2442
.pdf
Рис. 2.15. Ширина раскрытия коррозионных продольных трещин арматуры диаметром 12 мм класса А-III aТпрод на двадцати железобетонных образцах
сразмерами 1500 200 70 мм, при толщине защитного слоя бетона δз.с.б = 25 мм
иклассе бетона В=40, в зависимости от максимальной длины коррозионного
пораженияарматуры maxкор взоневлиянияпоперечныхтрещинсacrc = 0,1 0,25 мм,
с учетом средней глубины коррозии арматуры и трёхкратного увеличения толщины продуктов коррозии арматурной стали, при верхней функциональной прямой (рис 1.26), при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки
Условные обозначения: окружность – переменная изгибающая нагрузка; треугольник – постоянная изгибающая нагрузка. Окружности имеют следующие значения ширины раскрытия поперечных трещин с координатами: acrc = 0,10 мм
(16; 300), acrc = 0,15 мм (32; 750), acrc = 0,20 мм (39; 1500), acrc = 0,25 мм (55; 1900).
Треугольники имеют следующие значения ширины раскрытия поперечных тре-
щин с координатами: acrc = 0,15 мм (19; 250), acrc = 0,20 мм (25; 650), acrc = 0,25 мм (36; 950).
Уравнения регрессии: окружность – aТпрод 43,3 maxкор.пер 356
треугольник –
aТпрод 41,18 maxкор.пост 532. Индексы пер. и пост. – соответственно переменная и постоянная изгибающая нагрузка.
101
Рис. 2.16. Ширинараскрытиякоррозионныхпродольныхтрещин aТпрод взоне
влиянияпоперечныхтрещиннаповерхностизащитногослоябетонасδз.с.б. = 25 мм
надвадцатиопытныхжелезобетонныхобразцахсразмерами1500 200 70 мм, взависимостиотмаксимальнойдлиныкоррозииарматурыдиаметром12 ммкласса
А-III maxкор взоневлиянияпоперечныхтрещинсacrc = 0,1 0,25 мм, сучётомсредней
глубиныкоррозионногопораженияарматурыитрехкратногоувеличениятолщины продуктовкоррозииарматурнойсталипосравнениюсметалломарматуры, при нижней, среднейиверхнейфункциональныхпрямых, согласнорис. 2.13–2.15, при действиипеременнойступенчатойповторнойипостояннойизгибающейнагрузки Условные обозначения: окружности, треугольники, квадраты, а также ромбы, прямоугольники, засечки – соответственно переменная и постоянная изгибающая нагрузка. Увеличение значений ширины раскрытия поперечных трещин для всех геометрических символов возрастает по оси ординат, которые имеют соответствующие координаты и уравнения регрессии: окружность, переменная нагрузка, нижняя функ-
циональная прямая – acrc = 0,10 мм (16;100), acrc = 0,15 мм (32;250), acrc = 0,20 мм
(39;500), acrc = 0,25 мм(55;600) – aТпрод 12,8 maxкор.пер 105.
Треугольник, переменная нагрузка, средняя функциональная прямая – acrc = 0,10 мм (16;200), acrc = 0,15 мм (32;500), acrc = 0,20 мм (39;1000), acrc = 0,25 мм
(55;1250) – aТпрод 26,9 maxкор.пер 231.
Квадрат, переменная нагрузка, верхняя функциональная прямая – acrc = 0,10 мм
(16;300), acrc = 0,15 мм (32;750), acrc = 0,20 мм (39;1500), acrc = 0,25 мм (55;1900) –
aТпрод 41,03 maxкор.пер 356.
Ромб, постоянная нагрузка, нижняя функциональная прямая – acrc = 0,15 мм
(19;50), acrc = 0,20 мм (25;200), acrc = 0,25 мм (36;300) – aТпрод 14,704 maxкор.пост 229.
Прямоугольник, постоянная нагрузка, средняя функциональная прямая – acrc = 0,15 мм (19;360), acrc = 0,20 мм (25;560), acrc = 0,25 мм (36;650) –
aТпрод 36 17 maxкор.пост .
Засечка, постоянная нагрузка, верхняя функциональная прямая – acrc = 0,15 мм
(19;250), acrc = 0,20 мм (25;650), acrc = 0,25 мм (36;950) – aТпрод 41,18 maxкор.пост 532.
102
Рис. 2.17. Ширина раскрытия коррозионных продольных трещин aТпрод в зоне
влиянияпоперечныхтрещиннаповерхностизащитногослоябетонасδз.с.б= 25 мм
на двадцати опытных железобетонных образцах с размерами 1500 200 70 мм с арматурой диаметром 12 мм класса А-III, в зависимости от ширины
раскрытия поперечных трещин с acrc = 0,05 0,25 мм в области чистого изгиба балок, с учётом зависимости maxкор от сркор , при трёхкратном увеличении
толщины продуктов коррозии металла арматуры, и полученные соответствующие уравнения регрессии, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки
Условные обозначения: окружность, переменная нагрузка, нижняя функ-
циональная прямая – acrc = 0,10 мм (0,10; 100;16), acrc = 0,15 мм (0,15;250; 32),
acrc = 0,20 мм (0,20;500; 39), acrc = 0,25 мм (0,25;600; 55) – aпрод 3333 a |
|
233. |
|
|||||||||||||||||||
|
Треугольник, |
переменная |
|
нагрузка, средняя |
|
|
Т |
|
|
crc |
|
– |
||||||||||
|
|
функциональная |
прямая |
|||||||||||||||||||
acrc |
= |
0,10 мм |
|
(0,1;200;16), |
|
acrc |
= |
0,15 мм |
(0,15;500;32), |
acrc |
= |
|
0,20 мм |
|||||||||
(0,20;1000;39), acrc = 0,25 мм (0,25;1250;55) – aпрод |
7000 a |
crc |
500. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
= 0,10 мм |
|||
|
Квадрат, переменная нагрузка, верхняя функциональная прямая – acrc |
|||||||||||||||||||||
(0,1;300;16), acrc = 0,15 мм (0,15;750;32), acrc = 0,20 мм (0,20;1500;39), acrc |
= 0,25 мм |
|||||||||||||||||||||
(0,25;1900;55) – aпрод |
10667 a |
|
767. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Т |
|
crc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ромб, постоянная нагрузка, нижняя функциональная прямая – acrc = 0,15 мм |
|||||||||||||||||||||
(0,15;50;19), |
acrc |
= |
0,20 мм |
|
(0,20;200;25), |
acrc |
|
= |
0,25 мм |
(09,25;300;36) |
– |
|||||||||||
aпрод 2500 a |
|
325 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Т |
|
crc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
acrc |
Прямоугольник, постоянная нагрузка, средняя функциональная прямая – |
|||||||||||||||||||||
= |
0,15 мм |
|
(0,15;160;19), |
|
acrc |
= |
0,20 мм |
(0,20;410;25), |
acrc |
= |
|
0,25 мм |
||||||||||
(0,25;610;36) – aпрод 4500 a |
|
515 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Т |
|
crc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,15 мм |
||
|
Засечка, постоянная нагрузка, верхняя функциональная прямая – acrc |
|||||||||||||||||||||
(0,15;250;19) |
acrc = |
0,20 мм |
|
(0,20;650;25), |
acrc |
= |
0,25 мм |
(0,25;950;36) |
– |
|||||||||||||
aТпрод 7000 acrc 800.
103
Таблица 2.5 Ширина раскрытия коррозионных продольных трещин на поверхности
защитного слоя бетона в железобетонных образцах с размерами 1500 200 70 мм, в зависимости от максимальной длины коррозии арматуры в зоне влияния поперечных трещин в области чистого изгиба и трёхкратного увеличения толщины продуктов коррозии арматурной стали, и полученные уравнения регрессии, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки
Место |
|
аТпрод maxкор , в соответствующих acrc |
||||
распо- |
Вид на- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ложения |
|
|
|
|
|
|
на |
грузки |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
рис.1.26 |
|
|
|
|
|
|
[257] |
|
|
|
|
|
600(55) |
Нижняя |
Перем. |
- |
100(16) |
250(32) |
500(39) |
|
|
Постоян. |
|
|
|
|
|
–– 50(19) 200(25) 300(36) Средняя Перем. - 200(16) 500(32) 1000(39) 1250(55)
Постоян.
–– 360(19) 560(25) 650(36)
Верхняя Перем. |
- |
300(16) |
750(32) |
1500(39) |
1900(55) |
Постоян. |
– |
– |
250(19) |
650(25) |
950(36) |
|
П р и м е ч а н и е . аТпрод – в мкм; acrc и maxкор – в мм.
Уравнения регрессии
аТперемпрод 12,8 maxкор 105 аТпостпрод 14,705 maxкор 22,9
аТперемпрод 26,9 maxкор 231 аТпостпрод 36 17,06 maxкор
аТперемпрод 41,03 maxкор 356 аТпостпрод 41,18 maxкор 532
В табл. 2.6 приведены средняя глубина и степень коррозионного поражения арматуры класса А-III диаметром 12 мм в зонах влияния поперечных трещин с соответствующим раскрытием acrc, согласно рис.1.27 и табл.2.4, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки.
Наибольшая относительная величина снижения диаметра арматуры в табл.2.6 наблюдается в зонах влияния поперечных трещин с шириной раскрытия acrc =0, 25 мм, составляющая соответственно для переменного и постоянного загружения 4,84 % и 3,16 %. При этих значениях согласно данным рис. 2.17 на опытных железобетонных образцах на поверхности бетона защитного слоя по длине зоны влияния поперечных трещин должны были наблюдаться коррозионные продольные трещины со средней шириной раскрытия при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки соответственно акт =375мкм и аТ = 280 мкм, что фактически имело место в проведённом экспериментальном исследовании.
Появление коррозионных продольных трещин с аТ =375 мкм и аТ = 280 мкм вызывает относительное снижение диаметра арматуры на экспериментальных образцах при действии переменной ступенчатой повторной и постоян-
104
ной изгибающей нагрузки соответственно 4,84 % и 3,16 %, что значительно меньше 15 %-го значения уменьшения диаметра арматуры, определяющего начало снижения механических характеристик стальной арматуры [231].
Таблица 2.6 Средняя глубина и степень коррозионного поражения арматуры класса
А-III диаметром 12 мм в зонах влияния поперечных трещин
ссоответствующей шириной раскрытия, при действии переменной
ипостоянной изгибающей нагрузки
- |
Средняя глубина коррозии арматуры и относительная величина ( %) |
|||||||||||
Вид загружения: пере менная, постоянная |
|
уменьшения диаметра арматуры в поперечных трещинах acrc, мм |
||||||||||
0,05 |
0,1 |
0,15 |
|
0,20 |
|
0,25 |
||||||
Абсолютное значение, мкм |
Степень поражения, % |
Абсолютное значение, мкм |
Степень поражения, % |
Абсолютное значение, мкм |
Степень поражения, % |
Абсолютное значение, мкм |
|
Степень поражения, % |
Абсолютное значение, мкм |
|
Степень поражения, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пере- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
менная |
45 |
4,75 |
125 |
2,08 |
170 |
2,84 |
250 |
|
4,16 |
290 |
|
4,84 |
Постоян- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
35 |
0,58 |
80 |
1,34 |
120 |
2,00 |
160 |
|
2,66 |
190 |
|
3,16 |
Следовательно, при появлении коррозионных продольных трещин между расчётными поперечными трещинами на поверхности железобетонных элементов, средняя глубина коррозионного поражения арматуры в зонах влияния поперечных трещин, вызывающая образование коррозионных продольных трещин, не оказывает абсолютно никакого влияния на снижение прочностных характеристик арматуры.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований показывают:
активизирующую способность переменной ступенчатой повторной нагрузки к появлению отдельных волосяных коррозионных продольных трещин в защитном слое бетона при средней глубине коррозии арматур-
ного стержня δср = 240 мкм (3,4 %), в то время, как уменьшение прочности на действие изгибающего момента в опытных прямых моделях железобетонных конструкций составляет 1,5 %;
наличие функциональной зависимости между длиной коррозии и глубиной коррозии арматуры в зоне влияния поперечных трещин для переменного ступенчатого повторного и постоянного воздействия изгибающей нагрузки;
наличие функциональной зависимости между шириной раскрытия коррозионных продольных трещин на поверхности защитного слоя бетона
105
и длиной коррозионного поражения арматуры в зоне влияния поперечных трещин, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки;
преимущественная возможность появления коррозионных продольных трещин между расчётными поперечными трещинами на поверхности защитного слоя бетона на опытных железобетонных элементах с арматурой периодического профиля класса А-III диаметром 12 мм, при действии переменной ступенчатой повторной изгибающей нагрузки в расчётных максимальных раскрытых поперечных трещинах, при относительной величине снижения диаметра рабочей арматуры, не оказывающей никакого влияния на уменьшение прочностных характеристик стальной арматуры.
На рис. 2.18 и 2.19, по данным табл. 2.1, показаны характеристики коррозионного поражения арматуры диаметром 12 мм класса А-III на двадцати опытных железобетонных образцах с размерами 1500 200 70 мм с толщиной защитного слоя бетона δз.с.б = 25 мм, в зависимости от расчётной ширины раскрытия поперечных трещин в зоне чистого изгиба, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки.
Рис. 2.18. Средняя длина коррозионного поражения арматуры средкор диаметром 12 мм класса А-III в зоне чистого изгиба на 20-ти железобетонных образцах
сразмерами 1500 200 70 мм, с толщиной защитного слоя бетона δз.с.б = 25 мм
иклассом бетона В=40, в зависимости от ширины раскрытия поперечных
трещин acrc, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки
Условные обозначения: окружность – переменная изгибающая нагрузка, треугольник – постоянная изгибающая нагрузка.
Уравнения регрессии: окружность – средкор.пер 180 acrc 7; треугольник –
средкор.пост 140 acrc 7 .
106
Рис. 2.19. Максимальная глубина коррозионного поражения арматуры корmax
диаметром 12 мм класса А-III в зоне чистого изгиба двадцати железобетонных
образцов с размерами 1500 200 70 мм, с толщиной защитного слоя бетона δз.с.б = 25 мм и классом бетона В=40, в зависимости от ширины раскрытия поперечных трещин, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки
Условные обозначения: окружность – переменная изгибающая нагрузка, треугольник – постоянная изгибающая нагрузка.
Уравнения регрессии: окружность – |
max |
140 1800 a ; постоянная |
||
|
|
|
кор.пер |
crc |
треугольник – max |
1533 a |
27. |
|
|
кор.пост |
crc |
|
|
|
На рис. 2.20, по данным при рис. 2.18 и 2.19, приведены графики и уравнения регрессии зависимостей средних значений длины коррозии арматуры от максимальных величин глубины коррозии арматуры в поперечных трещинах бетона с acrc = 0,05 0,25 мм, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки.
На рис. 2.21 согласно данным рис.1.26 представлены графики и уравнения регрессии зависимостей средней длины коррозии арматуры в расчётных поперечных трещинах бетона в области чистого изгиба с acrc = 0,05 0,25 мм от максимальной толщины продуктов коррозии арматуры, при трёхкратном увеличении толщины продуктов коррозии арматурной стали.
Ширина раскрытия коррозионных продольных трещин, в зависимости от средних значений длины коррозионного поражения арматуры с максимальной глубиной коррозии арматурной стали в зоне влияния поперечных трещин, при трёхкратном увеличении толщины продуктов коррозии арматурной стали при нижней, средней и верхней функциональных прямых, согласно рис.1.26, установлена соответственно на рис. 2.22–2.24.
107
Рис.2.20. Средняя длина коррозии арматуры диаметром 12 мм класса А-III сркор
на двадцати железобетонных образцах с размерами 1500 200 70 мм, при толщине защитного слоя бетона δз.с.б = 25 мм и классом бетона В=40, в зависимости от максимальной глубины коррозионного поражения арматуры
корmax в поперечных трещинах бетона с acrc = 0,1 0,25 мм, при действии
переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки Условные обозначения: окружность – переменная изгибающая нагрузка, треугольник – постоянная изгибающая нагрузка. Окружности имеют следующие значения ширины раскрытия поперечных трещин с координатами: acrc = 0,05 мм
(90;6), acrc = 0,10 мм (320;11), acrc = 0,15 мм (430;18), acrc = 0,20 мм (500;27), acrc = 0,25 мм (560;38); треугольник – acrc = 0,05 мм (500;3), acrc = 0,10 мм (1209;76), acrc = 0,15 мм (220;18), acrc = 0,20 мм (280;21), acrc = 0,25 мм (330;28).
Уравнения регрессии: окружность – сркор.пер 1,4 0,05 корmax.пер ; треугольник –сркор.пост 0,088 корmax.пост 1,4. В уравнениях регрессии сркор в мм, корmax в мкм.
В сводной табл. 2.7 содержатся значения ширины раскрытия коррозионных продольных трещин, в зависимости от ширины раскрытия расчётных поперечных трещин на поверхности защитного слоя бетона с δз.с.б . = 25 мм, в зависимости от средней длины коррозии арматуры, при максимальной глубине её коррозионного поражения, с учётом нижней, средней и верхней функциональных прямых (рис.2.24 и рис.2.25), при трёхкратном увеличении толщины продуктов коррозии арматурной стали, при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки.
108
Рис. 2.21. Средняядлинакоррозииарматурывзоневлиянияпоперечныхтрещин диаметром12 ммклассаА-III maxкор надвадцатижелезобетонныхобразцахсразмерами
1500 200 70 мм, притолщинезащитногослоябетонаδз.с.б = 25 ммиклассебетона В=40, впоперечныхтрещинахбетонасacrc = 0,1 0,25 мм, взависимостиотмаксималь-
нойтолщиныпродуктовкоррозионногопораженияарматуры пmax.к притрёхкратном
увеличениитолщиныпродуктовкоррозиистальнойарматуры, вусловияхвоздействия переменнойступенчатойповторнойипостояннойизгибающейнагрузки Условные обозначения: окружность – переменная изгибающая нагрузка, значения ширины раскрытия поперечных трещин с координатами: acrc = 0,05 мм (270;6), acrc = =0,10 мм (960;11), acrc = 0,15 мм (1290;18), acrc = 0,20 мм (1500;27), acrc = 0,25 мм
(1680;38);треугольник– постояннаяизгибающаянагрузка, значенияшириныраскрытия поперечных трещин с координатами: acrc = 0,05 мм (150;3), acrc = 0,10 мм (960;11), acrc = 0,15 мм(1290;18), acrc = 0,20 мм(1500;27), acrc = 0,25 мм(1680;38).
Уравнения регрессии: окружность – сркор.пер 1,5 0,017 пmax.к ; треугольник –
сркор.пост 0,03 пmax.к 1,5. В уравнениях регрессии сркор в мм, пmax.к в мкм. Индекс п.к – продукты коррозии.
109
Рис.2.22. Ширина раскрытия коррозионных продольных трещин aТпрод на
двадцати железобетонных образцах с размерами 1500 200 70 мм, с арматурой диаметром 12 мм класса А-III, при толщине защитного слоя бетона δз.с.б = 25 мм и классе бетона В=40, в зависимости от средней длины коррозионного
поражения арматуры сркор в зоне влияния поперечных трещин с acrc =
0,1 0,25 мм, с учетом максимальной глубины коррозии арматуры и трёхкратного увеличения толщины продуктов коррозии арматурной стали, при нижней функциональной прямой (рис.1.26), при действии переменной ступенчатой повторной и постоянной изгибающей нагрузки
Условные обозначения: окружность – переменная изгибающая нагрузка; треугольник – постоянная изгибающая нагрузка. Окружности имеют следующие значения ширины раскрытия поперечных трещин с координатами: acrc = 0,1 мм
(11;750), acrc = 0,15 мм (18;1100), acrc = 0,20 мм (27;1400), acrc = 0,25 мм (38;1550); треугольники – acrc = 0,1 мм (7;100), acrc = 0,15 мм (18;400); acrc = 0,20 мм (21;600), acrc = 0, 25 мм (28;800).
Уравнения регрессии: окружность – aТпрод 695 22,5 средкор.пер ; треугольник –
aТпрод 33,33 средкор.пост 133. В уравнениях регрессии aТпрод |
в мкм, сркор в мм. |
Индексы пер. и пост. – соответственно переменная и постоянная изгибающая нагрузка.
110