Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Строительство и ремонт

 Высокопрочный бетон


Быт. Хозяйство. Техника



 

1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ БЕТОНА

 

 

В соответствии с современными взглядами [105, 149] упругое деформирование бетона обусловливается структурными особенностями этого многокомпонентного материала, состоящего из цементного камня и заполнителя. Цементный камень может рассматриваться в свою очередь как многофазная система, состоящая из гелево-кристаллической массы, капиллярных пор и частиц негидратированного цемента и т. д. Соотношение этих элементов структуры в бетоне и характеристика их упругих свойств в конечном счете определяют величину деформаций бетона при кратковременном статическом нагружении.

Подробный обзор существующих методов оценки модуля упругости бетона с учетом упругих свойств составляющих содержится в работе Гансена [149]. Установлено, что достаточно общее и строгое теоретическое решение для многокомпонентной модели бетона основано на рассмотрении двухфазной системы с частицами заполнителя сферической формы, равномерно распределенными в массе цементного камня.

Гансен показал, что удовлетворительные результаты могут быть получены также и в том случае, если рассматривать бетон как систему, состоящую из цементного раствора и крупного заполнителя. Исходя из этой модели, получены известные выражения для модуля упругости бетона (формулы Гансена, Шефдевиля-Дантю и т. д.). Аналитическая форма каждого выражения зависит от того, постулируется ли наличие или отсутствие полного сцепления между раствором и крупным заполнителем. В реальных условиях существует частичное сцепление между ними. Формула, предложенная Гансеном с учетом этого положения, позволяет получить результаты, приемлемо совпадающие с экспериментальными данными и вычисленными по формуле (V.1).

Изложенные представления о деформировании бетона под кратковременной нагрузкой следует рассматривать как теоретическую основу для оценки этого явления. Вместе с тем возможности их практического использования для прогноза деформативности бетона ограничены, поскольку требуется знать в каждом частном случае упругие характеристики   компонентов   бетона





В соответствии с выражением (V.4) существует некоторое предельное значение модуля упругости бетона Ет, которое не может быть превзойдено при любом значении прочности бетона Rx. Формула (V.4) положена в основу метода оценки модуля упругости бетона в нормах СНиП, Указаниях по проектированию железобетонных мостов СН 365-67 [92 ] и других отечественных нормативных документах.

В частности, она использована во французских нормах пректирования, а также в рекомендациях Европейского комитета по бетону [96], разработанных для создания международных норм проектирования железобетонных конструкций. В отличие от (V.4) формула (V.5) предполагает неограниченное возрастание модуля упругости бетона с ростом его прочности.

На основании опытных данных предложены различные варианты выражений (V.4) и (V. 5), которые отличаются численными значениями коэффициентов EmtS, си v (табл. 5).

Наибольшее распространение получили формулы Графа [144] и Роша [183], которые сейчас широко используются при оценке упругих свойств тяжелого бетона.

Как следует из табл. 5, методы прогнозирования упругой деформативности бетона основываются на уточнении коэффициентов в формулах (V.4) и (V.5) эмпирическим путем вне всякой связи с изложенными выше теоретическими представлениями. В ряде работ исследовалось влияние содержания заполнителя в бетоне [119], его вида и гранулометрического состава   [132,   143, 202],  наличия в заполнителе мелких фракций [202],  условий твердения бетона [153] на величину коэффициентов Ет, S, с и v.

Однако применить полученные закономерности для описания одновременно большого количества экспериментальных данных не удается.

Как видно из табл. 5, большинство предлагаемых коэффициентов получено для бетонов низкой или средней прочности. В какой мере эти коэффициенты пригодны для оценки модуля упругости бетонов высоких прочностей, судить трудно, поскольку экстраполяция большинства зависимостей в область прочностей порядка 1000 кГ!см2 приводит к разным результатам. Если сопоставить, к примеру, значения модулей упругости по зависимостям, принятым СНиП и рекомендациями ЕКБ (рис. 34), то наибольшие расхождения между ними (до 35%) наблюдаются именно в области высоких прочностей.

Некоторые закономерности, обнаруживаемые экспериментально, вообще не поддаются объяснению на основе зависимостей (V.4) и (V.5). При измерении упругих деформаций бетонов разной прочности фиксируется в ряде случаев не возрастание, как следует из формул (V.4) и (V.5), а падение модуля с ростом прочности бетона.  Это подтверждается результатами опытов Уокера [202] Фройденталя и Ролла [138], а также Ричарта, Брандцига и Брауна  [185] и др. (рис. 35).

Противоречия и расхождения в оценках модуля упругости бетона следует отнести, несомненно, за счет того, что существующие эмпирические зависимости не отражают влияния на его величину всех важнейших факторов. На это обстоятельство обращалось внимание в ряде работ [17, 98, 119,  129].

Таким образом, в обосновании и проверке нуждается прежде всего характер взаимосвязи упругих и прочностных свойств тяжелого бетона во всем возможном диапазоне их изменения. Это должно быть сделано путем применения имеющихся теоретических решений и статистической обработки достаточно обширной выборки опытных результатов. Только на этой основе могут быть вскрыты причины указанных противоречий и сделаны правильные выводы об упругих свойствах высокопрочных бетонов.

В последние годы исследования в данном направлении проводились, в частности, в ЦНИИС [17, 192]. Рассмотрим основные результаты этих исследований применительно к современным тяжелым бетонам (включая высокопрочные), изготовляемым на портландцементах и заполнителях из плотных  прочных  пород.

    

 «Высокопрочный бетон»       Следующая страница >>>

 

Смотрите также: Бетон и строительные растворы  Исходные материалы  1.1. Минеральные вяжущие вещества  1.2. Заполнители  1.3. Вода  1.4. Определение потребного количества материалов  Строительные растворы  2.1. Свойства строительных растворов  2.2. Виды строительных растворов  2.3. Приготовление строительных растворов  2.4. Составы  Бетоны  3.1. Виды бетона  3.2. Свойства бетона  3.3. Приготовление бетонного раствора  3.4. Составы  3.5. Шлакобетон  3.6. Опилкобетон






Rambler's Top100