ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

ПРОЧНОСТЬ ПРИ ОСЕВОМ РАСТЯЖЕНИИ

Сопротивление бетона осевому растяжению значительно меньше, чем сопротивление сжатию, и характеризуется нормальным сцеплением его составляющих. Малая проч­ность бетона при растяжении объясняется неоднородностью его структуры и нарушением сплошности бетона, что спо­собствует развитию концентраций напряжений, особенно при действии растягивающих усилий.

Неоднородное строение бетона — одна из главных при­чин большого рассеяния результатов механических испы­таний этого материала, что сказывается при эксперимен­тальном определении величины растяжения гораздо силь­нее, чем при определении прочности на сжатие.

Существенная разница между временным сопротивлением разрыву и временным сопротивлением сжатию для обычных тяжелых бетонов свидетельствует о довольно большом раз­бросе таких величин [84]. Этот разброс объясняется раз­личным влиянием факторов на растяжение и сжатие. Так, например, для обычных бетонов установлено [84], что с ростом В/Ц сопротивление разрыву понижается, однако в меньшей степени, чем сопротивление сжатию.

Учитывая, что при растяжении основную роль играет цементный камень, небезынтересно привести данные Н. И. Слесаревой [41 ] о результатах испытания на растяже­ние двух партий образцов из цементного камня. Расход це­мента для приготовления [образцов первой партии состав­лял 500 кг, а второй — 400 кг. Количество воды изменялось и В/Ц соответственно колебалось в пределах 0,30—0,40. Как в первой, так и во второй партиях, с увеличением В/Ц прочность бетона образцов падала в 1,4 раза.

Из опытов [41] также следует, что с увеличением со­держания песка в бетонной смеси прочность затвердев­шего бетона на растяжение существенно снижается.

На прочность при растяжении влияет гранулометриче­ский состав заполнителя и, в частности, вид зерен. Напри­мер, гравий и песок с округленными гладкими поверхно­стями способствуют снижению прочности на разрыв.

С увеличением марки бетона возрастает временное со­противление разрыву. Высокопрочные бетоны, как правило, приготовляемые на бетонных смесях с низкими В/Ц и на чистых кондиционированных заполнителях в виде щебня и песка, имеют повышенную плотность, следовательно, у них меньше разброс в показаниях прочности как при сжа­тии, так и при растяжении.

Временное сопротивление растяжению бетона опре­деляют на образцах путем осевого растяжения и растяжения при изгибе или при раскалывании.

Истинный предел прочности при растяжении определя­ют испытанием образцов на осевое растяжение. Для этого берут образцы с рабочим участком в виде призмы достаточ­ной длины, чтобы обеспечивалось равномерное распреде­ление внутренних усилий в его средней части. Концевые участки таких образцов обычно расширены для крепления в захватах. Места перехода от призменной части к расширен­ным должны быть выполнены плавно, чтобы в них не воз­никали концентраторы напряжений.

При испытании высокопрочные образцы требуется осо­бенно тщательно центрировать, так как с увеличением проч­ности их повышается и хрупкость. В последнее время пред­ложено несколько способов крепления образцов и центри­ровки в испытательной машине. Одним из наиболее удачных представляется так называемое самоцентрирующее кре­пление, предложенное М. М. Израелитом [39].

При испытании образцов-цилиндров или образцов - призм, концевые участки которых не расширены, приме­няют захваты в виде приклеенных к торцам образца метал­лических плит. В этом случае также может быть обеспечено достаточно хорошее центрирование образцов.

Для определения величины временного сопротивления растяжению R р в свое время Фере предложил зависимость в виде

#р =0,5 Я2/3, (III. 2)

Которая была получена для бетонов низких марок. В на­стоящее время эта зависимость распространяется и на бе­тоны марки 600.

Зависимость предела прочности при растяжении от пре­дела прочности при сжатии высокопрочных бетонов уста­новлена в работе [177]. Испытания на растяжение осевое, при изгибе и раскалывании проводились на образцах из
бетона марок 600—1200, а также на образцах из бетонов обычных марок. Образцы испытывали в возрасте от 3 до 360 суток. Бетоны готовили на цементах марок 500—800 (по ГОСТ 310—41) с различным химическим и минерало­гическим составами. В ряде партий образцов [67, 87] был использован особо быстротвердеющий цемент ОБТЦ.

/—Булгакова и Русановой [23]; 2 —Гоннермана и Шумана [141]; З — Пи­санко и Голикова [67]; 4 — Сытника и Иванова [87]; 5 —Слесаревой [41]; а —по уравнению кривой регрессии; б—по формуле (III.2)

Расход цемента составлял от 360 кг [67] до 685 кг [87] на 1 м3 бетона.

В качестве заполнителя применяли гранитный или ба­зальтовый щебень, а также горные или речные пески с раз­личными модулями крупности. Расход щебня и песка на I м3 бетонной смеси был принят такой же, как и для из­готовления образцов, использованных при определении ко­эффициента призменной прочности /Сп. п - Значения В/Ц Колебались от 0,26 [67] до 0,6 [161]. Для увеличения пла­стичности бетонной смеси применяли добавку 0,2% ССБ от веса цемента.

Анализ полученных результатов [177] позволил по­строить корреляционную зависимость i? p = F(R) в виде кривой а (рис. 23). Коэффициент корреляции г = 0,96 свидетельствует о достаточной устойчивости этой зависи­мости, которая совпадает с формулой Фере (см. рис. 23, кривая б). Наилучшее совпадение кривых а и б наблюдается у бетонов марок 600—1200,

На зависимости Rp = f(R) мало сказываются такие фак­торы, как изменение состава бетонной смеси, размеры и фор­ма образца, их возраст, а также способы приготовления и укладки бетонной смеси.