ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ БЕТОНА

Экспериментальные данные о ползучести бетона в ли­нейной области, используемые для оценки величин воз­никающих деформаций, обобщаются в ряде обзорных работ [52, 78, 79, 94, 172, 201]. Наиболее обстоятельный анализ экспериментальных закономерностей деформирования со­держится в работах О. Вагнера [201 ] и И. И. лУлицкого[94]. Дальнейшие обобщения с целью уточнения этих законо­мерностей были предприняты в ЦНИИС [102, 108, 110]. Установлено, что величина удельных деформаций ползу­чести бетона в линейной области существенно зависит от комплекса факторов, которые условно можно разбить на две группы:

1) технологического характера, связанные с условиями изготовления и твердения бетона (качество примененного цемента, порода и гранулометрия заполнителя, водоцемент - ное отношение бетонной смеси, содержание цементного теста в смеси, условия уплотнения бетонной смеси, условия твердения бетона до приложения нагрузки, различного рода добавки в бетоне);

2) связанные с условиями загружения бетонного эле­мента и работы бетона под нагрузкой (размеры сечения бетонного элемента, температурно-влажностные условия окружающей среды, возраст бетона в момент приложения нагрузки).

Факторы технологического характера, определяющие индивидуальные качества данного бетона, весьма разнооб­разны. Они обусловлены применением различных типов цемента и заполнителя, составов бетонных смесей, режимов уплотнения и твердения бетона. Поэтому целесообразно конкретизировать задачу оценки свойств ползучести, учи­тывая практику изготовления тяжелых бетонов и опреде­ленные требования, которые, как правило, предъявляются к этим бетонам.

Везде ниже речь идет о тяжелых бетонах на портланд- цементах с минимальным количеством добавок и заполни­телях из прочных плотных пород. Во всех случаях пред­полагается, кроме того, правильный подбор грануломет­рического состава заполнителя, достаточная степень уп­лотнения смеси и создание благоприятных условий твер­дения бетона до приложения нагрузки и т. д. Этим усло­виям "удовлетворяет весьма обширный класс современных тяжелых бетонов, включая высокопрочные. Вместе с тем принятые ограничения позволяют выделить те из перечис­ленных технологических факторов, которые оказывают ре­шающее влияние на величину деформаций, а именно ха­рактеристики использованного портландцемента, ВІЦ сме­си и содержание цементного теста в долях по весу рт. Остальные технологические факторы при соблюдении приня­тых условий имеют второстепенное значение и их влиянием в большинстве случаев можно пренебречь. Полагая, что все основные факторы влияют на ползучесть независимо друг от друга, предельную величину меры ползучести рас­сматриваемых тяжелых бетонов можно оценивать исходя из общего выражения

Ст(т)=Сго(28)ет|Й№£„ (VI.1)

Где Ст(28) — предельное значение меры ползучести бетона определенного состава ( например, ВІЦ = 0,5; рт = 0,2); бетон загружен постоянной нагрузкой в некоторых фик­сированных исходных условиях, под которыми везде в дальнейшем понимаются следующие: приведенный радиус — F

Сечения элемента г = - = 2,5 см (F — площадь попереч­ного сечения; р — его периметр), относительная влажность воздуха 0 = 70%, возраст в момент загружения т = 28 су­ток при твердении бетона в естественных условиях; — безразмерные коэффициенты, учитывающие относительное

5 Зак. 273

Влияние на величину деформаций ползучести каждого из рассмотренных факторов ( соответственно В/Ц, рт, л 0 и т).

Соответствующие эмпирические зависимости, входящие в выражение (VI. 1), обоснованы в исследованиях ЦНИИС [110]. В частности, указывается, что у бетонов заданного состава (В/Ц = 0,5; рт = 0,2), загруженных в принятых

Исходных условиях, влияние качества портландцемента на ползучесть может быть оценено в зависимости от его ак­тивности R Ц.

С учетом среднего переходного коэффициента для испы­тания активности цемента Rn по новому ГОСТ 310—60 [82] эту зависимость из работы [110] следует записать:

Сщ (28) 106 = 4150 . (VI.2)

Качественный характер принятой зависимости хорошо подтверждается результатами опытов Невилля [171], показанными на рис. 47. Что касается количественных со­отношений между величиной меры ползучести Ст(28) и ак­тивностью цемента R ц для принятых исходных условий, т. е. по формуле (VI.2), то они были установлены на осно-

Ёании данных, полученных Вагнером [201 ], а также Гум - мелем, Гампе и Леонгардтом.

Относительное влияние В/Д смеси на величину пол­зучести и содержания в смеси цементного теста рт удается достаточно хорошо аппроксимировать выражениями [110]:

Й = 4 (ВД)2 = ±.-9 (VI.3)

Z

І2 = 5рт ^ 2,1В (1 + z) 10~3, (VI.4)

Где В — расход воды в л на 1000 л бетонной смеси; Z — Цементоводное отношение смеси.

Выражение (VI.3) было проверено Вагнером [201] на основании результатов почти 50 серий различных испы­таний. Последующие данные [157, 187] также подтвердили характер принятой зависимости [110]. Выражение (VI.4) предполагает наличие простейшей (линейной) связи между величинами деформаций ползучести и содержанием цемент­ного теста. Оно преобразовано при допущении, что 7б « « 2400 к г/ж3 = const.

Влияние на ползучесть бетона условий его загружения и работы под нагрузкой может быть учтено аналогичным образом [110] с помощью коэффициентов:.

£3=0,9(0,7 + 4-); (VI. 5)

Й = (VI.6)

Для исходных условий (при г = 2,5 см и 0 = 70%) значения этих коэффициентов равны единице.

Влияние возраста бетона в момент загружения (коэффи­циент їх) учитывается, как показано в работе [110], в за­висимости от времени т либо от относительной ( по отно­шению к марочной R) прочности бетона RXIR в момент за­гружения. Более подробно этот вопрос изложен в главе VIII.

Существующие методы количественной оценки дефор­маций ползучести тяжелого бетона, предложенные Улиц - ким, Вагнером, Ивансом и Конгом и др., как правило, ос­нованы на учете влияния всех перечисленных факторов независимо друг от друга, хотя рекомендуются различные
значения соответствующих коэффициентов. Этот принцип по существу сохранен и в разработанных недавно рекоменда­циях Европейского комитета по бетону [96]. Предложены также дополнительные коэффициенты, учитывающие влия­ние на ползучесть бетона тепловлажностной обработки (методика Улицкого), породы заполнителя (методика Ваг­нера) и т. д.

Такому методическому приему свойственны, однако, существенные недостатки, осложняющие его использова­ние при проектировании железобетонных конструкций. Прежде всего некоторые технологические факторы, учи­тываемые при оценке величины деформаций ( например, активность цемента не поддаются предварительной

Оценке в стадии проектирования, а. выбор их диктуется конкретными условиями производства (наличными мате­риалами для бетона ит. д.). В каждом таком частном случае для придания бетону заданных качеств (прочности, удобо - укладываемости и т. д.) неизбежно подвергаются коррек­тировке и остальные технологические параметры (В/Ц и рт), тесно связанные друг с другом. Поскольку колебания их фактических значений возможны в широких пределах и не могут быть регламентированы при проектировании, оценка влияния на ползучесть всего комплекса техноло­гических факторов по формуле (VI. l) становится весьма условной.

Поэтому при такой оценке целесообразно исходить непосредственно из важнейшей проектной характеристики бетона — его прочности при сжатии. Для этого необходимо отыскать определенные эмпирические связи между ползу­честью бетона и его прочностными показателями, напри­мер, марочной прочностью R. Только при наличии таких связей возможно прямое сопоставление деформативной способности различных бетонов, в том числе обычных и вы­сокопрочных.