Диссертация (1172914), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Исходя из полученных данных по эмпирической формуле можно рассчитать призменную прочность, которая и будет в расчёте являться нормативнойпрочностью на сжатие [143]:Rbn B0,77 0,00125B (2.11)В результате получена призменная прочность: для бетона без добавкифибры – 36,9 МПа; для бетона с добавкой ProZASK IGS 12 мм – 36,8 МПа; длябетона с добавкой ProZASK IGS 6 мм – 33,7 МПа. Так как отличие данных показателей прочности от показателя для бетона В45 (32 МПа), описанного внормативных документах, незначительно, то в расчёте принимался показательпрочности для бетона В45.642.5.
Выводы по главеВыполнены экспериментальные исследования прочностных характеристик бетона с добавкой и без добавки ППФ при воздействии температур в диапазоне 20–800 ℃, по результатам которых видно, что при добавлении ППФ вобъеме 1 кг/м3 наблюдается снижение прочности бетона на осевое сжатие на 16%.Получены аналитические зависимости для определения прочностных характеристик бетона на осевое сжатие с добавлением фибры ProZASK IGS 12 мми ProZASK IGS 6 мм.В качестве причины снижения прочности бетона с добавкой фибры, посравнению с обычным бетоном, возможно, является вытеснение из объема бетона цемента, а при нагреве бетона до высоких температур низкая температураплавления ППФ (160 ℃) приводит к увеличению его пористости.Сравнение прочности бетона с добавкой ProZASK IGS 12 мм и ProZASKIGS 6 мм показало, что в интервале температур от 20 до 300 ℃ бетон сProZASK IGS 12 мм имеет более высокие прочностные характеристики (повышение прочности на 12 %), а в интервале температур от 300 до 800 ℃ у бетона сProZASK IGS 12 мм прочностные показатели ниже ProZASK IGS 6 мм на 14 %.При определении прочностных характеристик бетона с добавкой ППФнаблюдается более пластичное разрушение бетонных образцов по сравнению собразцами без добавки фибры.Уменьшение длины волокон отечественной фибры позволит заменить использование импортной более дорогой фибры в качестве добавки в бетон.65ГЛАВА 3.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКБЕТОНА С ПОЛИПРОПИЛЕНОВОЙ ФИБРОЙТак как в работе предлагается защитить железобетонные тюбинги подземных сооружений от взрывообразного разрушения посредством введения всостав ППФ, то необходимо определить теплофизические характеристики, необходимые для оценки огнестойкости расчетными методами. Поэтому в соответствии с поставленными задачами исследования в ходе работы следует определить вышеуказанные характеристики бетонов без добавки и с добавкой фибры ProZASK IGS 12 мм и ProZASK IGS 6 мм. Для решения данной задачи требуется рассмотреть экспериментальные и расчётные методы, приборы и оборудование, необходимое для достижения цели диссертационного исследования.3.1.
Описание экспериментального и вспомогательного оборудованияДля расчета огнестойкости важно учитывать как коэффициент теплопроводности, так и теплоёмкости. В главе 1 выявлено, что с использованием стационарных методик возможно определить только коэффициент теплопроводности. В связи с этим в работе был применен нестационарный метод исследования теплофизических характеристик, при котором можно определить как коэффициент теплопроводности, так и теплоёмкости (описание методов представлено в главе 1).Для экспериментального исследования теплофизических характеристикиспользовалось следующее оборудование: горизонтальная огневая печь для проведения исследований теплофизических характеристик; оборудование для определения влажности бетона; оборудование для регистрации экспериментальных данных.Общий вид горизонтальной огневой печи для исследования теплофизических характеристик представлен на рисунке 3.1.66Рисунок 3.1 – Малая горизонтальная огневая печьдля исследования теплофизических характеристикСостоит данная установка из огневой камеры, представляющей собойкирпичную кладку из огнеупорного кирпича, двух форсунок для создания стандартного температурного режима в ходе испытаний, двух печных термопар дляконтроля стандартного температурного режима и смотровое окно.
В верхнюючасть установки помещают испытуемый образец (рисунок 3.2).51342Рисунок 3.2 – Схема малой горизонтальной огневой печи для проведения исследований теплофизических характеристик: 1 – огневая камера;2 – керосиновые форсунки; 3 – печные термопары; 4 – смотровое окно;5 – испытуемый образец; 6 – форсункиВ ходе эксперимента необходимо производить измерение температур наопределенном промежутке времени и контроля температур в огневой камерепечи, для чего использовалось следующее оборудование (рисунок 3.3, 3.4): устройство контроля температуры «Микролаб ПРО»;67 электронно-вычислительная машина с установленным программнымобеспечением для записи экспериментальных данных.Рисунок 3.3 – УКТ «Микролаб ПРО»с ЭВМ для проведенияэкспериментаРисунок 3.4 – Устройство контролятемпературы «Микролаб ПРО»«Микролаб ПРО» представляет собой электронный прибор, который посредством термопреобразователей регистрирует показатели температур наЭВМ.
Технические характеристики устройства контроля температуры «Микролаб ПРО»: емкость энергонезависимого ОЗУ, кбайт ............................32 (до 512); количество измерительных каналов ................................................. 15; диапазон измерения температуры термопар ТХА, °С ....... –270…1300; диапазон измерения температуры термопар ТХК, °С .........–200…800; диапазон измерения температуры холодного спая термопар встроеннымдатчиком температуры ТХС, °С ........................................................... –45…125; диапазон измерения времени, сек .................................... 0,1…15359,9; скорость обмена информацией с компьютером через интерфейсRS-232 Байт/сек ........................................................................................ 115000; входное сопротивление измерительных каналов, МОм ...................
10; напряжение питания, В ..........................................~220(+10 %; –15 %); класс точности .................................................................................... 0,5.Описанное измерительное оборудование «Микролаб ПРО» использовалось для измерения температурной среды в огневой печи и температуры образ-68цов как на необогреваемой поверхности, так и непосредственно внутри испытуемого образца. Для непосредственного измерения температур образца использовались термопреобразователи (термопары): для измерения температуры среды ТПК 125-0314.1600 (рисунок 3.5); для измерения температуры образца и необогреваемой поверхностиТПК 031Э-0,5/0,35/1,65.Рисунок 3.5 – Термопреобразователь ТПК 125-0314.1600Технические характеристики термопреобразователя для измерения температурной среды в печи ТПК 1250314.1600: номинальная статическая характеристика:.............................К(ХА); рабочий диапазон температур, °С ...................................–40...+1200; класс допуска:…………………………….........................................2; диаметр термоэлектродной проволоки, мм...................................3,2; материал арматуры……….сталь ХН45Ю (при Т° max до 1200 °С); диаметр защитной арматуры, D мм……………………………….20; длина защитной арматуры, L мм……………………..………...1600; сопротивление изоляции, МОм, не менее:......................………100; количество рабочих спаев в изделии, шт...........................…….....1; защищенность от воздействия пыли и воды...............................IP54; группа климатического исполнения......................................Д2 и Р2; вид климатического исполнения....................................................ТЗ; устойчивость к механическим воздействиям...........вибропрочная группаисполнения № 3.ТехническиехарактеристикитермопреобразователейТПК 031Э6-0,5/0,35/1,65, используемых для измерения температуры образца:69 класс допуска………………………………………………………..2; диапазон измерений, °С………………………………–40 ÷ +1100; показатель тепловой инерции, с, не менее………………………..5; сопротивление изоляции, Ом……………………………………100; защищённость от воздействия воды и пыли…………………..IP00.Также для проведения исследований необходимо было измерить влажностьбетона, так как данный параметр влияет на теплофизические характеристики припрогреве.
Для измерения влажности бетона использовалась методика [93].Согласно данной методике для проведения измерения влажности использовалось следующее оборудование: весы лабораторные соответствующие; шкаф сушильный типа СНОЛ; бюксы.Рисунок 3.6 – Лабораторные весы AND GF – 6100Для исследования влажности бетона применялись лабораторные весыAND GF-6100 (рисунок 3.6). Основные технические характеристики: НПВ, г………………………………………………..……………6100; дискретность, г……………………………………..………………...1; класс точности……………………………………..…………………I; тип калибровки……………………………………..…….…...ручная;70 гиря для калибровки………………………….…………….5 кг – E2; пылевлагозащита………………………………………..…….…IP54; интерфейс…………………………………..…………RS-232C, USB; тип дисплея……………………………вакуумно-флуоресцентный; источник электрического питания………………...….220 В, 50 Гц; потребляемая мощность, Вт…………………………….……....11; рабочая температура, °C ……………………..……...от +5 до +40.Также при исследовании влажности бетонных образцов использовалсясушильный шкаф типа СНОЛ-3,5, вид которого представлен на рисунке 3.7.Рисунок 3.7 – Электронный сушильный шкаф СНОЛ-3,5Технические характеристики сушильного шкафа СНОЛ-3,5: номинальная мощность, кВт, не более……………………………2; напряжение питающей сети, В………………………………….220; номинальная частота, Гц…………………………………………50; число фаз……………………………………………………………1; номинальная температура в рабочем пространстве, °С………350; стабильность температуры в тепловом режиме, °С……………±2.Перед сушкой бетона в сушильном шкафу для более точного измерениямассы в эксперименте использовались калиброванные бюксы, представленныена рисунке 3.8.71Рисунок 3.8 – Бюксы для сушки бетонас образцами в сушильных шкафахТакже учитывался вес каждой бюксы, который в результате взвешиванияобразцов до и после сушки вычитался из общей массы.3.2.
Методика проведения исследования влажности бетонаи результаты исследованияМетод исследования влажности бетона представлен в [144]. Сущностьметода заключается в экспериментальном определении влажности бетона длявсех видов бетона.Перед началом испытания образцы должны соответствовать данной методике и быть для тяжелого бетона не более максимального размера зерен в бетоне. После отбора образцов бетона их укладывают в бюксы, взвешивают ификсируют массу. Далее испытуемые образцы устанавливают в сушильныйшкаф и высушивают до постоянной массы при температуре 105 (± 5) °С. Затемобразцы охлаждают совместно с сушильным шкафом и взвешивают с дальнейшей фиксацией их массы. Затем влажность бетона по массе рассчитывают поформуле [144]:Wm mв mc 100 ,mc(3.1)где Wm – влажность бетона по массе, %; mв – масса пробы (образца) бетона досушки, г; mс – масса пробы (образца) бетона после сушки, г.72При исследовании влажности бетона по массе получены результаты, которые представлены в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Исследование влажности бетона по массе№ пробыМасса пробыпосле сушки, гМасса пробы до сушки, гВлажностьпробы, %С бюксойБез бюксыС бюксойБез бюксы1 (бюкса № 3)62,737,5962,597,33,822 (бюкса № 10)68,549,6268,179,253,84Средняя влажность, %3,83В результате исследований влажность бетона по массе была принята3,8 %, что будет учитываться при исследовании теплофизических характеристик бетона с добавкой и без добавки ППФ и определении коэффициентов теплоёмкости и теплопроводности, необходимых для решения.3.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
