книги из ГПНТБ / Митрофанов, Е. Н. Армоцемент

Е. Н. МИТРОФАНОВ

А Р М О Ц Е М Е Н Т

ЛЕНИНГРАД СТРОЙИЗДАТ. ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

1973

ПРЕДИСЛОВИЕ

3

Имеющиеся примеры применения армоцементных элементов дисперсного армирования в многослойных железобетонных кон­ струкциях открывают новые возможности армоцемента.

Разработаны различные технологические методы изготовления

В В Е Д Е Н И Е

В настоящее время армоцемент достаточно широко приме­ няется в качестве конструкционного материала для изготовления пространственных конструкций покрытий зданий и сооружений. Основным технико-экономическим' стимулом его применения явля­ ется значительное сокращение веса покрытия по сравнению с желе­ зобетонным аналогом, что выгодно не только для уменьшения дей­ ствующих на сооружение нагрузок, но и для более полного и эф­ фективного использования работы материала в конструкциях при эксплуатационном воздействии полезных нагрузок.

Впервые в Советском Союзе армоцементные конструкции были применены в 1957 г. в покрытиях Московского рынка в Ленин­ граде и станции метро «Ленинские горы» в Москве. За последние пятнадцать лет разработано и внедрено в строительство свыше 25 вариантов сборных конструкций покрытий складчатого и свод­ чатого типов.

В жилищно-гражданском строительстве армоцемент начинает применяться в элементах санитарно-технического оборудования, объемных блок-комнат, кровельных плитах, стеновых панелях.

Впромышленном строительстве армоцемент успешно прошел проверку в конструкциях покрытий, стеновых панелях, перегород­ ках, подвесных потолков и т. д. Практика подтвердила эффектив­ ность применения армоцемента в гидротехническом и ирригаци­ онном строительстве и одновременно выявила необходимость по­ вышения долговечности армоцементных конструкций подобного назначения.

Всудостроении армоцемент более эффективен, чем железобе­ тон, ибо снижение веса корпуса позволяет увеличить грузоподъ­ емность судна без изменения его водоизмещения, а также сокра­ тить расход стали, повысить скорость движения. Опыт стро­

ительства и эксплуатации прогулочных катеров, баркасов, барж и плавучих кранов свидетельствует о технико-экономической вы­ годе применения армоцемента благодаря его повышенной трещиностойкости, плотности и хорошей сопротивляемости действию динамических нагрузок по сравнению с аналогами из железобе­ тона, стали и дерева.

В сельском хозяйстве при строительстве резервуаров, амфор, хранилищ для сыпучих материалов, покрытий складских и произ­ водственных помещений армоцемент успешно выдержал конку­ ренцию и занял должное место среди других конструкционных материалов. Однако было бы неправильным считать, что вопрос

5

об использовании армоцемента в конструкциях уже решен пол­ ностью. Из-за недостатка сведений о закономерностях напря­ женно-деформированного состояния конструкций возникают опре­ деленные затруднения в прогнозировании их работы и создании практических методов расчета с учетом неупругих деформаций.

сдвиги, в первую очередь за счет комплексного учета влияния раз­ личных факторов на деформативные и прочностные свойства ар­ моцемента.

Большой вклад в развитие армоцементных конструкций в СССР

внесли И. Н. Ахвердов, Ю. М. Баженов, В. К. Балавадзе, В. А. Гастев, А. А. Гвоздев, Е. Я- Гродский, И. А. Лобанов, А. П. Морозов,

применения рекомендуемых методов расчета ни в коей мере не снижают их ценности.

Выпуск в свет важного документа по проектированию кон­ струкций сыграл положительную роль в пропаганде армоцемента как конструкционного материала. В настоящее время он завоевы­ вает все новые и новые позиции в различных отраслях народного хозяйства.

Многообразие конструктивных форм армоцементных конструк­ ций, методов изготовления и условий эксплуатации свидетель­ ствует о больших потенциальных возможностях армоцемента как конструкционного материала. Наряду с этим возникает необходи­ мость разработки методических рекомендаций по определению надежности армоцементных конструкций. Решение этой задачи потребует дополнительной информации о действительной работе конструкции при натурных испытаниях и в эксплуатационных ус­ ловиях, оптимизации конструктивных решений, а также о свойст­ вах армоцемента.

Армоцемент по своей природе является разновидностью желе­ зобетона; однако ему присущи свои особенности и специфика.

Армоцементу, так же как и железобетону, свойственны три ста­ дии работы, но в армоцементе упругопластическая стадия развита гораздо больше за счет замедленного раскрытия большего коли­ чества трещин. Этим, собственно, в основном и объясняется ак­ тивное включение арматуры при растяжении армоцемента.

Все это позволило получить в аналитическом виде или в форме номограмм расчетные и нормативные характеристики дисперсно-

6

Г л а в а п е р в а я

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРМОЦЕМЕНТА

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Армоцемент по своей природе является разновидностью же­ лезобетона, причем отличительные его особенности — это тонкостенность и армирование. С физической же точки зрения термин «армоцемент» трактуется по-разному.

Некоторые авторы [16, 85, 48, 33] считают, что армоцементом следует называть мелкозернистый (цементно-песчаный) бетон с арматурой в виде стальных сеток из проволоки диаметром 0,5— 1,5 мм. Дополнительное армирование бетона стержневой арма­ турой ими не исключается.

Другие авторы [3, 20, 24, 51, 57] вводят дополнительно усло­ вия по степени интенсивности армирования бетона стальными сет­

В работах В. К. Балавадзе [3] под армоцементом понимается мелкозернистый бетон, армированный стальными проволочными прутьями или сетками таким образом, чтобы любое его нормаль­ ное растянутое рабочее сечение находилось под влиянием арми­ рования. Данное определение, с нашей точки зрения, не исключает предыдущее, а характеризует максимальную степень интенсивно­ сти армирования бетона, при которой предел упругости армоцемента повышается.

Очевидно, при большом разнообразии способов армирования бетона стальными сетками целесообразно иметь нижний предел коэффициента армирования, при котором начинают заметно про­ являться свойства армоцемента, отличные от железобетона.

В СН 366—67 даны пределы сетчатого армирования мелко­ зернистого бетона 0,004^ (li^0,025, а также ограничения армиро­ вания 1 см толщины сечения четырьмя сетками. Имеются также указания о применимости расчетной формулы определения ши­ рины раскрытия трещин при комбинированном варианте арми­ рования лишь при ца =^2ц.0 . Таким образом, в СН 366—67 в той или иной мере учитывается влияние армирования на деформативные свойства армоцемента.

Различное армирование бетона вызывает определенные изме­ нения физико-механических свойств армоцемента, что предопреде­ ляет возможность построения расчетных моделей армоцементных элементов соответственно их классификации по армированию.

8

Различают две разновидности армоцемента с существенно от­

сетки выполняют лишь конструктивные функции, такая разновид­

в конструкциях покрытий, хотя они по сравнению с дисперсно-ар­ мированными конструкциями проигрывают в толщине и собствен­ ном весе.

НИИСК Госстроя СССР, Оргэнергостроя, НИИ сельстроя, ЦНИИ промздаиий, НИИ стройматериалов и конструкций АН БССР, ТНИИЭ и Г и др. Наряду с решением конкретных задач по раз­

зрра, Г. С. Родо'в;а, В. Д. Таирова, Н. В. Боровского, Б. Ф. Лы­ сенко, В. Б. Минца, Е. Я. Гродского, А. Б. Гродека, И. Н. Ахвердова, Л. К. Лукша, Г. Д. Цискрели, В. К. Балавадзе, Ю. М. Ба­ женова— проведены большие комплексные исследования по изучению прочности, деформативности, усадки, ползучести армо­ цемента с широким диапазоном армирования, что обеспечило ус­ ловия для разработки Указаний по проектированию армоцемент­ ных конструкций (СН 366—67).

В упомянутых Указаниях армоцемент независимо от армиро­ вания рассматривается как разновидность железобетона со всеми вытекающими из этого задачами расчета и конструирования.

Дальнейшие исследования свойств армоцемента и работы кон­ струкций при эксплуатации дали новые сведения об армоцементе, обогатив наши познания в области физических основ прочности

идеформативности материала.

Внастоящей главе обобщены результаты исследований армо­ цемента с широким диапазоном армирования и прочности бетона. Подробно рассмотрены вопросы деформативности армоцемента, получена обобщенная диаграмма его растяжения, изучена работа армоцементных элементов при изгибе.

§2. СТРУКТУРА АРМОЦЕМЕНТА

Армоцемент представляет собой композит из мелкозернистого (песчаного) бетона, дисперсно-армированного только сетками из тонких стальных проволок или в сочетании со стержневой арма-

9