Файл: Бетон для строительства в суровых климатических условиях..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
ß/l/=0 7 |
ВІЦ=0,5 |
В/Ц=ОМ |
BlUrOfic добавкой ГКЖ-М |
1 5 10 |
50 I 5 10 |
30 1 5 10 |
30 |
1 5 10 |
30 |
|
Количество |
циклов замораживания |
и |
оттаивания, |
|
Рис. 35. Уровни напряжений сжатия, определяющие области напряженного состояния бетонов, подвергнутых попеременному замораживанию до — 65° С и оттаиванию
а - естественной влажности; в - водонасыщенного при атмосферном давлении- с - т о же, под вакуумом
Если учесть, что знакопеременные температурные воздей ствия на бетон приводят к ослаблению сцепления между це ментным камнем и заполнителем, то закономерность такого изменения величин R° и R% подтверждают данные рассмот ренной выше работы С. Шаха (см. рис. 34).
Наиболее существенное понижение верхней границы об ласти образования микротрещин, определяемой как абсолют ной величиной напряжений сжатия o = Rl, так и уровнями этих напряжений а/Rap, наблюдается при попеременном за мораживании и оттаивании бетона с В/Ц = 0,7, водонасыщенного при атмосферном давлении и бетонов всех четырех исследуемых серий, водонасыщенных под вакуумом (при сте пени водонасыщения g > 80—90%, см. табл. 12).
Здесь имеет место значительное понижение также и ниж ней границы области микротрещинообразования бетона, опре
деляемой только |
абсолютной |
величиной напряжений сжатия |
о — RT. Величина |
же уровней |
напряжений, соответствующих |
данной характеристике бетона, т. е. /??//?п р при этом, наоборот, повышается. За счет последнего в предельном случае может
иметь место условие R® «* р% (см. табл. |
13 и рис. 35). |
|||||||||||
Так, например, 5 циклов замораживания |
и оттаивания бе |
|||||||||||
тона с В/Ц = 0,7, влажностью |
W3 |
= 6,24% |
приводят |
к умень |
||||||||
шению |
величины |
0і = |
R°T в 2,2 |
раза, |
0 2 |
= |
/?т в |
5,05 раза, к |
||||
уменьшению |
величины |
R^/Rnp |
с 0,74 до 0,48 и, наоборот, к |
|||||||||
увеличению |
R°i/Rnp |
с 0,36 до 0,51. При этом после |
указанных |
|||||||||
температурных |
воздействий |
оказывается; |
ai = |
24 |
кгс/см2, |
|||||||
0 2 = 22 кгс/см2, |
т. е. /?? |
Ri. |
результатам |
исследований, по |
||||||||
Судя |
по вышеприведенным |
|||||||||||
переменное |
замораживание и |
оттаивание |
|
бетонов со значи |
||||||||
тельной |
степенью |
водонасыщения ( | > 80—90%) |
приводит, |
|||||||||
во-первых, к наиболее резкому |
сокращению |
области |
развития |
пластических деформаций второго рода и, во-вторых, к уве личению области относительно упругой работы бетона Но, если первое вполне закономерно, поскольку означает как бы сокращение до минимума условного пути развития трещин от
«микротрещин зоны сцепления» до сети «непрерывных |
микро |
трещин», то второе здесь не должно иметь места. |
|
Действительно, изменение рассмотренных выше деформа |
|
тивных характеристик бетона и величины начальной |
скоро |
сти прохождения ультразвуковых волн показывает, |
что в |
данных обстоятельствах происходит существенное разуплот нение структуры бетона и значительная (а в предельном слу чае и полная) потеря им упругих свойств, т. е. здесь должно происходить не увеличение, а сокращение области упругой работы бетона. Это довольно убедительно подтверждается, например, изменением характера зависимости линейных де-
119
формаций сжатия бетона от напряжений. Кроме отмеченного выше существенного уменьшения сопротивляемости бетона развитию под нагрузкой линейных деформаций сжатия, попе ременное замораживание и оттаивание его может приводить к значительным изменениям и в самом характере зависимо стей епрод = f (a, a/Rnv).
Так, из рис. 24—27 можно видеть, что после 5 циклов замо раживания бетона всех исследуемых составов, водонасыщен ного под вакуумом, кривые рассматриваемых зависимостей приобретают двоякую кривизну. При этом точка перегиба этих
кривых |
(точка С), как правило, соответствует величине на |
|
пряжений осевого сжатия, при которой наблюдается |
макси |
|
мальное |
уменьшение времени прохождения ультразвуковых |
|
волн через бетон (рис. 36—38). |
|
|
В обычных условиях в бетоне с ненарушенной структурой |
||
эта величина напряжений определяет границу области |
микро- |
трещинообразования бетона R?. Если же это условие приме нить к данным обстоятельствам, то получается, что при нагру жении бетона от а = 0 до tri = R? (см. участок кривой ОС на рис. 24—27) происходит уменьшение величины удельных при ращений линейных деформаций сжатия АеП рэд/Аа. Последнее характеризует материал с уже значительно разуплотненной структурой, практически не обладающий упругими свойствами.
О существенном разуплотнении структуры бетона в рас сматриваемых случаях может свидетельствовать также факт значительного увеличения (до 20 раз) относительной вели чины максимального сокращения времени прохождения уль тразвуковых волн А7"тах через нагружаемый образец (см. рис. 36 и 38). Происходит это за счет уплотнения под сжи мающей нагрузкой многочисленных микроразрушений, по явившихся в бетоне дополнительно к имеющимся после зна копеременных температурных воздействий. О том же может свидетельствовать и уменьшение абсолютной величины отри
цательных приращений |
времени |
прохождения |
ультразвуко |
|
вых волн Ат по мере |
нагружения |
бетона, |
определяемых на |
|
каждой ступени нагрузки через о = 0,1 Rap |
(рис. 39). |
|||
Сравнение данных |
табл. 13—16 и табл. 17 |
показывает, |
что изменение рассматриваемой ультразвуковой характери стики А^тах (или ДІЛпах) хорошо согласуется с изменением
прочностных и |
деформативных характеристик |
бетона';- под |
|||
вергаемого |
попеременному |
замораживанию и |
оттаиванию. |
||
При |
этом |
по сравнению с |
рассматриваемыми |
характеристи |
|
ками |
Величина |
АТ'тах |
|
|
оказывается значительно более чув ствительной к развитию деструктивных процессов в ^бетоне. Так, например, последовательно 10 и 30 циклов заморажива ния при t = —65° С бетона с В/Ц = 0,7, водонасыщенного при атмосферном давлении, приводят:
120
|
|
б,кгс/см2- |
|
|
|
|
i |
m |
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
- wo |
|
|
|
|
|
50- |
y— |
|
|
|
|
|
|
|
|
+tT-100% |
|
|
|
||
|
|
6,кгс/снЯ |
|
|
|
|
|
150І |
|
|
|
|
" " " ^ " " Т Э о р с |
Х- |
|
|
|
|
|
L ' ^ \ |
_ , r n |
|
|
|
|
|
|
X |
|
J |
2 |
/ |
•2 -3 |
|
|
|
|
б,/тс/с«г |
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
50 • |
-— |
. ^ 2 |
ей/Г* |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
/ |
|
-5 |
-6 |
I — * * -
-âTWO%
-8 -9 -10 -11 -12 -LT100%
Рис . 36. Зависимость относитель ной величины времени прохожде
ния |
ультразвуковых |
волн |
АГ |
от |
||
напряжений |
сжатия |
в |
бетоне |
|||
|
|
|
|
с В / Ц |
= |
0,7 |
а- |
1Г,=3,66«; |
б- |
W2=4,S4H; |
e-W,*= |
||
= 6,24%; ; — бетон |
контрольных |
образ |
цов; 2 —то же, подвергнутый 1 циклу (ѳ> или 10 циклам (о, б) замораживания — от таивания; 3 — то же, подвергнутый 5 цик лам (в) или 30 циклам (а, б) заморажи вания — оттаивания
/
s 5
^,$=25
3?
-7 -Зв -39 -<t0 -41 - 4 2 - « J -4* |
-<rô -*7 - W -W |
-50 |
|
-AT 100% |
/ 5 10 |
30 |
Количество |
циклов jaмо- |
раживания |
и оттаивания |
в) |
|
|
|
250 |
|
ІСМ1 |
|
~Ъо |
|
|
|
150 |
:\ |
|
|
|
|
||
— |
'fpfO'flГ - |
|
|
100 |
|
||
|
|
if!'à \(2)\ |
|
50 |
|
ft |
Sj |
|
/ |
||
|
|
s X |
|
|
J |
|
|
|
l |
s* |
|
Рис. 37. Начальная (при а — О) скорость прохождения ультразвуковых волн в бе тоне с В/Ц = 0,7, подвергаемом поперемен ному замораживанию и оттаиванию
/ - № , = 3,66%; 2 - № 2 = 4,84%; 3 - № s = 6,24%
Рис. 38. Зависимость относительной вели чины времени прохождения ультразвуко вых волн ЛГ от напряжений сжатия в бе тоне с добавкой ГКЖ-94, В/Ц = 0,4
а - № , = 3 , 0 4 % ; б - № , = 3 , 8 8 % ; s - W s = 5 , 0 I % ; / - б е
тон |
контрольных образцов; |
2 —то же, |
подвергну |
||
тый |
1 циклу |
(а) |
или 10 циклам (а, б) |
заморажива |
|
ния—оттаивания; |
3 — т о ж е , |
подвергнутый 5 цик |
|||
лам (s) или |
30 циклам (о, б) |
замораживания— от |
|||
|
|
|
|
|
таивания |
2 |
1 0 -1 |
-2 S |
-* -19 -20 -21 -22 |
-23 -2b -25 -26 |
-27 -28 |
Относительная |
величина |
времени прохождения |
ультразвуковых |
волн |
|
|
|
|
LT-100% |
|
|
16\f
4oo
150 •
49,0 \
2U2__ - Л . ^•100,ï
~~ ~- X
|
|
|
|
|
|
|
X — — — — |
|
||
6 |
4 |
2 |
0 |
-2 |
- и |
-6 |
-8 |
-10 |
-12 |
|
t-т, 100°/. |
|
|
|
|
|
-ьь |
100% |
|||
Рис. |
39. Зависимость относительной величины приращения |
|||||||||
времени прохождения ультразвуковых волн Дт на каждой |
||||||||||
ступени |
нагружения от напряжений |
сжатия в |
бетоне |
|||||||
с добавкой ГК.Ж-94, В/Ц = |
0,4 |
при начальной влажности |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
W3 |
= |
5,01 % |
/ — бетон |
контрольного образца; 2 —то же, подвергнутый |
1 циклу за |
||||||||
мораживания—оттаивания; |
3 — то же, |
подвергнутый |
5 циклам замо |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
раживания — оттаивания |
|||
1) к уменьшению призменной прочности бетона соответ |
||||||||||
ственно в 1,28 и 1,84 раза; |
|
|
|
|
|
|
||||
2) к уменьшению напряжений, определяющих |
верхнюю гра |
|||||||||
ницу области образования |
микротрещин в 1,5 и 2,3 |
раза; |
||||||||
3) к увеличению |
линейной |
сжимаемости |
бетона при о = |
=0,92ЯпР в 1,46 и 3,75 раза;
4)к уменьшению начальной скорости прохождения уль
тразвуковых волн в бетоне в 1,32 и 3,04 раза; 5) к увеличению АТтд,х соответственно в 3,04 и 9,3 раза.
Таким |
образом, изменение ультразвуковых |
характеристик |
|
бетона, а |
также характера зависимостей е = |
f(o,a/Rap) |
по |
казывает |
следующее. |
|
|
В рассмотренных выше случаях испытания на осевое сжа |
|||
тие бетона, имеющего значительную степень |
водонасыщения |
-(выше 80—90%) и подвергнутого попеременному заморажи ванию и оттаиванию, величина напряжений, при которой на
блюдается максимальное |
увеличение |
скорости АѴтах |
или |
максимальное сокращение |
времени АТтах |
прохождения |
уль |
тразвуковых волн через бетон, определяет уже не нижнюю границу области образования микротрещин "7?°т. а какую-то другую его прочностную характеристику RI<P, имеющую дру гой физический смысл. Вероятнее всего, здесь она определяет начало вторичного разуплотнения бетона под сжимающей нагрузкой, если под первичным разуплотнением подразуме вать нарушение структуры бетона в результате вышеуказан ных температурных воздействий.
123