Линейная ползучесть песчаных бетонов

26.06.2016

Все приведенные материалы исследований выполнены на призмах размером 10x10x40 см (определение призменной прочности, величин длительных деформаций) и кубах с ребром 10 см.
Образцы первой серии (табл. 2.1) изготавливались на цементе завода «Гигант» Rц = 480 кг/см2, либо на тонкомолотом комплексном вяжущем (TKB) с соотношением цемента и песка 3:1, и песке Тучковского карьероуправления с Mк = 1,9. Удельная поверхность комплексного вяжущего 4500-5000 см2/г, активность его близка к активности исходного цемента. Уплотнение образцов производилось до Ку ≥ 0,97, для жестких смесей использовались пригрузы от 20 до 100г/см2. В табл. 2.1 приведены данные о составах песчаного бетона, величине меры ползучести на 240-250 сутки испытаний при σ/Rпр = 0,3, а также величинах прочности образцов на 28-е сутки нормального хранения.
В табл. 2.2 — данные еще одной серии опытов. Все бетоны изготовлены на цементе завода «Гигант» с Rц = 485 кг/см2 и песке Тучковского карьероуправления с Mк = 2,0. Величины мер ползучести приведены в возрасте 180, 365 и 450 суток при σ/Rпр = 0,4.
Линейная ползучесть песчаных бетонов

Измерение деформаций ползучести производилось на установках пружинного типа в условиях центрального сжатия. Образцы загружались в возрасте 28 и 85 суток. По каждому составу испытывались по три образца-близнеца. Для получения характеристик ползучести одновременно измерялись деформации загруженных и трех незагруженных неизолированных образцов-близнецов для каждого состава с целью исключения усадки из суммарных деформаций. Измерение длительных деформаций велось индикаторами часового типа с ценой деления 0,001 мм на базе 200 мм.
Экспериментальные значения мер ползучести во времени песчаных бетонов, загруженных в возрасте 28 суток (составы в табл. 2.1 и 2.2), приведены на рис. 2.1 и 2.2. Относительные деформации ползучести для составов, приведенных в табл. 2.1 и загруженных в возрасте 28 и 85 суток - на рис. 2.3.
Линейная ползучесть песчаных бетонов

С целью разработки предложений по учету ползучести при расчете конструкций из песчаного бетона, а также для сравнения ползучести песчаных и тяжелых бетонов были вычислены предельные значения величин мер ползучести Спр. Для обработки использована методика Вагнера: по экспериментальным данным зависимости С от длительности загружения t строились графики функции t/C=f(t). Показано, что если функция C=f(t) экспонентциальна, то функция t/C=f(t) — линейна, и котангенс угла наклона ее к оси t равен Cпр. Линейную аппроксимацию экспериментальных значений t/C=f(t) проводили по методу наименьших квадратов.
Линейная ползучесть песчаных бетонов

По той же методике были обработаны результаты исследований ползучести песчаных бетонов, выполненных И.И. Улицким, В. И.Сытником, Б.А. Моховым, А. Невиллем. Полученные в результате обработки величины Cпр были затем откорректированы с учетом фактических размеров опытных образцов, возраста бетона при загружении и влажности среды в соответствии с рекомендациями. На рис. 2.4 приведены вычисленные таким способом величины предельных мер ползучести в координатах Cпр = f(B/R), где В - водосодержание смеси в л/м3, a R - прочность бетона на сжатие в МПа. Эти величины
аппроксимировались линейным уравнением
Линейная ползучесть песчаных бетонов

с весьма высоким для обработки экспериментальных данных по ползучести бетонов коэффициентом корреляции, равным 0,933 (при числе степеней свободы — 45). Полученное уравнение интерпретируется прямой I (рис. 2.4), лежащей весьма близко к предлагаемой О.Я. Бергом зависимости для тяжелых бетонов. Значения величин С песчаных бетонов меньше, чем Спр у тяжелых бетонов при одинаковой величине B/R, причем эта разница растет с повышением жесткости смесей и прочности бетона.
Полученное расположение прямых может быть объяснено двумя причинами: меньшей деформативностью тонких прослоек затвердевшего цементного теста, «обмазывающего» заполнитель в песчаном бетоне, и более интенсивным набором прочности материалом (из-за большей жесткости смеси при равных В и R) в период, следующий непосредственно за загружением.
Полученные результаты позволили разработать предложения по учету ползучести при проектировании конструкций из песчаного бетона.
Известно, что соответствующие рекомендации СНиП 2.03.01-84 для тяжелого бетона рассчитаны на некоторые осредненные величины удобоукладываемости смесей для бетонов различных марок, что само по себе позволяет правильно учесть влияние длительных процессов только для узкой (правда, наиболее массовой) категории бетонов, изготовленных из умеренно подвижных смесей. Нормирование характеристик длительных деформаций песчаных бетонов, изготовленных как из подвижных, так и из сверхжестких смесей, только в зависимости от марки бетона привело бы к неверной оценке величин длительных деформаций конструкций при их проектировании.
Линейная ползучесть песчаных бетонов

Показано, что ползучесть песчаных бетонов, изготовленных из жестких смесей с применением интенсивных методов уплотнения (пригруз, вибропрессование, роликовое формование и др.), не превышает нормируемых характеристик ползучести равнопрочных тяжелых бетонов. При использовании подвижных смесей для получения равной удобоукладываемости, приходится увеличивать водосодержание цементно-песчаной смеси на 20 -40 % (в среднем на 30%). Примерно настолько же возрастают и деформации ползучести. Учитывая эти соображения, величину потерь предварительных напряжений в арматуре от ползучести песчаных бетонов, приготовленных из смесей жесткостью более 40 сек по ГОСТ 10181.1 (группы А и Б), рекомендуется определять как для тяжелого бетона в соответствии с указаниями СНиП. Таким же образом следует определять и величины кривизн от действия постоянных и длительных нагрузок.
Если песчаный бетон приготавливается из смесей с OK 3-5 см (группа В), то вычисленные по СНиП величины потерь напряжений и кривизны следует увеличить на 30 %.
Если известны состав бетона и условия его приготовления, рекомендуется использовать более точные методы для расчета конструкций из песчаного бетона с учетом ползучести материала, определяя предельную величину меры ползучести Cпр по приведенной выше формуле.