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

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

§ 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