Файл: Бетон для строительства в суровых климатических условиях..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 0
u.
<
CJ
сл
и
о
о
о
о
53
I i I
I I I
СМ тр Г~ |
to |
со о см |
00 |
~ СМ Ю |
го —п
о о о"
со
|
1Л |
— |
|
in |
CM |
О СП СМ |
см" |
|
|
CO |
СО |
іс m см |
|
СО |
|
со |
|
|
|
|
||||
Ь^со |
|
^ |
|
|
со, |
|
|
|
|
|||
f-T Ю |
|
|
|
|
|
|
ю |
|
|
|
|
|
•* — 00 |
|
со |
|
— |
|
см |
|
|||||
Ь і О |
CM |
|
п |
|
аз |
|
|
s |
|
|||
|
ю |
|
о |
|
СО |
|
—" |
|
т £ |
|
||
см см со |
|
CM |
|
CM |
|
(M |
|
|||||
|
к) |
|
|
•к |
|
|
о |
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
« |
га |
|
л |
о |
у |
. ffl А |
„ |
|
„ |
|
||
s |
m |
|
а н |
|
|
я |
аса |
|
а |
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
со со со га |
|||||
—' « о а |
|
_^ — |
|
|
к |
|
||||||
|
|
|
|
cj |
|
с, |
|
д sa |
|
s |
||
га м Ч гаg g |
ш s |
g |
|
|||||||||
|
|
|
|
g |
« |
|
* |
>»И |
>> |
|||
« о о-Ѳ- g g о о н о
8 |
° Ч * S * |
c i w C U |
< |
глубоком |
охлаждении |
не |
|||||
обходимо |
для |
расчета |
по |
||||
несущей |
способности |
бе |
|||||
тонных |
и |
железобетонных |
|||||
конструкций, |
|
эксплуати |
|||||
рующихся |
|
в |
подобных |
||||
температурных |
условиях. |
||||||
Данные |
характеристики |
||||||
бетона |
определялись |
как |
|||||
в |
замороженном |
|
до |
||||
—196° С состоянии, |
так и |
||||||
после |
циклического |
замо |
|||||
раживания |
до |
—196° С и |
|||||
оттаивания. |
|
|
|
|
|||
Испытывался |
бетон |
||||||
нескольких |
составов: |
с |
|||||
В/Ц |
= |
0,35; |
0,4; 0,5 |
и |
0,7. |
||
Были |
|
использованы |
сле |
||||
дующие видыпортланд-
цементов: |
алитовый,бели- |
||||||
товый, |
сульфатостойкий |
||||||
пуццолановый |
|
и |
порт |
||||
ландцемент рядового |
со |
||||||
става |
|
(табл. |
18). В каче |
||||
стве |
заполнителей |
приме |
|||||
нялись |
речной |
|
кварце |
||||
вый |
песок |
и |
гранитный |
||||
щебень. |
|
|
|
|
|
||
Охлаждение |
|
бетон |
|||||
ных |
образцов |
до |
—196°С |
||||
осуществлялось |
с |
помо |
|||||
щью |
|
жидкого |
азота |
и |
|||
охлаждающих |
|
|
жидких |
||||
смесей. Определение |
фи |
||||||
зико-механических |
|
ха |
|||||
рактеристик |
бетона |
при |
|||||
таких |
температурах |
про |
|||||
водилось |
в |
специальных |
|||||
емкостях, |
куда |
|
залива |
||||
лись эти смеси. Испыты-
вались |
бетонные образцы |
|||
размером |
7 X 7 X 7 |
см; |
||
7 X 7 X 2 8 см и 4 Х 4 Х |
||||
X |
16 |
сж, |
насыщенные |
|
предварительно |
водой |
|||
в |
течение |
двух |
суток |
|
при |
атмосферном |
дав |
||
лении. |
|
|
|
|
§ 2 . ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕШОРМАТИЗНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА В ЗАМОРОЖЕННОМ ДО - 1 9 6 ° С СОСТОЯНИИ
|
Результаты исследований зависимости относительной проч |
|||||||||||
ности бетона |
от степени |
понижения |
температуры |
приведены |
||||||||
в табл. 19, 20. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Абсолютная |
и относительная кубиковая прочность |
Таблица |
19 |
||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
бетона |
при отрицательных |
температурах |
|
|
|
|||||
Состав бетона |
в/ц |
|
|
|
Температура |
в °С |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
в весовых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
соотношениях |
|
|
+20 |
-60 |
-70 |
-100 |
-196 |
|
||||
1 : 1,33:3,11 |
0,35 |
663 |
928,2 |
934,8 |
941.5 |
921,6 |
||||||
100 |
140 |
141 |
142 |
139 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
і : 2,16: 4,5 |
0,5 |
434 |
744,0 |
743,0 |
739,5 |
717,8 |
||||||
100 |
171 |
171 |
170 |
165 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
1 : 3,33 : 5,55 |
0,7 |
280 |
557,0 |
554,0 |
554,0 |
537,6 |
||||||
100 |
199 |
198 |
198 |
192 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
дано |
П р и м е ч а н и е . Бетон приготовлен на цементе завода |
„Гигант". |
В числителе |
|||||||||
значение прочности |
в |
кгс/см2, |
в |
знаменателе — относительная |
прочность бетона |
|||||||
при |
+20° С в процентах |
по отношению |
к прочности. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
20 |
|
|
Абсолютная и относительная прочность бетона на растяжение |
|
||||||||||
|
при изгибе при отрицательных температурах |
|
|
|||||||||
Состав бетона |
|
|
|
|
|
Температура |
в °С |
|
|
|
||
В/Ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
в весовых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
соотношениях |
|
|
+ 20 |
-60 |
-70 |
-100 |
-196 |
|
||||
1 : 1,33: 3,11 |
0,35 |
93,0 |
201,8 |
208,3 |
204,6 |
200,0 |
||||||
100 |
217 |
224 |
220 |
215 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
1 : 2,16 : 4,5 |
0,5 |
62,5 |
156,0 |
156,3 |
156,0 |
155,0 |
||||||
100 |
250 |
250 |
250 |
248 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
1 : 3,33 : 5,55 |
0,7 |
39,2 |
115,5 |
117,6 |
115,6 |
113,7 |
||||||
100 |
295 |
300 |
295 |
290 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
П р и м е ч а н и е . Бетон приготовлен на цементе завода „Гигант". В числителе дано значение прочности бетона в кгс/см1, в знаменателе— относительная прочность бетона при +20° С в процентах по отношению к прочности.
Анализ данных табл. 19, 20 показывает, что при пониже нии температуры от +20 до —196° С наблюдается увеличение прочности бетона. Наибольший прирост прочности имеет ме сто при понижении температуры до —70° С. При дальнейшем понижении температуры прочность увеличивается незначи тельно и при температуре от —70 до —100° С достигает мак симального значения.
135
В проведенных экспериментах установлено также, что льдистость, как и прочность бетона, увеличивается с пони жением температуры замораживания (табл. 21).
|
|
|
' |
Таблица 21 |
Льдистость бетона при отрицательных |
температурах |
|||
Температура |
Метод определения |
Льдистость бетона в % при |
||
|
|
|
||
испытания |
льдистости |
В/Ц=0,35 |
В/Ц=0,5 |
В/Ц=0,7 |
в °С |
|
|||
|
Ультразвуковой |
35,2 |
41,6 |
63,0 |
—5 |
Калориметрический |
33,5 |
40,8 |
61,2 |
|
Ультразвуковой |
45,0 |
55,0 |
72,0 |
- 3 0 |
Калориметрический |
43,0 |
51,0 |
69,6 |
- 7 0 |
Ультразвуковой |
89,0 |
97,0 |
100,0 |
Калориметрический |
89,0 |
95,0 |
100,0 |
|
— І00 |
Ультразвуковой |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
В соответствии с предварительно рассмотренными дан ными изменения прочностных характеристик бетона при за
мораживании |
до |
—70° С |
(см. табл. 4, |
5) |
и |
при |
глубоком |
||
охлаждении |
(до —196° С) |
относительно |
большее |
увеличение |
|||||
прочности наблюдается у бетонов с большим |
значением В/Ц. |
||||||||
В |
проведенных |
исследованиях при |
t = |
—196° С опреде |
|||||
лялась |
не только |
кубиковая |
прочность |
бетона |
и |
прочность |
|||
его на |
растяжение |
при изгибе, |
но и такие важные |
расчетные |
|||||
характеристики бетона, как его призменная прочность и ста тический модуль упругости. Исследовалась также линейная сжимаемость бетона, вызванная напряжениями, составляю щими одинаковую долю от призменной прочности бетона,
определенной в данных температурно-влажностных |
условиях. |
||||||||
Результаты |
испытаний приведены в |
табл. 22, |
23. |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 22 |
|
Важнейшие расчетные характеристики бетона при |
|
|||||||
|
положительных и отрицательных |
температурах |
|
||||||
t, "С |
|
А п р , |
ес ж -Ю=, при |
кгс/см |
2 |
при |
Е* ІЕК |
Rlp/Rnp |
|
|
кгсісм' |
о-=о;2 яп р |
|
ст/ |
ст |
||||
|
|
|
|
о=0.2Ѵ?п р |
|
|
|
||
+20 |
ч |
400 |
21,0 |
380 |
|
1,00 |
|
1,00 |
|
- 1 0 . |
|
450 |
21,5 |
418 |
|
1,10 |
|
1,12 |
|
- 2 0 |
|
493 |
22,2 |
445 |
|
1,17 |
|
1,23 |
|
- 3 0 |
|
530 |
22,3 |
475 |
|
1,23 |
|
1,32 |
|
- 4 0 |
|
560 |
22,8 |
487 |
|
1,28 |
|
1,40 |
|
- 5 0 |
|
600 |
23,5 |
513 |
|
1,35 |
|
1,50 |
|
—70 |
|
675 |
24,0 |
562 |
|
1,48 |
|
1,68 |
|
- 1 9 5 |
|
700 |
24,0 |
580 |
|
1,52 |
|
1,75 |
|
П р и м е ч а н и е . |
Состав бетона в |
весовых |
соотношениях |
1:1,5:3,0; В/Ц=0,4. |
|||||
Применялся |
цемент Брянского завода. |
|
|
|
|
|
|
||
136
|
Как видно из табл. 22 и 23, увеличение линейной |
сжимае |
|||||||||
мости и статического модуля упругости бетона, |
установлен |
||||||||||
ное |
на |
предыдущем этапе |
исследований (до |
температуры |
|||||||
—65°С, см. гл. I I I ) , не прекращается |
и |
при |
более глубоком |
||||||||
охлаждении, т. |
е. |
наблюдается |
при |
температурах |
от —70 |
||||||
до —196° С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 23 |
|
|
|
Линейные деформации сжатия бетона при |
|
|
|||||||
|
|
положительных и отрицательных |
температурах |
|
|||||||
|
|
|
|
Линейные деформации сжатия eC J K -105 |
|
||||||
t, |
"С |
Л п р . |
|
Напряжения |
а долях |
от /?п р , |
кгсісм1 |
|
|||
|
|
кгсісм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
|
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
+20 |
507 |
20,2 |
25,2 |
40,0 |
50,0 |
60,0 |
70,2 |
81,0 |
|||
- 1 0 |
517 |
19,6 |
29,0 |
39,0 |
49,0 |
|
59,0 |
69,8 |
80,0 |
||
- 2 0 |
563 |
20,2 |
30,0 |
39,0 |
49,0 |
|
61,0 |
73,0 |
83,0 |
||
- 3 0 |
694 |
23,6 |
31,6 |
42,6 |
54,7 |
|
67,2 |
80,0 |
94,0 |
||
- 4 0 |
719 |
23,0 |
28,0 |
41,2 |
52,2 |
|
62,4 |
80,0 |
94,0 |
||
- 5 0 |
740 |
23,0 |
28,0 |
40,0 |
52,6 |
|
65,6 |
80,0 |
94,0 |
||
- 7 0 |
780 |
24,0 |
30,0 |
39,2 |
53,0 |
|
65,0 |
79,0 |
94,2 |
||
|
П р и м е ч а н и е . |
Состав бетона в |
весовых соотношениях |
1 : 1,33 |
: 3,11; |
В/Ц=0,35. |
|||||
Применялся цемент завода |
„Гигант". |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Очевидно, описанные подробно (см. § 5 гл. III) конструк тивные процессы, которые имеют место и являются домини рующими при охлаждении бетона в интервале температур от +20 до —60° С, также значительны и при более глубоком охлаждении бетона до —196°С.
§ 3. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ДО —196° С
Наряду с прочностными характеристикамидля расчета железобетонных конструкций, работающих в условиях глу бокого охлаждения, необходимы и данные по температурным деформациям.
Те м п е р а т у р н ые деформации бетона
Всоответствии с действующими нормативными докумен тами при расчете температурных напряжений значение коэф фициента линейного расширения для всех бетонов прини
мается постоянным |
(X = 10-Ю- 6 |
град'1). |
|
|||
Исследованиями, |
проведенными |
в лаборатории |
коррозии |
|||
НИИЖБа |
[49, |
50, |
58], было показано, что деформации це |
|||
ментного |
камня |
и |
арматуры |
при |
температурах от |
+20 до |
—55° С могут быть |
различны |
не только по величине, но и по |
||||
6 Зак. 417 |
137 |