РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ. МАТЕРІАЛИ ТА КОНСТРУКЦІЯ ДОСЛІДНИХ
ЗРАЗКІВ
Методика експериментальних досліджень бетону при його роботі на стиск на
сумісну дію агресивного середовища та тривалого навантаження
Експериментальні дослідження бетону виконано шляхом випробовування призмових
зразків, розмірами 100ґ100ґ400 мм при дії кислотного рідинного сере-довища та
осьового стиску з метою дослідження зміни фізико-механічних власти-востей
бетону під навантаженням в часі з корозійними пошкодженнями бетону.
Зразки призм навантажували на спеціально виготовленому силовому стенді (рис.
2.1) до заданого рівня навантаження [242] і за допомогою тяжів зафіксовувалися
на цьому рівні. В процесі навантаження призму центрували за допомогою чотирьох
індикаторів годинникового типу з точністю замірів 0,01 мм, які були розміщені
по гранях призми з базою замірів 200 мм. Для вивчення впливу величини напружень
на протікання корозійних процесів в бетоні у часі призми завантажували із
створенням різної величини початкових напружень, які складали 0,25, 0,35,
0,45.
Далі спеціальні ємності з агресивним середовищем закріплювали на
експериментальних зразках бетонних призм, стики ретельно герметизували.
Одночасно для однієї серії досліджень завантажували 3 призми одної серії бетону
(рис. 2.2 - 2.3). Призми випробували прикладаючи такі тривалі зусилля та
середровища: а) лише центральне стискаюче зусилля без середовища; б) одночасно
стискаюче зусилля у водному середовищі; в) стискаюче зусилля в агресивному
середовищі. Крім цього по три призми кожного виду бетону випробовували
короткочасним навантаженням без середовища для визначення початкових
фізико-механічних характеристик.
Для кожного рівня напружень випробувались не менше трьох призми. При цього при
рівні напружень та 0,35 випробування проводили лише стискаючим зусиллям в
агресивному середовищі.
Рис. 2.1
Схема силової установки для навантаження призм та загальний вигляд силового
стенду для навантаження бетонних призм тривалим навантаженням;
1-рама силової установки; 2 – пружини; 3 – кільцевий динамометр, 4 – призма;
5 – кульковий шарнір; 6 –фіксуючі тяжі; 7 – п’ята для передачі навантаження, 8
– розподільча траверса
На трьох призмах, які витримували без навантаження були закріплені
мікроіндикатори для визначення деформацій усадки. В загальній кількості в
різних умовах було випробувано 32 призми (рис. 2.4).
Рис. 2.2 Завантажені призми на тривале навантаження перед випробовуванням.
Рис. 2.3 Розташування силової установки з наявністю агресивного середовища
Одночасно з навантаженням бетонних призм у агресивне середовище тієї ж
концентрації у спеціальних ємностях у формі кубів з розмірами 120Ч120Ч120 мм
були опущені бетонні кубики 100х100х100 мм з метою спостереження за глибиною
корозії і характеристиками міцності перерізу кубика.
Бетонні призми були виготовлені із співвідношенням складників Ц:П:Щ=1:1,01:2,28
при водоцементному відношенні В/Ц=0,32 із застосуванням суперпластифікатора
“Хризофлюїд” (Франція, r=1,148 г/см3) та повітропоглинаючої добавки “Хризоаіра”
(Франція, r=1,03 г/см3). Цемент марки М400 та М500 Миколаївського цементного
заводу. Пісок використано кварцевий Славутського карўєру Хмельницької області
без домішок з модулем крупності Мс=2.04, щебінь гранітний – Селіщанського
карўєру Рівненської області фракції 5...10 мм – 45%, 10...20 мм – 55%. Призмова
міцність на 28 добу складає 41,0 МПа для серій 1…3 та 53,6 МПа для серії 4. У
перші 24 год. після бетоновування зразки вкривали поліетиленовою плівкою, щоб
запобігти втраті тепла при гідратації цементу. Після чого продовження набору
міцності проходило при t° зовнішнього середовища 20°С і постійному зволоженні.
Звільнення бетонних зразків від опалубки відбулося на 3-4-й день після
бетоновування.
Рис. 2.4. Об’єм експериментальних досліджень бетонних призм
Як агресивне середовище прийнято розчин сірчаної кислоти H2SO4 концентрацією
10%, середовище якої згідно норм [283] відноситься до сильно агресивних, а
корозія в її середовищі згідно класифікації В.М. Москвіна [185] – до корозії
другого виду. Близьке за характером середовище має місце в окремих хімічних
виробництвах, гальванічних цехах, димових трубах ТЕС, залізобетонних
конструкціях скруберів при аварійних режимах. Крім цього, створення вказаного
агресивного середовища дозволяє за відносно невеликий проміжок часу
промоделювати вплив агресивного середовища та одночасної дії навантаження.
Перед початком експериментів проводили ретельний замір геометричних розмірів,
бази вимірювання деформації бетону та маси зразків за допомогою штангенциркуля
і електронних терез відповідно. В процесі дослідження ці величини постійно
контролювали. Під час досліджень вели постійний контроль за температурою,
вологістю оточуючого середовища і концентрацією кислоти. При зміні концентрації
кислоти більше, як на 1% розчин кислоти замінювали.
Вимірювання повздовжніх деформацій бетону виконували щоденно, контроль розмірів
поперечного перерізу та ваги зразків – через кожних 10 діб. Окрім вимірювання
деформацій після руйнування призм виконували рентгенофазовий аналіз цементного
каменю та дослідження мікроструктури бетону з метою виявлення продуктів корозії
та зміни структури бетону. Рентгенофазовий аналіз проводили на рентгенівському
приладі ДРОН-2. Для проведення рентгенофазового аналізу з кожного зразка
відбирали проби на поверхні та в глибині бетонних призм.
Дослідження мікроструктури бетону проводили за допомогою растрового
електронного мікроскопа ТЕSLА ВS – 300 (рис. 2.5).
Проби відбирали у вигляді зразків з розмірами 10ґ10ґ15 мм таким чином, щоб в
неї ввій
- Київ+380960830922