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

124

призменная прочность бетона, статический и динамический модули упругости, температурные деформации.

Результаты исследований, проведенных на рассматривае­ мом этапе, показали, что степень развития деструктивных процессов в бетоне при его многократном попеременном за­ мораживании и оттаивании достаточно четко определяется также изменением и других характеристик (ранее не иссле­ дованных при отрицательных температурах):

линейных деформаций сжатия и растяжения при сжатии бетона (удельных и полных);

объемных деформаций сжатия; коэффициента поперечной деформации;

величин и уровней напряжений, определяющих границы области трещинообразования бетона;

максимальной величины приращения скоро.сти прохожде­ ния ультразвуковых волн в бетоне при нагружении его сжа­ тием.

Установлено, что. прочностные и деформативные характе­ ристики, определяющие процесс или область микротрещинообразования бетона, а также рассматриваемые ультразвуко­ вые характеристики более чувствительны к изменениям в его структуре, чем соответствующие характеристики, определяю­ щие полную потерю его несущей способности.

Учитывая тот факт, что изменение этих характеристик вполне согласуется с современными представлениями о ме­ ханизме воздействия мороза на бетон, можно сделать вывод, что они могут служить критериями морозостойкости бетона,

стик бетона при знакопеременных температурных воздей­ ствиях требует учета результатов настоящей работы при про­ ектировании бетонных и железобетонных конструкций соору­ жений, предназначенных для работы в условиях сурового климата.

§ б. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МОРОЗОСТОЙКОСТЬ БЕТОНА ПО ИЗМЕНЕНИЮ ИССЛЕДОВАННЫХ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕШОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Многочисленными исследованиями, проведенными глав­ ным образом при температурах —20-;—25° С, установлено, что при прочих равных условиях уменьшение величины водоцементного отношения бетона до определенного предела [20, 22, 75, 70, 30], а также введение различных поверхностноактицных добавок [3, 75, 36, 30] приводит К увеличению

125

морозостойкости бетона. Это положение нашло отражение

ив существующих нормативных документах.

Впоследнее время появился ряд работ [2, 37, 58], в кото­ рых влияние указанных факторов на морозостойкость бетона

О степени развития деструктивных процессов в бетоне при этом судят в основном по изменению таких его характеристик, как призменная и кубиковая прочность, статический и дина­ мический модули упругости, температурные деформации.

К подобным же выводам приводит и анализ результатов изменения при низких отрицательных температурах других характеристик бетона, ранее не изучаемых и исследованных в настоящей работе. Это — прочностные и деформативные характеристики, определяющие процесс трещинообразования бетона под нагрузкой, которые, как показывают изложенные выше результаты настоящей работы, могут служить крите­ риями морозостойкости бетона.

Влияние ф а к т о р а В/Ц

Действительно, изменение величин напряжений, опреде­ ляющих границы области микротрещинообразования бетона исследуемых составов (см. табл. 13, 16), изменение величин его объемных и линейных деформаций сжатия, линейных де­

ние (до —65° С) и оттаивание бетонных образцов одинаковых режимов водонасыщения приводит тем к большей степени раз­ вития деструктивных процессов, чем больше величина В/Ц.

Так, например, 30 циклов замораживания до —65° С и от­ таивания бетонов с В/Ц = 0,4; 0,5 и 0,7, водонасыщенных при атмосферном давлении, приводят к уменьшению величин на­ пряжений, определяющих верхнюю границу области микро­ трещинообразования, соответственно на 34, 41 и 56%.

Такой характер влияния фактора водоцементного от­ ношения объясняется прежде всего различной общей (П0 ) и капиллярной (Пк ) пористостью исследуемых бетонов. Дей­ ствительно, величины этих характеристик, определенные опи­

В/Ц исследуемых бетонов, тем больше их суммарная и ка­ пиллярная пористости, следовательно, тем значительней опи­ санный выше эффект действия избыточных давлений и боль­ ше степень разрушения бетона при его многократном замо­ раживании.

126

Кроме того, понижение морозостойкости бетона с увели­ чением его В/Ц можно объяснить и изменением при этом величины сцепления заполнителя с цементным камнем /?с ц : известно [91], что чем больше В/Ц бетона, тем меньше вели­ чина R e n , и, следовательно, тем большего влияния этой ха­ рактеристики бетона можно ожидать при попеременном за­ мораживании и оттаивании за счет разницы в коэффициентах температурного расширения его составляющих.

В соответствии с изложенными выше гипотезами о меха­ низме воздействия мороза на бетон, влияние фактора В/Ц во многом должна определять его влажность, или степень водонасыщения: чем больше степень заполнения водой пор и ка­ пилляров в цементном камне, тем больше должны быть вели­ чины развиваемых при его замораживании давлений, а также величины растягивающих напряжений на поверхности раз­ дела цементного камня и заполнителя.

Действительно, изменение прочностных и деформативных характеристик всех областей напряженного состояния бетона исследуемых составов, подвергаемого попеременному замо­ раживанию и оттаиванию, показывает, что повышение его влажности до определенного предела приводит к более выра­ женному влиянию фактора В/Ц на морозостойкость матери­ ала. Так, увеличение водоцементного отношения бетона, во­ донасыщенного при атмосферном давлении, приводит при его многократном замораживании до —65° С к большей степени развития деструктивных процессов, чем это наблюдается при соответствующем увеличении В/Ц бетона естественной влаж­ ности. Об этом можно судить, например, по изменению вели­ чины статического модуля упругости бетона:

вольно близки одни другим; соответствующие коэффициенты, определенные после 10

циклов замораживания бетонов тех же составов, водонасыщенных при атмосферном давлении, составляют 0,72; 0,69 и 0,43.

В то же время возрастание влажности исследуемых бето­ нов выше некоторого предела приводит к резкому уменьше­ нию степени влияния водоцементного отношения бетона на его морозостойкость. Так, оказывается, что разница в степени развития деструктивных процессов в многократно замора­ живаемых бетонах с различным В/Ц, водонасыщенных под вакуумом, значительно меньше, чем это наблюдается в тех же бетонах естественной влажности и водонасыщенных при атмосферном давлении.

Об этом можно судить, например, по изменению величин напряжений, определяющих призменную прочность и верх-

127