book_23313

теста) расход воды при постоянной удобоукладываемости должен корректироваться с учетом Ц / В.

Для вычисления предельной деформации усадки бетона в определенной конструкции необходимо кроме т.н. нормативной усадки, которая вычисляется по формулам (табл. 2.20) учитывать влияние

размеров элемента ( ξr ) и относительной влажности воздуха ( ξθ ):

Для бетонов, пропаренных при обычно применяемых режимах, в выражение (2.92) еще следует вводить коэффициентξn =0,9 .

Прогнозирование усадочных деформаций во времени может быть выполнено с учетом типовых зависимостей (рис. 2.38).

εусε(τ) /τ)εус(∞)

εус(усτ) /( εус(∞)

/ t/εt 1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

сут

Время года

Рис. 2.38. Зависимость усадочных деформаций бетона во времени

По данным международной федерации по предварительно напряженному бетону (ФИП) и Европейского комитета по бетону

141

(ЕКБ) через 7 суток твердения усадка составляет 0,2; 28 суток - 0,4; 180 дней - 0,7; 365 суток - 0,8 εус (∞).

Для железобетона усадка ( ε1ус ) дополнительно зависит от про-

Наряду с усадкой, обусловленной высыханием, бетон подвержен

усадке в результате карбонизации за счет углекислого газа, имею-

щегося в атмосфере. Углекислый газ взаимодействует в присутствии влаги с продуктами гидратации цемента, что сопровождается увеличением общей усадки бетона (рис. 2.39). В большей степени усадка за счет карбонизации сказывается на общей усадке после высыхания бетона при попеременном увлажнении и высушивании.

Относительная влажность, %

Рис. 2.39. Усадка при высыхании и усадка при карбонизации бетона при различной влажности воздуха:

1 – усадка при карбонизации; 2 – усадка при высыхании; 3 – суммарная усадка

Ползучесть. Ползучесть бетона - это его способность деформироваться во времени при длительном действии постоянной нагрузки. Согласно ГОСТ 24544-81 определяется линейная относительная

142

деформация ползучести εп(τ) - относительное уменьшение линейных размеров нагруженных образцов во времени, вызванное действием постоянной внешней нагрузки.

Для определения деформаций ползучести применяют такие же образцы как при определении усадки с учетом наибольшей крупности заполнителей. Образцы изготавливают отдельными сериями (3 образца) и хранят в нормальных температурно-влажностных условиях.

Испытания ползучести бетона выполняют на пневмогидравлических, пружинно-гидравлических или пружинных устройствах (рис. 2.40-2.42).

Вид А

Рис. 2.40. Схема пневмогидравлического устройства для определения деформаций ползучести:

1 – стойка; 2 - верхняя опорная плита; 3 - траверса; 4,5 - баллоны с инертным газом; 6 - гидравлический домкрат с шарнирной опорной плитой; 7 - вентиль баллона; 8 - входной вентиль; 9 - манометр образцовый; 10 – образец

Загружение образцов и измерение деформаций ползучести осуществляют, как правило, при достижении бетоном проектного класса по прочности на сжатие. Напряжение в образце от внешней нагрузки должно составлять 0,3±0,005 от призменной прочности бетона, установленной перед началом испытаний. Отсчет показаний

143

приборов начинают непосредственно после загружения образцов, а затем через 1 ч, 1, 3, 7 и 14 суток, последующие 6 недель - еженедельно затем 10 недель – один раз в 2 недели и далее до конца испытания один раз в 4 недели. Одновременно с определением деформаций ползучести εп(τ) определяют деформации усадки εус(τ) на ненагруженных образцах с той же периодичностью. Продолжительность испытаний при определении деформаций ползучести должна быть не менее 180 суток.

Рис. 2.41 Схема пружинно-гидравлического устройства для определения деформаций ползучести:

1 - образцовый манометр, 2 - гидравлический домкрат плунжерного типа с гибкой диафрагмой, 3 - поршень домкрата, 4 - стойки, 5 - опорная плита, 6 - регулировочные винты, 7 - тарельчатые пружины, 8 - образец

Относительные деформации ползучести каждого образца вычисляют по формуле:

где ε1 и ε1у – средние значения полных и упругих деформаций, определяемых при ступенчатом загружении; ε1(τ) - среднее значение

144

относительной деформации загруженного образца; εус(τ) - среднее значение относительной деформации усадки.

Так же как при определении деформаций усадки по средним значениям εln,(τ) строят диаграмму в координатах "относительные деформации ползучести - продолжительность испытания, сут" и определяют предельные значения этих деформаций, а также при необходимости относительные деформации ползучести бетона в возрасте, превышающем общую продолжительность испытаний. При отклонении размеров образцов от базовых, предельные значения деформаций умножают на коэффициент К. При размере ребра поперечного сечения об-

разца 10 см К= 0,95; 7 см - 0,90; 20 см - 1,05.

Рис. 2.42. Схема пружинного устройства для определения деформаций ползучести:

1 - стойки, 2 - верхняя траверса, 3 - средняя траверса, 4 - нижняя траверса, 5 - гайки, 6 - гидравлический домкрат, 7 - постамент, 8 - спиральная пружина, 9 - бетонный образец, 10 - винт

Пример 2.13. Обработать результаты испытаний и определить предельные значения деформаций ползучести бетона. В ре-

зультате испытаний базовых образцов вычислены (табл.2.21) средние значения относительных деформаций ползучести бетона ε1п(τ) и параметра у1=∆τ/ ε1п(τ)ּ105.

145

Таблица 2.21 Экспериментальные и расчетные данные для определения пре-

дельных значений деформаций ползучести бетона

Для вычисления условно предельного значения относительных деформаций ползучести следует построить линию регрессии в ко-

коэффициент корреляции:

r = m1,2 , S1S2

где п – число точек измерений.

В результате подстановки в эти формулы значений из табл. 2.21 получаем:

146

Численные значения коэффициентов А и В в уравнении регрессии определяем по формулам:

Значение котангенса угла наклона прямой (рис.2.43) характеризует предельное значение относительной деформации ползучести:

Рис.2.43. Графическое определение предельных значений относительных деформаций ползучести бетона

Отрезок, отсекаемый линиейрегрессии на продолжении оси абсцисс, (рис.2.43) αп характеризует скорость нарастания деформаций:

147

Отношение относительных деформаций ползучести бетона в определенном возрасте к величине постоянно действующего напря-

жения (σ) называют мерой ползучести Сm:

148

Предложен ряд эмпирических формул для расчета меры ползучести.

Некоторые наиболее известные из этих формул приведены в табл. 2.22.

Большинство эмпирических формул меры ползучести может быть приведено к выражению (2.101), если коэффициент К в них представить некоторой функцией В/Ц и Rсж. Выражение (2.101) является наиболее простым, экспериментально обоснованным и удобным при проектировании составов для оценки меры ползучести Сm(28), хотя нельзя исключить возможность применения и других расчетных формул (табл.2.22).

В наиболее общем виде выражение для оценки предельной меры ползучести имеет вид:

где ξr ξθξτ - коэффициенты, учитывающие влияние размеров се-

чения элемента, влажности окружающей среды и возраста бетона в момент приложения нагрузки.

Численные значения коэффициентов предлагается находить по формулам:

где r - приведенный радиус сечения элемента, см ( r =F/p, F - площадь поперечного сечения, р - периметр); θ - относительная влажность воздуха,%; τ - длительность твердения бетона, сут.

Для пропаренных бетонов в выражение (2.102) вводят дополнительный коэффициент ξn = 0 ,9 . В формулу (2.102) возможно вве-

дение и других эмпирических коэффициентов, например отражающих влияние различных добавок на деформативные свойства бетона. Известно, в частности, что водопонижающие добавки и ускорители твердения, увеличивая прочность, вместе с тем, уменьшают ползучесть.

149

Для расчета ползучести в зависимости от времени нагружения может быть использована простая формула:

где а - время приложения нагрузки; τ - возраст бетона; Cm – предельная мера ползучести.

2.5Водонепроницаемость, морозостойкость

ивыносливость бетона

Водонепроницаемость. Водонепроницаемость образцов бетона по ГОСТ 12730.5-84 оценивают максимальным давлением воды, при котором еще не наблюдается ее просачивание через образец (метод "мокрого пятна"). Для серии, состоящей из шести образцов, водонепроницаемость оценивают максимальным давлением воды, при котором не наблюдается ее просачивание на четырех из шести образцов.

В зависимости от водонепроницаемости серии образцов уста-

навливают марку бетона по водонепроницаемости:

Для определения водонепроницаемости изготавливают или выбуривают из конструкций или сооружений образцы-цилиндры диаметром 150 мм. При изготовлении образцов из бетонной смеси удаляют зерна заполнителя размером более 40 мм. Высоту контрольных образцов бетона назначают в зависимости от размеров фракции заполнителя. При размере зерен заполнителя до 5 мм включительно наименьшая высота образца - 30 мм, от 5 до 10 мм - 50 мм, от 10 до 20 мм - 100 мм, до 40 мм - 150 мм. Изготовленные образцы хранят в камере нормального твердения и перед испытанием выдерживают в помещении лаборатории в течение суток.

150