Сцепление бетона с арматурой

Экспериментально установлено, что сцепление арматуры с бетоном, твердеющим в нормальных условиях, зависит от состава бетона, степени его уплотнения и условий твердения. Ориентировочно можно считать, что сцепление вибрированного бетона с арматурой составляет 0,1 предела прочности при сжатии.

Тепловлажностная обработка отрицательно влияет на сцепление арматуры с бетоном. Опыты, проведенные С.А. Мироновым в 1939 г., показали, что прогрев образцов при температурах 50—80° С вызвал снижение прочности сцепления бетона с арматурой в более позднем возрасте на 10—30% против контрольных образцов, твердевших в нормальных условиях. Тем большего внимания заслуживает вопрос о влиянии автоклавной обработки на работу железобетонных конструкций.

Для изучения влияния автоклавной обработки на прочность сцепления арматуры с бетоном были проведены опыты. Образцы размером 10х10х20 см изготовлялись из бетона состава 1:2,5:4,3 при ВЩ = 0,65-0,67; портландцемент применялся марки 400. Строго в вертикальном положении в образцы устанавливались стержни из круглой стали диаметром 17,5—18 мм, длиной 30 см. Они имели совершенно гладкую поверхность. Перед укладкой бетона стержни протирались очищенным бензином для устранения жирных пятен. Бетонная смесь уплотнялась вибрированием в течение 1 мин.

Величина силы сцепления арматуры с бетоном определялась при помощи выдергивания стержней из призм на приспособленном для этого прессе. Полученное сопротивление выдергиванию стали из бетона состоит не только из сцепления, но и трения, имеющего место при испытании образцов.

Образцы после автоклавной обработки испытывались в 3-суточном, а контрольные — в 30-суточном возрасте. Результаты испытания образцов на сцепление представлены в табл. 45.

Анализируя полученные результаты, видим, что образцы на чистом портландцементе после запаривания дают только 40—42% прочности сцепления контрольных образцов, выдержанных 30 суток в нормальных условиях. Добавка молотого песка снижает прочность сцепления образцов нормального твердения и повышает прочность сцепления автоклавных. Лучшие показатели прочности сцепления были у автоклавных образцов при добавке 33% молотого песка. Однако и в этом случае ее величина была на 20% ниже, чем у образцов нормального твердения на чистом портландцементе. Образцы с добавкой молотого шлака после запаривания имели прочность сцепления также на 50—60% ниже, чем образцы, изготовленные на чистом портландцементе и хранившиеся в течение 1 месяца в нормальных условиях.

По данным Менцеля, прочность сцепления гладких стержней диаметром 5 мм с бетоном после автоклавной обработки на 50—55%-ниже прочности сцепления контрольных образцов, выдержанных на воздухе.

Менцель, а также Рейнсдорф отмечают, что сцепление бетона автоклавного твердения с арматурой может быть значительно повышено путем нанесения нарезки или применения арматуры периодического профиля. В таких случаях происходит механическое зацепление между поверхностью стали и цементным тестом, обеспечивающее полное использование прочности арматуры.

Опыты показали, что после автоклавной обработки, так же как и при нормальном твердении, существует определенная зависимость между прочностью бетона при сжатии и при сцеплении со сталью. Ориентировочно можно считать, что сцепление плотного бетона с гладкой арматурой круглого сечения составляет 0,045 предела прочности при сжатии, что соответствует требованиям, предъявлявшимся ранее нормами проектирования. С течением времени прочность сцепления бетона со сталью повышается за счет набухания, самоуплотнения и повышения прочности бетона во времени.