Строительство и ремонт

 Высокопрочный бетон

Быт. Хозяйство. Техника

Попытки отыскать такую взаимосвязь неоднократно предпринимались в последние годы. Первая из них была сделана в 1950 г. в Цюрихской лаборатории испытания материалов [199].

Рекомендации Европейского комитета по бетону [96] также позволяют представить меру ползучести в виде выражения, которое содержит в качестве одного из параметров марочную прочность бетона

Сравнивая рассмотренные выражения, приходим к выводу, что для одного и того же бетона и прочих равных условий они по-разному оценивают величину меры ползучести. В табл. 11 в качестве примера приведены расчетные значения Ст(28) по формулам (VI.7) — (VI. 10) для ориентировочных составов бетона марок 200, 400 и 600 в условиях загружения, принятых за исходные (г = 2,5 см, 0 = 70%, т = 28 суткам)

Расхождения в величинах Ст(28) для бетона заданной прочности будут сохраняться и при любых других возможных вариантах дозировки составляющих для получения бетона данной марочной прочности.

Аналогичные несоответствия обнаружены и в других известных в настоящее время рекомендациях, устанавливающих численные соотношения меры ползучести тяжелого бетона и его прочности (без учета других технологических параметров). Предлагаемые зависимости Cm(28) = f(R), сопоставленные между собой применительно к одинаковым исходным условиям загружения бетона, различаются не только количественно, но и качественно (см., например, кривые 3 и 4 па рис. 48).

Большинство рассмотренных зависимостей, как аналитических (табл. 11), так и в численной форме (рис. 48), относятся к бетонам обычной прочности (марки до 600).

При анализе данных табл. 11 и рис. 48 возникает вопрос о том, насколько универсальны непосредственные связи такого рода для любого тяжелого бетона рассматриваемой категории. Существующие точки зрения на этот счет весьма противоречивы.

По мнению А. В. Саталкина 178], Невилля [171], Кли-гера [163], деформативная способность бетона закономерно уменьшается по мере роста его прочности в момент загружения (т. е. в данном случае марочной прочности). И. Н. Серегин [79] пришел к выводу, что марка тяжелого бетона сама по себе позволяет достаточно надежно судить о свойствах ползучести этого материала, и влиянием других технологических параметров можно пренебречь. По мнению других исследователей, в частности Лермита [52], форма соответствующей связи далеко не доказана, поскольку систематические исследования в этом направлении отсутствуют. И. И. Улицкий [94], утверждает, что прочность бетона вообще не может служить критерием для оценки свойств ползучести.

Однако экспериментальные результаты формально не дают достаточных оснований для любого из этих утверждений. В опытах Гуммеля [157] испытанию на ползучесть подвергались, например, два различных состава бетона ( на разных цементах), имеющего примерно одинаковую куби-ковую прочность в 28-суточном возрасте (504 и 519 кГ/см2). У образцов, загруженных в этом возрасте, через 1100 суток обнаружена различная ползучесть (мера ползучести 5х 10~6 и 8х Ю~6 соответственно). В то же время в подобных испытаниях Хансона [150] ползучесть бетона двух составов, приготовленного на разных цементах и имеющего примерно одинаковую кубиковую прочность (485 и 550 кГ/см2), оказалась через 1000 суток также примерно одинаковой (мера ползучести 10,9 х Ю-6 и 10,3 X 10~6). Аналогичные результаты получены в опытах Уоша  [205].

Отмеченные противоречия и расхождения не нашли до настоящего времени удовлетворительного объяснения. Учитывая характер влияния важнейших технологических факторов на ползучесть тяжелого бетона и его прочность, попытаемся проследить принципиальную форму взаимосвязи этих характеристик материала.

На основании полученного выражения (VI. 13) с учетом экспериментальных данных о влиянии старения бетона на деформации] ползучести (см. главу VIII) удается сформулировать [110] общее положение о характере связи между величиной меры ползучести бетона Ст(г) при загружении в произвольном возрасте т и его абсолютной прочностью Rx в том же возрасте.

При загружении бетона на более ранних или более поздних стадиях процесса твердения связь в форме (VI. 15) уже не прослеживается. При RXIR <. 0,7 оценка деформаций ползучести по абсолютной прочности бетона Rx привела бы к их завышению за счет неучитываемого существенного влияния роста прочности после приложения нагрузки. При RxlR > 1 возможно аналогичное явление, но уже за счет превалирующего влияния изменения гигрометрического состояния твердеющего бетона (см. главу VIII). В пределах 0,7 ^ RXIR ^ 1 действие обоих указанных факторов, по-видимому, таково, что оно взаимно уравновешивается.

Однако и в последнем случае, как следует из выражений (VI. 13) и (VI. 15), никакой однозначной зависимости между мерой ползучести бетона и его прочностью в момент загру-жения не существует. Эта зависимость представляется в виде серии гиперболических кривых, каждая из которых соответствует определенному    постоянному расходу воды в смеси. Поэтому нормирование деформаций ползучести различных по составу бетонов (даже при прочих равных условиях) в функции только их прочности является методически неправильным и неизбежно приводит к разноречивым результатам (см. рис. 48).

В выражении (VI. 13) это обстоятельство учитывается тем, что наряду с прочностью R здесь используется второй независимый параметр — расход воды в смеси В. Сравним полученное выражение с приведенными ранее аналитическими зависимостями (VI.7)—(VI. 10) применительно к одинаковым исходным условиям загружения бетона и попытаемся выяснить, чем обусловлены различия в форме этих зависимостей.

Формулы Вёльми (VI.8) и рекомендаций ЕКБ (VI. 10) можно рассматривать, как выражение (VI. 13), в котором наряду с множителем B/R вместо постоянного коэффициента ku фигурируют некоторые функции:

в формуле  Вёльми (VI.8)    k'u= Н(В/Ц + 0,33) 10~6; в формуле   ЕКБ (VI. 10)      ^ = 0,92

Легко установить, что возможное в обычных пределах

изменение числовых значений kn и kn оказывает по сравнению с множителем B/R второстепенное влияние на результаты подсчетов по обеим формулам. Эти значения достаточно близки к величине коэффициента kn = 16 • 10~6 в формуле (VI. 13), однако в формуле Вёльми они уменьшаются, а в формуле ЕКБ, напротив, увеличиваются по мере повышения марочной прочности бетона (наилучшее совпадение с ku = 16 • 10~6 получается соответственно у бетона низких или высоких марок). Наиболее стабильны

при этом значения kn в формуле ЕКБ, поскольку вводящие в него параметры В1Ц и YR изменяются при прочих равных условиях взаимно противоположно.

Таким образом, формулы Вёльми и особенно ЕКБ в неявном виде отражают по существу те же принципиальные связи, что и выражение (VI. 13), но в более сложной фор-

ме (при переменных коэффициентах kn и /гп). Зависимость (VI. 13) с постоянным значением коэффициента позволяет оправданно упростить практические расчеты, кроме того, она больше соответствует экспериментальным закономерностям (см. табл.  13).

Что касается формул Цюрихской лаборатории (VI.7) и Гуммеля (VI.9), то они представляют собой не более как частные случаи  выражения (VI. 13).

Первая из них получается, если принять в формуле (VI. 13) В« 155 л/м3. Поэтому формула (VI.7) может давать удовлетворительные результаты лишь при оценке деформаций бетонов разной прочности, имеющих указанную постоянную дозировку воды.

Таким образом, полученное выражение (VI. 13) является наиболее простой и в то же время достаточно общей зависимостью деформаций ползучести от прочности бетона для тяжелых бетонов рассматриваемой категории.

Можно ожидать, что для высокопрочных бетонов наиболее близкие результаты при оценке величины деформаций могут быть получены по формулам (VI. 13) и ЕКБ. Формулы Гуммеля и Вёльми мало пригодны в этом случае и будут давать заниженные значения деформаций.