РАЗДЕЛ 2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПРОЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СТАРОГО БЕТОНА С НОВЫМИ АКРИЛОВЫМИ КЛЕЯМИ
Как указано в разделе 1 в практике строительства имеет место соединение старого бетона с новым. Поэтому были проведены экспериментальные исследования по определению влияния различных технологических факторов на прочность указанного соединения на акриловых клеях. К таким технологическим факторам относятся? класс бетона; толщина клеевого слоя; время отверждения акрилового клея и твердение нового бетона; твердение нового бетона при пониженных температурах (ниже 50С), характер подготовки старого бетона к склеиванию.
2.1. Методика экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования клеевых соединений старого бетона с новым проводились при воздействии на соединение растягивающих, сдвигающих (при сжатии) и изгибающих усилий. Поперечное сечение бетонных образцов было снято с размерами 70х70, 100х100 и 150х150 мм (рис. 2.1).
Для склеивания бетонных элементов на основании ранее проведенных исследований ?27-29, 35, 72, 85-90? были подобраны акриловые клеи, составы которых приведены в таблице 2.1.
Необходимое количество образцов клеевых соединений для определения их прочности и статистических характеристик определялось из теории планирования эксперимента [114, 178, 179] по зависимости
, (2.1)
где - вариационный коэффициент (по данным экспериментальных исследований [10, 24, 53] не превышает 5,40%); показатель точности эксперимента (не превышает 5% [45] при надежности 0,95); показатель достоверности (2,26 при показателе точности 5% [45,148]).
Согласно принятых показателей, минимальное количество опытных образцов клеевых соединений каждой серии составило
.
В процессе бетонирования массивных конструкций возможны случаи технологических перерывов, поэтому меняется прочность старого бетона. В связи с этим были проведены эксперименты по определению влияния этого фактора на несущую способность клеевого стыка на акриловом клее.
Модуль упругости бетона изменяется в зависимости от его прочности и соответственно класса. Влияние модуля упругости бетона Ев на прочность клеевых стыков старого бетона с новым изучалось при воздействии на образцы клеевых соединений осевого растяжения и сдвига при сжатии (рис. 2.1,б,в). Испытания проводились на образцах с поперечным сечением 70 х 70 мм. Они изготавливались из бетона класса В10, В15 и В25. Испытания проводились через 28 суток твердения бетона в нормальных условиях.
При проведении экспериментов исследовалось также влияние на прочность соединения следующих технологических факторов: возраст нового бетона; характер очистки поверхности старого бетона при подготовке его к склеиванию; толщина клеевого слоя; температура окружающей среды при бетонировании; стороны бетонирования существующей бетонной конструкции.
Влияние возраста бетона на прочность клеевых соединений проводилось на образцах с сечением бетонных элементов 100 х 100 мм при воздействии растягивающих усилий (рис. 2.1,б). Испытания проводились через 1, 5, 7, 14 и 28 суток твердения бетона.
Рис. 2.1. Схемы испытаний образцов клеевых соединений старого бетона с
новым на прочность при изгибе (а), растяжении (б) и на сдвиг при
сжатии (в)
Для определения рационального расхода акрилового клея необходимо было определить зависимость несущей способности клеевого соединения от толщины клеевой прослойки. Были испытаны на осевое растяжение бетонные балочки размером 100 х 100 х 100 мм, склеенные акриловым клеем. В экспериментах были приняты толщины клеевого слоя, равные 3, 6, 9, 12 и 15 мм. Эти размеры учитывали реальные случаи толщин клеевого слоя при обетонировании старого бетона с новым.
Известно, что нормальными условиями твердения бетона условно считается температура окружающей среды 18-200С. При температуре ниже указанной прочность бетона нарастает медленнее, а при температуре ниже 00С твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающей точку замерзания воды. Бетон начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания осуществляет этот процесс в теплой среде. При этом, если он не был поврежден замерзшей водой в самом начале твердения, прочность его постепенно нарастает.
Прочность бетона тем ближе к нормативной, чем позже он был заморожен ?65, 93?. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.
В соответствии со строительными нормами ?82, 93? в зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 50С и минимальной суточной температуре 00С свежеуложенный бетон необходимо предохранять от замерзания до достижения им прочности не менее 5 МПа и не менее 50% проектного класса бетона.
При проведении испытаний по определению влияния отрицательных температур при бетонировании на прочность клеевого соединения, сцепление образцов осуществляется способом "термоса" и применением электропрогрева.
Образцы для испытаний были приняты двух типов и изготавливались из бетона класса В15.
Первый тип в виде призм (рис. 2.2,б), состоящих из двух половин с клеевым швом под углом 900 посредине образца. Одна половина образца бетонировалась раньше другой, а к ней прибетонировалась вторая половина такого же сечения и такой же длины. Предварительно на место стыка старого
бетона с новым наносился слой акрилового клея.
Размеры призм были приняты 150х150х600мм. Испытания проводились на изгиб загружением образца в расчетном пролете 450 мм (рис. 2.2). Таким образом, при испытании разрушение призмы в пролете происходило от момента, действующего не только в месте склейки и посередине призмы, но и в теле бетона.
Призмы испытывали на прессе типа Р-20.
Величины напряжений сцепления в растянутой зоне определялись как отношение от разрушающего момента к моменту сопротивления сечения образца .
Второй тип образцов (рис. 2.1,в) предста
- Київ+380960830922