но остается меньше, чем при положительных температурах;
2) при значительной величине AW .(кривые 2" на рис 16 и 17) степень увеличения коэффициента поперечной деформа ции замороженного бетона с повышением уровня нагружения превышает наблюдаемую в бетоне при положительных темпе ратурах.
В области напряжений о > RV изменение коэффициента поперечной деформации замороженного бетона с влажностью больше предельной по мере увеличения уровней нагружения практически не отличается от наблюдаемого при положитель ных температурах.
Подобное изменение характера рассматриваемой зависи мости может свидетельствовать о том, что замораживание бе тона с влажностью больше предельной приводит к потере (ча
стичной |
или полной, в зависимости от величины AW = |
W — |
— Wnv) |
тех упругих свойств, которые, как отмечалось |
выше, |
приобретает бетон, замораживаемый до той же температуры, но с влажностью меньше предельной. Подтверждением этого предположения может служить изменение характера зави-
68
симости линейных деформаций бетона от уровней напряже
ний |
сжатия. Так, если замораживание бетона с влажностью |
|||
W < |
Wnp приводит к тому, что |
графики |
указанных |
зависи |
мостей в области напряжений до |
о .«* RT |
приобретают |
более |
|
прямолинейный характер, то увеличение влажности бетона до
величины W > |
Wnp приводит при этом к частичной или пол |
|||
ной потере этой прямолинейности (см. рис. |
11). |
|
||
Таким образом, изменение характера зависимостей линей |
||||
ных деформаций |
сжатия, |
коэффициента |
поперечной |
дефор |
мации бетона от уровней |
его нагружения, |
вместе с |
рассмот |
|
ренным выше изменением статического модуля упругости сви детельствует о том, что замораживание бетона с влажностью меньше предельной приводит к прибретению им дополнитель ных упругих свойств, причем тем более явно выраженных, чем больше «льдистость» этого бетона; замораживание же бе тона с влажностью больше «предельной» приводит к частич ной или полной потере этих свойств.
Подводя итоги рассмотрению общего характера зависи мости V = !(а/Ящ), следует также отметить, что при нагружении бетона во всех исследованных в работе температурновлажностных условиях коэффициент поперечной деформации изменяется в зависимости от уровня действующих напряжений
осевого |
сжатия во всех областях напряженного состояния, |
||
в том |
числе и в области |
относительно упругой |
работы |
(О < а ^ |
/??). В связи с этим |
только одна какая-то |
величина |
коэффициента поперечной деформации не может служить ха рактеристикой бетона, определяющей его деформативные или прочностные свойства. Необходимо иметь полную диаграмму
зависимости ѵ = |
f(o/Rnv). |
|
Кроме |
изменения общего характера зависимости ѵ = |
|
= f(e/Rïv)> |
представляет определенный интерес и количест |
|
венная оценка изменения коэффициента поперечной дефор
мации замораживаемого бетона. Так, установлено |
(рис. 18— |
||||
20), что при одних и тех же |
напряжениях сжатия |
в |
области |
||
о > о*і « |
Rl* * коэффициент |
поперечной |
деформации |
заморо |
|
женного |
бетона V* во всем |
исследуемом |
диапазоне |
влажно |
|
стей и температур, как правило, меньше по величине соответ
ствующей характеристики бетона ѵк , определяемой |
в усло |
|||||||||
виях |
положительных температур. При |
этом, |
как видно |
из |
||||||
рис. |
20, |
разница между величинами ѵк и ѵ* тем |
больше, |
чем |
||||||
ниже |
температура |
замораживания |
бетона |
(при |
условии |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
t |
|
W<Wnr,). |
Максимальная |
величина |
AvK ~f = |
ѵ |
~ ѵ |
• 100% |
||||
в рассматриваемой |
области |
напряжений |
составляет |
65%. |
||||||
* |
R1^ — величина напряжений |
осевого сжатия, |
соответствующая |
ниж |
||||||
ней границе области микротрещинообразования бетона при отрицательной температуре,
69
б,кгс/см* |
1 |
200\
150\
50
#
|
|
|
•4 |
|
/ |
|
|
|
/ |
|
|
|
/ |
/ |
Уі |
|
|
1 |
|
/ |
|
|
У |
/ |
/ |
|
|
h |
/ |
|
|
['//Л |
і |
||
ïfl s |
|
|
|
Г/Г |
|
1 |
|
щ * |
|
||
|
1 |
а/ |
а з |
/
У JJ
•г- / Х - '
/
/
1 |
|
1 . |
|
|
я,* |
a s |
о.7 |
а<? |
» |
Рис. 18. Зависимость коэффициента поперечной деформации от на пряжений сжатия в бетоне с В/Ц = 0,7
1, /', /" — бетон контрольных образцов с влажностью |
соответственно |
№і=3,66%, |
|
№2 =4,84%, №s =6,24%, |
испытываемый при + 2 0 ° С; 2, |
Г, 2" — то же, |
при —65° С |
Изменение коэффициента поперечной деформации замо |
|||
раживаемого бетона с влажностью W < |
W n p в области на- |
||
пряжении о < cri |
/?т незначительно по сравнению с изме |
||
нением этой характеристики в вышележащей зоне напря
женного состояния. Максимальная |
величина Дѵк~* составляет |
|||||
± 7 — 12% |
(кривые / и 2, Г |
и 2' |
на рис. 18, кривые /—4 |
на |
||
рис. 20). При влажности W > |
№ п р |
коэффициент |
поперечной |
|||
деформации |
замороженного бетона |
при равных напряжениях |
||||
сжатия в рассматриваемой области напряжений |
оказывается |
|||||
уже больше по величине, чем при |
положительных |
температу |
||||
рах. Максимальная величина Аѵ к _ ( |
составляет здесь 42% |
(см. |
||||
кривые / " и 2" на рис. 18, кривые |
/ ' |
и 2', 1" и 2" |
на рис. |
19). |
||
70
¥50
MOO
350
300
250
200
150
WO
50
|
' |
} |
2 |
/ |
/ |
/ |
||
|
|
U ' |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
! |
|
т |
* |
|
/ |
I |
I |
|
|
1 |
I |
1 |
t |
|
|
||
|
|
|
//
|
|
I ' |
гW |
11 |
і |
г Г |
* |
4 |
|
1 |
i |
|
1 |
і |
|
|
у
г р , ' у
г- Я s
2" . я
и
0,1 |
0,2 |
02 |
ОМ 0,5 |
0,6 |
0,7 |
Рис. 19. Зависимость коэффициента поперечной деформации от напря
|
жений сжатия |
в бетоне с В / Ц = 0,4 |
|||
/, |
/" — бетон контрольных образцов с |
влажностью |
соответственно |
№,=4,9%, |
|
|
WA = S,U%, Wb=5,2%, испытываемый |
при +20° С: 2, 2', |
2 " - т о же, |
при - 65° G |
|
|
Как будет видно ниже, объяснение последнему можно най |
||||
ти |
в ослаблении структурных |
связей |
при |
замораживании |
|
бетона с влажностью больше предельной, в значительной вели чине его «льдистости», в пластическом течении льда при нагружении бетона и пр. Влияние всех этих факторов должно быть тем значительней, чем в большей степени влажность за мораживаемого бетона превышает предельную. Влиянием тех
же факторов можно объяснить условие ѵ' > ѵк и при |
равных |
|||||
уровнях напряжений сжатия сг/7?пр, |
что наблюдается |
во |
всех |
|||
исследуемых |
зонах напряженного |
состояния замораживаемо |
||||
го бетона с |
влажностью |
W > |
Wnv |
(кривые 1" и |
2" |
на |
рис. 16 и кривые / ' и 2', 1" |
и 2" на рис. 17), |
|
|
|||
71