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

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

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 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 «* 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 =

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