ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НОРМИРОВАНИЮ УПРУГИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

Характер выражения (V.15), а также результаты его проверки с привлечением большой совокупности опытных данных свидетельствуют о том, что по мере повышения проч­ности бетона модуль упругости действительно стремится к некоторому пределу Ет. Поэтому эмпирические формулы типа (V.4), принятые отечественными нормативными до­кументами (СНиП, СН 365-67), более пригодны для оценки упругих- свойств высокопрочных бетонов, чем выражение (V.5), используемое, в частности, рекомендациями ЕКБ (см. например, рис. 34).

Выражение (V. 15) дает возможность оценить реально достижимый предел снижения упругой деформативности тяжелого бетона по мере роста прочностных показателей этого материала. Предположим, как и ранее, что предель­ное значение модуля упругости цементного камня Ект Вне зависимости от качества портландцемента и возраста в момент загружения находится на уровне Ект = 5 • 105 и примем для высокопрочных бетонов рт = 0,25-^0,30. Из выражения (V.16) видим, что соответствующая предель­ная величина Ет для бетона зависит почти исключительно от упругих характеристик применяемого заполнителя.

По данным СНиП, которые относятся к распространен­ным заполнителям из прочных пород (например, гранита), этот предел оценивается величиной Ет — 5,3 • 105 (см. табл. 7). Однако особо плотные и прочные извержен­ные породы (норит, диорит, базальт и т. д.) могут иметь модуль упругости, достигающий Е3 = 10 • 105. В этом случае в соответствии с формулами (V.15) и (V.16) при РТ = 0,25^-0,30 Ет = (7,7—8)105. Значения модуля уп­ругости бетона, которые, вероятно, могут быть достигнуты при использовании этих заполнителей (теоретически до­пускается возможность получения бетона прочностью 2000 кГ/см2) оцениваются величиной порядка £макс = = (6,5-^6,9) • 105. Полученные цифры довольно близко согласуются с прогнозами, которые были сделаны для высокопрочных бетонов на конгрессе ФИП в Париже в 1966 г. В качестве вероятного предела модуля упругости этих бетонов называлась величина Емакс = 7 • 105.

Влияние упругих свойств заполнителя наиболее сложно учесть при нормировании величины модуля упругости бе­тона, поскольку фактические значения этой характеристи­ки трудно предусмотреть заранее при проектировании кон­струкций из железобетона.

Приемлемое решение может быть получено только на основе статистической обработки данных о модуле упру­гости наиболее распространенных прочных заполнителей. Это позволит обоснованно выбрать значение параметра ср в формуле (V.15) и одновременно оценить изменчивость этой величины (а следовательно, и модуля упругости бе­тона). До получения подобных данных можно ориентиро­ваться на среднюю величину Е3 = 5.5 • 105, соответст­вующую высококачественному крупному заполнителю из прочных изверженных пород типа гранита в сочетании с кварцевым песком. Тогда при оценке значений ф в фор­муле (V.15) допустимо использовать средние значения п — = EJEKm =1,1 ] рт = 0,25. При этих условиях выражение (V.15) принимает вид

5 3 R

Fx. Ю-5 =--------- —1— . (V.18)

850PT + RX V

Оно отличается от соответствующей зависимости СНиП наличием параметра рт в знаменателе. Обе зависимости совпадают лишь в случае, когда рт ж 0,235 (см. табл. 7).

Таким образом, даже у тяжелых бетонов, изготовленных обычными технологическими приемами на одинаковых по свойствам материалах, однозначной зависимости между модулем упругости бетона и его прочностью не существует. Фактические значения модуля упругости определяются помимо прочности, по крайней мере, еще одним техноло­гическим параметром. Этот вывод, сформулированный Е. Н. Щербаковым [192], справедлив не только для упру­гих деформаций, но также и для деформаций ползучести и усадки тяжелого бетона (см. главы VI и VII).

Выражение (V.18) содержит в качестве указанного до­полнительного параметра величину рт (т. е. практически расход цемента Ц). Влияние ее на модуль упругости вслед­ствие определенных взаимосвязей между технологическими характеристиками бетонной смеси может выражаться кос­венно. Экспериментально обнаружено, например [67, 70], что бетоны одинаковой прочности, но разным способом уп­лотненные, имеют различный модуль упругости. Это поло­жение находится в соответствии с изложенными взглядами на оценку модуля упругости и объясняется не столько влиянием метода уплотнения как такового (при одинаковой степени уплотнения), сколько особенностями применяемой в каждом случае бетонной смеси. Использование более ин­тенсивных методов уплотнения (и соответственно более же­стких смесей с пониженным содержанием цементного те­ста) ведет к относительному повышению [70] модуля упру­гости бетона при сохранении примерно одинаковой проч­ности.

Практический вывод, вытекающий из приведенного ана­лиза, заключается в том, что общепринятые методы нор­мирования величины модуля упругости бетона в функции только его прочности не отражают действительных зако­номерностей изменения этой величины и являются сугубо приближенными. Это может особенно сказаться на резуль­татах оценок модуля упругости высокопрочных бетонов, поскольку при прочности выше 600 кГ/см2 степени влияния этого фактора и содержания цементного теста рт соизмеримы и должны учитываться одновременно. Кроме того, сущест­венные отклонения фактических значений модуля от нор­мируемых по прочности величин могут наблюдаться в свя­зи с использованием для этих бетонов заполнителей повы­шенной прочности и упругости. Эти особенности высоко­марочных бетонов следует учитывать наряду с прочностью, используя выражение (V.15).

Если ориентироваться даже на определенные средние характеристики составляющих для тяжелого бетона, то и в этом случае существующие методы нормирования мо­дуля упругости нуждаются в уточнении. Обычно рекомен­дуемые зависимости Ех == F(Rx) в виде (V.4) справедливы, как отмечалось, при сохранении примерно одинакового расхода цементного теста в бетонах разной прочности, в то время как на практике с повышением прочности бетона, средние расходы цемента (и следовательно, цементного теста), как правило, существенно возрастают. По этой

J 05

Причине в данных СНиП, соответствующих среднему зна­чению рт = 0,235 (см. табл. 7), модуль упругости относи­тельно занижен для низких марок бетона, у которых обыч­но рт< 0,235 и, напротив, завышен для высокопрочных бе­тонов, у которых часто рт > 0,235. Это обстоятельство может быть учтено с помощью выражения (V. 18). С уче­том этого выражения соответствующие коррективы должны быть внесены также при оценке модуля упругости мелко­зернистого (песчаного) бетона (см. раздел 4).