книги из ГПНТБ / Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона

т,рения между плитами пресса и горизонтальными гранями образца. Предел прочности образца характеризуется значе­ нием Rg.

При испытании такого же образца в тех же стандартных условиях, но при смазке плит пресса, устраняющей опорное трение, разрушение имеет вид, представленный на рис. 39, а значение предела прочности R'r меньше, чем Кб.

В первом случае развитию деформаций по объему образ­ ца мешали силы трения образца у плит пресса, во втором разрушение произошло в результате превышения предельных деформаций в перпендикулярном к оси сжатия направлении.

Суммарные опорные силы трения 2 Т = 2 а2т* упрочняющие образец бетона по горизонтальным площадкам со стороной а, должны быть распределены на весь объем образца V = a 2h (при высоте образца h). Тогда относительное упрочнение об­ разца может быть выражено упрочняющим напряжением з единице объема

упр__ 2 Т _ 2т

°об

Из установленной зависимости можно сделать следующие выводы.

1. При h= a относительное упрочнение образца будет расти при уменьшении его размеров и уменьшаться при уве­ личении их

vnp 2т

°об — а *

Эта зависимость может быть выражена формулой

R2-lgai = R2-lga2,

где ai и а2— размеры ребер кубических образцов бетона в см\ Ri и R2 — соответственно прочности образцов бетона при сжатии в кГ/см2;

или, учитывая, что размер стороны стандартного куба равен

20 см,

RMg20=RMg'x,

где х — размер стороны испытываемого образца в см. Испытав кубический о б р а з е ц бетона со стороной х и полу­

чив прочность Rx, по этой формуле можно вычислить мароч­ ную прочность бетона Re.

Для практически используемых при изготовлении бетон­ ных образцов стандартных форм-кубов в ГОСТ 10180-67 при­

112

3. При h < a высота призмы меньше стороны её основания. В этом случае особенно значительно сказывается упрочняю­ щее действие сил трения на объем бетона.

В качестве примера приведены результаты испытания об­

При расчете изгибаемых и внецентренно сжатых элемен­ тов пользуются прочностью бетона на сжатие при изгибе RH> которую определяют по зависимости

RH= 1,25 Rnp-

Прочность бетона при растяжении может быть определена через кубиковую прочность по эмпирической формуле Фепе

Rp= 0,5|/ Щ".

Однородность бетона по прочности

При массовом приготовлении бетонных конструкций и из­ делий на заводах ЖБИ или крупных стройках технология приготовления, укладки и твердения бетона в среднем обес­ печивает проектную марку (нормативное сопротивление). Но можно ли использовать это значение как расчетную величину?

Фактически прочность бетона в изделиях за период работ отклоняется от нормативного сопротивления в ту и другую сторону, что можно установить испытанием контрольных об­ разцов. Очевидно, в качестве расчетного нужно брать не нор­ мативное сопротивление, а наименьшее, обеспечив конструк­ ции надлежащий запас прочности.

В настоящее время расчетное сопротивление вычисляют умножением нормативного сопротивления на. коэффициент однородности бетона

RpacM^S-RHOpM" К •

Коэффициент однородности бетона — это нормируемое

114

значение показателя однородности. Показатель однородности получают как частное от деления минимально вероятной

прочности на нормативное сопротивление К— Rmln--.Таким об­

разом, значения расчетного сопротивления берутся меньше или равными минимально вероятной прочности бетона в изго­ товляемых конструкциях.

Минимально вероятным в технике считают событие, кото­ рое повторяется не более чем три раза из тысячи. Для расчета Rmin достаточно иметь 160—200 значений прочности бетона, например испытаний контрольных образцов на сжатие. При этом нужно брать данные испытаний всех образцов, без осред­ нения значений прочности в сериях образцов одного состава.

По полученной выборке прочности образцов, используя положения теории вероятности, можно установить закономер­ ность распределения их прочностей.

Кривая распределения вероятных событий Гаусса — Лап­ ласа выражается уравнением

2х,

_х1+х2+ хз+. • • +Xn_ 1_

пп ’

XI — текущее значение прочности . (данные испытания об­ разцов);

и— количество образцов;

а— среднее квадратичное отклонение прочности образ­ цов, называемое стандартом,

П

£(М—xj)2

а=

} п

Как видно из уравнения Гаусса — Лапласа, кривая рас­ пределения вполне определяется параметрами М и or, которые могут быть вычислены по имеющимся данным . испытаний образцов.

Общий вид кривой распределения с указанием ее пара­ метров представлен на рис. 4.1.

Лапласа соответствует площади, заключенной между кривой и осью абцисс в интервале от 0 до х.

У

Рис. 41. Кривая Гаусса — Лапласа.

Приравняв значение этой площади 0,997 и произведя ин­ тегрирование, получим значение минимально вероятной проч­

ности х = М —Зет.

Исходя из этой зависимости, имея значения М и а, опре­

деляют

R m ln = М— ЗсГ

и показатель однородности К

116

ние коэффициента вариации или изменчивости.

Если Cv^0,12, то вычисление производят по приведенной формуле. Если Cv>0,12, то расчет К надо производить'с уче­ том возможностей асимметрии кривой. В этом случае вычис­ ляют значение S, называемое мерой асимметрии,

Е(а—М)3

S = —---- 5-------- • ° 2 п-с3

По отношению S/Cv, пользуясь номограммой, определяют коэффициент q (рис. 42) и показатель однородности по фор­ муле

!

Рнс. 42. Номограмма для определения коэффициента q в зависимости от СУ и отношения S/Cv.

117

Накапливая данные о значениях показателей однороднос­ ти по заводам ЖБИ и стройкам ЦСУ, устанавливают единый 'коэффициент однородности, обязательный при расчете бетон­ ных и железобетонных конструкций.

Современные «Строительные нормы и правила» нормиру­ ют коэффициент однородности бетона чна сжатие в пределах 0,55—0,60. Значение его еще низко (коэффициент однород­ ности для металлов имеет значения 0,85—0,90). Дальнейшее развитие технологии и культуры производства бетонных ра­ бот позволит увеличить коэффициент однородности, что будет способствовать снижению себестоимости бетонных изделий1.

Методика практического определения показателя однород­ ности бетона по прочности

1.Берут 150 значений прочности контрольных образцов, испытанных за характерный для производства период, для бетона определенного состава.

2.Для упрощения расчетов значения прочностей группи­ руют в пределах ближайших 10 и 20 кГ/см2. В каждой группе

определяют среднюю прочность и количество образцов,.

3.Вычисляют среднее арифметическое значение прочнос­

ти М.

4.Вычисляют стандарт а и изменчивость Су.

5.Определяют показатель однородности по формулам

Пр и ме р . Завод Ж БИ изготовляет плиты П КЖ из бетона марки 200.

В течение месяца работы испытан 51 контрольный образец1, результаты ис­ пытаний сведены в табл. 17.

' В настоящее время разработан проект нового ГОСТ «Бетоны. Оцен­

ка прочности и однородности», в котором вводится статистический конт­

роль прочности бетона на заводах Ж БИ , товарного бетона и на строитель­

прочности бетона, и наоборот. Переход на статистический контроль, позво­ лит предприятиям, выпускающим продукцию с высокой однородностью бетона, назначать среднюю прочность ниже проектной, в то время как при

низкой однородности среднюю прочность необходимо увеличивать. Таким

118

Т а б л и ц а 17

Результаты испытаний контрольных образцов бетона

В каждой группе значения прочностей разнятся между собой в пределах

119

В дальнейшем расчете используем средние прочности н соответствен­

ные количества образцов.

Определяем среднее арифметическое значение прочности

Показатель однородности

К = ^ [1 -3 -0 ,1 ]= 0 ,7 (70%).

Нарастание прочности бетона во времени

Как известно, марочная прочность бетона определяется на 28-е сутки твердения образцов в нормальных температурно­ влажностных условиях. Твердение бетона продолжается еще на протяжении длительного времени, но прирост прочности идет крайне медленно. Только за два-три года последующего твердения прирост прочности бетонов на портландцементе может достичь значений, набранных за первые 28 дней. При длительных сроках ввода сооружений в эксплуатацию необ­ ходимо учитывать дополнительное к марочной нарастание прочности бетона во времени, что может дать ощутимую эко­

1 20