Файл: Бетон для строительства в суровых климатических условиях..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

16 12

Ä 4 0 4 8

I? <6 20

іпоп-!0

"

tnpod Ю "

32 28 2_ь 20 16 1? в Ь О Ь 8 12 16 20 2<t 28 S? 36 iff

56 52 W

И

40 36 32 28 Л 20 16 12 8 * 0

*

* 12 16 20 2k 2S 32 36 <W ff

kS

Рис.

24.

Зависимость линейных

деформаций

от напряжений

сжатия

в бе­

 

 

 

 

 

 

тоне с В/Ц =

0,7

a—Wt3£6%; б — и7г = 4,84?Е; в— 8

=6,24%;

/ бетон

контрольных

образцов,

не под­

вергавшийся замораживанию — оттаиванию: 2 — бетон,

подвергнутый

1 циклу

(в) или

10 циклам (а, б) замораживания — оттаивания; 3 —бетон,

подвергнутый 5 циклам (в) или

 

 

 

30 циклам (а, б) замораживания — оттаивания

а)

і - 3 230

M ж*

s > * A

y"

I 150

m

iІ

-5 4 2 0

2 4 6

10 12 Ѣ 16

fnnn

10'"

 

 

6)

250

 

 

 

6,кгс/сн2

 

 

\200

 

 

 

 

 

X-

 

^

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* M

 

/ < /

 

><'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ y

 

 

 

\ D°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A''

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ю

8

н 6

U 2

 

0

 

2

^

6

 

 

W

/2 /4

»

/<? |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enpoa 10''

в)

 

 

 

 

 

 

6.ЛТc/c«!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25/?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 —

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\\

150

 

/

*~~2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-*—

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J2

24

24

20

16

12

 

 

 

0

ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

«non

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

25.

 

Зависимость

линейных

деформаций

от

напряжений

сжатия

a— Wi — 3,12%;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

бетоне

с В / Ц = 0,4

б—lf2 = 4,C5%;

в — №3 = 4,9%;

/ — бетон

контрольных

образцов;

2 —to же,

 

подвергнутый

1 (s) или

10 циклам

(а, б)

замораживания — оттаивания;

3 — то же,

подвергнутый

5 циклам

(в) или 30 циклам

(а, б) замораживания — оттаи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вания

4*


/

v . .

о)

"7

 

2" %250

 

5* \

200

/s

150

100 Ж/

6

* ?

о

г

и 6 s іо 12 ѣ 16

l non-10

 

 

 

 

ЬпоодЮ

2

6,ХГС/СМ2

 

 

 

*J\

•ЧГ'

750

 

 

 

4 ,

- -, *

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

/ V

* '

 

 

 

50 &

 

 

8 6 ; * ?

0 ? <> 6 S 10 12 H 16

tnon 10'"

 

 

 

 

^

£ n p o a w '

 

6,/"ï7t«?

 

 

 

 

 

/ ""

 

200

 

A •f

 

 

 

150

 

 

 

 

 

< \

C„/

 

*

 

 

 

-7

 

 

4

1001

 

 

 

- х -

 

M

Щ

 

? ,1

 

i

 

 

 

J

y

 

" /-

 

l

1 \/'

 

 

0"

 

 

-

"

 

 

 

s.

 

 

 

 

 

 

 

Jfi

J2 28

?u

20 16

12

8 <*.

0

h

8

>2

16

20

28 52

36 ï0

iron

10 "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£npoa ю-1*

Рис.

26.

Зависимость

линейных

 

деформаций

от

напряжений

сжатия

 

 

 

 

 

в

бетоне

с

добавкой

ГКЖ-94 с В/Ц = 0,4

а— №, = 3,04%; б — WÎ = 3,88« ; в — W S = 5,01»; ( - б е т о н

контрольных образцов; 2 —то же,

подвергнутый

1 циклу (в) или 10 циклам

(а, б) замораживания — оттаивания;

3 — то же,

 

 

подвергнутый

5 циклам \е) или 30 циклам (а. б) замораживания — оттаивания


|„ = 59,2%)

приводят

к

тому, что

продольные деформации

последнего,

вызванные

напряжениями сжатия о = 0,5/^пр"1 * =

= 146

кгс/см2,

увеличиваются

на 15,2%, а

поперечные — на

13,5%.

При

10

циклах

замораживания и оттаивания

бетона

этой

же серии,

водонасыщенного при атмосферном давлении

(и^и =

 

4,05%; £н =

74,1%), продольные деформации, вызван­

ные

напряжениями

той

же

относительной

величины

о —

— 0,5Rlp2

=

131 кгс/см2,

увеличиваются по сравнению с конт­

рольными

образцами

на

111%, а

поперечные — на

140%,;

1 цикл замораживания и оттаивания бетона этой серии, во­ донасыщенного под вакуумом (W^ = 4,90%; | н = 87,2%), приводит к увеличению продольных деформаций, вызванных

напряжениями

а = 0,5Rip3 = 124 кгс/см2,

на 145%, а попе­

речных деформаций — на 262%.

 

Из данного

примера можно видеть, что даже малое коли­

чество циклов

замораживания бетона с

большой начальной

влажностью может приводить к весьма существенному сни­ жению сопротивляемости материала развитию под нагрузкой

линейных деформаций

сжатия

и особенно деформаций растя­

жения при сжатии.

 

 

 

 

Здесь

следует учесть тот факт, что влажность бетона

I I и

I I I групп

водонасыщения увеличивается с каждым циклом

оттаивания, поскольку

последнее происходит в воде,

тогда

как влажность бетона I группы водонасыщения, оттаиваю­

щего

на

воздухе,

остается

практически постоянной

(см.

табл.

13).

 

 

 

 

 

В

соответствии

с таким характером изменения линейных

деформаций попеременное замораживание и оттаивание бе­ тона исследуемых составов приводит к существенному, а при

некоторых

условиях — весьма

существенному уменьшению ве­

личин статического модуля

упругости £ с т

и призменной

проч­

ности Rnp (см. табл. 13—15). Так, например,

при 30

циклах

замораживания и оттаивания бетона с В/Ц = 0,4 и

началь­

ной влажностью

1Г„ = 3,12%

происходит

снижение величины

Ест на

13%), Rap — на 7%;

10 циклов замораживания

бетона

этой же серии с влажностью

W2H = 4,05%

приводят к сниже­

нию ЕС1:

на 28%,

Rup — на

13%; наконец, всего

лишь

при

1

цикле

замораживания

и

оттаивания

бетона

этой

серии

с

влажностью й?„ =

4,90%

уменьшается

£ с т

на 68%, R„p

на

34%; 8 циклов замораживания бетона с влажностью 'Wa

приводят

к его разрушению.

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

рассмотрения

графиков зависимостей

еП оп,

еП род

=

— {(o/Rnp)

(рис.27) видно, что линейные

деформации

бетонов

* /?„р призменная прочность бетона контрольных образцов 1-ой группы водонасыщения при 0 циклов замораживания,

101


 

 

 

 

 

•К

 

 

 

 

ö Ä p 2 _

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З

^

 

 

 

 

OS

 

А

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.6

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ом

 

/I

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# JV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц7 у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

12

8

k

О и

8

 

12 16 20

 

 

6)

 

 

С .

. 1П~ 4

\

 

 

 

 

 

f

- . 4t

 

 

 

 

2 -

i

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

*4.

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

\%\\

 

 

 

 

 

fT-2

r

 

 

 

 

 

4

 

 

/

 

i

•c

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

c/r, * -W R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iß?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

!

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f 1

 

 

 

 

 

 

32

28

24

20

16 12 8

 

4

0

 

4

8

 

12 16 20 24

28 32 3S 40

 

B)

 

 

 

2 ^ N

 

\

 

 

 

*

*'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щ î

 

 

 

 

 

 

 

 

OJßR,)si

 

 

с

/R?'0,513R„o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

0.4

 

 

 

 

 

~p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

i f

 

 

•f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ii

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

V

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f У

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч"I

 

 

 

 

56 52 48 44 40 36 32

28

24

20 16 12 8

«V

О

 

4

8

 

12 16 20 24

28 32 36 W 44 48

Рис. 27. Зависимость линейных деформаций от уровней напряжений сжа­ тия в бетоне с В/Ц = 0,4

а— №, = 3,66%; б— №2 = 4,84%; в — Wz=&,24%; / — бетон контрольных образцов; 2— то же, подвергнутый 1 циклу (в) или 10 циклам (а, б) замораживания — оттаивания; 3 —то же, подвергнутый 5 циклам (в) или 30 циклам (о, б) замораживания — оттаивания


всех исследуемых составов и влажностей, подвергнутых по­ переменному замораживанию и оттаиванию, больше по ве­ личине соответствующих деформаций бетона контрольных образцов, вызванных напряжениями сжатия, составляющими одинаковую долю от призменной прочности испытываемого бетона.

Характер влияния количества циклов замораживания и оттаивания и величины влажности бетона здесь приблизи­ тельно тот же, что и отмеченный выше при рассмотрении за­ висимостей е п Р од , бпоп = / ( а ) .

Таким образом, одновременно с уменьшением сопротив­ ляемости бетона развитию под нагрузкой линейных дефор­ маций сжатия и растяжения при сжатии, попеременное замо­ раживание и оттаивание бетона всех исследуемых составов и влажностей приводит к увеличению сжимаемости и особенно растяжимости его при сжатии. Такой характер изменения тех и других характеристик бетона является следствием одного процесса — разуплотнения структуры материала.

Действительно, соответственно многократно повторяемому замораживанию бетона в цементном камне могут возникать многократно повторяемые силовые нагрузки на стенки пор, капилляров и микротрещин, развивающиеся за счет действия при этом избыточных давлений различного вида. Даже в том случае, если величины напряжений, вызванных этими нагруз­ ками, не превышают прочности стенок пустот бетона на раз­ рыв, многократное их повторение может приводить к даль­ нейшему развитию микродефектов и последующему развитию процессов разрушения материала за счет действия только усталостного эффекта.

Разуплотнению структуры бетона должно также способ­ ствовать многократное действие знакопеременных темпера­ турных напряжений, возникающих на поверхности раздела составляющих бетона в области «микротрещин зоны сцепле­ ния» за счет разницы в величинах их коэффициентов темпе­ ратурного расширения X.

Если принять во внимание существенное различие в пори­ стости заполнителя и цементного камня, то естественно пред­ положить, что повышение влажности или степени водонасыщения бетона должно приводить при его замораживании к увеличению разницы в величинах «льдистости» его состав­ ляющих. Если же далее учесть, что коэффициент линейного расширения льда в среднем в 5 раз больше, чем бетона, и что между льдом и гидратированной поверхностью цемент­ ного камня действуют силы сцепления, сравнимые по вели­ чине с прочностью последнего на растяжение, то можно сде­ лать следующий вывод.

Повышение степени водонасыщения бетона должно при­ водить при отрицательных температурах к увеличению

103