1180

/ Rразр.нагр

Рис. 1.30. Зависимость энергии акустической эмиссии ЭАЭ от нагрузки при трехточечном изгибе:

1 – контрольный состав 1:1:1,52 В/Ц=0,306; 2 – состав 1:1:1,52 СП С-3 1 % В/Ц=0,306; 3 – состав 1:1:1,52 СП С-3 1 % В/Ц=0,242

Рис. 1.31. Амплитудно-энергетическое распределение импульсов АЭ конструкционного термолитобетона:

– АЭ при нагружении образца;

– АЭ при выдержке образца на этапе

121

Лабораторная работа №8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

(ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ) ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

Возросшие современные требования к расчету конструкций с учетом надежности и долговечности предопределяют необходимость расширения и качественного совершенствования экспериментальных данных о деформационныхсвойствахипараметрахразрушенияконструкционныхбетонов.

Традиционные методы оценки качества цементных композитных систем не дают исследователю количественных обобщенных механических критериев разрушения, связывающих напряженное состояние с характеристиками дефектов их структуры. Такая оценка критериев надежности, характеризующих способность материала тормозить развитие трещины основывается на концепции линейной механики и физики разрушения.

Воснову физического подхода положено развитие физических представлений о природе и кинетике процесса разрушения, связанного с преодолением системой потенциальных барьеров. При механическом подходе считают обычно элементарный акт разрушения – зарождение микротрещины или потерю устойчивости макротрещины – детерминированным, происходящим при достижении какой-либо величиной критического значения. На этом основаны механические критерии разрушения (коэффициент интенсивности напряжений, энергия разрушения и др.).

Впоследние годы оценка качества композитных материалов с позиций физики и механики разрушения занимает ведущее положение при разработке и создании материалов с нужными свойствами.

Цель работы – познакомиться с методикой определения силовых и энергетических характеристик трещиностойкости конструкционных строительных материалов.

Оборудование и образцы

Для определения характеристик трещиностойкости как при равновесных, так и при неравновесных испытаниях применяют образцы типа I (ГОСТ 29167–91) для испытаний на изгиб (рис.1.32).

Рис. 1.32. Образец типа I

122

ГОСТ 29167–91 рекомендует для получения полностью равновесных диаграмм деформирования использовать стандартные испытательные машины, оборудованные дополнительным перераспределяющим устройством типа «кольцо» (рис. 1.33).

Рис. 1.33. Схема дополнительного перераспределяющего устройства к стандартному прессу:

1 – нагружающий элемент пресса; 2 – пуансон; 3 – распределительная балочка; 4 – образец; 5 — основание; 6 – упругое стальное кольцо

Для определения характеристик трещиностойкости испытывают образцы с начальным надрезом по ГОСТ 29167–91.

При равновесных испытаниях образцы типа I (см. рис. 1.32) нагружают непрерывно до их разделения на части с фиксацией полной диаграммы состояния материала F – V (рис. 1.34, кривая OTCDE). При неравновесных испытаниях фиксируют нагрузку Fc*, соответствующую динамическому началу движения магистральной трещины. По результатам равновесных испытаний образцов полную диаграмму состояния трансформируют в расчетную и производят дополнительные построения (см.рис. 1.34).

123

Расчетным путем определяют значения силовых и энергетических характеристик трещиностойкости по зависимостям:

Gi Wm We / t b a0 a0t ;

GF We Wle / t b a0 a0t ;

Gce Wce / t b a0 a0t ;

Ji Wm We Wuic / t b a0 a0t ;

125

2. ВИДЫ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ. СПОСОБЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ

АРМАТУРЫ И КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Для армирования железобетонных изделий используют следующие виды арматурной стали: стержневую арматурную сталь, проволочную арматуру и канатную.

Стержневую арматурную сталь выпускают диаметром от 6 до 80 мм и подразделяют на горячекатаную гладкую класса A-I (А240) и горячекатаную периодического профиля классов А-II (А300); А-III (А400); A-IV (А600); A-V (А800); A-VI (А1000) по ГОСТ 5784-82 (табл. 2.1, 2.2). Номинальный диаметр dн стержней гладкого профиля равен фактическому dф, а стержней периодического профиля – диаметру одинакового с ним по площади поперечного сечения гладкого стержня.

126

127

Холоднотянутую проволочную арматуру по форме сечения выпускают:

–круглой, гладкой классов B-I и В-II;

–периодического профиля классов Вр-I и Вр-II;

–холодносплющенную классов Вр-I и Вр-II.

Механические свойства проволоки в соответствии с ГОСТ 6727–80 представлены в табл. 2.3.

Таблица 2 . 3

В качестве преднапряженной арматуры используют:

–горячекатаную классов Ат400, Ат500, Ат400С, Ат500С, A-IV (А600), A-V (А800);

–термически упрочненную классов Ат-IV (Ат600), ATIVC (Ат600С),

Ат-IVK (Ат600К), Ат-V (Ат800), Aт-VK (Ат800К), Ат-VI (А1000), Aт-VIK (Ат1000К), Aт-VII (Ат1200);

–холоднотянутую проволоку классов В-II, Вр-II;

–арматурные канаты классов К-7, К-19.

Механические свойства термически упрочненной арматурной стали должны соответствовать ГОСТ 10884–94 (табл. 2.4), механические свойства проволочной и канатной арматуры – ГОСТ 7448–81 (табл. 2.5) и

ГОСТ 13840–68 (табл. 2.6).

128

Таблица 2 . 4

Механические свойства арматурной стали

*Для арматурной стали класса Ат800К номинальными диаметрами являются 18-32 мм. П р и м е ч а н и я :

1.Для арматурной стали класса Ат600С допускается снижение временного сопротивления разрыву на 50 Н/мм2 ниже установленных норм (см. табл.2.4) при увеличении относительного удлинения в на 2 % (абс.) и равномерного удлинения р на 1 % (абс).

2.Для арматурной стали классов Ат400С, Ат500С и Ат600С в стержнях временное сопротивление разрыву не должно превышать значений, приведенных в табл.2.4, более чем на 200 Н/мм2.

3.ДляарматурнойсталиклассапрочностиАт1200 всостояниипоставкидопускаетсяснижениеусловногопределатекучестидо1150 Н/мм2.

4.При испытании арматурной стали классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 непосредственно после прокатки допускается снижение показателей пластичности на 1 % (абс.)

129