РОЗДІЛ 2
МІЦНІСТЬ ТА ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ ОДНОВІСНОМУ ТА ДВОВІСНОМУ КОРОТКОЧАСНОМУ СТИСКУ
2.1. Характеристики дослідних зразків та методика випробувань
Короткочасними навантаженнями до руйнування були випробувані бетонні зразки: при одновісному стиску - куби з ребром 70 та 100 мм та призми розмірами 70х70х280 мм та 100х100х400 мм (табл. 2.1), при двовісному стиску - плити розмірами 40х300х300 мм (табл.2.2).
Всі дослідні зразки були виготовлені одним замісом з бетону одного складу. При цьому використовували цемент активністю 35 МПа, андезітовий щебінь фракції до 20 мм, кварцевий пісок з модулем крупності Мк =1,84. Склад бетону за вагою прийнятий 1:1,37:3,71 при водоцементному відношенні 0,57.
Плити, призми та куби виготовлені в інвентарній металевій опалубці. Бетонування проводили в горизонтальному положенні з ущільненням бетонної суміші поверхневим вібратором протягом 1...2 хв.
Для отримання рівних поверхонь та граней плит, точної витримки прямих кутів між гранями плит бетонування виконано в спеціальних металевих опалубках, стінки яких виготовлені з брусків перерізом 40х40 мм, а поверхні брусків оброблені на шліфувальному верстаті та за чистотою відповідають класу точності не нижче 7. Перед бетонуванням всі форми змазували емульсолом.
Після початку тужавіння бетону, для захисту від висихання всі зразки були покриті поліетиленовою плівкою. Через п'ять діб після бетонування зразки були розпалублені та до початку випробувань їх зберігали в умовах лабораторії при температурі (16...20)о С та вологості повітря (60...80)%.
Короткочасні випробування кубів та призм, були проведені для визначення кубікової та призмової міцності, граничних деформацій стиску та величини початкового модуля пружності. Проводили випробування на гідравлічному пресі ПГ - 250 у відповідності з ДСТУ 24452-80 [61].
Таблиця 2.1
Об'єм та зміст короткочасних випробувань
бетонних кубів та призм
п/пСерія
зразківВид та розмір
зразкаК-ть зразків, шт, випробуваних у віці,
дібМета
випробувань281001301К-7Куби
70х70х70333Визначення кубікової міцності R2К-10Куби
100Х100х1003333П-7Призми
70х70х280333Визначення призмо-вої міцності Rb та модуля пружності Еb, будування діаг-рами 4
П-10Призми
100х100х400333
Деформації зразків в процесі навантаження вимірювали низкою тензорезистороми з базою 50 мм, наклеєних по чотирьох гранях призм в поздовжньому та поперечному напрямках. Крім того, в поздовжньому напрямку по двох гранях були встановлені індикатори з ціною поділки 0,001 на базі 200 мм.
Короткочасні випробування бетонних плит на двовісний стиск проводили в спеціально виготовленних пружинних приладах, які в подальшому були використані для тривалих досліджень (рис. 2.1 та 2.2).
Стискаючі зусилля у кожному напрямку створювали чотирма пружинами міцністю 70 кН кожна (рис. 2.2, а). Перед зібранням приладів пружини були протаровані на гідравлічному пресі, після чого вони були згруповані по чотири штуки в один блок. У кожному блоці пружини мали однакову висоту, подібні деформативні властивості та максимальні стискаючі зусилля. Для рівномірного стиску та утворювання в зразку стану, близького однорідному - для зниження концентрації напружень та зменшення тертя в місцях контакту зразка з опорними плитами завантажуючого пристрою установки - застосовували прокладки з фторопласту товщиною 4 мм (рис. 2.2, а). При підборі матеріалу прокладок виходили з умов забезпечення приблизної рівності за міцностю
,(2.1)де-опір зразка - куба одновісному стиску з використанням зменшення тертя в місцях його контакту з опорними плитами пресу; - призмова міцність, яка визначається за методикою ДСТУ 24452-80 [61]. Навантаження зразків плит здійснювали шляхом стиску пружин двома гідравлічними домкратами вантажністю 200 кН кожний. Навантаження накладали по 0,1 від руйнуючого зусилля з витримкою 5 хв. Внаслідок того, що на одновісний стиск бетонні плити не випробовувались, руйнуючі зусилля плит приблизно визначали за призмовою міцністю бетону у відповідному віці. Короткочасні випробування плит почали на 30-тій та закінчили на 36-тій добі після бетонування. В процесі випробувань був прийнятий такий порядок прикладання навантажень на зразок: плити завантажували у напрямку головних осей 1 та 2 од-
Рис. 2.2. Пружинна установка для створення двовісного стиснення (а) та схема розташування вимірювальних пристроїв на плитах (б)
1- бетонний зразок; 2-пружина; 3-гідравлічний домкрат; 4-фторопластові прокладки; 5-плита; 6-стержень; 7-гайка; 8-марки для вимірювання деформацій; 9-бетонний фундамент; 10-тензорезистори довжиною 50 мм; 11-скляна пластинка наклеєна на поверхню пити; 12- переносний індикатор.
а)
Б)
Рис. 2.3. Вимірювання деформацій повзучості бетону з використанням компаратора: а) в призмах; б) в плитах.
наковими ступенями по 0,1 до досягнення напружень по осі 2 відповідного рівня обтиску (0,3; 0,6 або 0,9 від - див. табл. 2.2); далі рівень бокового обтиску по осі 2 фіксували гайками установки та продовжували завантаження по осі 1 до руйнування.
Величину навантаження визначали за показниками зразкового манометра гідравлічної нососної станції та деформаціям пружин. Перед початком роботи гідросистему у зібраному стані (насосна станція, домкрат, зразковий манометр) тарирували за допомогою зразкового динамометра системи Токарєва.
Деформації бетонних плит в напрямку головних осей та діагоналей вимірювали за допомогою компаратора, який має ціну поділки 0,001 мм, та тензорезисторів довжиною 50 мм (рис. 2.2, б). Для використання компаратора на двох ненавантажених гранях зразка плити наклеювали марки