раздел 2
кратковременная и длительная прочность
анкерного болтового соединения на модифицированных акриловых клеях
Целью экспериментальных исследований было определение кратковременной и
длительной прочности анкерных болтовых соединений на модифицированных клеях при
различных глубинах заделки болтов при статическом кратковременном и длительном
действии на них выдергивающих усилий.
2.1. Исследование кратковременной прочности анкерных
соединений на модифицированных клеях различных составов
Перед определением кратковременной прочности анкерных болтовых соединений на
модифицированных акриловых клеях были проведены предварительные эксперименты по
определению влияния применяемых модифицирующих добавок на указанный показатель
прочности.
2.1.1. Методика исследований
Экспериментальные исследования проводили в соответствии с рекомендациями работ
[2,3,4,9,31,35,53,83,119,125,136]. Они заключались в выдергивании гладких
анкерных стержней, установленных с помощью модифицированных акриловых клеев
разных составов, из бетонных образцов.
Для проведения испытаний путем выдергивания стального стержня изготавливали
образцы анкерных болтовых соединений на модифицированных акриловых клеях.
Бетонные образцы в виде кубов или призм сечением 200 х 200 мм, используемые для
получения анкерных болтовых соединений, изготавливали в деревометаллической
опалубке из бетона класса В15. Высоту бетонных образцов определяли глубиной
заделки анкеров, она была соответственно равна мм; 9 180 мм; 8 160 мм и 7 140
мм. Диаметр отверстия в бетонных образцах определяли с учетом диаметра анкера и
толщины клеевого слоя, и составлял 36,6 мм. Анкера были изготовлены из стали
марки ВСт3кп2 (ДСТУ 2651-94, ГОСТ 380-94) в виде стальных стержней диаметром 20
мм с пределом текучести 235 МПа.
В качестве клея при изготовлении опытных образцов анкерных болтовых соединений
использовали модифицированные акриловые композиции, физико-механические
характеристики которых приведены в табл. 2.1 [13, 14, 16, 76-80, 123].
Таблица 2.1 - Физико-механические свойства модифицированных
акриловых клеев
Модифи-
Предел прочности, МПа
Модуль
Коэффи-
катор обычного акрилового клея
при сжатии
при срезе
адгезионная при равномерном отрыве
упругости
Е, МПа
циент
Пуассона,
98,61
33,78
18,6
0,553
Метакриловая кислота
97,43
28,19
17,9
0,521
0,20
Молотая слюда
96,34
30,83
18,1
0,528
После достижения бетонными образцами возраста 28 суток приступали к
изготовлению образцов анкерных болтовых соединений. Для этого стальные гладкие
стержни обезжиривали ацетоном, а из отверстий в бетонных образцах с помощью
сжатого воздуха удаляли пыль. Затем анкера устанавливали и центрировали в
отверстиях (скважинах) бетонных кубов, после чего заливали в скважины
модифицированный акриловый клей (рис. 2.1). Отверждение клея происходило при
температуре окружающей среды 15...200С в течение 3...5 суток.
В качестве акриловых клеев использовались клеи рекомендованных составов [13,
14, 16, 76-80, 123]: акриловый полимер - 100 масс-частей, отвердитель - 100
масс-частей, наполнитель (кварцевый песок с крупностью зерен 0,314 мм);
модификаторы: ZnO - 6 масс-частей, метакриловая кислота - 20 масс-частей,
молотая слюда - 7 масс-частей.
Рис. 2.1. Заливка клея в зазор между анкером и стенкой
скважины
Вид подготовленного к испытаниям образца анкерного болтового соединения
показан на рис. 2.2.
Исследование прочности анкерных болтовых соединений в зависимости от состава
модифицированного клея и геометрических размеров соединения (глубины заделки от
10 до 7 диаметров анкера) проводили на отдельных сериях образцов.
Схема испытания образцов клеевой анкеровки при кратковременном воздействии на
анкер выдергивающего усилия приведена на рис. 2.3. Испытания проводили на
гидравлическом прессе УИМ-50. Скорость приложения нагрузки составляла 2,5...3,0
МПа в секунду. Определяли максимальное усилие, соответствующее либо
адгезионному разрушению клеевого соединения, либо разрыву анкерного болтового
соединения.
Рис. 2.2. Вид подготовленного к испытаниям образца анкерного болтового
соединения на акриловом клее
Рис. 2.3. Схема испытания образцов анкерных болтовых соединений на прочность и
определение смещения незагруженного конца анкера при воздействии
краткорвеменного статического нагружения: 1 - бетонная призма; 2 - клеевой
слой; 3 - металлическая прокладка; 4 - шарнир; 5 - траверса пресса; 6 - анкер.
При определении прочностных характеристик анкерных болтовых соединений на
различных модифицированных акриловых клеях для каждого модификатора (табл. 2.1)
изготавливали партию образцов соединений. Первая партия (модификатор ZnO) имела
четыре серии образцов, которые определялись глубиной заделки анкера. Количество
образцов каждой серии при установлении кратковременной прочности анкерного
болтового соединения определяли исходя из теории планирования экспериментов
[107, 117, 128] по формуле
, (2.1)
где - вариационный коэффициент (согласно проведенным ранее экспериментам [32,
83, 106, 125] вариационный коэффициент не превышает 5,43); р - показатель
точности эксперимента (обычно в экспериментах, подобных описываемому, р не
превышает 7% [32, 83, 106, 125]); t - показатель достоверности, при показателе
точности 5% [107, 117, 128] t = 2,26.
В этом случае необходимое число образцов в каждой серии
образцов.
Исходя из теории планирования экспериментов необходимое количество образцов
анкерных болтовых соединений для каждого испытания при исследовании прочности
при действие кратковременного выдергивающего усилия составляет п = 6. Всего
было изготовлено три парти
- Київ+380960830922