ivdon3@bk.ru
Приведены результаты исследований влияния различных условий твердения, в т.ч. моделирующих условий в центре массивных монолитных конструкций, на предел прочности на сжатие и растяжение, начальный модуль упругости, кинетику твердения самоуплотняющихся бетонов классов от В25 до В55. Предложена классификация бетонов по кинетике твердения с применением в качестве критерия времени достижения некоторого уровня от проектной прочности на сжатие при нормальных условиях твердения. Установлена инвариантность возраста и вида бетона в зависимости начального модуля упругости исследованных бетонов от предела прочности на сжатие. Выявлено некоторое отличие зависимости «начальный модуль упругости – предел прочности на сжатие» и отставание темпа нарастания предела прочности на растяжение от темпа нарастания предела прочности на сжатие исследованных бетонов в ранний период твердения относительно традиционных бетонов вибрационного уплотнения. Показано, что в ранний период твердения исследованные бетоны характеризуются более высоким уровнем условного критерия трещиностойкости E0/Rt, что свидетельствует, в определенной степени, о более высокой хрупкости исследованных бетонов в этот период.
Ключевые слова: самоуплотняющиеся бетоны, предел прочности на сжатие и растяжение, кинетика твердения, модуль упругости, критерий трещиностойкости
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства
Исследовано влияние редиспергируемых полимерных порошков на изменение свойств строительных растворов после выдерживания при высокой температуре, в соответствии с ГОСТ Р 56387-2018. Выявлено повышение предела прочности на сжатие на 10 – 15% при дозировке РПП 2 – 3%. Установлено, что введение в состав воздухововлекающей добавки оказывает незначительное, до 5%, негативное влияние на повышение предела прочности. Повышение предела прочности на растяжение при изгибе после выдерживания при высокой температуре составило 1,5 – 1,8 раза. Снижение начального модуля упругости практически не зависит от дозировки РПП. После выдерживания при высокой температуре значения модуля упругости составили 0,8 – 0,84 относительно нормальных условий твердения. Выявлено снижение прочности сцепления с бетонным основанием до значений 0,39 – 0,71 относительно нормальных условий твердения. Отмечено, что снижение прочности сцепления существенно зависит от рецептурных факторов, за исключением составов, содержащих воздухововлекающую добавку, в которых снижение прочности сцепления после выдерживания при высокой температуре практически отсутствует.
Ключевые слова: редиспергируемые полимерные порошки, прочность сцепления, модуль упругости, предел прочности при сжатии и изгибе, высокая температура
Многочисленность факторов, определяющих качество монолитных железобетонных массивных фундаментов, предопределяет актуальность тщательной проработки совокупности вопросов, связанных с интенсивностью бетонирования, техническими возможностями производителя работ, температурно-влажностными условиями, особенностями технологических свойств бетонной смеси и кинетики твердения бетона. Для обеспечения монолитности конструкции обоснована целесообразность определения толщины укладываемого слоя не только длиной рабочей части вибратора, как предписывают нормы, но и показателями интенсивности бетонирования, определяемыми параметрами конструкции, температурно-влажностными условиями и возможностями производителя работ. Показано влияние на рациональное время перекрытия слоев температурно-влажностных условий среды и рецептурных особенностей бетонной смеси. Приведены результаты моделирования уровня растягивающих напряжений от таких рецептурно-технологических факторов, как класс и кинетика твердения бетона, температурные условия и условия теплообмена с окружающей средой на примере температурно-усадочного блока 20х20х2 м. Предложена зависимость определения интенсивности бетонирования в зависимости от рассмотренных факторов и дано обоснование значениям входящих в нее параметров. Приведено уравнение относительных влагопотерь по толщине конструкции в условиях сухой жаркой погоды при применении самоуплотняющихся бетонных смесей.
Ключевые слова: интенсивность бетонирования, качество массивных монолитных фундаментов, время перекрытия слоев, влагопотери, уровень растягивающих напряжений
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Показана актуальность моделирования температурного режима и напряженно-деформированного состояния в ранний период возведения массивных монолитных железобетонных конструкций. Приведены некоторые данные о температурных и временных параметрах формирования температурных полей в конструкциях с модулем поверхности от менее 1,1 до 2,4 из бетонов классов от В25 до В70 как быстро, так и медленно твердеющих. Обоснованы по результатам обработки многочисленных данных количественные значения параметров кинетики тепловыделения для предложенной зависимости. Предложена упрощенная методика расчета температурных напряжений, основанная на предложенных и обоснованных зависимостях свойств бетона от его степени зрелости, которые подтверждены многочисленными экспериментальными данными, в т.ч. полученными другими исследователями. Проведено сравнение полученных расчетных значений напряжений при возведении температурно-усадочного блока 20х20х2 м из бетонов быстро и медленнотвердеющих классов В25 и В45 с некоторыми экспериментальными результатами и данными моделирования. Сделан вывод о нецелесообразности применения бетонов класса В45 в связи с высоким риском трещинообразования в период 1,5 – 3 сут. При применении бетонов класса В25 предпочтение следует отдать быстротвердеющему.
Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, температурные напряжения, трещинообразование, степень зрелости бетона, кинетика
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
В результате обработки экспериментальных данных авторов и других исследователей получена зависимость между прочностью сцепления Aсц с бетонным основанием и пределом прочности на осевое растяжение Rt растворов без РПП Асц = 0,23ˑRt при R2=0,996. Выявлена тенденция к росту прочности сцепления до 30% при увеличении дозировки РПП до 2% и до 130% при дозировке РПП 3%, при этом установлено существенное влияние на прочность сцепления вида цемента и РПП. Приведены данные о роли возраста бетонного основания и его обработки перед нанесением ремонтной (восстанавливающей) растворной или бетонной смеси на прочность сцепления. Получена инвариантная к рецептурным факторам зависимость модуля упругости строительного раствора или мелкозернистого бетона от предела прочности на осевое растяжение. Отмечено несоответствие некоторых стандартов в части требований к основанию при испытаниях на прочность сцепления.
Ключевые слова: сухие строительные смеси, прочность сцепления, модуль упругости, редиспергируемые полимерные порошки, ремонтные смеси
Обоснована целесообразность применения моделирования при помощи метода конечных элементов для исследования влияния некоторых рецептурно-технологических факторов на результирующие температурные поля и температурные напряжения при возведении массивных фундаментных плит. Рассмотрена упрощенная методика определения температурных напряжений, основанная на сведении трехмерной задачи к одномерной на основе гипотезы плоских сечений. Предложена зависимость и обоснованы количественные значения параметров для расчета кинетики тепловыделения бетона в температурно-усадочном блоке. В результате реализации численного эксперимента по влиянию продолжительности перерывов между перекрытием слоев, температуры среды и бетонной смеси, класса и кинетики твердения бетона, параметров теплоотдачи получены зависимости уровня растягивающих напряжений от указанных факторов во времени. Показано, что при разработке технологических регламентов бетонирования определение технологических параметров (интенсивность укладки смеси, термическое сопротивление опалубки, устройство рабочих швов и др.) невозможно без учета кинетики твердения бетона, определяемой рецептурными особенностями бетонных смесей.
Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, температурные поля и напряжения, рецептурно-технологические факторы, тепловыделение бетона, напряженно-деформированное состояние
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Предложена методика выбора добавок для производства сухих строительных смесей по результатам экспертной оценки комплексного показателя технологичности нанесения (связность, неразрывность при вытягивании зубчатым шпателем, эластичность, качество валиков) по 100 балльной шкале и прочности сцепления с бетонным основанием с последующим расчетом удельной стоимости добавок в составе смеси на одну тонну продукции соответственно на один балл технологичности нанесения и 1 МПа прочности сцепления, разработанная в результате исследований клеевых смесей, изготовленных с применением 4 различных цементов, 5 водоудерживающих добавок и 12 редиспергируемых полимерных порошков. Показана возможность получения клеевых составов класса сцепления С2 с применением редиспергируемых полимерных порошков отечественного производства.
Ключевые слова: сухая строительная смесь, прочность сцепления с основанием, удельная стоимость, технологичность нанесения
При приемке законченных железобетонных конструкций, в т.ч. монолитных, к ним предъявляются требования по прочности, жесткости, трещиностойкости и долговечности. Качество монолитной железобетонной конструкции зависит от качества производства работ, качества материалов, качества проектных решений и качества нормативной документации. Согласно СП 70.13330.2012, п. 5.18.1, «при приемке законченных бетонных и железобетонных конструкций … следует проверять … качество бетона по прочности, а в необходимых случаях по морозостойкости …». Особого внимания требуют массивные монолитные железобетонные конструкции, при возведении которых вследствие температурно-усадочных деформаций возможно формирование собственного поля напряжений, превышающих на стадии формирования структуры бетона его прочностные показатели, следствием чего может быть раннее трещинообразование с последующим развитием трещин, что не только негативно отразится на эксплуатационных свойствах конструкции, но в принципе может поставить вопрос о невозможности ее эксплуатации. Качество бетона монолитной железобетонной конструкции определяется как рецептурными, так и технологическими факторами, оценка степени влияния которых представляет актуальную задачу.
Ключевые слова: массивные монолитные железобетонные конструкции, трещиностойкость, долговечность, морозостойкость, температурно-усадочные деформации
Обеспечение регулирования температурного режима выдерживания бетона для предотвращения трещинообразования вследствие температурных градиентов и усадочных деформаций является одним из ключевых моментов при возведении массивных монолитных железобетонных конструкций. В качестве основных методов регулирования температурного режима выдерживания при бетонировании массивных монолитных конструкций рассматриваются сочетание рецептурных и технологических. Проведен анализ температурных полей и оценка возможного трещинообразования бетона при бетонировании ростверков мостовых опор, выдерживание бетона при возведении конструкций, в которых осуществлялось разными методами. Предложено в нормативных документах четко оговорить случаи обязательных испытаний на морозостойкость бетона по образцам, отобранным из конструкций. При разработке проектной документации при нормировании показателей качества бетона предложено, значения класса бетона по прочности на сжатие в первую очередь назначать по условию обеспечения долговечности конструкции в зависимости от класса среды эксплуатации.
Ключевые слова: массивные монолитные железобетонные конструкции, температурный режим выдерживания бетона, трещинообразование, морозостойкость, класс бетона по прочности на сжатие
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
При формировании в процессе центрифугирования кольцевого сечения по методу «раздельного» бетонирования с формированием сечения изделия на первой стадии из исходной, в т.ч. мелкозернистой бетонной смеси, и с введением на второй стадии внутрь сформированного кольцевого сечения крупного заполнителя с последующим окончательным формированием сечения и уплотнением бетонной смеси посредством центрифугирования при расчетных для стадии уплотнения оборотах обеспечивается повышение, в зависимости от зоны сечения, предела прочности бетона на сжатие от 20% до 47%, начального модуля упругости от 6 до 19% относительно одностадийного центрифугирования. Соотношение vint/vext скоростей ультразвукового импульса при поверхностном прозвучивании по внутренней (vint) и внешней (vext) грани центрифугированного кольцевого сечения может рассматриваться как условный показатель однородности структуры бетона по сечению центрифугированного изделия. Ключевые слова: центрифугирование, раздельное бетонирование, однородность структуры, прочностные и деформационные свойства, пористость.
Ключевые слова: центрифугирование, раздельное бетонирование, однородность структуры, прочностные и деформационные свойства, пористость
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.17 - Строительная механика
Показано, что соотношение приведенного модуля деформаций и начального модуля упругости бетона зависит не только от вида функции ε = f(𝜎), но и от начального модуля упругости бетона, т.е. для бетонов с различными значениями начального модуля упругости при равной прочности, например, при введении в состав бетона органо-минеральных модификаторов, зависимость соотношения Е/Е0 от уровня нагружения будет различным. Для описания зависимостей «напряжения-деформации» или «модуль деформаций-уровень нагружения» для бетонов с органо-минеральными модификаторами целесообразно использовать диаграмму Саржина (Sargin) с учетом влияния модификаторов на основные константы деформирования: начальный модуль упругости, коэффициент упругости, относительная деформация, соответствующая пределу кратковременной прочности. Характер деформирования бетонов с органо-минеральными модификаторами при уровне нагружения выше 0,9 может отличаться от известных для традиционных бетонов закономерностей, в связи, с чем этот вопрос требует специального изучения.
Ключевые слова: модуль деформаций, диаграмма напряжения-деформации, модифицированные бетоны, уровень нагружения, модуль упругости
Стойкость бетона, в т.ч. мелкозернистого, при циклическом знакопеременном температурном воздействии внешней среды нормируется согласно ГОСТ 26633 маркой по морозостойкости, а критерием морозостойкости для всех бетонов в соответствии с ГОСТ 10060-2012 является соотношение предела прочности на сжатие основных и контрольных образцов не менее 0,9 с учетом коэффициента вариации прочности в серии, при этом для бетонов дорожных и аэродромных покрытий установлен еще дополнительный критерий - потеря массы. В предыдущей редакции ГОСТ 10060 критерием морозостойкости для всех бетонов было принято соотношение предела прочности на сжатие основных и контрольных образцов не менее 0,95. ГОСТ 31357 нормирует показатель «морозостойкость контактной зоны» для ряда строительных растворов или мелкозернистых бетонов, полученных из сухих строительных смесей. Этот показатель характеризует способность раствора или мелкозернистого бетона сохранять прочность сцепления с бетонным основанием после определенного количества циклов замораживания-оттаивания. За марку по морозостойкости контактной зоны от Fкз25 до Fкз100 принимается количество циклов, после которого снижение прочности сцепления с основанием не превышает 20% по ГОСТ 31356, причем в этом случае коэффициент вариации измеренных в серии значений сцепления не учитывается. В связи с ограниченностью информации об изменении внутрисерийного коэффициента вариации прочности после циклического замораживания-оттаивания, а также о соотношении морозостойкости по критерию прочности на сжатие и прочности сцепления с основанием цель настоящего исследования заключалась в выявлении закономерностей изменения внутрисерийного коэффициента вариации прочности и прочности сцепления с основанием мелкозернистых бетонов, полученных из сухих строительных смесей на основе различных портландцементов с содержанием различных редиспергируемых полимерных порошков от 0 до 3%. Исследования проведены на базе 75 циклов замораживания-оттаивания. В настоящей работе представлены результаты по изменению коэффициента вариации прочности после циклического замораживания-оттаивания и о соотношении коэффициентов морозостойкости.
Ключевые слова: морозостойкость бетона, коэффициент вариации прочности, коэффициент морозостойкости, мелкозернистый бетон, сухие строительные смеси
Низкомодульные включения в виде вовлеченного воздуха или зольных микросфер в составе мелкозернистого бетона практически не влияют: на соотношение предела прочности на изгиб и сжатие,на соотношение между начальным модулем упругости и пределом прочности на сжатие при твердении бетона в нормальных условиях. После 75 циклов замораживания-оттаивания соотношение предела прочности на изгиб и сжатие мелкозернистого бетона с зольными микросферами не изменилось, а в бетонах с вовлеченным воздухом резко возросло влияние таких факторов, как вид и дозировка редиспергируемого порошка и тип цемента. После 75 циклов замораживания-оттаивания в бетонах с вовлеченным воздухом резко возрастает влияние таких факторов, как вид и дозировка редиспергируемого порошка и тип цемента на соотношение начального модуля упругости и прочности на сжатие. На соотношения модуля и прочности в бетонах с зольной микросферой циклическое замораживание-оттаивание не влияет. Независимо от наличия низкомодульных включений отсутствует четкая зависимость между сцеплением с бетонным основанием и пределом прочности мелкозернистого бетона на растяжение при изгибе. В бетонах с вовлеченным воздухом увеличение сцепления с бетонным основанием после 75 циклов замораживания-оттаивания в зависимости от вида цемента и дозировки редиспергируемого порошка составило до 82%, а для составов с зольной микросферой до 62%. При увеличении дозировки редиспергируемого порошка от 0 до 3% в составах с низкомодульными включениями отмечен рост сцепления с основанием до 62%.
Ключевые слова: сухие строительные смеси, редиспергируемые полимерные порошки, низкомодульные включения, сцепление с основанием, модуль упругости, предел прочности, циклы замораживания и оттаивания
Введение РПП до 3% от массы сухой бетонной смеси сопровождается снижением предела прочности мелкозернистого бетона на сжатие в возрасте 28 суток до 37%, а после 75 циклов замораживания и оттаивания до 46%. Снижение предела прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток составило до 25%, после 75 циклов – до 23%. Зависимость начального модуля упругости бетона от предела прочности на сжатие практически не изменяется после 75 циклов замораживания-оттаивания. Максимальное повышение сцепления с бетонным основанием после 28 суток твердения в НУ и после 75 циклов замораживания-оттаивания составило 26%. Повышение дозировки РПП до 3% приводит к снижению начального модуля упругости МЗБ до 26% после 28 суток твердения в НУ и до 32% после 75 циклов замораживания-оттаивания.
Ключевые слова: сухие строительные смеси, редиспергируемые полимерные порошки, сцепление с основанием, модуль упругости, предел прочности, циклы замораживания и оттаивания
Представлены и теоретически обоснованы пути совершенствования технологии центрифугирования, направленные на повышение однородности структуры бетона по сечению, например, посредством способа раздельного введения компонентов бетонной смеси, сущность которого при производстве центрифугированных изделий состоит во введении внутрь формуемого изделия перед стадией уплотнения крупного заполнителя. Получены результаты физико-механических испытаний центрифугированных бетонов, показывающие, что послойное введение компонентов бетонной смеси по первому способу приводит к увеличению предела прочности при сжатии во всех слоях центрифугированного бетона.Статья опубликована в рамках реализации программы Международного Форума «Победный май 1945 года».
Ключевые слова: бетон, центрифугирование, однородность структуры, послойное введение компонентов, уплотнение, водопоглощение при капиллярном подсосе, прочность