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

ранство гравия должно быть заполнено растворной ча­ стью;

2) прочность растворной части в бетоне должна быть выше прочности самого бетона;

3) отношение модуля упругости к прочности у рас­ творной части должно быть меньше, чем у крупного за­

сжимаемость растворной части больше, чем заполните­ ля. Поэтому разрушение начинается с раздавливания гранул керамзитового гравия. В этом случае полностью используется прочность крупного заполнителя.

Прочность растворной части к моменту начала раз­ рушения остается недоиспользованной. Следовательно, определив по формуле (12) после соответствующих пре­ образований модуль упругости растворной части, при­ готовленной на пористом песке, можно затем только ука­

четная прочность бетона больше фактической, то это оз­ начает, что Rp.4 = Re-

Таким образом, за исключением последнего случая, прочность растворной части на пористом песке остается неопределенной.

Для остальных видов бетона на кварцевом песке и на

ется определить как модуль упругости, так и прочность растворной части.

70

Результаты этих расчетов в виде графика зависимо­

вая нормативных значений модуля упругости для мелко­ зернистых бетонов по СИиП П-В.1-62*.

Ерч.НЮОкгс/см2

2Ш 1 1 1 1 1 1 1 1 г—г—]

220 1

та марки 400 близка к теоретическому пределу для за­ полнителя прочностью около 160 кгс/см2.

71

Приведенные данные свидетельствуют о том, что со­ держание крупного заполнителя в бетоне влияет на ус­ ловия уплотнения растворной части, а также на интен­ сивность деструктивных процессов, связанных с мигра­

структурообразования. Чем ниже относительное содер­

к повышению объемной массы бетона. Для конструктив­ ных бетонов оптимальное значение фактора т находит­ ся в пределах 0,4—0,5, что соответствует относительно­ му объемному содержанию крупного заполнителя 0,45—

прочность бетона выше прочности заполнителя, т сле­ дует принимать равным 0,5.

При проведении описанного исследования каждая се­ рия образцов включала в себя по шесть кубов с разме­

призм, «восьмерок» и балок. Результаты испытаний ку­ бов не показали закономерного изменения прочности за этот небольшой период времени.

Для анализа соотношения прочности кубов различ­ ного размера кроме результатов данного исследования были привлечены результаты аналогичных исследова­ ний, проведенных в отделе легкобетонного домостроения ЦНИИЭП жилища (рук. отдела к. т. н. Н. Я. Спивак), — преимущественно по изучению теплоизоляционно-конст­ руктивных бетонов марок 50 и 75. Таким образом, об­ щее количество частных результатов, использованных для определения влияния масштабного фактора при "раз­ личных модификациях керамзитобетоиа, составило бо­ лее 1000.

В настоящее время марка легкого бетона по прочно­ сти при сжатии устанавливается по результатам испы­ тания кубов размером 15X15X15 см. Поэтому проч­ ность' кубов с ребрами размерами 20 и 10 см была отне­ сена к прочности кубов с ребрами размером 15 см.

72

При анализе результатов испытаний было установле­

при различных значениях структурного фактора т со­

песке, особенно низких марок, наибольшую прочность показывают кубы с размером ребра 15 см.

Размеры кубов, не оказывая большого влияния на средний показатель прочности при сжатии, в значитель­ ной степени определяют величину изменчивости получа­ емых результатов. Кубы с большими размерами ребер показывают более высокую однородность результатов испытаний. Так, внутригрупповая изменчивость в сериях из шести кубов с размером ребра 20 см составляет в среднем 5,8%, тогда как для кубов с меньшими разме­ рами ребер (15 и 10 см) эта изменчивость значительно выше — соответственно 7,7 и 9,1%.

6. П Р И З М Е Н Н А Я П Р О Ч Н О С Т Ь

В настоящее время трудно согласовать все имеющие­ ся сведения по соотношению призменной и кубиковой прочности легкого бетона.

Подготовка опорных поверхностей призм, примене­ ние в ряде случаев прокладок, выравнивающих контакт­ ные напряжения, а также тщательное центрирование по физической оси приводят к тому, что призменная проч­ ность нередко превышает кубпковую и в среднем Ька-

73

зывается выше значений, указанных в СНиП П-В. 1-62. На этом основании часто делают вывод, что призменная прочность легких бетонов выше, чем тяжелых.

Данные, имеющиеся в ЦНИИЭП жилища, показы­ вают, что призменная прочность тяжелых бетонов так­ же, как правило, заметно превышает нормативные зна­ чения.

Изучение зависимости между призменной и кубиковой прочностью некоторых видов легкого бетона на по­ ристых заполнителях показало, что в большинстве слу­ чаев отношение призменной прочности к кубиковой хо-

мость между призменной и кубиковой прочностью мо­ жет заметно отличаться от указанной. Так, для легкого бетона на перлитовом щебне и песке с насыпной массой

можности оценки результатов определения начальных модулей упругости. В строительных нормах призменную прочность намечается использовать в качестве единст­ венного показателя прочности бетона при сжатии. Такое решение обусловлено учетом действительного характера

ния напряжений сжатия ограничена, действительный ха­ рактер эпюры этих напряжений может существенно от­ личаться от прямоугольного, принимаемого в расчете несущей способности. Поэтому, принимая повышенное сопротивление сжатию при изгибе, необоснованно завы­ шают расчетную несущую способность некоторых видов железобетонных конструкций.

Замена расчетного сопротивления сжатию при изгибе несколько увеличенным расчетным значением призмен­ ной прочности приведет к повышению недостаточного

74

коэффициента запаса переармпрованных конструкций и практически не повлияет на расчетную несущую способ­ ность элементов междуэтажных перекрытий, которая за­ висит, главным образом, от сечения и расчетного сопро­ тивления рабочей арматуры.

7. М О Д У Л Ь УПРУГОСТИ

Многие экспериментальные значения начальных мо­ дулей упругости различных видов и модификаций лег­ ких бетонов на пористых заполнителях заметно отлича­ ются от нормативных. Причем по мере накопления экс­ периментальных данных возрастает и количество противоречивых сведений. Следовательно, для уменьше­ ния разнородности показателей необходимо типизиро­ вать структуру легких бетонов в зависимости от назна­ чения конструкций, в которых они применяются, п тех­ нологии производства этих конструкций.

Значения объемной массы и начальных модулей уп­ ругости легких бетонов типизированных структур, реко­

ражение эмпирической зависимости модуля упругости от

объемной массы, представленной в виде степенной функ­

Этот вывод согласуется с данными Г. Д. Цискрели и А. Б. Пирадова, которые в своих формулах предложили принимать прямую пропорциональность между значени­ ями объемной массы и модуля упругости легких бето­ нов. Указанные авторы по-разному оценивают зависи­ мость модуля упругости легкого бетона от его прочности при сжатии: в формуле Г. Д. Цискрели принята про-

75

порциональность модуля упругости прочности при сжа­ тии в степени 7з, в формуле Пирадова — степени 7г-

Статистическая обработка экспериментальных дан­ ных, имеющихся в ЦНИИЭП жилища, дает промежу­

= 11 Ycyxtf0'4-

Выведенная зависимость в основном обеспечивает хо­ рошую сходимость расчетных значений с фактическими. Исключение составляют керамзитоперлитобетоны, для которых данная формула в большинстве случаев дает завышенные значения модулей упругости. Это отклоне­

стей бетонов на пористых заполнителях в большей сте­ пени зависят от значений объемной массы. Поэтому предложенная формула для этих видов бетона дает не­ сколько заниженные значения модуля упругости. Это расхождение увеличивается с повышением объемной массы бетона. Следовательно, для указанных бетонов целесообразно принимать более высокое значение пока­

зуя нормативные значения модуля упругости тяжелого бетона (СНиП П-В. 1-62*), величину модуля упругости бетона на пористых заполнителях с повышенным значе­ нием объемной массы можно определить из следующей зависимости:

76

где у сук — объемная масса легкого бетона в сухом со­ стоянии, г/см3 или т/м3.

Эта формула обеспечивает хорошую сходимость с опытными данными лишь при высоких значениях объ­ емной массы легких бетонов (шлакопемзобетон, керам­ знтобетон на кварцевом песке марки 200 и выше).

Рассмотренные формулы дают одинаковые величины модуля упругости при следующих значениях объемной массы легкого бетона: марки 100—1550 кг/м3-; марки 150—1450 кг/м3; марки 200—1400 кг/м3; более высоких марок —1350 кг/м3.

При меньших значениях справедлива формула

£ л . б= 11 ТсухЯ0 , 4 ; при больших — £л .б = 0,3 £T.6Vcyx • Следовательно, последняя формула может быть ис­

пользована с указанными ограничениями для определе­ ния модулей упругости большинства видов конструктив­ ных легких бетонов (особенно высоких марок).

Ввиду большого разнообразия свойств пористых за­ полнителей и бетонов на их основе конкретные значения коэффициентов и показателей степени, указанные в предложенных формулах, не во всех случаях обеспечи­ вают высокую сходимость расчетных величин модулей упругости с опытными данными. •

Указанные значения расчетных параметров были ус­ тановлены нами на основании результатов исследова­ ний керамзитобетона, перлитобетона и шлакопемзобето-

от прочности и объемной массы может быть представ­ лена лишь в общем виде: Еб =

В этом случае вместо развернутых таблиц для лег­ ких бетонов на различных пористых заполнителях с раз­ личной объемной массой можно указывать только зна­ чения параметров К, т и п и границы их применения.

Значения коэффициента Пуассона для различных ви­ дов легких бетонов колеблются, по нашим данным, в пределах от 0,15 до 0,25, что в основном согласуется с результатами других исследований.

С увеличением отношения a/RUp значение коэффици­ ента Пуассона возрастает и по некоторым данным мо­ жет достигать 0,3.

77

Для решения задач в предположении упругой рабо­ ты легкого бетона значение коэффициента Пуассона ре­ комендуется принимать (.1=0,18.

8.П О Л З У Ч Е С Т Ь

Относительные пластические деформации бетона при длительном действии постоянной нагрузки называются деформациями ползучести. Пластические деформации наблюдаются и при кратковременном действии нагруз­ ки. Однако заметных величин они достигают только при высоких напряжениях, приближающихся к пределу прочности. В отличие от кратковременных пластических деформаций, деформации ползучести развиваются и при малых напряжениях.

Экспериментальные данные показывают, что дефор­ мации ползучести примерно пропорциональны напряже­ ниям при их отношении к пределу прочности менее 0,6. При более высоких напряжениях деформации ползуче­ сти, как и полные кратковременные деформации, связа­ ны с напряжениями нелинейной зависимостью. Однако эта стадия работы материала в конструкции при экс­ плуатационных нагрузках не достигается.

Поэтому свойство бетона деформироваться во вре­ мени при постоянной нагрузке вполне удовлетворитель­ но характеризуется мерой ползучести, т.е. величиной относительной деформации ползучести, приходящейся на единицу напряжения.

Для изгибаемых конструкций величина меры ползу­ чести используется при определении потерь предвари­ тельного напряжения арматуры.

По имеющимся данным, мера ползучести легких бе­ тонов на 20—50% выше, чем тяжелого бетона той же прочности. Эти данные показывают, что по величине ме­ ры ползучести легкие бетоны значительно меньше отли­ чаются от тяжелых, чем по величине модуля упругости.

В опытах, проведенных Г. А. Бужевичем, при загружении образцов в семидневном возрасте получена прак­ тически одинаковая мера ползучести керамзитобетоиа марки 150 на кварцевом песке (8—9-10~6) и тяжелого бетона той же прочности (7—9-10- 6 ). При загружении образцов этого же керамзитобетоиа в двухмесячном воз­ расте величина меры его ползучести уменьшилась при­ мерно на 35%.

78

Величину ползучести легкого бетона нельзя рассмат­ ривать в отрыве от его прочности. При одинаковой степе­ ни обжатия a/Rnp и одинаковых относительных дефор­ мациях ползучести мера ползучести обратно пропорцио­

одинаковой степени использования их прочности. Поэ­ тому для оценки ползучести бетона иногда пользуются отношением полных относительных деформаций при дли­ тельной нагрузке к начальным кратковременным дефор­ мациям при этой же нагрузке. Из результатов рассмот­ ренных опытов можно заключить, что у тяжелого бетона

зуют отношение длительных и кратковременных дефор­ маций конструкций.

Ползучесть легкого бетона в основном зависит от тех же факторов, что и тяжелого. Она повышается с ро­ стом водоцементного отношения и расхода цемента и уменьшается с увеличением возраста образцов к момен­ ту загружения.

9. У С А Д К А

Наиболее отрицательным свойством бетона как на пористых, так и на плотных заполнителях является усад­ ка. В изгибаемых конструкциях, работающих с трещи­ нами, усадка бетона в сжатой зоне приводит к увеличе­ нию их кривизны и прогиба во времени. Усадка бетона в растянутой зоне приводит к увеличению в нем растя­ гивающих напряжений, а при наличии трещин мало

79