Файл: Бетон для строительства в суровых климатических условиях..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 58
Скачиваний: 0
§ 2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ИССЛЕДУЕМЫХ СОСТАВОВ БЕТОНА И ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ
Основными |
опытными образцами |
в |
настоящей |
работе |
||||||||||||||||
были |
приняты |
бетонные |
призмы |
размером |
1 5 X 1 5 X 5 5 см. |
|||||||||||||||
Исследования |
проводились |
на бетонах |
с |
|
различным |
водо- |
||||||||||||||
цементным |
отношением |
(В/Ц = |
0,4; 0,5 и 0,7) без добавки |
|||||||||||||||||
и с |
добавкой |
кремнийорганической |
жидкости |
ГКЖ-94. Ха |
||||||||||||||||
рактеристики исследуемых составов бетона в разбивке |
по |
|||||||||||||||||||
сериям |
испытаний |
приведены в табл. 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
|
|
|
|
Характеристики исследуемых |
составов |
бетона |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Состав бетона (в со |
в/ц |
|
Расход |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Серия |
|
|
цемента |
|
|
|
Вид добавок |
|||||||||||||
|
отношениях по весу) |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
в |
кгім3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
I |
|
|
1 : 3,33 |
: 5,55 |
|
0,7 |
|
|
225 |
|
Без |
добавок |
|
||||||
|
I I |
|
|
1 :2,17: 4,50 |
|
0.5 |
|
|
300 |
|
То же |
|
|
|
||||||
|
I I I |
|
|
|
1 : 1,5:3,5 |
|
0,4 |
|
|
400 |
|
|
|
» |
|
|
|
|||
|
IV |
|
|
|
1 : 1,5:3,5 |
|
0,4 |
|
|
400 |
|
|
ГКЖ-94 в коли |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
честве |
0,1% от |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веса цемента |
||||
|
Применяемые материалы: цемент белгородский активно |
|||||||||||||||||||
стью 429 кгс/см2 |
(характеристики |
цемента |
см. в табл. 2 и 3); |
|||||||||||||||||
щебень |
гранитный |
с |
фракциями |
5—10 мм — 50% |
и 10— |
|||||||||||||||
20 |
мм — 50%, |
песок |
речной |
кварцевый |
с |
|
модулем |
крупно |
||||||||||||
сти |
2, загрязнение |
глинистыми и |
пылевидными |
примесями |
||||||||||||||||
1,3%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
|
|
|
|
|
Характеристики |
цемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Нормаль |
Начало |
Конец |
|
Расплыв |
|
і? и |
в |
кгс!см2 |
|
# с ж |
в |
кгс/см1 |
||||||||
ная конси |
|
|
в возрасте |
|
в |
возрасте |
||||||||||||||
стенция |
схваты |
схватыва |
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
теста в % |
вания |
|
ния |
|
В/Ц = |
0,40 |
7 суток |
28 суток |
|
7 суток |
28 суток |
|||||||||
24,25 |
|
|
2 ч |
|
5 ч |
|
117,8 |
61,1 |
|
|
73,9 |
|
351 |
|
429 |
|||||
|
|
|
40 |
мин |
25 |
мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
||
|
|
|
|
Химико-минералогический состав цемента |
|
|
|
|
||||||||||||
П. п. п. |
sio2 |
А120, |
Fe2 Oä |
CaO |
MgO |
so3 |
Na2 0 |
K2O |
|
C3S |
|
CjS |
CSA |
C,AF |
||||||
1,08 |
21,61 |
5,20 |
4,05 |
64,42 |
1,40 |
1,83 |
0,23 |
0,46 |
|
52,4 |
22,2 |
6,9 |
|
12,3 |
28
Перед испытанием в термокамере бетонные образцы всех четырех серий выдерживались каждый в определенном влажностном режиме с целью получения различной степени водо-
насыщения |
бетона. При этом |
они были разделены |
на 5 групп: |
||||||||
I |
группа — естественной |
(равновесной) влажности |
(хра |
||||||||
нение |
при |
влажности |
воздуха |
со = |
5 0 ± 2 % и |
температуре |
|||||
20 ± 1 °С); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I I |
группа — водонасыщенные |
при |
атмосферном |
давлении |
|||||||
в емкости с водой в течение 2 суток; |
|
|
|
|
|
|
|||||
I I I |
группа — водонасыщенные под |
вакуумом |
в |
режиме, |
|||||||
характеризующемся: |
разрежением |
|
вакуумнасоса |
Р |
= |
||||||
— 1-10-3 мм рт. ст., временем |
откачки |
воздуха |
ті = |
7 ч |
и |
временем последующего водонасыщения при атмосферном
давлении т2 = 2 суток; |
|
под |
вакуумом |
в |
режиме, |
||
IV |
группа — водонасыщенные |
||||||
характеризующемся: |
Р= |
1-Ю- 3 |
мм рт. ст.; ті = |
12 |
ч, т2 = |
||
= 4 сут; |
|
|
|
|
|
|
|
V |
группа — водонасыщенные |
под |
вакуумом |
в |
режиме, |
||
характеризующемся: |
Р = |
1-Ю- 3 |
мм рт. ст.; %\ = |
24 |
ч, х2 = |
||
~ 7 сут. |
|
|
|
|
|
|
Водонасыщение образцов в трех режимах под вакуумом преследует здесь цель получения возможно большей инфор мации по влиянию влажности на изменение исследуемых прочностных и деформативных характеристик бетона при его замораживании в области степени водонасыщения, близкой
ктак называемой «критической».
§3. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
БЕТОНА В ТЕРМОКАМЕРЕ
В целях определения низкотемпературных прочностных и деформативных характеристик бетона опытные образцы за мораживались до различных температур (до —65° С) в тер мокамере TBK-1000 (рис. 4) и в замороженном состоянии испытывались под нагрузкой осевого сжатия на гидравличе ском прессе. Время, необходимое для промораживания об разцов, определялось для каждой серии и группы водонасы щения тремя способами:
1) с помощью заложенных в образцы при бетонировании термопар хромель — алюмель;
2) по результатам измерения температурных деформаций бетонного образца. Измерение деформаций производилось непосредственно в термокамере с помощью индикаторов ча сового типа, смазанных незамерзающим маслом МН-65;
3) по результатам измерения скорости распространения продольных ультразвуковых волн в замораживаемом образце.
Последний способ основан на том, что увеличение от носительного содержания льда в бетоне при понижении
29
§ 4. СПЕЦИФИКА ИСПЫТАНИЯ БЕТОНА ПОД НАГРУЗКОЙ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
В целях определения низкотемпературных прочностных и деформативных характеристик областей напряженного со стояния бетона опытные образцы-призмы, предварительно за мороженные в термокамере до заданных температур (—25, —45 и — 65°С), испытывались на кратковременную нагрузку осевого сжатия на гидравлическом прессе.
О б щ и й х а р а к т е р и последовательность п р о ц е с с а испытаний
Для того чтобы свести к минимуму повышение темпера туры в замороженных бетонных образцах за период испыта ния на прессе (до 1,5 ч), необходимо было обеспечить их надежную теплоизоляцию. Эта цель достигалась использова нием теплоизоляционной рубашки из двойного слоя поролона толщиной 30 мм, не исключая и торцов призм (рис. 5).
Вполне понятно, что обеспечить совершенную теплоизоля цию в условиях настоящих испытаний практически было не возможно. Происходило некоторое повышение температуры
замороженного |
образца |
(рис. 6) при испытании его на прессе |
|||
(в среднем |
до |
17,5% |
по |
отношению к градиенту |
температур: |
температура |
замораживания бетона — температура окружаю |
||||
щего воздуха |
в цехе |
испытаний). Контроль за |
повышением |
температуры осуществлялся с помощью термопар хромель — алюмель.
Оказалось, что средние (за период испытания на прессе) температуры в бетонных образцах различных серий и групп водонасыщения незначительно отличаются друг от друга. Принимаем за среднюю температуру испытания под нагруз кой бетона всех серий и групп водонасыщения, заморожен
ного до —65° С, |
величину |
t[p = |
— 53° С; для |
бетона, замо |
||||
роженного |
до |
температур |
—45 |
и |
—25° С, |
соответственно |
||
tip = — 36° |
С и |
4 |
= — 21° С |
(рис. |
6). |
|
||
Вполне |
понятно, |
что за |
счет |
вышеотмеченного повышения |
температуры в испытываемых на сжатие замороженных об разцах на определяемые деформации бетона и изменение скорости прохождения ультразвуковых волн от воздействия силовых нагрузок накладывались погрешности соответственно за счет температурных деформаций бетона и за счет изме нения Ѵу при частичном плавлении льда в порах и капилля рах бетона.
31
Рис. 5. Схема испытаний бетонной призмы на |
сжатие |
в замороженном |
состоянии |
1, 3 — фиксирующий уголок; 2 — образец; 4, б—втулки; 5 —фикси
рующий |
болт; 7—анкерные |
болты; |
8 — опорная |
металлическая |
|
пластина; |
9 — подушка |
из |
цементного раствора; |
10 — теплоизо |
|
ляция; И —индикаторы |
часового типа; |
12 — ультразвуковые дат |
|||
|
чики; 13, 15 — измерительный шток; 14 — термопары |
Чтобы исключить эти погрешности, были предусмотрены специальные испытания, моделирующие испытания бетонных призм в замороженном состоянии на прессе. С этой целью бетонные призмы всех групп водонасыщения замораживали в термокамере до температур последовательно —25, —45 и
—65° С. Затем образцы вынимали |
из камеры |
и |
выдерживали |
||||
в |
теплоизоляционной рубашке |
без |
нагрузки |
в |
течение 1,5 ч. |
||
За |
этот период |
времени с помощью индикаторов часового |
|||||
типа |
определяли |
температурные деформации |
(продольные и |
||||
поперечные) бетона, а с помощью прибора |
УЗП-61—изме |
||||||
нение |
скорости |
прохождения |
продольных |
ультразвуковых |
волн в бетоне. Отсчеты по приборам снимали через интер валы времени, соответствующие этапам нагружения образца на прессе. По данным этих испытаний строили необходимые корректировочные графики.
На втором этапе работы проводились исследования влия ния на прочностные и деформативные характеристики обла стей напряженного состояния бетона многократного попере менного замораживания и оттаивания последнего. Для этой цели бетонные образцы всех серий и групп водонасыщения замораживались в термокамере до температуры —65° С. От таивание образцов I группы происходило в естественных условиях при температуре окружающего воздуха 20 ± 1°С и влажности 50 ± 5 % , а образцов всех остальных серий и групп — в емкости с водой.
В таком порядке образцы всех серий I и I I групп водона сыщения подвергались последовательно 10 и 30 циклам по переменного замораживания и оттаивания, а затем в оттаян ном состоянии испытывались на кратковременную нагрузку осевого сжатия. Количество циклов замораживания было вы
брано |
в соответствии |
с данными Центральной лаборатории |
||||
коррозии Н И И Ж Б а |
[32], |
согласно |
которым |
соответственно |
||
10 и 30 циклов испытаний |
в вышеописанном режиме для |
бе |
||||
тонных |
образцов I I |
группы водонасыщения |
эквивалентны |
|||
приблизительно 100 |
и 300 |
циклам |
испытаний |
тяжелого |
бе |
тона при определении морозостойкости по ГОСТ 10060—62.
Образцы всех |
серий |
I I I группы водонасыщения |
разруша |
||||
лись уже после |
7—10 |
циклов |
замораживания — оттаивания. |
||||
В соответствии |
с этим |
образцы |
данной группы испытывались |
||||
под нагрузкой |
после 1 |
и 5 |
циклов |
замораживания |
и оттаи |
||
вания, т. е. при |
количестве |
циклов, |
меньшем, чем |
образцы |
|||
I и I I групп водонасыщения. |
Оттаявшие водонасыщенные об |
разцы испытывались на прессе в гидроизолированном со стоянии.
Испытание бетонных образцов-призм на кратковременную нагрузку осевого сжатия производилось в соответствии с «Временной инструкцией по определению призменной проч ности бетонов» [16].
2 Зак, 417 |
33 |