Файл: Бетон для строительства в суровых климатических условиях..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
Г л а в а IV
П Р О Ч Н О С Т Н Ы Е И Д Е Ф О Р М А Т И В Н Ы Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И Б Е Т О Н А П Р И З Н А К О П Е Р Е М Е Н Н Ы Х Т Е М П Е Р А Т У Р Н Ы Х В О З Д Е Й С Т В И Я Х
Выше был рассмотрен вопрос о необходимости внесении коррективов в существующие методы расчета бетонных и же лезобетонных конструкций сооружений, предназначенных для службы в суровых климатических условиях. В непосредствен ной связи с этим был сделан вывод о необходимости опреде ления при отрицательных температурах прочностных и деформативных характеристик, соответствующих основным эта пам процесса деформирования и разрушения бетона под нагрузкой.
В третьей главе были рассмотрены результаты определе ния указанных характеристик для бетона в однократно за мороженном до различных температур состоянии и сделаны соответствующие практические выводы. Однако известно, что большинство конструкций промышленных и инженерных сооружений работает в условиях многократного попеременного замораживания и оттаивания, поэтому определенный практи ческий интерес представляют результаты исследований влия ния на изменение тех же прочностных и деформативных ха рактеристик бетона многократных знакопеременных темпера турных воздействий (от +20°С до —70°С). Соответствующая задача была поставлена на следующем этапе исследований, результаты которых будут рассмотрены ниже.
Наряду с этим ставилась задача оценить ранее не исследо ванные при знакопеременных температурных воздействиях характеристики основных областей напряженно-деформиро ванного состояния бетона в качестве новых критериев его морозостойкости.
Рассмотрим результаты исследований, проведенных на бетонах с В/Ц = 0,4; 0,5 и 0;7 без добавок и с добавкой кремнийорганической жидкости ГКЖ-94, которая вводится для повышения морозостойкости бетона. Исследуемые харак теристики, приведенные в табл. 13—16, определялись для бе тона в оттаянном состоянии.
93
Таблица 13
Прочностные характеристики областей напряженного состояния бетона, подвергаемого попеременному замораживанию до —65° С и оттаиванию
Группаводонасыщени
I
I I
III
m |
|
В/Ц = 0,7 |
|
|
В/Ц =0,5 |
|
|
В/Ц=0,4 |
|
|
В/Ц = 0,4 с |
ГКЖ-94 |
|
|||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s? к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количествоці замораживани: |
|
|
о V |
> H |
|
|
о V |
> H |
|
С со |
О H |
> H |
|
С со |
О 'f |
> H |
|
|
|
|
|
|
|
u |
"sä |
|
|
|
"se |
|
|
"S |
_o |
|
|
|
ta |
M |
s; |
|
~y |
V* |
|
|
^O |
"G |
|
ч |
M |
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
с: s? |
Qf |
Of |
& |
<* a |
QC |
as |
|
|
|
ce |
à" |
Of M |
о; |
|
0 |
3,66 |
183 |
58 |
133 |
3,30 |
246 |
91 |
188 |
3,12 |
292 |
112 |
228 |
3,04 |
300 |
131 |
268 |
10 |
3,51 |
163 |
50 |
117 |
3,33 |
236 |
86 |
179 |
3,10 |
286 |
111 |
222 |
3,10 |
292 |
131 |
262 |
30 |
3,48 |
122 |
43 |
77 |
3,27 |
219 |
78 |
158 |
3,06 |
272 |
103 |
205 |
2,96 |
285 |
125 |
250 |
0 |
4,84 |
167 |
57 |
126 |
4,38 |
225 |
88 |
176 |
4,05 |
261 |
105 |
204 |
3,88 |
276 |
124 |
244 |
10 |
6,24 |
130 |
52 |
84 |
5,16 |
194 |
71 |
138 |
4,74 |
227 |
89 |
164 |
4,37 |
256 |
105 |
215 |
30 |
7,93 |
91 |
47 |
55 |
5,73 |
158 |
63 |
104 |
5,15 |
198 |
83 |
136 |
4,65 |
248 |
97 |
200 |
0 |
6,24 |
150 |
54 |
111 |
5,06 |
211 |
82 |
169 |
4,90 |
243 |
100 |
196 |
5,01 |
264 |
110 |
228 |
1 |
6,86 |
93 |
38 |
57 |
5,46 |
143 |
61 |
98 |
5,44 |
164 |
78 |
111 |
5,49 |
172 |
88 |
131 |
5 |
8,82 |
46 |
24 |
22 |
6,93 |
72 |
35 |
37 |
6,81 |
86 |
48 |
44 |
6,38 |
96 |
62 |
53 |
Ус л о в н ы е о б о з н а ч е н и я :
оV
•#np* RT> JRt —величины |
напряжений, определяющие соответственно призменную |
прочность, нижнюю и верхнюю границы области микро- |
Трещинообразования бетона |
после определенного количества циклов замораживания |
и оттаивания: |
W — средняя весовая влажность бетона после определенного количества циклов замораживания и оттаивания.
Таблица 14
Деформативные характеристики областей напряженного состояния бетона, подвергаемого
попеременному замораживанию до —65° С и оттаиванию
Группа |
Коли |
|
|
|
< w 1 0 4 |
E |
P |
-lo |
4 |
|
|
образцов |
чество |
|
£ |
с т - ю - 3 , |
|
|
|
||||
по режи |
циклов |
W, % |
|
|
|
сж |
|
° m a x - I 0 < |
|||
му водо- |
замо |
|
кгс!см2 |
|
|
|
|
|
|
||
насыще- |
ражи |
|
|
|
|
хт |
<J=0,92* |
N P |
|
|
|
ния |
вания |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
В/Ц = . 0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
322 |
9,85 |
5,8 |
4,05 |
|
1,3 |
3,17 |
|
I |
10 |
3,66 |
|
301 |
9,25 |
5,4 |
4,40 |
|
1,4 |
2,84 |
|
|
30 |
|
|
104 ' |
15,80 |
8,2 |
9,45 |
|
1,8 |
4,78 |
|
|
0 |
|
|
343 |
9,5 |
5,5 |
4,6 |
|
1,3 |
2,82 |
|
I I |
10 |
4,84 |
|
148 |
13,9 |
7,4 |
9,25 |
|
1,65 |
4,00 |
|
|
30 |
|
|
21 |
35,7 |
23,0 |
27,2 |
|
6,2 |
10,33 |
|
|
0 |
|
|
368 |
9,1 |
4,8 |
4,9 |
|
1,2 |
2,50 |
|
I I I |
I |
6,24 |
|
112 |
12,1 |
5,6 |
8,3 |
|
3,25 |
3,25 |
|
|
5 |
|
|
9,9 |
44,1 |
21,8 |
' 42,2 |
|
7,0 |
7,59 |
|
|
|
|
|
|
В/Ц = |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
340 |
10,8 |
7,7 |
4,05 |
|
1,7 |
4,36 |
|
I |
10 |
3,30 |
|
326 |
11,1 |
7,85 |
4,25 |
|
1,75 |
4,25 |
|
|
30 |
|
|
282 |
12,3 |
7,4 |
4,85 |
|
1,75 |
4,06 |
|
|
0 |
|
|
350 |
11,25 |
7,95 |
4,7 |
|
|
2,0 |
3,95 |
II |
10 |
4,38 |
|
242 |
13,05 |
8,1 |
6,5 |
|
|
2,2 |
3,90 |
|
30 |
|
|
140 |
17,65 |
9,2 |
9,15 |
|
2,55 |
4,32 |
|
|
0 |
|
|
369 |
10,7 |
8,05 |
4,95 |
|
2,2 |
3,60 |
|
III |
1 |
5,06 |
|
144 |
13,05 |
8,1 |
7,8 |
|
2,15 |
3,91 |
|
|
5 |
|
|
14 |
35,8 |
23,1 |
35,35 |
|
7,6 |
8,01 |
|
Условные обозначения те же, что в табл. 5 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
§ 1. ЛИНЕЙНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ |
||||||
На |
рис. |
24—26 |
представлены графики |
зависимостей |
|||||||
еП род, еП оп = /(о), построенные по |
результатам |
испытаний на |
осевое сжатие бетонов различного состава с различной влажностью, предварительно подвергнутых многократному попеременному замораживанию до —65° С и оттаиванию.
Рассмотрение этих графиков показывает, что линейные деформации бетона всех исследуемых составов, подвергну тых указанным температурным воздействиям е( , больше по величине соответствующих деформаций бетона контрольных образцов ек , вызванных равными по абсолютной величине
95
напряжениями осевого сжатия. При этом разница между де формациями е' и Б к тем существенней, чем большему количе ству циклов замораживания и оттаивания был подвергнут
образец и, что особенно существенно, |
чем больше начальная |
||||||||||||
влажность |
WH * |
или |
|
соответствующая |
степень |
водонасыще- |
|||||||
ния бетона |
| н . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 15 |
|
|
Деформативные хаоактеристики областей напряженного |
|
|||||||||||
|
|
|
состояния бетона, |
подвергаемого |
|
|
|||||||
|
попеременному замораживанию до —65° С и оттаиванию |
|
|||||||||||
Группа |
Коли |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
-ÎO4 |
е р .10» |
|
|
образцов |
чество |
|
Е |
|
|
- Ю |
|
сж |
сж |
|
|
||
по режи |
циклов |
W, % |
ст |
- 3 |
Ѳ щах - 1 0 4 |
||||||||
му во- |
замо |
|
|
|
> |
|
|
|
|||||
донасы- |
ражи |
|
|
|
кгсісм2 |
|
о = 0 , 9 2 « п р |
а = 0 , 9 2 Я п р |
Т |
|
|||
щения |
вания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В/Ц = |
0,4 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
353 |
|
11,3 |
8,35 |
3,90 |
2,0 |
4,38 |
|
I |
10 |
|
3,12 |
|
|
341 |
|
11,1 |
8,25 |
4,05 |
2,0 |
4,32 |
|
|
30 |
|
|
|
|
306 |
|
11,9 |
8,45 |
4,60 |
2,1 |
4,37 |
|
|
0 |
|
|
|
|
357 |
|
11,6 |
8,5 |
4,3 |
2,1 |
4,29 |
|
II |
10 |
|
4,05 |
|
|
258 |
|
13,3 |
8,4 |
5,45 |
2,2 |
4,23 |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
163 |
|
15,4 |
10,0 |
6,95 |
2,2 |
5.88 |
|
0 |
|
|
|
|
372 |
|
11,65 |
8,3 |
6,45 |
2,3 |
3,78 |
|
III |
1 |
|
4,90 |
|
|
|
120 |
|
13,6 |
8,6 |
6,6 |
2,0 |
5,18 |
|
5 |
|
|
|
|
|
17 |
|
38,4 |
22,0 |
28,6 |
5,0 |
12,18 |
|
|
|
|
В/Ц = |
0,4 |
с добавкой ГКЖ-94 |
|
|
|||||
|
0 |
|
|
|
360 |
|
12,1 |
11,45 |
3,2 |
2,75 |
5,85 |
||
I |
10 |
|
3,04 |
|
346 |
|
12,2 |
11,25 |
3,4 |
2,7 |
5,75 |
||
|
30 |
|
|
|
318 |
|
11,85 |
11,1 |
3,1 |
2,65 |
5,77 |
||
|
0 |
|
|
|
348 |
|
11,75 |
10,75 |
3,35 |
2,7 |
5,38 |
||
I I |
10 |
|
3,88 |
|
310 |
|
13,2 |
10,85 |
4,4 |
3,0 |
5,02 |
||
|
30 |
|
|
|
272 |
|
13,7 |
10,6 |
4,9 |
2,95 |
4,8 |
||
|
0 |
|
|
|
379 |
|
12,2 |
10,4 |
4,2 |
2,8 |
4,66 |
||
III |
1 |
|
5,01 |
|
|
129 |
|
15,6 |
10,3 |
7,8 |
2,55 |
5,42 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
19 |
|
38,5 |
26,4 |
32,0 |
8,0 |
10,5 |
Условные обозначения те же, что в табл. 5. |
|
|
|
||||||||||
Так, например, 30 циклов замораживания и оттаивания |
|||||||||||||
бетона |
с В/Ц = |
0,4 |
|
|
естественной влажности |
(W„ — |
3,12%, |
* Под «начальной влажностью» подразумевается влажность, бетона контрольных образцов при 0 циклов попеременного замораживания и от таивания.
96
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 16 |
|
|
|
Коэффициенты |
изменения прочностных характеристик областей напряженного состояния бетона, |
|
||||||||||||
|
|
|
подвергаемого |
попеременному |
замораживанию до —65° С и оттаиванию |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
В/Ц=0,7 |
|
|
|
В/Ц=0,5 |
|
|
|
В/Ц=0.4 |
|
В/Ц=0,4 с ГКЖ-94 |
||
Группа |
Количе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
образцов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
||
по |
режи |
ство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
му |
водо |
циклов |
|
|
К' |
|
|
R°Tf |
«Г |
|
|
|
|
|
*Ѵ |
|
насыще |
замора |
|
|
|
« П Р |
|
« H P |
*V |
« П Р |
|
||||||
|
ния |
живания |
ш , = — — |
/712= Г - |
с |
т , = |
- |
т'~ R°TK |
m s = |
т,= |
|
|
Я1і= |
ГПг= 7— |
|
|
|
|
|
|
т |
|
*пр |
R? |
|
«пр |
|
|
*пр |
R°TK |
|
||
|
I |
10 |
0,89 |
0,86 |
0,875 |
0,96 |
0,95 |
0,95 |
0,98 |
0,99 |
0,97 |
0,97 |
1,00 |
0,98 |
||
|
30 |
0,67 |
0,74 |
0,58 |
0,89 |
0,86 |
0,84 |
0,93 |
0,92 |
0,90 |
0,95 |
0,95 |
0,93 |
|||
|
|
|||||||||||||||
|
I I |
10 |
0,78 |
0,91 |
0,67 |
0,86 |
0,81 |
0,785 |
0,87 |
0,85 |
0,805 |
0,93 |
0,85 |
0,885 |
||
|
30 |
0,545 |
0,82 |
0,44 |
0,70 |
0,72 |
0,59 |
0,76 |
0.79 |
0,665 |
0,90 |
0,78 |
0,82 |
|||
|
|
|||||||||||||||
|
I I I |
1 |
0,62 |
0,70 |
0,51 |
0,68 |
0,745 |
0,58 |
0,66 |
0,78 |
0,565 |
0,65 |
0.80 |
0,575 |
||
|
5 |
0,31 |
0,44 |
0.20 |
0,34 |
0,44 |
0,22 |
0,345 |
0,48 |
0,225 |
0,36 |
0,56 |
0,23 |
|||
|
|
У с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я :
Rnp, R^, . RT — величины напряжений, определяющие соответственно призменную прочность, нижнюю и верхнюю границы области микротрещинообразования бетона контрольного образца (при 0 циклов замораживания);
Rnp, R®*, # т '— т о ж е , после определенного количества циклов замораживания и оттаивания.