Конструкционно-теплоизоляционные легкие бетоны на стекловидных пористых заполнителях (02.08.2010)

Автор: Давидюк Алексей Николаевич

Зависимости предела прочности бетонов при растяжении Rt от предела прочности при сжатии R

«Показатель корреляции» R2

Бетон на ВВГ в сравнении с бетонами на ПСГ и ВТГ характеризуется незначительным понижение предела прочности на растяжение, которое при практическом применении можно игнорировать (для бетонов классов В 3,5 – В 7,5 снижение составляет от 5 до 15 %) и использовать для всех бетонов единую зависимость

, (17)

Прямые испытания по определению величины сцепления ВТГ с цементным камнем показали повышение величины сцепления с увеличением содержания стеклофазы в ВТГ (рис. 5).

Рис. 5. Зависимость прочности

сцепления цементного камня с

заполнителем от содержания

стеклофазы в ВТГ

Значения величины сцепления цементного камня с ВТГ составили от 0,6 до 1,04 МПа, или 0,13 – 0,23 предела прочности цементного камня на растяжение. Поскольку, по данным Ю.Л. Белоусова и С.В. Алексеева, кристаллизация продуктов коррозии приводит к упрочнению цементной матрицы и замедляет снижение адгезионной прочности и, поскольку прочность контакта обеспечивается не столько адгезией, сколько механическим сцеплением, затухающий коррозионный процесс не представляет опасности. Именно преобладающая роль механического зацепления в обеспечении сцепления между цементным камнем и заполнителем объясняет различие величин сцепления для различных заполнителей в связи с различной степенью шероховатости их поверхности.

Оценка усадочной трещиностойкости произведена с использованием полученных автором зависимостей кинетики прочности, ползучести, усадки, модуля упругости бетонов на стекловидных пористых заполнителях по величине предложенного Г.В. Несветаевым критерия трещиностойкости, численно равного уровню растягивающих напряжений в любой момент времени

Полученные в работе зависимости, входящие в ф. (18) позволили выполнить анализ, некоторые результаты которого представлены на рис. 6. Наивысшей трещиностойкостью обладает бетон на ВВГ – его коэффициент усадочной трещиностойкости не хуже значений, характерных для тяжелого бетона класса В 20 на среднеусадочном цементе.

Рис. 6. Коэффициенты усадочной

трещиностойкости легких бетонов на стекловидных заполнителях: ВТГ, ВВГ, ПСГ – соответственно бетон на ВТГ, ВВГ, ПСГ; 50, 100 – марки бетона по прочности; ТБ В 20 – тяжелый бетон класса В 20 на среднеусадочном цементе

Критерий трещиностойкости бетона М 100 (В 7,5) на ПСГ также практически соответствует этому показателю для тяжелого бетона. Несколько худшие значения коэффициента трещиностойкости у бетона на ВТГ М 100 (В 7,5). По данным К.П. Деллоса, легкие бетоны на пористых заполнителях, как правило, обладают худшей трещиностойкостью в сравнении с тяжелыми, в основном за счет более высокой усадки. Анализ ф. (18) показывает, что высокие значения критерия усадочной трещиностойкости могут быть обусловлены высокими значениями усадочных деформаций и низкими значениями предела прочности на растяжение. Легкие бетоны на стекловидных заполнителях в сравнении с керамзитобетоном обладают пониженной усадкой, за счет чего по усадочной трещиностойкости легкие бетоны на стекловидных заполнителях выгодно отличаются от легких бетонов на традиционных обжиговых заполнителях, в частности, керамзите, и не уступают по этому показателю тяжелому бетону низких классов.

Начальный модуль упругости при растяжении легких бетонов на стекловидных пористых заполнителях может быть определен по формуле

при этом погрешность составляет от 3 до 25%. Для легких бетонов на стекловидных заполнителях, как и для бетонов на традиционных пористых заполнителях, отмечено характерное превышение значений модуля упругости при растяжении до 25% над значениями модуля упругости при сжатии. Но для инженерной практики целесообразно принимать значения модулей равными, поскольку это незначительно отражается на результатах расчета конструкций, но существенно упрощает расчет напряженно - деформированного состояния конструкций. Это положение, принятое в нормах для легких бетонов на традиционных заполнителях, целесообразно сохранить и для легких бетонов на стекловидных пористых заполнителях, в связи, с чем нормирование модуля упругости бетона при растяжении рекомендуется принимать по табл. 11.

Для определения величины «предельной» растяжимости ?Rt легких бетонов на стекловидных пористых заполнителях, под которой понимается величина деформации, соответствующая пределу кратковременной прочности бетона при растяжении при стандартных испытаниях, в работе получена формула, согласно которой ?Rt примерно в полтора раза превышает аналогичный показатель легких бетонов на традиционных заполнителях при равном значении Rt/E0

Мера ползучести легких бетонов на стекловидных заполнителях описывается полученными в работе зависимостями, представленными в табл. 13.

Таблица 13

Нормирование параметров ползучести легких бетонов

на стекловидных заполнителях

40,0 25,0 15,0

Кинетика деформаций ползучести легких бетонов на стекловидных заполнителях удовлетворительно описывается функцией вида

), (21)

= 0,3; b = 0,76; c = 0,066 для бетона М150. Предельные прогнозируемые значения меры ползучести исследованных бетонов ниже величин, характерных для равнопрочных тяжелых и керамзитобетонов, при этом мера ползучести бетона на ВТГ и бетона на ПСГ практически одинакова, а бетона на ВВГ в сравнении с ними в 1,5 – 2 раза меньше в зависимости от прочности (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость меры ползучести бетонов от предела прочности при сжатии: ПСГ, ВБ, АБ – соответственно бетон на ПСГ, бетон на ВВГ, бетон на ВТГ, экспериментальные данные; ПСГ (ВБ, АБ) – прогноз 35 лет – предельные значения (прогноз); ЛБ – П – по данным А.Б. Пирадова; КБ – С – керамзитобетон, по данным И.Н. Серегина; ЛПБ – С – литоиднопемзобетон по данным М.З. Симонова; ПСГ – К – бетон на

ПСГ по данным ЕрГУАС

Развитие усадочных деформаций удовлетворительно описывается функцией вида

В табл. 14 представлены сравнительные данные по усадке легких бетонов на стекловидных заполнителях.

Таблица 14

Усадка легких бетонов на стекловидных заполнителях, мм/м

Бетон Деформации усадки бетонов марки

М 35 М 50 М 75 М 100 М 150

На ВТГ - 0,68 0,59 0,47 -

На ВВГ 0,56 - 0,33 0,29 -

На ПСГ 1,12 0,89 0,4 0,305

0,3* 0,21

* По данным ЕрГУАС

Из полученных в работе данных следует (рис. 8), что бетон на ВВГ и бетон на ПСГ при прочности более 10 МПа (М 100) в принципе по деформациям усадки сопоставимы с тяжелым бетоном. При более низких марках деформации усадки легких бетонов возрастают более интенсивно, чем тяжелых. Бетон на ВТГ характеризуется более высокими деформациями усадки в сравнении с бетоном на ВВГ и бетоном на ПСГ. Усадка бетонов классов В 3,5 и выше на стекловидных заполнителях существенно меньше усадки керамзитобетона, в связи с чем, как отмечено выше, легкие бетоны на стекловидных пористых заполнителях обладают более высокой, в сравнении с керамзитобетоном, трещиностойкостью.


загрузка...