Строительство и ремонт

 Высокопрочный бетон

Быт. Хозяйство. Техника

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 Rp в свое время Фере предложил зависимость в виде

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.

 В качестве заполнителя применяли гранитный или базальтовый щебень, а также горные или речные пески с различными модулями крупности. Расход щебня и песка на 1 м3 бетонной смеси был принят такой же, как и для изготовления образцов, использованных при определении коэффициента призменной прочности Ки.и- 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 Rp = 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 an 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.