Диссертация (1141519), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Критерий оценки – возраст бетона в момент нагружения[117]. Наиболее близкая по результатам анализа сравнения экспериментальныхданных с теоретическим расчетом для образцов оказалась, согласно вычислениямпо Рекомендациям, наследственная теория старения Арутюняна Н.Х., котораяпредполагает, в отличие от теории упругой наследственности, частичную обратимость деформаций ползучести при разгрузке [129].C(t,η)=(C0+A/η)×[1-e-γ(t-η)],(4.12)где C0 , A и - опытные параметры.
Аналитическое выражение меры линейной ползучести бетона в разных возрастах:C(t,η) = С(28)(с+d*e-yt0ср)×[1-k*e-y(t0-t0ср)],(4.13)где постоянные с=0,3, d=1.05, k=0.92, y×103=1.2 (находятся по таблице 6 Рекомендаций)115t0ср= t0× (1+ω/(δ+t0))t0ср1= t01× (1+ω/(δ+t01)),(4.14)где ω=870 суток, δ=50 суток, t0=30 суток, t01=90 сутокПодставляя значения получаем:t0ср= 356,25 (30 суток), t0ср1= 649,2857 (90 суток)Дальнейшие вычисления вносим в таблицу.Таблица 4.9 – Изменение меры линейной ползучести со временемC(t,τ),*10-5180 суток0,87331,6750,92030,89790,73891,7221,20250,93381,62791,3369-5С0*10 ,C2890 суток2,75445,28282,90272,83212,33065,43113,79262,94515,13454,21643,97,484,114,013,37,695,374,177,275,97360 суток0,28010,53720,29520,2880,2370,55230,38570,29950,52210,4288Снижение меры линейной ползучести с течением времени показано на рисунке 4.198790сутокCt, *10-5654180суток32100100200300360сутокСуткиРисунок 4.19 – Снижение меры линейной ползучести с течением времени(шаг 90 суток) для десяти групп образцовПо результатам экспериментальных исследований была выполнена проверка критериев Стьюдента и Фишера и оценена достоверность и репрезентативность116данных результатов.
Были определены коэффициенты парной корреляции и границы значимости.Tтабл(n-2;p)=2,355<Тэксп=3,6018Границы значимости составляли порядка 50% , что говорит о достаточнойточности и достоверности полученных данных.Из диаграмм (рисунок 4.6) установлено, что наличие тонкодисперснойфракции известнякового компонента вяжущего, 0,05-0,08, повышает трещиностойкость и прочность МЗКБ, но на модифицирующее действие оказывает влияние синергия использования совместно с суперпластификатором СП-1 (комплексная добавка). Наличие известняка в связующем (до 30 %), со своей стороны,нейтрализует повышающий деформативность и снижающий плотность бетонаэффект переизбытка суперпластификатора СП-1.
Рекомендованное количествосуперпластификатора СП-1составляет, согласно вышеизложенным экспериментальным данным, около 0,75 % от массы вяжущего. Диаграммы (рисунки 4.7, 4.8)указывают на влияние на начальные деформации бетона процентного содержанияизвестняка в вяжущей части. Минимум деформаций отмечен при содержании последнего порядка 17-30 % по массе вяжущего, а при превышении 30 % деформации бетона резко возрастают достигая предельных цифр при содержании суперпластификатора СП-1 порядка 4-5 % от массы твердой части вяжущего, влияниекоторого на деформативность частично нейтрализует наличие зерен известнякадиаметром порядка 0,05-0,08 в составе вяжущего.
Поэтому, когда содержание суперпластификатора СП-1 превышает 0,6-0,7 % по массе твердой части вяжущегорекомендуется вводить в смесь порядка 10 % тонкодисперсной фракции известняка 0,05-0,08. Эффект обусловлен обволакиванием частиц цемента и выравниванием процесса гидратации со стороны частиц тонкой минеральной добавки, наряду с более равномерным распределением цемента в связующем. Данные процессысказываются также на уменьшении интервала между границами трещинообразования и разрушения, при определении предела прочности кубов на осевое сжатие.Это справедливо для образцов, содержащих известняковый компонент в вяжущем117до 50 % по массе, по сравнению с образцами без данного микронаполнителя, длякоторых эта граница на порядок выше.Из графиков также установлено (рисунки 4.9-4.14, 4.19), что результаты экспериментальных исследований прочностных и деформативных свойствМЗКБ методом планирования экспериментов согласуются с теоретическими данными, рассчитанными по методике Рекомендаций.
Наблюдается небольшое повышение значений деформаций ползучести (в пределах 2 %), с изменением содержания известняка в вяжущем от 0 до 50 %, хотя снижение прочностных показателей достигает 50%. При повышении водотвердого отношения от 0,35 до 0,5,снижение предела прочности на сжатие особенно сказывается на образцах без содержания известнякового микронаполнителя в вяжущем.
Также отмечено влияния на прочностные свойства бетона совместного введения суперпластификатораСП-1 в количестве 0,75 % от твердой части вяжущего и тонкодисперсной фракцииизвестняка 0,05-0,08, введенной в смесь согласно распределения Вейбулла(RRSB). При этом, чем больше в смеси содержание зерен с диаметром 0,05-0,08мм, тем в меньшей степени сказывается на деформативно-прочностных свойствахбетонов отрицательное влияние повышенного содержания суперпластифицирующей добавки. Имеет место компенсация переизбытка суперпластифицирующейдобавки наличием данной тонкой фракции известняка. Выводы согласуются сданными работ 118 и 119 по повышению долговечности и трещиностойкости бетонов, подверженным физическим воздействиям, введением тонкодисперсныхминеральных добавок.4.3.
Экспериментальное исследование деформационных и прочностныххарактеристик мелкозернистого карбонатного бетона в возрасте 100 сутокВ данном разделе исследовались деформации ползучести МЗКБ.Ползучесть бетонов с карбонатным микронаполнителем может рассматриваться на основе теории Арутюняна:118(t )(t )E (t )гдеt1C (t , ) d ;E( )( )0C (t , ) = ( ) ×[1-e( )C0A-γ(t-η)];;(4.15)(4.16)(4.17)где С0, А, γ – постоянные, определяемые из экспериментов.В данной работе рассматривается кратковременная ползучесть, продолжительность которой (t-η0) мала по сравнению с возрастом бетона η0, в котором приложена нагрузка.В этом случае можно принятьE ( ) = E ( 0 ) = E = const;( )C 0 =constПри постоянном напряжении ζ(t )CE0×[1-e-γ(t-η)],(4.18)Первое слагаемое представляет собой деформацию, развивающуюся в момент приложения нагрузки, независимую от времени.Второе слагаемое представляет собой деформацию ползучести:crC0[1-e-γ(t-η)],(4.19)Вследствие уменьшения длины образца при ползучести происходит разгрузка и уменьшение деформаций в упругих элементах испытательной установки.В результате снижается приложенная к образцу сжимающая сила.
Как показалиэксперименты, снижение сжимающей нагрузки в процессе ползучести в использованной испытательной установке незначительно. Поэтому влиянием разгрузкина определение из экспериментов постоянных C 0 и γ можно пренебречь.Составы бетонов, для которых проведены эксперименты на кратковременную ползучесть, и возраст бетонаприведены в таблице 4.10.0в момент приложения постоянной нагрузки119Таблица 4.10 – Номера экспериментов и составы бетона№ эксперимента,сутки11102117312441345140Состав бетона0№4, В/Ц=0,34, И/Ц=0%, СП-1=1% от Т, фракция 0,050,08=0% от И№2, В/Ц=0,45, И/Ц=50%, СП-1=0% от Т, фракция 0,050,08=0% от И№8, В/Ц=0,39, И/Ц=17,8%, СП-1=0,75% от Т, фракция 0,050,08=10% от И№10, В/Ц=0,41, И/Ц=50%, СП-1=0,75% от Т, фракция 0,050,08=3,55% от И№6, В/Ц=0,46, И/Ц=30%, СП-1=0,75% от Т, фракция 0,050,08=5,95% от ИТаблица 4.11 – Номера составов и соответствующие, рассчитанные по Рекомендациям, значения мер линейной ползучести бетона№ состава246810В/Цρ г/см3И/Ц0,450,340,460,390,412,122,272,152,182,155003017,850СП, %от Ц010,750,750,75Фр.
0,05-0,08,% от И005,95103,55Ccr(28)нCcr(28)ф0,00014180,0000760,00014580,00007910,00011317,5E-054E-057,7E-054,2E-056E-05Результаты экспериментов представлены в таблицах № 4.11-4.13, и на рисунках 4.20-4.24.Деформацииползучести0,00020,000150,00010,000050024Время, сутки68Рисунок 4.20 – График развития деформаций ползучести для состава №4(сплошная кривая – расчетная)120Деформации ползучести0,00090,00060,00030012345Время, сутки678Рисунок 4.21 – График развития деформаций ползучести для состава № 2Деформации ползучести0,000420,000350,000280,000210,000140,000070012345Время, сутки678Рисунок 4.22 – График развития деформаций ползучести для состава № 8121Деформации ползучести0,000120,000090,000060,000030012345Время, сутки678Рисунок 4.23 – График развития деформаций ползучести для состава № 10Деформации ползучести0,000360,00030,000240,000180,000120,000060012345Время, сутки678Рисунок 4.24 – График развития деформаций ползучести для состава № 6Деформации ползучести были определены по показаниям индикаторов по формуле:(t )1, 2cr1, 2где(t )1, 2 -( 0 )1, 2b,показания индикаторов 1 и 2 в текущий момент времени t;(4.20)( 0 )1, 2– то же, в момент времени приложения нагрузки η0; b – база, на которой измерялись показания индикаторов (в экспериментах b = 50 мм).Деформации ползучести для оси образца, вдоль которой приложена нагрузка (средние деформации):122cr1crcr 22,(4.21)В расчетной модели ползучести для каждого эксперимента известнозначение напряжения ζ, остающееся практически постоянным в процессе наблюдения ползучести.
Определению подлежат параметры C 0 и γ. На практике вместоCη0 удобнее определять произведение Cη0 ζ.Данные параметры определялись из условия наименьшего по абсолютнойвеличине отклонения расчетных значений деформации ползучести от экспериментальных. Для этого использовался метод покоординатного спуска.
Согласноданному методу последовательно изменяется каждый из параметров так, чтобынаилучшим образом выполнялось указанное условие близости расчетных, теоретических и экспериментальных величин [123]. Во всех экспериментах достаточная точность совпадения расчетных и опытных данных достигалась при γ = 0,6сутки-1.Таблица 4.12 – Номера составов и соответствующие им приближенные расчетные зависимостиСостав №428106Расчетная зависимость0,000185×(1-EXP(-0,6×(t-η0)))0,0008×(1-EXP(-0,6×(t-η0)))0,00039×(1-EXP(-0,6× (t-η0)))0,00011×(1-EXP(-0,6× (t-η0)))0,00022×(1-EXP(-0,6× (t-η0)))123Расчетные значениядеформации ползучести0,001Состав 4Состав 20,0005Состав 8Состав 10Состав 60024Время, сутки6Рисунок 4.25 – Сравнение расчетных значений деформации ползучести дляпяти опытных составов при γ = 0,6 сутки-1Величины Cη0 для каждого состава приведены в таблице 4.13.Таблица 4.13 – Номера опытов и значения Cη0 и ζ№ экспериментаи состав1–состав 42 - состав 23 - состав 84 - состав 105 - состав 6Возраст бетона, суткиσ, МПа1101171241341401016121214Cη0 ζ18,88039113710-510-510-510-510-5Cη0, МПа-125312,510-510-510-510-510-5Микроструктуры сколов образцов 2 и 4 в 2-D и 3-D изображениях при разрешении 5-5 мкм представлены на рисунке 4.26124Рисунок 4.26- Микроструктуры сколов образцов №2 (соотношение из-вестняк:цемент – 50:50, без СП-1) и №4 (без известнякового наполнителя, СП-1 1% от массы цемента) в 2-D и 3-D изображениях при разрешении 5-5 мкм.На образцах №2 структура сколов более зернистая с шероховатой поверхностью (суперпластификатор СП-1 отсутствует), обусловленной наличием вокругзерен цемента микрочастиц известнякового микронаполнителя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
