§ 5. Основные характеристики шлакощелочных бетонов

Прочностные и конструктивные свойства шлакощелочных бетонов близки к свойствам портландцементных бетонов. Величина фактического сопротивления сжатию (призменная прочность) и растяжению (при центральном) несколько выше, а сопротивление сжатию и растяжению при изгибе практически такое же, как и портландцементных соответствующих марок. Коэффициент однородности шлакощелочных бетонов несколько выше, но может быть принят таким же, как и для портландцементного бетона. Проектные марки шлакощелочного тяжелого бетона, задаваемые при проектировании конструкций, приведены в табл. 16.

Нормативные сопротивления шлакощелочных бетонов могут быть приняты согласно СНиП 11-21—75.

Нормативная кубиковая прочность определяется по формуле:

R^H=R(1-1.64v)

Где К — кубиковая прочность, отвечающая проектной марке бетона по прочности на осевое сжатие; v— коэффициент вариации прочности бетона, принимаемый согласно СНиП 11-21—75.Отношение призменной прочности шлакощелочных бетонов к кубиковой рекомендуется принимать по уравнению

При контроле проектной марки по прочности на осевое растяжение нормативное сопротивление осе­вому растяжению следует принимать по выражению

где R_р — сопротивление бетона, отвечающее его проектной марке.

Таблица 16. Проектные марки тяжелого шлакощелочного бетона

Вид испытания	Условное обозначение марки и характеристика бетона	Размерность характеристик	Марка бетона
По прочности на осевое сжатие	М, R	кгс/см2	200; 300, 400, 500, 600; 700, 800, 900, 1000
По прочности на растяжение	Р, Rp	кгс/см2	20, 25, 30 35, 40, 45, 50, 55 60
На морозостойкость	Мрз	Циклов замора­живания и оттаивания	200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000
На водонепроницаемость	В	Давление, кгс/см2	4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20

Расчетные сопротивления бетона определяются путем деления соответствующих нормативных сопротивлений на коэффициенты безопасности по бетону при сжатии К_бс или при растяжении К_бр принимаемые согласно СНиП 11-21—75.Значения расчетных сопротивлений шлакощелочных бетонов (с округлением) в зависимости от их проектных марок по прочности на сжатие и растяжение даны для первой и второй групп предельных состояний в табл. 39.Для мелкозернистого шлакощелочного бетона расчетные сопротивления принимаются равными соответствующим значениям для бетона на крупном заполнителе. Начальные значения модуля упругости шлакощелочных бетонов при кондиционных заполнителях следует принимать по СНиП 11-21—75, при применении в качестве щелочного компонента метасиликата натрия указанные значения Е₆ можно умножать на коэффициент, равный 1,1, а при использовании технической кальцинированной соды — на ОД При применении некондиционных заполнителей, содержащих пылевидных и глинистых частиц в заполнителе соответственно от 15 до 20 и от 3 до 5%, при­веденные значения в СНиП 11-21—75 следует уменьшать на 0,9; для мелкозернистых бетонов начальные значения модуля упругости бетона следует снижать по сравнению с крупнозернистым на 25%. Учет указанных факторов производится независимо друг от друга. Зависимость модуля упругости от марки показана на рис.30.

Рис. 30. Зависимость модуля и коэффициента упругости от марки бетона, подвергнутого пропариванию при атмосферном давлении:

а — модуль упругости; б — коэффициент упругости; 1,2— экспериментальные' значения соответственно для крупнозернистого и мелкозернистого шлакощелочных бетонов; 3, 4 — то же, средние значения; 5 —значения модуля упругости тяжелого цементного бетона согласно СНиП 11-21—75.

Таблица 39. Расчетные сопротивления тяжелого шлакощелочного бетона в зависимости от проектной марки бетона по прочности на сжатие и растяжение

Вид сопротивления	Условные обозначения	Расчетные сопротивления бетона в зависимости от проектной марки бетона по прочности на сжатие, кгс/см2
		200	250	300	350	400	450	500	600	700	800	900	1000
Для первой группы предельных состояний
Сжатие осевое (призменная прочность)	Rпр	90	110	135	155	175	195	215	245	280	315	355	395
Растяжение осевое	Rр	7,5	8,8	10	11	12	12,8	13,5	14,5	15,5	16,5	17	17,5
Для второй группы предельных состояний
Сжатие осевое (призменная прочность)	Rпр	120	150	180	210	240	265	290	350	410	470	530	590
Растяжение осевое	Rр	11,2	13	15	17	18	19	20	22	23,5	25	26,5	28

Примечание Значения R_пр и R_р , приведенные в настоящей таблице, в необходимых случаях следует умножать на коэффициенты условий работы бетона т согласно СНиП 11-21—75

Начальный коэффициент Пуассона следует принимать равным 0,2, а модуль сдвига — 0,4 Е₆.

Упругая составляющая относительных продоль­ных деформаций при загружении (при кратковременной нагрузке) характеризуется начальным коэффициентом упругости v_o, который рекомендуется определять в зависимости от напряжений по формуле (4). В зависимости от марки бетона этот коэффициент изменяется так, как показано на рис. 30.

Таблица 40. Рекомендуемые средние предельные упруго- пластические характеристики шлакощелочных бетонов

Марка бетона	Значения характеристик шлакощелочного бетона при заполнителе
	αу*105	vo	Mc	Ct*106 см2/кгс	vпр	βу*105	vo	Mc	Ct*106 см2/кгс	vпр
	Мелкий заполнитель					Мелкий и крупный заполнитель
200	25	0,71	5,8	50	0,105	20	0,77	6,5	32	0,1
300	28	0,72	5,5	35	0,11	25	0,79	6	23	0,113
400	28	0.73	5.2	27	0,117	25	0,81	5,5	19	0,125
500	30	0,74	5,0	23	0,125	28	0,83	5	16	0,139
600	30	0.75	4,8	20	0.13	28	0,84	4,5	14	0,153
700	32	0.76	4.5	17	0.14	30	0,85	4	12	0,17
800	32	0,77	4,2	15	0.148	30	0.86	3,5	11	0,19
900	35	0,78	4,0	14	0,156	32	0,87	3	8	0,21
1000	35	0.79	3.8	13	0.165	32	0,88	2,8	7,5	0,23

Примечания:

1. Приведенные значения усадки а_у ,характеристики m_c и меры ползучести следует умножать: при щелочном компоненте в виде технической кальцинированной соды на 1,2, а при метасиликате натрия — на 0,9.

2. Для бетонов естественного твердения следует вводить коэффициент 1,1.

Таблица 41. Предельная расчетная деформативность шлакощелочных бетонов е с учетом длительности деформирования в зависимости от марки бетона и вида заполнителя

Марки бетона	Значения предельной сжимаемости бетона Ебпр-10. Кгс/см2,при заполнителе
	мелком		Мелком и крупном
	сжатие	растяжение	сжатие	растяжение
200	265	21	200	16
300	280	22	210	17
400	290	23	220	18
500	295	24	230	19
600	300	25	240	20
700	310	26	250	21
800	320	27	260	22
900	330	28	270	23
1000	310	29	280	24

При длительном действии нагрузки начальное значение коэффициента упругости v_o уменьшается так, как показано на рис. 30, а при предельных значениях деформаций ползучести (характеристик ползучести) коэффициент упругости достигает своих минимальных (предельных) значений v_npпри данном уровне напряжений.

Основные рекомендуемые характеристики шлакощелочных бетонов для расчета приведены в табл. 40.

Предельные значения расчетных деформаций для шлакощелочных бетонов следует определять по формуле

при использовании вместо v_o его предельных значении при длительном действии нагрузки v_пр (см. табл. 40), но не более предельных значений относительных деформаций, приведенных в табл. 41. При расчете относительных напряжений, то напряжения надо определять только от длительной части нагрузки, а за R— принимать проектную марку соответственно по осевому сжатию или растяжению. Удельный модуль упругости е₀ определяется по начальному модулю упругости E_б и соответствующей марке по осевому сжатию или растяжению.

Коэффициент линейной температурной деформации a_bt при изменении температуры от -50 до + 50° С следует принимать равным 10* 10^-6град^-1