Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Вопросы сейсмостойкого строительства [сборник статей]

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
19.13 Mб
Скачать

откуда, принимая

б5 = /?ал

И

^о -

^ n p ( x ) i

 

 

rn ( R d n ) = m [ 4 - 1 )8 8 ^ ^ L

l .

(Юа)

 

 

 

н дп

J

 

 

Из выражений (9а) и (10а) получаем:

 

 

ffftL

!,8 8 т

Г

/ H / } S m

U

( Z . ) 2 /

 

(96)

RnpM

8т+1

L

Ч ' h

( т У J

 

 

 

Для срабнения теоретических и опытных данных исполь­ зованы результаты исследований А. В. Яшина [9]. Им ис­ пытано 4 серии образцов из обычного тяжелого бетона марок 200—300, основные сведения о которых приведены в таблице (колонки 1—5). Поскольку в указанной работе

74

Серия

I

И

I-A

M l

Сечения

Состав бетона

образцов, см

по весу

7X7

1 : 7,0

7X7

1 : 7,25

20X20 1 : 7,04

10X10 1 : 7,06

 

Возраст моментук

,

в/Ц

загружения месяцев

 

 

0,59 4

0,68 6

0,82 9

0,60 4

Т а б л и ц а

П1Ср

•'ll

la

Чз

m

Кдл

Rnp(T)

 

 

 

 

 

2,8

0,85

1,30

0,57

1,76

0,750

3,4

0,85

1,30

0,50

1,88

0,739

4,8

0,85

1,0

0,47

1,92

0,736

2,8

0,85

1,15

0,57

1,56

0,775

Среднее 0,750

сл

отсутствуют данные о 'предельных характеристиках линей­ ной ползучести ш исследованных бетонов, они были опреде­ лены по номограмме И. И. Улицкого [7], дающей усреднен­ ные значения шСр в зависимости от вида цемента, водоце­ ментного отношения В/Ц, состава бетона по весу и проч­

ности заполнителей.

Эти значения т ср

(колонка 6 табл.)

скорректированы

по

рекомендациям

[8]

путем

умножения

на поправочные

коэффициенты (колонки

7—9),

учитываю­

щие: гр — фактическую влажность

воздуха в

помещении

(70%), к]2 — масштабный фактор, т]3 — возраст бетона к моменту загружения. Полученные значения ш приведены в колонке 10 таблицы.

Учитывая сравнительно небольшой прирост прочности и

модуля упругости бетона с момента его загружения

(воз­

раст 4—9 месяцев), в формуле (96) принято n= k = l .

Не­

известным остался коэффициент р, который, вероятно, дол­

жен

быть несколько меньшим

1. Принимая

приближенно

Р = 1 ,

получаем прогнозируемые

величины

Я дл1 Я Пр ( ~ ) , при­

веденные в последней колонке таблицы.

прочности для

Ожидаемое значение предела

длительной

всех 4 серий испытанных образцов, полученное в [9] экст­ раполяцией опытных данных на 50-летний срок загружения, составило также Ндл = 0,75Рпр(т). Полное совпадение опыт­ ных и теоретических результатов в данном случае следует, однако, рассматривать как следствие случайной взаимной нейтрализации погрешностей, внесенных в (96) указан­ ными выше допущениями. В то же время опытные данные свидетельствуют о принципиальной приемлемости сформу­ лированной автором гипотезы.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Скрамтаев Б. Г. Исследование прочности бетона и пластичности

бетонной смеси. М., 1936.

2. Берг О. Я. Физические основы прочности бетона и железобетона.

Госстройиздат, 1961.

3. Баженов Ю. М. Бетон при динамическом нагружении. Госстрой­

издат. М., 1970.

4. Симонов М. 3. Бетон и железобетон на пористых заполнителях.

Госстройиздат, 1955.

5. Гусаков В. Н. Расчет армированных конструкций из тяжелого си­

ликатного бетона. Госстройиздат, 1967.

6. Рожков А. И. Исследование неупругих деформаций и структурных изменений бетона транспортных сооружений при длительном действии сжимающих напряжений. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1967.

7.Улицкий И. И. Ползучесть бетона. Гостехиздат УССР, 1948.

8.Улицкий И. И. Теория и расчет железобетонных стержневых кон­ струкций с учетом длительных процессов. Издат. «Буд1вельник». Киев,

1967.

9. Яшин А. В. Деформации бетона под длительным воздействием вы­ соких напряжений и его длительное сопротивление при сжатии. Сб. «Осо­ бенности деформаций бетона и железобетона и использование ЭВМ для оценки их влияния на поведение конструкций». М., Стройиздат, 1969.

76

А. Р. МИТИН

СЦЕПЛЕНИЕ В ЗИМНИХ КЛАДКАХ*

Многочисленными исследованиями монолитности камен­ ных кладок, выполненных как в лабораторных, так и в про­ изводственных условиях, установлены параметры оптималь­

ной технологии возведения кладок повышенной

монолит­

ности из мелких

и крупных блоков пильного

известняка.

Эти исследования послужили основанием для

разработки

соответствующих

технических указаний (РТУ 01—69

для

Молдавии и РСН

184—70 — для Украины).

кладкам,

Основной объем этих исследований посвящен

выполняемым при положительной температуре.

Между

тем

каменные здания строят и зимой. Достижение высокой мо­ нолитности зимних каменных кладок относится к числу мало­ изученных задач современного каменного домостроения, настоятельно требующих решения. В Молдавии и на юге Украины установление зимой среднесуточных стабильных температур около —15°С довольно частое явление.

В этой связи в лаборатории сейсмостойкости зданий ОИСИ были проведены опыты с кладками, изготовленными при отрицательной температуре.

Согласно нормам (СН 290—64 и др.), в растворы для кладок, возводимых в зимних условиях, в качестве химиче­ ских антиморозных добавок можно вводить соли нелетучих элементов, таких как поташ и нитрит натрия. Эта возмож­ ность была использована в описываемых опытах.

Для кладки применялись четыре вида каменных мате­ риалов, обладавших различной всасывающей способностью:

шлакокерамзитобетон и

аглопоритобетон

(1з5И0 г/дм2 за

3 мин.), кирпич (1з<15

г/дм2 за

3 мин.)

и известняк

Кри-

ковекого месторождения

(13^20 г/дм2 за 3

мин.).

 

* Работа выполнена в лаборатории

сейсмостойкости зданий

ОИСИ

под руководством канд. техн. наук Ю. В.

Измайлова.

 

 

77

В качестве замедлителясхватывания вяжущего и плас­ тификатора раствора использовалась сульфитно-спиртовая: барда в количестве 1% от веса цемента. Песок для раство­ ра применялся средней крупности (МКр= 2 ), содержавший около 1% илистых и глинистых частиц, определенных ме­ тодом отмучивания. На первом (лабораторном) этапе опы­ тов кладки представляли собой образцы-«двойки» из кам­ ней, выпиленных из мелких блоков. Площадь раствор­ ного шва в таких образцах составляла примерно ^150 см2. Для устранения влияния «руки каменщика» все раствор­ ные швы выполнялись по рамке высотой 10 мм. Консистен­ ция раствора назначалась в соответствии с условиями обе­ спечения необходимой его удобоукладываемости и прочности в пределах S1= 8— 10 см. Кладки хранились в термокамере типа КТХБ-016. В качестве антиморозной добавки в опытах 1-го этапа использовался поташ.

1- я серия — кладка в течение первых семи суток находи лась при отрицательной температуре до —30°С, затем 28 су­ ток — в условиях лаборатории при положительной темпе­ ратуре.

2- я серия — кладка находилась в камере при температу ре до —15°С в течение первых 24 часов, затем 28 суток — в условиях лаборатории. Результаты испытания на осевое рас­ тяжение этих кладок (табл. 1) дают основание для следую­ щих выводов.

1. При использовании для кладок камней с низкой вса­ сывающей способностью (типа шлакокерамзитобетонных блоков) нормальное сцепление в зимних кладках на раст­ ворах марки 50 с добавкой поташа не достигает даже уров­ ня, установленного нормами для кладок III категории сейс­ мостойкости, вне зависимости от температуры вызревания. В таких кладках контактная зона раствора с камнем пере­

насыщена едким калием

и отличается низкой прочностью.

2. Наличие поташа в

растворе отрицательно сказывается

на прочности сцепления в летних кладках из каменных мате­ риалов, обладающих как средней, так и высокой всасываю­ щей способностью. Это явление можно объяснить повышен­ ной усадкой раствора с этой добавкой, его быстрым пере­ сыханием и последующими структурными изменениями. В

образцах

кладки

и раствора, подвергавшихся

раннему за ­

мораживанию,

в

этом отношении

создаются

более благо­

приятные условия для твердения раствора.

 

 

В опытах второго этапа для кладки применялись мелкие

известняковые

и

легкобетонные блоки

размером

39Х 19Х

Х 19 см,

которые

соединялись

между

собой в

образцы-

«двойки»

горизонтальным растворным швом

по

площади

600^700 см2. До выполнения кладок блоки охлаждались в течение суток на полигоне при температуре окружающего

78

Нормальное сцепление в лабораторных образцах кладки на растворах с поташом, вызревавших при различных режимах

 

 

Характеристика раствора

 

Предел прочности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(кг, см3; раствора,

Вид камня

 

 

добавка поташа

храш1вшегоея

состав

 

 

 

пластификатор

-1-ССБ в

si, см

 

 

по объему

от веса

 

совместно

 

 

 

цемента

 

в лабо­

 

 

 

 

 

ратории

с кладками

Температурный режим

хранения кладок,

t°C(cyT.) +

г1°С(сут.)

Т а б л и ц а 1

Rp.

Rp. ср

кг/см3

кг/см3

Шлакоке-

I : 0,3 : 4

глина

п + 1

8—9

65,6

65,1

-30°С(7) + 17°С (29)

0,07—0,24

0,19

рамзито-

1 : 0,1 : 4

известь

»

9—11

68,8

75,7

-30°С (7) + 17°С (29)

0,03—0,48

0,24

бетон

1 : 0,3 : 4

глина

»

8—9

42,5

52,6

—15°С (7) + 17°С (35)

0,09—0,28

0,22

 

»

»

»

»

42,5

0 + 17°С(36)

0,07—0,21

0,13

Кирпич

»

»

»

»

»

52,6

-15°С (1) + 17°С(35)

2,22—2,63

2,36

 

»

»

»

»

»

0

+ 17°С(36)

0,61—0,95

0,75

 

»

»

0+1

»

79,0

0

+ 17°С(36)

0,79—1,44

1,21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Известняк

»

»

п + 1

»

42,5

52,6

-—15°С (1) + 17°С(35)

1,06—3,42

2,41

 

»

»

»

»

»

0

+ 17°С (36)

1,36—2,06

1,65

 

»

0+1

9—10

79,0

0

+ 17°С(36)

4,20—6,11

4,68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я :

1. Температура воздуха в лаборатории составляла 17±3°С, влажность Вптт1.= 50+80%. 2. Камни для кладки применялись в воздушно-сухом состоянии.

воздуха до — 16°С. Раствор изготавливался в лаборатории и выносился на открытый полигон к месту кладки. В качестве антиморозных добавок в растворы вводились поташ и нит­ рит натрия, а также в небольших количествах — хлористый натрий. Раствор для кладок был готов для применения че­ рез 15—20 минут после его приготовления.

Эти кладки в течение первых двух суток находились на открытом полигоне при температуре —15-М8°С, затем пе­ реносились в лабораторное помещение, где 28 суток вызре­ вали при температуре -Н2-М8°С и относительной влажно­ сти воздуха В = 6 0 —80%.

Каждая серия кладок выполнялась на растворе одного замеса, но различной подвижности. Вначале консистенция раствора доводилась до si = 4 см, затем, после выполне­ ния первых кладок, в раствор добавлялась вода в количест­ ве, необходимом для повышения его консистенции на 2 см,, вновь выполнялись кладки и т. д.

Прочность раствора различной консистенции при сжа­ тии контролировалась испытаниями растворных кубов, ко­ торые вызревали совместно с кладками. Технологические данные и результаты испытаний кладок второго этапа ис­ следований представлены в таблице 2.

При проведении опытов было отмечено, что уже на 3—4-е сутки после нахождения в лабораторных условиях в раст­ ворных кубах, изготовленных с добавкой поташа, появились ясно видимые трещины (преимущественно в углах и на ребрах). В швах кладок на растворе с поташом также от­

мечались

трещины.

В

растворах

с

добавкой

NaNC>2 н

NaCl это

явление

не

наблюдалось.

 

Прочность

сцепления

на растворах с этими

добавками в

2

и более раза оказа­

лась выше, чем в таких же кладках на растворе с добавкой поташа. Особенно низкие показатели прочности сцепления в последнем случае были зафиксированы в кладках из лег­ кобетонных блоков.

Попытаемся объяснить это явление.

По данным Бужевича Г. А. [1] для плотных легких бе­ тонов на портландцементе с заполнителем в виде котельных и доменных шлаков, щелочная среда с концентрацией 8— 15% является сильно агрессивной. Для обеспечения консис­

тенции

si =

9— 10 см

раствора М-75

состава 1:0,3:4

с 10%

добавкой поташа от веса цемента

необходимо

применять

водный

раствор поташа

12— 15%

концентрации.

 

В

силу

низкой

всасывающей

способности

легкобетоиных

 

блоков

концентрированный раствор

поташа,

длительное

время

со­

храняющий

способность

к

перемещению в

загустевающем

растворном шве, под действием седиментационных

 

сил

и

силкапиллярного всасывания, накапливается на

поверх­

ности растворного слоя

в

контактной

зоне

«раствор

ка-

о 2796

Т а б л иц а 2

Нормальное сцепление в зимних кладках из мелких блоков

 

Характеристика цементно-глиняного раствора

Вид камня

состав по объему

вид и содержание добавки

 

 

в % от веса цемента

Аглопори-

1 : 0,28 : 4

10%К2СОз+1%ССБ

тобетон-

 

 

ные

 

 

блоки

 

 

 

1 : 0,6 : 4,2

10%К2СОз+1%ССБ

Известняк

1 : 0,28 : 4

»

Аглопори-

1 : 0,28 : 4,2

9%NaN02+l,5%NaCl

тобетон-

 

 

ные

 

 

блоки

 

 

 

1 : 0,6 : 4,1

 

Известняк

1 : 0,28 : 4,2

9%NaN02 + l,5’%NaCl

 

 

 

Нормальное сцепление, кг/смя

 

раствора

ipn сжатии

 

 

 

консистен­

(кг/сма), хранившегося

 

 

 

 

 

min.

max.

среднее

ция si,

 

 

см

в лабо­

совместно

 

 

 

 

ратории

с кладками

 

 

 

4

 

79,5

0,01

0,03

0,02

6

67,0

0,02

0,05

0,03

8

29,4

63,4

0,05

0,22

0,13

10

56,4

0,03

0,18

0,10

12

75,0*

48,5(83,5)*

0,03

0,09

0,06

8—9

41,1

0,03

0,09

0,06

8

29,4

67,0

0,14

0,95

0,75

4

46,7

0,18

0,52

0,29

6

48,7

0,39

0,69

0,52

8

28,2

42,7

0,11

0,77

0,56

10

37,9

0,34

0,53

0,43

12

55,2*

25,3

0,43

0,62

0,50

8—9

45,4

0,30

0,73

0,43

8—9

28,2*

42,7

1,05

2,16

1,69

10—11

38,0

0,92

2,19

1,62

* Растворные кубы были подвержены трехкратному увлажнению в течение первых 7 суток хранения в лаборатории.

20

мень». В результате контактные слои блоков, в составе кото­

рых находится

значительное

количество

кремнезема

(Si02-n-H20 ),

вступают в реакцию с едким

калием. Про­

дукты реакции вследствие адсорбции влаги расширяются и вызывают давление, способствующее разрушению контакт­ ных слоев камня. При испытании таких кладок разрушение происходит обычно по контактным слоям камня при очень низких значениях разрушающих усилий [2].

Можно полагать, что именно поэтому увеличение содер­ жания поташа в растворе сверх 10% приводит к снижению прочности сцепления в кладках, вызревающих в среде с по­ вышенной влажностью. Вместе с тем 10%-ная добавка по­ таша 'не обеспечивает набор проектной прочности раствора, особенно если конструкция находится в условиях перемен­ ного увлажнения и проветривания при температурах ниже

— 15°С.

Как показали опыты, растворные кубы, хранившиеся

в таких

условиях, снаружи были почти полностью разморо­

жены, тогда как контрольные кубы, первые 7 суток нахо­ дившиеся в термокамере при t = —30°С, показали проект­ ную прочность.

О низкой водостойкости бетонов, содержащих поташ, свидетельствуют также работы других исследователей. Так, по данным А. А. Шишкина, талая вода вымыла из бетон­ ных конструкций поташ, содержание которого в бетоне достигало 25% от веса цемента, что привело к аварийному состоянию перекрытия строящегося Тульского аэровокзала

[3 ].

Н. С. Сальников и Ф. М. Иванов [4] обращают внима­ ние на возможность развития коррозионного процесса в бе­ тоне с 10% поташа, особенно если в бетоне в качестве за­ полнителя содержатся реакционноспособные породы. Убе­ дительные доказательства этого положения получены в опытах ОИСИ. В железобетонных конструкциях, содержа­ щих в качестве антиморозной добавки 10% поташа от веса цемента, подвергавшихся раннему замораживанию и после­ дующему оттаиванию с увлажнением осадками, было за­ фиксировано разрушение верхнего слоя бетона (рис. 1). Верхний слой бетонных и растворных контрольных кубов, хранившихся в аналогичных условиях, был также подвер­ жен интенсивной коррозии с образованием в нем глубоких раковин и обнажением зерен заполнителя (рис. 2). Не слу­ чайно, применение поташа в растворах и бетонах нормами не допускается к использованию в конструкциях, эксплуати­ руемых при влажности воздуха свыше 60%.

На III этапе исследований были выполнены опытные мелкоблочные кладки на растворах с добавкой нитрита натрия. Для кладки использовались растворы с повышен­ ным содержанием вяжущего. Контактные поверхности бло-

82

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ