книги из ГПНТБ / Баулин Д.К. Междуэтажные перекрытия из легких бетонов

щпе результаты испытаний образцов из крупнопористого беспесчаного бетона (ш = 0), индексами не отмечены.

На основании приведенных результатов нельзя сде­ лать какие-либо выводы о влиянии фактора т. Во вся­ ком случае, это влияние не столь очевидно, чтобы о нем

кие значения прочности при осевом растяжении, чем об­ разцы, изготовленные при том же расходе цемента с ча­ стичной или полной заменой пористого песка кварцевым. Эти значения при «1=0,18, 0,28 и 0,47 и соответствую­ щей прочности при сжатии (/?0 ж=46,52 и 86 кгс/см2) ле­ жат выше нормативной кривой, тогда как все значения прочности при осевом растяжении, полученные на об­ разцах с применением кварцевого песка (при малом рас­ ходе цемента), лежат ниже. Самые низкие значения А'р при расходе цемента около 150 кг/м3 соответствуют со­ ставам керамзптобетона с применением только кварце­

для керамзитобетона на дробленом керамзитовом песке. При т = 0 , 1 8 и т = 0 , 2 8 эти значения практически сли­ ваются. Довольно близки они и при m=0,47, особенно если учесть трудности центрирования «восьмерок». От­ меченное явление свидетельствует об отсутствии у этих образцов перераспределения напряжений при изгибе.

Опыты с балками, изготовленными с применением кварцевого и пористого песка в соотношении 1:1, пока­ зывают промежуточные результаты.

При увеличении расхода цемента до 255—260 кг/м3

63

прочность на растяжение (как осевое, так п при изгибе) керамзптобетона, приготовленного с применением толь­ ко дробленого пористого песка, явно уменьшается.

Чрезвычайно низкая прочность на растяжение оста­ ется и при дальнейшем увеличении расхода цемента — почти до 500 кг/м3. Спорадическое расположение точек, соответствующих этому виду бетона, показывает, что по­ лученные значения не подчинены никакой закономер­ ности. Так, в одном случае при прочности на сжатие 150 кгс]см2 предел прочности при осевом растяжении со­ ставляет всего 5,3 кгс/см2. Причем низкие результаты, полученные при осевом растяжении, вполне подтверж­ даются соответствующими значениями прочности при изгибе.

При испытании образцов-«восьмерок» определяли модуль деформаций при растяжении в интервале напря­ жений от 0,15—0,25 Я р до 0,5—0,7 /?р. Зависимость нап­ ряжений от деформаций в этом интервале носила почти линейный характер.

Несмотря на хаотический разброс значении прочнос­ ти при растяжении, значения модуля деформаций керам­ зптобетона на пористом песке с увеличением расхода це­ мента продолжали возрастать и примерно соответствова­ ли величинам начального модуля упругости при сжатии. Следовательно, к началу испытаний образцы не имели трещин, их низкую прочность можно объяснить только высокими внутренними напряжениями растяжения в по­ верхностном слое.

Появление значительных внутренних напряжений при расходе цемента более 200 кг/м3 является, по-видимому, особенностью легкого бетона на пористом песке с высо­ ким содержанием химически активных пылевидных час­ тиц. Все повторные опыты давали такие же результаты.

Между тем исследования растворов на пористом пес­ ке, проведенные ни ж. Т. В. Калашниковой под руковод­ ством Н. Я. Спивака, показали высокую прочность на изгиб балочек размером 4X4X16 см при таком же со­ держании пылевидных частиц.

Керамзитобетон, полученный на смеси кварцевого и пористого песков, в котором, следовательно, было вдвое меньше пылевидных частиц керамзита, показал интен­ сивный рост прочности при растяжении с увеличением расхода цемента. Именно для этого вида бетона при расходе цемента около 500 кг/м3 была получена самая

64

нормативному сопротивлению при растяжении для бето­ на марки 300. В данном случае прочность керамзитобетона при сжатии составляла 216 кгс/см2.

Однако в большинстве случаев прочность на растя­ жение при изгибе керамзитобетона на кварцевом песке выше, чем на смеси песков.

Почти все значения прочности' на растяжение при изгибе керамзитобетона на кварцевом песке лежат вы­ ше нормативной кривой. Прочность при осевом растяже­ нии обоих видов бетона примерно одинакова.

Наиболее стабильный рост прочности на растяжение (осевое и при изгибе) с увеличением предела прочности при сжатии наблюдается у керамзитобетона на кварце­ вом песке со значением фактора т — 0,5. В этом случае прочность при растяжении почти пропорциональна проч­ ности при сжатии.

кварцевого песков—1,66; для керамзитобетона на квар­ цевом песке — 2,11. При оценке этих показателей следу­ ет учитывать невысокую точность центрирования образ-

В случае использования керамзитового песка при из­ менении т от 0,18 до 0,47 указанное отношение возрас­ тает от 1,28 до 1,65. Для керамзитобетона с использова­ нием смеси песков изменение т в тех же пределах при­ водит к увеличению рассматриваемого отношения от 1,42 до 1,93. В керамзитобетоне на кварцевом песке такое из­ менение не наблюдается.

Приведенные данные свидетельствуют об уменьше­ нии доли пластических деформаций растяжения при ис­ пользовании пористого песка. Это можно объяснить тем, что предельная растяжимость легкого бетона мало за­ висит от вида применяемого песка и, следовательно, сни­ жение модуля упругости при растяжении приводит к увеличению доли упругих деформаций, уменьшая тем

самым возможности пластического перераспределения напряжений.

Результаты исследований прочности керамзитобето­ иа при растяжении показали, что не следует рекомендо­ вать его составы, полученные без применения кварцево­ го песка, для производства несущих конструкций, жест-

АЕ'Ю'^кгс/см2

Т//н}1,Ь U 1 0,8 0,6 40 80 ПО 160 Р,кГс/СМ2

Рис. 26. Зависимость начального модуля упругости ке­ рамзитобетоиа Е от кубпковой прочности бетона при

кость которых в значительной степени зависит от рабо­ ты бетона в растянутой зоне. Для выявления причин низкой трещиностойкости такого бетона необходимы дальнейшие исследования.

В процессе исследования было получено большое ко­ личество значений модуля упругости керамзитобетоиа при сжатии и растяжении.

При максимальном расхождении отдельных значений

чем при сжатии, что свидетельствует о практически пол­ ном их совпадении.

66

Полное совпадение отмечается и по отдельным ви­ дам бетона. Для керамзнтобетона на пористом песке среднее отклонение составляет — 0,24%; иа смеси песков 4-1,96%; на кварцевом песке —1,22%.

Отдельные расхождения между величинами модулей упругости при сжатии и растяжении в основном можно отнести за счет значительно меньшей точности опреде­ ления последних. Поэтому при дальнейшем анализепо­ лученных данных использованы только более достовер­ ные значения модулей упругости, определенные по ре­ зультатам испытаний призм.

На рис. 26 показаны графики зависимости модуля упругости от кубпковой прочности бетона при сжатии и объемной массы в сухом состоянии. Эти графики по­ казывают, что при одинаковой прочности при сжатии н использовании одних и тех же материалов значения мо­ дулей упругости могут отличаться в больших пределах. Более высокие значения модулей упругости при одина­ ковой прочности, как правило, соответствуют большим значениям объемной массы.

Но так как объемная масса бетона зависит от струк­ турного фактора т, то и значения модуля упругости мо­ гут быть представлены в функции от т. Графики, пред­ ставленные на рис. 27, показывают, что такую важную характеристику бетона определенной прочности, как мо­ дуль упругости, нельзя связывать только с видами круп­ ного и мелкого заполнителя и что определенную роль играет также строение бетона, характеризуемое значе­ нием фактора т.

Для нахождения зависимости модуля упругости бето­ на от свойств крупного заполнителя и растворной части можно воспользоваться моделью бетона, которая рас­ смотрена в п. 2 настоящей главы.

Но поскольку деформативность бетона не связана с наиболее слабым сечением, проходящим через центры гранул, а характеризуется свойствами материалов во всем объеме рассматриваемого тела, то сферическую форму заполнителя в этом случае можно заменить рав­ ным по объему цилиндром с усредненными сечением и высотой, или даже призмой того же объема. Тогда рас­ четная схема бетонного образца может быть представле­ на в виде призмы из раствора высотой Я, с площадью сечения F, внутри которой расположена подобная приз­ ма из материала заполнителя (рис. 28). Высота этой

внутренней призмы из условия подобия при объемном содержании крупного заполнителя со будет равна h =

m

Таким образом, в ранее рассмотренной модели пло­ щадь сечения крупного пористого заполнителя в наибо­ лее слабом сечении элемента принималась больше ус­ редненной на 10%, что в общем вполне оправдано.

Используя модель, изображенную на рис. 28, можно модуль упругости бетона £б представить в виде функ­ ции от модуля упругости растворной части Е-р.ч, модуля упругости крупного заполнителя Е3 и от его объемного содержания в бетоне со:

68

При изменении модуля упругости заполнителя от О до оо модуль упругости бетона имеет вполне определен­ ное конечное значение. Если же модуль упругости рас­ творной части равен 0, то, согласно приведенной форму­ ле, модуль упругости бетона также будет равен 0. Та­ ким образом, эта формула вполне отражает роль каждого компонента в бетоне при отсутствии в нем не­ заполненных межзерновых пустот.

В связи с тем, что в рассматриваемых опытах исполь­ зуется крупный заполнитель одной партии с более или менее постоянной плотностью и в результате испытаний получена большая и разносторонняя информация о проч­ ности и модулях упругости бетона с его применением, вполне разрешимой становится задача определения та­ ких параметров этого заполнителя в бетоне, как проч­ ность и модуль упругости.

Знание этих параметров позволяет оценить свойства растворной части в бетоне, которые по рассмотренным

можно известную из опыта прочность бетона выразить через прочность заполнителя в бетоне, его модуль упру­

заполнителя, можно получить еще два уравнения, но только с одним новым неизвестным — модулем упруго­ сти растворной части бетона второго состава.

Бетоны, результаты испытаний которых могут быть использованы для составления этих уравнений, должны отвечать трем условиям:

1) иметь слитное строение; все межзерновое прост-

69