РАЗДЕЛ 2.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА
2.1. Методика и программа экспериментальных исследований
В качестве опытных образцов при исследовании ползучести бетона в условиях плоских напряженных состояний "сжатие-сжатие" и "сжатие-растяжение" приняты призмы с размерами 100х100х400 мм.
Программа исследований включала варьирование соотношениями главных напряжений в условиях двухосного сжатия в пределах: ?2:?3 = 0:-1;
-0,5:-1; -1:-1; в условиях "сжатия-растяжения" - ?1:?3 = +1:0; +1:-1, а также различными уровнями нагружения наибольшим сжимающим напряжением ?3 от ?l3 = ?3/Rb = 0 до ?l3 = (0,3?0.6). Величины сжимающих ?3, ?2 и растягивающих ?1 напряжений, а также их соотношения ?2 /?3, ?1 /?3 выбирались с целью получения ясной качественной и количественной картины развития относительных линейных, объемных и сдвиговых деформаций ползучести бетона при плоском напряженном состоянии. Загружение образцов осуществлялось в возрасте t0 = 10-12, 20, 47 и 150 суток. Это позволяло при загружении в раннем возрасте получить относительно высокие уровни нагружения и во всех случаях оценить влияние возраста бетона в момент нагружения на предельные значения деформаций ползучести.
Выполнено четыре серии экспериментальных исследований. Основные опытные образцы-призмы изготавливали из тяжелого бетона состава, рекомендованного ВНИПИ Теплопроект (г. Москва) для возведения монолитных инженерных сооружений из расчета (на 1 м3): портландцемент марки 500 - 450 кг; песок кварцевый - 630 кг; щебень гранитный - 1128 кг; вода - 180 л, противоморозная добавка СНВ - 90 г (Ц : П : Щ = 1 : 1,4 :2,5).
Одна серия образцов (серия 2) выполнена с применением цемента М 400 при том же соотношении по массе компонентов бетонной смеси.
Рис. 2.1 Схема расположения закладных деталей (а) в образцах-призмах;
б) - типы стальных огловников с анкерами для испытаний соответственно при сжатии и растяжении;
в) - ввинчивающиеся держатели приборов Образцы-призмы бетонировались в стальных формах в горизонтальном положении. Бетонная смесь уплотнялась вибрированием в течение 60-90 сек на вибростенде. Торцевые грани образцов оснащались стальными плитами-оголовниками толщиной 40 мм, заанкериваемыми в бетон с помощью специальных стержней (рис. 2.1). Для центрирования образцов по геометрическому центру тяжести в стальных оголовниках устраивались сферические лунки под шаровые опоры.
С целью определения основных исходных характеристик прочностных и деформационных свойств исследуемых бетонов одновременно с основными образцами-призмами изготавливались и дополнительные образцы - кубы и призмы. После бетонирования образцы находились в формах в течение пяти суток, а затем, после распалубки, в помещении со стабильным температурно-влажностным режимом (t0=20?4 0C, W=65?5%). После распалубки неровная грань образцов шлифовалась с помощью наждачной бумаги, затем производились маркировка и контрольный обмер призм. Контроль качества бетона осуществлялся внешним осмотром и контрольным взвешиванием. Образцы, отличавшиеся по массе более чем на 3% от средних значений, отбраковывались.
Все экспериментальные исследования проведены в лабораторном корпусе ДонГАСА с относительно стабильными температурно-влажностными условиями: температура 20 ?40С, влажность воздуха - 65 ? 5%.
В процессе испытаний с целью учета деформаций, обусловленных изменениями температуры и влажности окружающей среды, для соответствующих групп образцов использовались по два ненагруженных образца-близнеца, выполнявших роль образцов-компенсаторов. Показания приборов, установленных на этих образцах, при обработке данных вычитались из соответствующих показаний приборов на загруженных призмах. Это позволяло выделять силовые деформации образцов из полных, содержащих также и температурно-усадочные деформации.
Испытанию длительным сжатием подвергались образцы без специальной гидроизоляции боковых поверхностей бетона. Методика проведения эксперимента была такова, что две боковые грани, перпендикулярные направлениям действия напряжения ?2 двухосно нагруженных образцов, были закрыты от влагоудаления стальными плитами нагружающих устройств. Поэтому для моделирования идентичного процесса влагопереноса в образцах-компенсаторах, служащих для измерения температурно-усадочных деформаций, выполнялась гидроизоляция двух противоположных боковых граней путем прижатия стальных плит нагружающих устройств без создания напряжения ?2.
Измерение температурно-усадочных деформаций и деформаций ползучести вдоль призм производили при помощи индикаторов часового типа ИЧ-10 с точностью 0,01 мм на базе 250 мм, в поперечном направлении, вдоль оси действия напряжения ?2, с помощью рычажных тензометров Гугенбергера с точностью 0,001 мм на базе 65 мм, в ненагруженном направлении - с помощью индикаторов МИГ-2 с точностью 0,002 мм на базе измерения 100 мм.
В проведенных исследованиях выполнено усовершенствование методики измерения деформаций, использовавшейся в методически близких испытаниях [49, 79, 119], в части разработки приспособления для измерения деформаций в третьем, ненагруженном направлении. Приспособление состоит из двух прижимных элементов, выполненных из прокатного уголкового профиля (рис. 2.2 ), между которыми устанавливаются удлинители и индикаторы часового типа. Крепление прижимных элементов осуществлялось к металлическим закладным деталям, заанкериваемым в образцы в процессе их бетонирования. Пробными прессовыми испытаниями призм на осевое сжатие были получены согласующиеся результаты по деформациям, измеренным с помощью разработанного приспособления и с традиционно используемыми тензометрами Гугенбергера. Расхождения в показаниях не превышали 5%.
Рис. 2.2 Схема размещения приборов для измерения деформаций образцов-призм при плоском напряженном состоянии:
1- опытный образец;
2- стальные плиты ?=35 мм;
3- прижимные элементы;
4- индикаторы МИГ-10 на базе измерения 100 мм;
5- индикаторы ИЧ-10 на базе 250 мм;
6- удлините
- Київ+380960830922