книги из ГПНТБ / Бетон для строительства в суровых климатических условиях

Рис. 16. Зависимость коэффициента поперечной деформации от уровней напряжений сжатия в бетоне с В/Ц = 0,7

значительным изменением коэффициента поперечной де­ формации. При этом по мере повышения нагрузки степень изменения величины ѵ уменьшается. Область уровней напря­ жений от 0,3 Rnp До 0,45 Rnp является, как правило, областью наименьших изменений ѵ. Верхняя граница этой области с определенным приближением (±0,05 RBP) соответствует ниж­ ней границе области образования микротрещин /??> определен­ ной ультразвуковым методом. Дальнейшее нагружение бетона сопровождается относительно медленным ростом коэффициента

62

Рис. 17. Зависимость коэффициента поперечной деформации от уровней напряжений сжатия в бетоне с В/Ц = 0,4

/, /" — бетон контрольных образцов с влажностью соответственно Wa=4,9%, №4=5,11%, Ws=5,2%, испытываемый при +20° С; 2, 2', 2" — то же, при —65° С

поперечной деформации. Резкое возрастание величины ѵ про­ исходит, начиная с напряжений о = (0,65 -f- 0,80) Rnp, соот­ ветствующих верхней границе области образования микротре­ щин JRT (С приближением в ±0,05 Rnp).

Действительно, на первых ступенях нагружения бетона следует ожидать существенного изменения величины коэффи­ циента поперечной деформации за счет уплотнения под сжи­ мающей нагрузкой имеющихся в бетоне микротрещин и мик­ родефектов, т. е. за счет выборки начальной несплошности бетона. По мере повышения уровней нагружения бетон дол­ жен все более уплотняться, следовательно, все более прибли­ жаться к сплошному твердому телу. При максимально воз­ можном уплотнении бетона величина коэффициента попереч­ ной деформации должна стабилизироваться, т. е. должно иметь место условие ѵ ф f(olRUp) = const. Но полной стаби­ лизации V, по-видимому, ожидать нельзя, так как одновре­ менно с уплотнением бетона происходит процесс развития

63

имеющихся и образование новых микротрещин на границе це>

носит локальный характер, степень развития его весьма не­ значительна, поэтому существенного изменения величины ѵ здесь также не должно происходить.

Данному моменту, очевидно, и соответствует наблюдаемая в настоящей работе «область наименьших изменений коэффи­

сцепления», увеличение их количества и длины. Скорость этого процесса, по-видимому, должна превышать скорость процесса уплотнения бетона. Поэтому здесь следует ожидать увеличения ѵ, хотя, может быть, и незначительного. Данному моменту соответствует наблюдаемая в настоящей работе об­ ласть «относительно медленного роста коэффициента попе­

соответствует наибольший разброс экспериментальных дан­ ных в определении коэффициента поперечной деформации бе­

Таким образом, вышеприведенные данные достаточно убе­ дительно доказывают непостоянство коэффициента попереч­ ной деформации бетона при изменении уровней нагружения практически во всех областях его напряженного состояния.

Р е з у л ь т а т ы исследований

Рассмотрим предварительно общий характер изменения коэффициента поперечной деформации замораживаемого бе­ тона в зависимости от уровней напряжений осевого сжатия. Прежде всего, необходимо заметить, что на диаграмме \ = j(ojRtap), построенной по результатам испытаний на осе-

64

области изменения коэффициента поперечной деформации, которые прослеживаются в бетоне, испытываемом при по­ ложительных температурах. Но границы этих областей при замораживании бетона, как правило, изменяются в соот­

Вместе с тем замораживание бетона может вносить неко­ торые особенности в характер изменения величины ѵ и непо­

что изменение коэффициента поперечной деформации заморо­

наблюдается в бетоне, подвергнутом сжатию при положитель­ ных температурах (см. кривые 1 и 2, 1' и 2' на рис. 16, кри­ вые 1 и 2 на рис. 17).

Эта тенденция коэффициента поперечной деформации за­ мороженного бетона к относительному постоянству значений

мого бетона и ниже температура замораживания.

Такой характер исследуемых зависимостей вполне зако­ номерен. Действительно, данные табл. 9, полученные в на­ стоящей работе с помощью калориметрического метода ис­ следований, показывают, что понижение температуры замора­ живания водонасыщенного цементного камня, раствора и бетона приводит к увеличению его льдистости. К такому же выводу приводит анализ данных скорости прохождения про­ дольных ультразвуковых волн через ненагруженные бетонные

рез него ультразвуковых волн Ѵу, следовательно, к увеличе­ нию льдистости бетона *. Увеличение влажности бетона выше предельной приводит при его замораживании к уменьшению

р и м е ч а н и е . В числителе - весовое процентное содержание незамерзшей воды, в знаменателе — то же, льда.

на рис. 17), в этой области напряжений в большей степени растет по мере повышения уровня напряжений, чем это на­ блюдается в бетоне при положительных температурах. Выра­

это свидетельствует о том, что замороженный бетон с влаж­ ностью, не превышающей предельную, имеет более хрупкий

большей степени, чем больше «льдистость» бетона. Таким об­ разом, косвенно подтверждается сделанное выше предполо­ жение о приобретении бетоном упругих свойств при его замораживании.

вая 2' на рис. 17) степень увеличения коэффициента попереч­ ной деформации бетона с влажностью W (больше предель­ ной) с повышением уровня нагружения превышает наблю­ даемую в замороженном до той же температуры бетоне с влажностью меньше «предельной», но остается меньше, чем при положительных температурах;

2) при значительной величине AW .(кривые 2" на рис 16 и 17) степень увеличения коэффициента поперечной деформа­ ции замороженного бетона с повышением уровня нагружения превышает наблюдаемую в бетоне при положительных темпе­ ратурах.

В области напряжений о > RV изменение коэффициента поперечной деформации замороженного бетона с влажностью больше предельной по мере увеличения уровней нагружения практически не отличается от наблюдаемого при положитель­ ных температурах.

Подобное изменение характера рассматриваемой зависи­ мости может свидетельствовать о том, что замораживание бе­ тона с влажностью больше предельной приводит к потере (ча­

приобретает бетон, замораживаемый до той же температуры, но с влажностью меньше предельной. Подтверждением этого предположения может служить изменение характера зави-

68

симости линейных деформаций бетона от уровней напряже­

прямолинейный характер, то увеличение влажности бетона до

ренным выше изменением статического модуля упругости сви­ детельствует о том, что замораживание бетона с влажностью меньше предельной приводит к прибретению им дополнитель­ ных упругих свойств, причем тем более явно выраженных, чем больше «льдистость» этого бетона; замораживание же бе­ тона с влажностью больше «предельной» приводит к частич­ ной или полной потере этих свойств.

Подводя итоги рассмотрению общего характера зависи­ мости V = !(а/Ящ), следует также отметить, что при нагружении бетона во всех исследованных в работе температурновлажностных условиях коэффициент поперечной деформации изменяется в зависимости от уровня действующих напряжений

коэффициента поперечной деформации не может служить ха­ рактеристикой бетона, определяющей его деформативные или прочностные свойства. Необходимо иметь полную диаграмму

венная оценка изменения коэффициента поперечной дефор­

стей и температур, как правило, меньше по величине соответ­

ней границе области микротрещинообразования бетона при отрицательной температуре,

69

Рис. 18. Зависимость коэффициента поперечной деформации от на­ пряжений сжатия в бетоне с В/Ц = 0,7

нением этой характеристики в вышележащей зоне напря­

70

Рис. 19. Зависимость коэффициента поперечной деформации от напря­

бетона с влажностью больше предельной, в значительной вели­ чине его «льдистости», в пластическом течении льда при нагружении бетона и пр. Влияние всех этих факторов должно быть тем значительней, чем в большей степени влажность за­ мораживаемого бетона превышает предельную. Влиянием тех

71