Раздел 2
Экспериментальные исследования прочности и деформативности соединений «бетон –
бетон» на акриловых клеях при кратковременном и длительном статическом
нагружениях
Как указано в разделе 1, при реконструкции, ремонте и новом строительстве
значительное место занимают соединения старого бетона со старым и старого
бетона с новым [23, 33, 34, 44, 65, 98, 144, 156].
В строительной практике для этих целей широко используются синтетические клеи,
из которых наиболее рациональными являются обычные и модифицированные акриловые
композиции [21, 22, 40, 44, 157]. В работе исследовано влияние на прочность и
деформативность класса бетона, толщины клеевого шва, уровня напряжений при
сжимающих длительно действующих постоянных и многократно повторных нагружениях
различной частоты
2.1. Изготовление и хранение опытных образцов
Для изготовления опытных целых и склеенных образцов-призм размером 100Ч100Ч400
мм и бетонных кубов с ребром 100 мм использовали тяжелый бетон на гранитном
щебне. Основные характеристики бетонных смесей приведены в таблице 2.1. В
качестве мелкого заполнителя для всех составов бетонов применялся песок
Безлюдовского карьера с модулем крупности 0,315...1,2, объемным весом
1400...1510 кг/м3 и пористостью 43...47 %. Количество пылевых и глинистых
добавок колебалось в пределах 1...5 %. Вяжущие – портландцемент активностью 400
кг/м2 Балаклеевского цементного завода. Бетонные кубы и призмы соответственно
размерами 100Ч100Ч100 мм и 100Ч100Ч400 мм изготавливались в лаборатории бетонов
Харьковского Промстройниипроекта в металлических формах.
Таблица 2.1 –
Состав бетона по весу
Класс бетона
Расход материалов на 1 м3
бетонной смеси, кг
Плотность бетонной смеси, кг/м3
Осадка конуса, см
В/Ц
портланд-цемент
М 400
песок фракции 1,2 Безлюд. карьера
щебень
фракций
вода
расчетная
фактическая
5…10
10…20
В12,5
250
660
576
704
180
2370
2350
5…9
0,72
В25
390
604
576
704
172
2446
2390
5…9
0,44
Уплотнение бетонной смеси производилось на стационарном вибростоле при
горизонтальном положении форм. Затем в течение 14 суток образцы хранили во
влажной среде. По истечении этого времени образцы извлекли из форм и до 28
суточного возраста хранили во влажной среде (влажных опилках), а затем в
условиях воздушно-сухого хранения при переменном температурно-влажностном
режиме окружающей среды (t = +20 ± 3°C).
При проектировании составов бетонных смесей были приняты во внимание те
факторы, которые оказывают доминирующее влияние на величину длительных
деформаций бетона – ползучесть и усадку.
Из соответствующих литературных источников известно, что при прочих равных
условиях величина деформаций ползучести надежно определяется посредством двух
факторов – кубиковой прочности бетона и расходом воды в литрах на 1 м3 бетонной
смеси [14, 84]. Усадка бетона согласно [14, 15, 35, 68, 99], практически не
зависит от класса бетона, а определяется только расходом воды. Вместо расхода
воды может быть использован и другой, не менее надежный фактор – показатель
подвижности (удобоукладываемости) бетонной смеси, выражаемый через осадку
конуса в сантиметрах.
Так как одна из поставленных задач заключалась в определении влияния толщины
клеевого шва на величины длительных деформаций соединения, то необходимым
условием при подборе составов являлось обеспечение одинакового расхода воды и
подвижность смеси.
Исследования прочностных и деформативных свойств бетонов класса В12,5 и В25 и
их клеевых соединений было намечено производить на образцах-кубах с ребром 100
мм, целых и соединенных акриловым клеем, образцах – призмах размерами
100Ч100Ч400 мм на центральное сжатие. Размеры опытных образцов были
продиктованы имеющимся испытательным оборудованием, позволяющим наиболее
эффективно проводить испытания на длительную прочность, ползучесть, и
выносливость.
Именно при принятых размерах опытных образцов была возможность одновременного
длительного испытания трех образцов одного класса бетона и соединения с
одинаковой толщиной клеевого шва. Все образцы данного класса бетона
изготовлялись из одного замеса.
Опытные склеенные призмы были изготовлены двух видов: из бетонных призм
размером 100Ч100Ч200 мм, имеющих гладкую торцевую поверхность (рис. 2.1 а) и
рваную, полученную в результате поперечного раскалывания бетонных призм
размером 100Ч100Ч400 мм на две равные части (рис. 2.1 б). Для соединения
бетонных элементов использовали акриловый клей. Толщина клеевого шва для
образцов, испытываемых на центральное сжатие, была принята d = 3; 6; 9 мм,
которую регулировали в процессе склеивания специальными прокладками, что
позволило точно выдержать толщину клеевого шва.
Принятая толщина клеевого шва d = 3; 6; 9 мм (при одном и том же классе бетона)
позволила установить ее влияние на прочность и деформативность соединений при
кратковременном, длительном и многократно повторном нагружениях.
а) б)
Рис. 2.1. Вид бетонных элементов для склеивания:
а – гладкая, б – рваная поверхности
Таблица 2.2 –
Состав акрилового клея
Состав клея,
масс - части
Наименование компонентов,
масс - части
Наполнитель,
масс - части
АСТ-Т
полимер
АСТ-Т
отвердитель
Кварцевый песок крупности до 0,16 мм
1:1:1,5
100
100
150
Акриловый клей (таблица 2.2) согласно [22, 40, 44, 83] имеет высокие
прочностные характеристики, а именно: призменную прочность на сжатие 75,72 МПа;
прочность на растяжение 18,46 МПа; прочность на изгиб 40,72 МПа с
коэффициентами однородности соответственно 0,91; 0,782 и 0,764; модуль
упругости E03
- Київ+380960830922