автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы строительных конструкций

604610513,

НГУЕН ФАН ЗУЙ

ДВУХСЛОЙНЫЕ КАУТОНО-БЕТОННЫЕ ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 ОКТ ?910

Воронеж-2010

004610513

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Поликутин Алексёй Эдуардович

Официальные оппоненты: член-корреспондент РААСН,

доктор технических наук, профессор Маилян Левон Рафаэлович

кандидат технических наук, доцент Грошев Анатолий Егорович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Пензенский государственный

университет архитектуры и строительства

Защита состоится 22 октября 2010 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 212,033.01 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 84, ауд. 3220, тел. (факс): (4732) 71-54-30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан^! сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Власов В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одна из актуальных задан развития строительства связана с разработкой новых материалов и внедрением эффективных строительных конструкций. В настоящее время в строительной отрасли ведутся раз-' работки, направленные на снижение удельного веса несущих конструкций, материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, повышение несущей способности, трещиностойкости, долговечности конструкций, улучшение архитектурных и эксплуатационных качеств зданий и сооружений. Одним из направлений развития несущих конструкций является создание слоистых конструкций. В настоящее время в строительстве слоистые конструкции получили достаточно большое распространение. В таких конструкциях рационально объединяются и совместно работают материалы, обладающие разными физико-механическими и химическими свойствами.

Из практики эксплуатации железобетонных конструкций известно, что они тяжелы, проницаемы для жидкостей и газов, не стоики к воздействию химически агрессивных сред, плохо сопротивляются абразивному гидроизносу и т.д. Поэтому комплекс воздействий: нагрузка, низкая температура, химические агрессивные среды - в течение короткого срока выведет железобетонные конструкции из строя. Это снижает возможность применения железобетонных конструкций в ряде случаев, особенно при воздействии агрессивных сред. В таких случаях возникает необходимость в химически стойких бетонах. Наиболее известными высокопрочными химическими стойкими бетонами ь настоящее время являются полимербетоны, в которых в качестве вяжущих используются синтетические смолы. На кафедре железобетонных и каменных конструкций ВГАСУ под руководством Ю.Б. Потапова был получен на основе жидких каучухов каучуковый бетон (или сокращенно каутон), который обладает благоприятными физико-механическими характеристиками, высокой химической стойкостью и может наряду с эффективными видами поллмербетоиов запять свое место при решении проблемы защиты от коррозии различных изделий и конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных сред. Исследования многих авторов в области каутоновых конструкций свидетельствуют, что каутон обладает высокой прочностью, трещиностойкостью и (фактически универсальной коррозионностойкостыо. Нами предлагается использовать каутон в растянутой зоне слоистых конструкций .для повышения несущей способности, трещиностойкости и снижения деформативности железобетонных конструкций.

В слоистых конструкциях из бетона и каутона эффективно используются наиболее ценные свойства и преимущества каждого из материалов. Бетон хорошо работает на сжатие, каутон же имеет высокую прочность и на сжатие, и на растяжение. Кроме того, расположение арматуры в слое из каутона способствует изолированию арматуры от агрессивного воздействия среды. Таким образом, исследование работы комбинированных слоистых элементов строительных конструкций, состоящих из бетона и каутона, является актуальным и имеет практическое значение. Решение поставленных в диссертационной работе задач позволит разработать способы расчета слоистых изгибаемых элементов из кау-

тона и бетона по прочности, трешинообразованиго нормальных сечений и деформативности, повысить эффективность и надежность несущих строительных конструкций.

Данная работа посвящена экспериментальному исследованию прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения с верхним слоем из бетона и нижним слоем из каутона при поперечном изгибе под воздействием кратковременных нагрузок и сравнению их работы с работой подобных армо-каутоновых, обычных и предварительно напряженных железобетонных изгибаемых элементов. На основе обобщения литературных данных и результатов исследований предлагаются способы расчета и применения этих элементов с учетом особенностей их работы.

Цель диссертационной работы - экспериментально выявить зависимости прочности, трещиностойкости нормальных сечений и прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов, определить их напряженно-деформированное состояние при поперечном изгибе, выявить оптимальные значения отношения толщин слоев и процента продольного армирования, разработать рекомендации по расчету каутоно-бетонных изгибаемых элементов, доказать возможность применения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов в качестве альтернативы предварительно напряженным железобетонным изгибаемым элементам.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи-.

- исследовать сцепление каутона с бетоном;

- получить экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии, прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных армированных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при поперечном изгибе под воздействием кратковременных нагрузок;

- выполнить сравнительный анализ работы двухслойных каутоно-бетонных, однослойных железобетонных и армокаутоновых изгибаемых элементов;

- адаптировать, применительно к двухслойным каутоио-бетонным изгибаемым элементам, способы расчета прочности, трещиностойкости;

- показать способ расчета прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов;

- выполнить сравнение работы двухслойных каутоно-бетонных и предварительно напряженных железобетонных изгибаемых элементов;

- дать рекомендации по применению двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов;

- определить экономическую эффективность применения предложенных рекомендаций.

Научная новизна работы:

- получены экспериментальные данные о прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных изгибаемых элементов из каутона и бетона при поперечном изгибе;

- получены экспериментальные данные о прочности сцепления между бе-

тоном и каутоном при сдвиге;

- получены зависимости, показывающие влияние процента продольного армирования и толщины слоя каутона на прочность, трещиностойкость нормальных сечений и деформативность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов;

- адаптирован способ расчета прочности нормальных сечений железобетонных изгибаемых элементов применительно к двухслойным каутоно-бетонным изгибаемым элементам;

- разработан способ расчета по трещиностойкости нормальных сечений;

- выполнено сравнение работы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов с подобными железобетонными, армокаутоновыми и предварительно напряженными железобетонными изгибаемыми элементами;

- дана оценка экономической эффективности применения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

Практическое значение работы. Установленные зависимости по сопротивлению нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов и представленные способы расчета позволяют оценить прочность, трещиностойкость нормальных сечений и прогибы таких элементов, что обеспечит грамотное проектирование коррозионностойких каутоно-бетонных конструкций.

Внедрение в строительство каутоно-бетонных конструкций, разработанных по предложенным методикам, повысит надежность и увеличит сроки службы зданий и сооружений, эксплуатирующихся в условиях агрессивного воздействия среды, и в определенных случаях позволит использовать их вместо предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Реализация работы. Разработаны и изданы «Рекомендации по проектированию нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов» для применения в проектных институтах ООО «Генпроектстрой», ООО «ТМ Метарх», ООО «ВПК».

Результаты исследований автора внедрены в учебный процесс Воронежского государственного архитектурно строительного университета: использованы при чтении лекций по спецкурсу студентам и магистрантам, а также в дипломном проектировании.

Достоверность полученных результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных тарированных средств исследований и измерений, строгостью постановки задач исследований, статистической обработкой результатов, тщательно подготовленными и проведенными испытаниями и положительным практическим эффектом, а также сопоставлением результатов испытаний с результатами, полученными с использованием разработанных способов расчета.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на трех всероссийских научно-технических конференциях «Инновации в сфере науки, образования и высоких технологий» (г. Воронеж, 2008-2010 гг.), 12-й межрегиональной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии» (г. Воронеж, 2009 г.), Всероссийской науч-

но-практической конференции «Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения» (г. Воронеж, 2009), XIII Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, 2010 г.).

Результаты исследований, изложенные в диссертации, опубликованы в 6 научных статьях, 2 из которых опубликованы в изданиях, входящих в перечень, определенный ВАК РФ.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований, направленных на изучение возможности создания слоистых конструкций из бетона и каутона;

- результаты исследований по изучению прочности, трещиностойкости, напряженно-деформированного состояния нормальных сечений и деформатив-ности двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при поперечном изгибе;

- зависимости, учитывающие влияние процента продольного армирования и отношения толщин слоев на прочность, трещиностойкость нормальных сечений и деформативность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов;

- результаты сравнения работы нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов с работой подобных железобетонных, ар-мокаутоновых и преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов;

- способы расчета прочности, трещиностойкости нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов;

- экономическая эффективность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов, списка использованных источников, приложений. Диссертация содержит 185 страниц, в том числе 126 страниц машинописного текста, 137 рисунков, 83 таблицы, 5 приложений, список использованных источников из 159 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

В первом разделе представлен анализ существующих работ, посвященных состоянию вопроса и задачам диссертации. Анализировались работы, в которых приводятся сведения о современных видах полимербетонов, их свойствах, достоинствах и недостатках, а также о состоянии и основных направлениях современных исследований по использованию жидкого каучука в промышленности в целом и в отрасли строительных материалов и конструкций в частности. Рассмотрены также существующие разработки в области создания корро-зионностойких каучуковых бетонов (каутонов). Установлено, что наилучшие физико-механические свойства и химическую стойкость имеют каутоны на основе жидкого диенового каучука марки ПБН. Рассмотрены основные виды

слоистых конструкций, используемые в строительстве. Проведен анализ существующих исследований и методов расчета нормальных сечений слоистых строительных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформативно-сти. Установлено, что каждый метод имеет свою специфику и что в действующих нормативных документах отсутствуют способы расчетов многослойных конструкций. Проанализированы существующие исследования, посвященные зоне контакта между двумя материалами, в результате чего выявлено, что немаловажное значение имеют исследования сил адгезии каутона с бетоном на сдвиг для гарантии совместной работы слоев двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

Во втором разделе представлена программа экспериментальных исследований для решения подставленных задач на основе анализа существующих работ. Представлены характеристики используемых материалов, исследование физико-механических свойств каутона и технология изготовления образцов. В качестве полимера для каутона использовали каучук смешанной микроструктуры марки ПБН. Отверждающую группу составляли: сера техническая, ускоритель вулканизации - тетраметилтиурамдисульфид (тиурам-Д), активатор вулканизации - цинковые белила, кальций содержащий компонент - оксид кальция. В качестве наполнителя применяли золу-унос. Заполнителями являлись кварцевый песок и гранитный щебень. Компонентный состав каутона, обеспечивающий комплекс благоприятных физико-механических и химических свойств, представлен в табл. Для бетона выбран класс В25 как наиболее часто применяемый в настоящее время для несущих конструкций.

Таблица

Компонентный состав каутона

Наименование Содержание компонентов, масс. %

Низкомолекулярный каучук ПБН 8,0

Сера техническая 4,0

Тиурам-Д 0,4

Оксид цинка 1,6

Окись кальция 0,5

Зола-унос ТЭЦ 7,0

Кварцевый песок 24,0

Гранитный щебень Остальное (54,5)

Экспериментальные образцы-балки изготавливали размером поперечного сечения 60x120 мм и длиной 1400 мм. Основными варьируемыми факторами являлись высота слоя каутона (/¡¿=30 мм - серия 1, 45 мм - серия 2, 60 мм - серия 3, 75 мм - серия 4) и процент продольного армирования (/и = 0,70 %, 1,07 %, 1,57 % и 2,14 %). В качестве продольной арматуры применяли арматуру А500С. С целью сравнения работы разработанных конструкций с работой железобетонных и армокаутоновых изгибаемых элементов была изготовлена серия железобетонных изгибаемых элементов. Автором вместе с сотрудником кафедры железо-

бетонных и каменных конструкций ВГАСУ Носовым С. С. изготовлена и испытана серия армокаутоновых изгибаемых элементов с разным процентом продольного армирования. Загружение балок на изгиб производили двумя равными сосредоточенными силами, последовательно возрастающими вплоть до разрушения, при этом между точками приложения нагрузок образуется зона чистого изгиба. Для исследования адгезии каутона с бетоном использовали образцы с двумя плоскостями сдвига.

В третьем разделе описаны особенности напряженно-деформированного состояния нормального сечения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов. Приведены и проанализированы экспериментальные данные по прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов. Выполнено сравнение работы двухслойных каутоно-бетонных, железобетонных и армокаутоновых изгибаемых элементов. Кроме того, представлены результаты исследования адгезии каутона с бетоном на сдвиг.

Эпюру деформаций нормального сечения балки строили по показаниям тензорезисторов, расположенных по высоте сечения в середине пролета. Переход от деформаций к напряжениям выполняли на основе диаграмм «а- е» для бетона и каутона, полученных на основе испытания контрольных образцов. Экспериментально установлено, что под нагрузкой вплоть до разрушения нормальное сечение двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов претерпевает 4 стадии напряженно-деформированного состояния (рис. 1): стадия 1 - до появления нормальных трещин, стадия 2 - после появления трещин в бетоне и перед появлением нормальных трещин в каутоне, стадия 3 - после появления нормальных трещин в каутоне, стадия 4 - перед разрушением.

СТАДИЯ I <ты

СТАДИЯ И

(разрушение по растянутой зоне) (разрушение по сжатой зоне)

Рис. 1. Напряженно-деформированное состояние нормального сечения в середине пролета двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при Д < 0,45 : А = Ик / - отношение толщин слоев; \ - толщина слоя каутона; - рабочая высота сечения; х0, х -соответственно высота сжатой зоны до и после образования нормальных трещин в каутоне растянутой зоны; еъл, еь„, еьм, £ьп. и аь ,, аьм, аь ш, аЬ11- - соответственно

деформации и напряжения в крайнем сжатом волокне бетона в стадиях 1, 2, 3, 4; ег4и и <УЬи - соответственно предел растяжимости и сжимаемости бетона; £ы и ок1к - соответственно деформация и напряжение в каутоне растянутой тоны у поверхности контакта; и Кы -прочность бетона на сжатие и растяженне; <т,;, сгв, С,о"</г - соответственно напряжения в растянутой арматуре в стадиях 1, 2, 3, 4; /? - временное сопротивление арматуры на растяжение; /1( - площадь продольного армирования

Представленные выше 4 стадии напряженно-деформирозанного состояния относятся к балкам с относительно маленькой толщиной слоя каутона (А = 0,30...0,45). При увеличении толщины слоя каутона (Д > 0,45) нормальное сечение двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов под воздействием нагрузок вплоть до разрушения претерпевает 3 стадии напряженно-деформированного состояния: стадия 1 - до образования нормальных трещин, стадия 2 - после образования нормальных трещин, стадия 3 - перед разрушением. В этом случае работа нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов подобна работе нормальных сечений однослойных железобетонных изгибаемых элементов. Также отметим, что при малом армировании (а < 0,7 %) и большой высоте слоя каутона (Д > 0,6) стадии 2 и 3 совпадают, так как момент трещинообразования совпадает с моментом разрушения.

В результате проведенного регрессионного анализа данных, полученных при испытании на прочность нормальных сечений двухслойных балок с помощью ЭВМ, выведено следующее уравнение для зависимости прочности нормальных сечений от величины 4 и//, адекватно описывающее результаты эксперимента: Л/ = 10,189-7,94 / ц - 0,928Д + 2,04 I ц1 + 0,688Дг + 0,688Д / /и. (1)

Анализ зависимости (1) и построенной по ней графической зависимости (характерная поверхность отклика представлена на рис. 2) показывает, что прочность нормальных сечений каутоно-бетонных изгибаемых элементов в большей степени зависит от процента продольного армирования и в меньшей степени от отношения толщин слоев. При увеличении отношения толщин слоев прочность нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов увеличивается по линейному закону. Увеличение прочности нормальных сечений также наблюдается при увеличении процента продольного армирования, при этом зависимость обладает криволинейным за-

2.51

2,2

1,8

1.4

1,0

0,5

ад о.7 ^

0,4

0.30.2

' 0.6 0.9

Рис. 2. Поверхность отклика по эксперимент «Исследование прочности нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов»

тухающим характером. Экспериментально установлено, что граничное армирование двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов составляет 1,57 %.

Сравнение прочности нормальных сечений двухслойных балок при варьировании толщины слоя каутона и процента продольного армирования с прочностью нормальных сечений подобных однослойных железобетонных балок показывает, что прочность нормальных сечений двухслойных балок превышает прочность нормальных сечений однослойных с 11 до 41 %. Сопоставление прочности нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных и армокаутоно-вых изгибаемых элементов показывает, что при низком проценте продольного армирования разница между ними не большая (при // = 0,70 % - 3 %, ц = 1,07% - 16 %, ¡л = 1,57% - 34 %, ц = 2,14 % - 44 %), увеличение разницы прочностей нормальных сечений каутоно-бетонных и армокаутоновых балок при росте процента армирования объясняется более высокой, чем у бетона, прочностью каутона на сжатие.

При испытании двухслойных каутоно-бетонных балок на изгиб выяснилось, что сцепление между бетоном и каутоном в зоне контакта сохранилось.

Экспериментально установлено, что основное влияние на трещиностой-кость нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов оказывают толщина слоя каутона и процент продольного армирования, при этом в большей мере - толщина слоя каутона. В результате проведенного при помощи ЭВМ регрессионного анализа экспериментальных данных выведено уравнение, позволяющее определить значение моментов трещинообразова-ния в зависимости от процента продольного армирования и отношения слоев:

Мт = 1,5 + 1,85Д + 1,151п(//) + 0,542 Д2 + 0,51(п^)2 + 2,4Д 1п(//). (2) Анализ зависимости (2) и построенной по ней поверхности отклика (рис. 3) показывает, что трещиностойкость нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов зависит от процента продольного армирования и толщины слоя каутона. При этом чем тоньше слой каутона, тем эффект повышения трещиностойкости выше. При малых процентах продольного армирования зависимость моментов трещинообразования от толщины слоя каутона имеет линейный характер. При увеличении процента продольного армирования эта зависимость приобретает криволинейный затухающий характер. Для балок с процентом продольного армирования /7=2,14 % с увеличением

Рис. 3. -Поверхность отклика по эксперименту «Исследование трещиностойкости двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов»

51,0 30,9 0,8 0,7 0.6 0,5

толщины слоя каутона с 30 мм до 75 мм момент трещинообразования изменяется на 17,6 %, а для балок с процентом продольного армирования /( = 0,70 % при увеличении толщины слоя каутона с 30 до 75 мм момент трещинообразования увеличивается на 85,8 %. Исходя из вышеуказанного анализа, можно сделать вывод, что оптимальная толщина слоя каутона составляет 30...45 мм, соответственно Д = 0,30...0,45 .

На основе экспериментальных исследований был построен график зависимости отношения моментов трещинообразования к моменту разрушения от процента продольного армирования для различных серий балок (рис. 4). Анализ данного графика зависимости показывает, что отношение моментов трещинообразования к моментам разрушения находится в пределах 0,4. ..1,0 на всем этапе варьируемых параметров. При увеличении процента продольного армирования это отношение уменьшается. Это можно объяснить тем, что при высоком проценте продольного армирования значительная часть усилия в момент трещинообразования воспринимается арматурой и лишь небольшая его доля приходится на каутон.

Сравнение моментов трещинообразования Мсге двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов с подобными железобетонными показывает, что при наличии слоя каутона в растянутой зоне момент трещинообразования увеличивается с 3 до 6 раз при увеличении процента продольного армирования от 0,70 до 2,14 %. При сопоставлении Мт двухслойных каутоно-бетонных и армокаутоновых балок выявлено, что при малом проценте продольного армирования и боль-

•Т л С4 1 1 С1 - 1-я серия балок С2 - 2-я серия балок СЗ - 3-я серия балок

■ - 4- я серия оалок О - Лк=30 мм С2 - Ах-45 мм СЗ - /я=60 мм С4 - Ак-75 мм

чС2

•

0.4

0,5 0.8 1,1 1,4 1,7 2,0 //,% Рис. 4. Зависимость отношения моментов трещинообразования к моментам разрушения от процента продольного армирования

5 4,5 = 4,0

а 3,5

^ 3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0.5

0,5 0,8 1,1 1.4 1,7 2,0//.% Рис. 5. Графическое сопоставление моментов трещинообразования двухслойных каутоно-бетонных, однослойных железобетонных и армокаутоновых изгибаемых элементов

СК

СЗ С4 |

V 4

г*..

'¿р \С2

С1?* С5 С - Серия СК-Арм балок окауто юные эалки

..V —-—I-К"

шой толщине слоя каутона Мт каутоно-бетонных элементов больше Мих армокаутоновых балок. При /л >0,7 % Мт армокаутоновых балок превышает Мт двухслойных каутоно-бетонных балок (рис. 5). Это объясняется более интенсивным ростом прогибов армокаутоновых балок, в результате чего деформации крайнего растянутого волокна каутона в армокаутоновых балках быстрее дости-

гают предела растяжимости, чем в двухслойных каутоно-бетонных балках.

Экспериментально установлено, что наличие каутонового слоя в растянутой зоне снижает деформативность (прогиб) двухслойных конструкций по сравнению с деформативностью однослойных железобетонных и армокаутоно-вых балок. Чем толще слой каутона, тем меньше деформативность: деформативность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов обратно пропорционально толщине слоя каутона. Уменьшение прогибов в двухслойных каутоно-бетонных балках под действием внешних нагрузок по сравнению с прогибами железобетонных и армокаутоновых балок объясняется тем, что слой^ каутона в растянутой зоне балок повышает жесткость сечения. В железобетонных балках трещины образуются на ранней стадии нагружения, в результате чего жесткость существенно уменьшается. Жесткость двухслойных каутоно-бетонных балок выше жесткости армокаутоновых балок из-за большего модуля упругости бетона сжатой зоны по сравнению с модулем упругости каутона.

В процессе экспериментальных исследований измеряли ширину раскрытия нормальных трещин. По сравнению с шириной раскрытия трещин железобетонных элементов ширина раскрытия трещин в двухслойных каутоно-бетонных элементах меньше. Это объясняется высокой прочностью на растяжение каутона, часть которого, расположенная над трещиной, продолжает сопротивляться воздействию нагрузки. Кроме того, необходимо отметить, что количество трещин при разрушении в двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементах существенно меньше по сравнению с железобетонными изгибаемыми элементами (для двухслойных балок при разрушении наблюдается от 3 до 10 трещин, а для железобетонных - больше 15).

Для изучения совместной работы каутона с бетоном были испытаны на сдвиг образцы-призмы размером 70x130x300 мм с двумя плоскостями сдвига. Анализ результатов испытания показал, что прочность сцепления каутона с бетоном (для данного используемого состава каутона и бетона) на сдвиг больше прочности бетона на скалывание (разрушение образцов при испытании происходит в результате раскалывания бетона). Поэтому за прочность сцепления каутона с бетоном при сдвиге принята прочность бетона на скалывание.

В четвертом разделе обозначена рациональная область применения и даны рекомендации по внедрению двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов в строительстве, доказана возможность применения этих конструкций в качестве альтернативы предварительно напряженным железобетонным конструкциям, разработаны способы расчета прочности и трещиностойкости нормальных сечений, деформативности двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов на основе результатов экспериментальных исследований, а также обоснована экономическая эффективность разработанных конструкций.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что применение двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов эффективно в качестве балок перекрытия, покрытия, перемычек дверных, оконных или иных проемов зданий и сооружений, опор и эстакад для размещения технологического

оборудования химических производств, изгибаемых элементов конструкций мостов и железнодорожных дорог и т. п. под воздействием агрессивных сред при отношении толщин слоев Д =0,30...0,45 и проценте продольного армирования ,о<1,5 %. При действии агрессивных сред конструкции рекомендуется эксплуатировать при нагрузке меньше нагрузки образования нормальных трещин в каутоне, при этом с целью защиты бетона от коррозии наружную поверхность бетонного слоя необходимо покрывать слоем каутоновой мастики толщиной 1...2 мм, который не оказывает влияния на напряженно-деформированного состояния, несущую способность, трещиностойкость и деформатив-ность элементов.

С целью сравнения работы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов с работой подобных преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов были рассчитаны моменты трещинообразования, прогибы и ширина раскрытия трещин предварительно напряженных железобетонных изгибаемых элементов подобных габаритов с разными процентами продольного армирования по действующим нормам. В качестве продольного армирования принимали арматуру класса А-^. Способ натяжения арматуры - электротермический на упоры. Уровень натяжения арматуры составлял 0,9Л, Сопоставление моментов трещинообразования двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов и преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов представлено на рис. 6. Анализ данного графика показывает, что моменты трещинообразования двухслойных изгибаемых элементов из бетона и каутона превышают моменты трещинообразования преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов на всем этапе варьируемых параметров.

Рис. 6. Сопоставление моментов трещинообразования двухслойных каутоно-бетонных и преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов: 1-1-я серия балок, Лк=30 мм; 2 - 2-я серия балок, 3 - 3-я серия балок, Л4=60

мм; 4 - 4-я серия балок, Л4. =75 мм; 5 -прсднапряженные железобетонные балки

1.5

0,6 0.8 0,1

Сопоставление прогибов двухслойных каутоно-бетонных и преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов показывает, что до образования нормальных трещин из-за высокого усилия обжатия прогибы преднапряженных железобетонных балок меньше прогибов двухслойных каутоно-бетонных балок. После образования нормальных трещин прогибы преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов интенсивно возрастают и превышают прогибы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов. При эксплуатационной нагрузке (примерно 0,6Л/,) при минимальной толщине кау-

тона (по эксперименту \ ~ 30 мм) прогибы преднапряженных железобетонных балок превышают прогибы двухслойных каутоно-бетонных балок: в 2 раза -для балок с %, в 1,3 раза - для балок с р.--1,07 %, в 1,15 раза - для балок с

М = 1,57 % и в 1,1 раза - для балок с /л = 2,14 %.

Сравнение ширины раскрытия трещин двухслойных каутоно-бетонных и преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов при эксплуатационных нагрузках (0,60Мп,..0,65Ми) показывает, что при малом проценте продольного армирования ширина раскрытия трещин двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов меньше, чем ширина раскрытия трещин преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов. По мере увеличения процента продольного армирования в преднапряженных железобетонных балках значительное усилие обжатия арматуры препятствует раскрытию трещин, в результате чего ширина раскрытия трещин в преднапряженных балках приближается к ширине раскрытия трещин двухслойных каутоно-бетонных балок.

Исходя из сравнительного анализа мы предлагаем применять двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы взамен преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов, особенно в конструкциях, эксплуатирующихся в агрессивных средах, с учетом покрытия бетонных слоев каутоновой мастикой.

Расчет прочности нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов производится по 4-й стадии напряженно-деформированного состояния. При разрушении по растянутой зоне деформации в арматуре достигают предельных значений, прочность нормальных сечений определяется с учетом коэффициента у/, который отдаляет момент развития пластических деформаций (текучесть арматуры) за счет повышенных сопротивления каутона растяжению, деформативности и высокой адгезии с арматурой (каутон способствует перераспределению усилий в арматуре). Схема распределения деформаций и напряжений в нормальных сечениях двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при расчете на прочность показана на рис. 7.

Экспериментально установлена зависимость для определения коэффициента у/ от отношения толщин слоев А и процента продольного армирования /.г.

!//■ =0,273Д/ /л + \. (2)

Несущую способность определяем из суммы изгибающих моментов относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры: М < Я„Ьх{И„ - 0,5х), (3) где Но - рабочая высота сечения, х - высота сжатой зоны, определяющаяся из суммы проекций усилий на продольную ость элемента.

При разрушении по сжатой зоне напряжения в арматуре еще не достига-

ть_а>

м ч V > =ЁГ Л'ь=Ль Ь.х /

■5 Ь ' "

Рис. 7. Распределение внутренних усилий и деформаций в поперечном сечений двухслойных каутон-бетониых изгибаемых элементов

ют предельных значений, расчет производится без учета коэффициента увеличения деформаций текучести арматуры по методике расчета обычных железобетонных изгибаемых элементов:

М <[0,7^(1-0,5^)+0,3<;(1-0,б^Жбй^ (-4)

где Ск - значение граничной относительной высоты сжатой зоны, которое определяется по следующей формуле:

4 =0,8/(1 +Я,/700). (5)

При расчете по формулам (3) и (4) максимальное отклонение между экспериментальными и расчетными прочностями нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов составляет 8,7 %.

Для расчета по образованию нормальных трещин двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов принята эпюра распределения внутренних усилий и деформаций (рис. 8).

Рис. 8. Распределение внутренних усилий, деформации и напряжений в поперечном сечении двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при расчете на трещнностойкость: £ь и аь - деформации и напряжения в бетоне сжатой зоны; ек: и СТк: -деформации и напряжения в каутоие у поверхности контакта; £( и <т5 - деформации и напряжения в арматуре; А; - площадь продольной арматуры

Деформации в бетоне сжатой зоны и в арматуре определяем по эпюре деформаций из подобия треугольников.

Высоту сжатой зоны перед образованием трещин в каутоне определяем из уравнения равновесия (Сумма проекций внутренних усилий на продольную ось равна нулю):

ЕЛ (К - +1 Еьеь (/, - К - ХУЧЬ + 2 + ож 0 _ а,_ л у _ = 0 (6)

И- х 3 Ь-х 3 к - х 2 /? - х

Момент трещинообразования в каутоне определяется суммой моментов всех внутренних усилий относительно точки приложения внутренних усилий в бетоне сжатой зоны, расположенной на расстоянии х/3 от края сечения:

м,„. =:

- 11 ^Д^-х-ЛЖЬ^ -у К

М| 0,5Яь,Ьф - X - \ + |- ^

- 0 ■ (7)

И—х ^" 3) И—х I 3 2

Е^Ф-х-/!„)} Ь-х

На основе проведенных экспериментальных исследований деформации в крайнем растянутом волокне в момент образования трещины определяются по формуле =1,4Л„/£„. (8)

С учетом формулы (8) выражения (6) и (7) записываются в виде

-!—>—«-сл. +--+-«-и. + о,5Л., ф-х- к. У>--^-= 0,

Ек1ф-:с) 3 И-х Зф-х) ЕаФ~хУ

й- — -— + . 3 2 )

- - —) = о. (Ю)

Сравнение расчетных моментов трещинообразования по формуле (10) с экспериментальными значениями показывает, что максимальное расхождение между ними составляет не более 7,0 %.

Расчет прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов базируется на основе методики расчета прогиба железобетонных изгибаемых элементов, изложенной в СНиП 2.03.01-84*. Однако данный метод предназначен для определения прогиба однослойных железобетонных элементов и без адаптации не может быть применен к двухслойным каутоно-бетонным изгибаемым элементам, в связи с чем на первом этапе двухслойные прямоугольные сечения приводим к однослойным (бетонным) тавровым через отношения начальных модулей упругости бетона, каутонаи арматуры.

Коэффициенты приведения к эквивалентному сечению:

- для арматуры я = Ек / Еь; (11)

- для каутона пк=Ек1 Еь, (12) где £,., и Ен - соответственно модуль упругости арматуры, каутона при сжатии и бетона при сжатии.

Жесткость балок определяется по формуле В = (13)

где J„li - момент инерции приведенного сечения относительно центра тяжести приведенного сечения, определяющий по формуле

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения вычисляется по выражению

где рт= 1 /8 - а2 /(6Г~) - коэффициент, зависящий от схемы загружения; а - расстояние от опоры до точки приложения нагрузки; / - пролет балки.

Анализ результатов расчета по формуле (16) показал достаточную сходимость расчетных и экспериментальных значений прогибов, при этом максимальная разница между ними составляет 8,4 %.

Определение технико-экономической эффективности двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов произведено на основе их экономического сравнения с аналогичными конструкциями, изготовленными из эпоксидного

• О4)

Тогда величина прогиба может определяться по формуле

(16)

и полиэфирного полимербетонов. Данные материалы выбраны как имеющие с каутоном одинаковую область применения. Для элементов (балок), выполненных из указанных материалов, вычисляли момент трещинообразования и стоимость. По отношению этих показателей друг к другу определяли стоимость единицы полезной нагрузки. Произведенный расчет показывает, что применение двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов в 3,9 раза эффективней, чем применение эпоксидных изгибаемых элементов, и в 2,5 раза эффективней, чем полиэфирных. При эксплуатации в условиях агрессивного воздействия среды (для примера - 30 %-ный раствор серной кислоты) экономическая эффективность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов следующая: в сравнении с конструкциями из эпоксидного полимербетона стоимость единицы полезной нагрузки каутоно-бетонных конструкций ниже в 5,2 раза, с конструкциями из полиэфирного полимербетона - в 2,6 раза.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Экспериментально доказана возможность создания слоистых конструкций из бетона и каутона.

2 Установлено, что под воздействием внешних нагрузок в зависимости от толщины слоя каутона растянутой зоны и процента продольного армирования нормальное сечение двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов претерпевает 3 или 4 стадии напряженно-деформированного состояния.

3. Основными факторами, влияющими на прочность нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов, являются процент продольного армирования и отношение толщин слоев. Установлено, что при увеличении отношения слоев А от 0,30 до 0,75 прочность нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов превышает прочность нормальных сечений подобных железобетонных изгибаемых элементов на 14...41 % при значениях процента продольного армирования от 0,70 % до 2,14 %. При низком проценте продольного армирования двухслойные каутоно-бетонные и армокаутоновые изгибаемые элементы по прочности нормальных сечений близки. По мере увеличения процента продольного армирования прочность нормальных сечений армокаутоновых элементов превышает прочность нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных элементов.

4. При проценте продольного армирования меньше 1,57 % разрушение каутоно-бетонных изгибаемых элементов происходит по растянутой зоне, при больших процентах продольного армирования (/¿>1,57 %) - по сжатой зоне.

5. Установлено, что на трещиностойкость нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов определяющее влияние оказывают толщина слоя каутона растянутой зоны и в меньшей степени процент продольного армирования. Установлено, что момент трещинообразования двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов превышает момент трещинообразования подобных железобетонных изгибаемых элементов от 3 до 6 раз для балок с различными процентом продольного армирования и отношением толщин слоев, при этом отношение момента трещинообразования к мо-

менлу разрушения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов находится в пределах 0,4... 1,0. Выявлено, что при низком проценте продольного армирования и большой толщине слоя каутона трещиностойкость нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов выше треши-ностойкости подобных армокаутоновых изгибаемых элементов.

6. Выявлено, что ширина раскрытия трещин в двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементах, особенно при эксплуатационных нагрузках (0,60М„...0,65А/„), меньше, чем в железобетонных изгибаемых элементах. Также определено, что при разрушении количество трещин в двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементах меньше количества трещин в подобных железобетонных изгибаемых элементах.

7. Прогибы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов меньше подобных железобетонных и армокаутоновых.

8. Определено, что для данных использованных составов бетона и каутона при сдвиге прочность сцепления каутона с бетоном больше прочности бетона на скалывание.

9. Выявлено, что оптимальное отношение толщин слоев Д составляет 0,30...0,45, процент продольного армирования - ^<1,5 %.

10. Расчет прочности нормальных сечений каутоно-бетонных изгибаемых элементов, разрушающихся по растянутой зоне, необходимо проводить по 4-й стадии напряженно-деформированного состояния с использованием уравнений равновесий. При этом необходимо учитывать работу растянутого каутона коэффициентом (¿/ = 0,27ЗД/,и+1. При разрушении по сжатой зоне прочность нормальных сечений вычисляется как для железобетонных изгибаемых элементов.

11. Расчет трещиностойкости нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов необходимо проводить по 2-й стадии напряженно-деформированного состояния на основе уравнений равновесия с учетом коэффициент полноты эпюры напряжений в каутоне растянутой зоны.

12. Адаптирован способ расчета прогибов по СНиП 2.03.01-84 применительно к двухслойным каутоно-бетонным изгибаемым элементам. Расчет прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов выполняется по СНиП 2.03.01-84 с приведением двухслойных сечений к эквивалентным однослойным.

13. Проведен сравнительный анализ работы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов и предварительно напряженных железобетонных изгибаемых элементов, в результате чего установлено, что двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы возможно применять в качестве альтернативы предварительно напряженным железобетонными элементам, особенно в условиях воздействия агрессивных сред. Кроме того, двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы возможно использовать как несущие элементы строительных конструкций, работающие на изгиб в условиях воздействия агрессивных сред.

14. Применение двухслойных каутоно-бетонных балок в 3,9 раза эффек-

тивнее, чем эпоксидных балок, и в 2,5 раза эффективнее, чем полиэфирных. При эксплуатации в условиях агрессивного воздействия среды стоимость единицы полезной нагрузки каутоно-бетонных балок в сравнении с эпоксидным полимербетоном ниже в 5,2 раза, в сравнении с полиэфирным - в 2,6 раза.

Основное положение диссертации опубликовано в следующих работах:

Публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК

1. Нгуен, Фан Зуй. Исследование трещиностойкости нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов / Ю. М. Борисов, А. Э. Поликутин, Нгуен Фан Зуй // Промышленное и гражданское строительство. - 2010. -№ 7. - С. 47-49. Лично автором выполнена 1 с.

2. Нгуен, Фан Зуй. Напряженно-деформированное состояние нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов строительных конструкций / Ю. М. Борисов, А. Э. Поликутин, Нгуен Фан Зуй // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - 2010. - № 2. - С. 18-24. Лично автором выполнено 4 с.

Публикации в других изданиях

3. Нгуен, Фан Зуй. Исследование несущей способности нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов / Ю. М. Борисов, А. Э. Поликутин, Нгуен Фан Зуй // Вестник Центрального регионального отделения РААСН. -2010. - Вып. 9. - С. 133 - 137. Лично автором выполнено 2 с.

4. Нгуен, Фан Зуй. Прогибы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов строительных конструкций / Ю. М. Борисов, А. Э. Поликутин, Нгуен Фан Зуй // Инновации в сфере науки, образования и высоких технологий : сб статей 64-й всероссийской науч.-практ. конф. - Воронеж, 2009. - 3 с. Лично автором выполнено 2 с.

5. Нгуен, Фан Зуй. Несущая способность нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов / Нгуен Фан Зуй // Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения : сб. статей. - Воронеж, 2009.-С. 136-139. Лично автором выполнено 4 с.

6. Нгуен, Фан Зуй. Деформативность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов строительных конструкций / А. Э. Поликутин, С.А. Пи-наев, Нгуен Фан Зуй, Нах-асра Джидингер // Высокие технологии в экологии : материалы 12-й межрегиональной науч.-практ. конф. - Воронеж, 2009. - С. 117-121. Лично автором выполнено 2 с.

Подписано в печать 13 сентября 2010. Формат 60 х 84 1/16. Уч.-изд. 1,1. Усл. печ. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ № 427

Издательство учебной литературы и учебно-методических пособий Отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Виды полимербетонов, их свойства и области применения в строительстве.

1.2 Каучуковые бетоны.

1.3 Слоистые железобетонные конструкции, их виды и применение в строительстве. Преимущества слоистых конструкций.

1.4 Существующие исследования прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности многослойных изгибаемых элементов из различных видов бетона и полимербетонов.

1.4.1 Прочность нормальных сечений.

1.4.2 Трещиностойкость нормальных сечений.

1.4.3 Деформативность многослойных изгибаемых элементов.

1.5 Обзор исследований, посвященных зоне контакта между слоями в многослойных конструкциях.

1.6 Выводы.

1.7 Цель и задачи исследований.

2 ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ.

2.1 Программа исследований.

2.2 Используемые материалы. Состав бетона и каутона.

2.3 Технология изготовления образцов.

2.4 Методика испытаний.

2.5 Основные приборы, инструменты и оборудование, использованные при проведении исследований.

2.6 Выводы.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЧНОСТИ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ И

ДЕФОРМАТИВНОСТИ ДВУХСЛОЙНЫХ КАУТОНО-БЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.1 Напряженно-деформированное состояние нормального сечения.

3.2 Прочность нормальных сечений.

3.3 Трещиностойкость нормальных сечений.

3.4 Деформативность испытанных балок при разрушении по нормальным сечениям.

3.5 Исследование сцепления каутона с бетоном.

3.6 Выводы.

4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВУХСЛОЙНЫХ КАУТОНО-БЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КАК АЛЬТЕРНАТИВА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫМ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ ИЗГИБАЕМЫМ ЭЛЕМЕНТАМ.

4.1 Область применения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

4.2 Сравнение работы предварительно-напряженных железобетонных и двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

4.3 Расчет прочности нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

4.4 Расчет по образованию нормальных трещин двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

4.5 Расчет по деформациям двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

4.6 Экономическая эффективность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

4.7 Выводы.

Актуальность работы. Одна из актуальных задач развития строительства связана с разработкой новых материалов и внедрением эффективных строительных конструкций. В настоящее время с ростом высотных зданий в строительной отрасли ведутся разработки, направленные на снижение удельного веса несущих конструкций, материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, повышение несущей способности, трещиностойкости, долговечности конструкций, улучшение архитектурных и эксплуатационных качеств зданий и сооружений. Также одной из задач строительной науки являются разработка прогрессивных несущих конструкций и создание более совершенных и точных методов их расчета.

Одним из направлений развития несущих конструкций является создание слоистых конструкций. В настоящее время в строительстве слоистые (комплексные) конструкции получили достаточно большое распространение, в которых рационально объединяются, и совместно работают материалы, обладающие разными физико-механическими и химическими свойствами. Эффективность таких конструкций зависит от выбора материалов и взаимного размещения их в соответствии с функциональным назначением и технологией формования.

Из практики эксплуатации железобетонных конструкций известно, что они тяжелы, проницаемы для жидкостей и газов, не стойки к воздействию многих химически агрессивных сред, плохо сопротивляются абразивному гидроизносу. Поэтому комплекс воздействий: нагрузка, низкая температура и химические агрессивные среды - в течение короткого срока выведет железобетонные конструкции из строя. Это снижает возможность применения железобетонных конструкций в ряде случаев, особенно там, где воздействуют агрессивные среды. В таких случаях возникает необходимость в химически стойких бетонах. Наиболее известными высокопрочными химически стойкими бетонами в настоящее время являются полимербетоны, в которых в качестве вяжущих используются синтетические смолы. Полученный на кафедре ЖБиКК ВГАСУ под руководством Ю. Б. Потапова на основе жидких каучуков - каучуковый бетон (или сокращенно каутон) обладает благоприятными физико-механическими характеристиками, высокой химической стойкостью и может наряду с эффективными видами полимербетонов занять свое место при решении проблемы защиты от коррозии различных изделий и конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных сред. Исследования многих авторов в области кауто-новых конструкций свидетельствуют, что каутон обладает высокой прочностью, трещиностойкостью и практически универсальной коррозион-ностойкостью [20, 98, 101].

В двухслойных конструкциях из бетона и каутона эффективно используются наиболее ценные свойства и преимущества каждого из материалов. Бетон хорошо работает на сжатие, каутон же имеет высокую прочность и на сжатие, и на растяжение. Кроме того расположение арматуры в слое из каутона способствует изолированию арматуры от агрессивного воздействия среды. Нами предлагается использовать каутон в растянутой зоне слоистых железобетонных конструкций с целью повышения несущей способности, трещиностойкости, снижения деформативности и защиты арматуры от агрессивных сред.

К многослойным конструкциям в последние годы привлечено внимание исследователей, ведущих проектных и научно-исследовательских организаций. Однако, несмотря на -значительное количество проведенных исследований, область применения слоистых конструкций остается ограниченной, их используют, как правило, в качестве ограждающих элементов стеновых панелей. Кроме того проектирование многослойных конструкций затруднено, так как методы расчета их не совершенны.

Таким образом, исследование работы слоистых элементов строительных конструкций, состоящих из бетона и каутона, является актуальным и имеет практическое значение. Решение поставленных в диссертационной работе задач позволит разработать способы расчета слоистых изгибаемых элементов из каутона и бетона по прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности, повысить эффективность и надежность несущих строительных конструкций.

Данная работа посвящена экспериментальному исследованию прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения с верхним слоем из бетона и нижним слоем из каутона при поперечном изгибе под воздействием кратковременных нагрузок и сравнению их работы с работой подобных армо-каутоновых, обычных и предварительно-напряженных железобетонных изгибаемых .элементов. На основе обобщения литературных данных и результатов исследований предлагаются способы расчета и применения этих конструкций с учетом особенностей их работы.

Цель диссертационной работы - Экспериментально выявить зависимости прочности, трещиностойкости нормальных сечений и прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов, определить их напряженно-деформированное состояние при поперечном изгибе, выявить оптимальные значения отношения толщин слоев и процента продольного армирования, разработать рекомендации по расчету каутоно-бетонных изгибаемых элементов, доказать возможность применения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов в качестве альтернативы предварительно-напряженным железобетонным изгибаемым элементам.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать сцепление каутона с бетоном;

- получить экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии, прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных армированных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при поперечном изгибе под воздействием кратковременных нагрузок;

- выполнить сравнительный анализ работы двухслойных каутоно-бетон-ных, однослойных железобетонных и армокаутоновых изгибаемых элементов;

- адаптировать, применительно к двухслойным каутоно-бетонным изгибаемым элементам, способы расчета прочности и трещиностойкости;

- показать способ расчета прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов; выполнить сравнение работы двухслойных каутоно-бетонных и предварительно-напряженных железобетонных изгибаемых элементов;

- дать рекомендации по применению двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов; определить экономическую эффективность применения предложенных рекомендаций.

Научная новизна работы: получены экспериментальные данные о прочности, трещиностойкости нормальных сечений и деформативности двухслойных изгибаемых элементов из каутона и бетона при поперечном изгибе;

- получены экспериментальные данные о прочности сцепления между бе- ' тоном и каутоном при сдвиге; получены зависимости, показывающие влияния процента продольного армирования и толщины слоя каутона на прочность, трещиностойкость нормальных сечений и деформативность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов; адаптирован способ расчета прочности нормальных сечений железобетонных изгибаемых элементов применительно к двухслойных каутоно-бетонным изгибаемым элементам;

- разработан способ расчета по трещиностойкости нормальных сечений;

- выполнено сравнение работы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов с подобными железобетонными, армокаутоновыми и предварительно-напряженными железобетонными изгибаемыми элементами;

- дана оценка экономической эффективности применения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

Практическое значение работы. Установленные зависимости по сопротивлению нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов и представленные способы расчета позволяют оценить прочность, трещиностойкость нормальных сечений и деформативность таких элементов, что обеспечит грамотное проектирование коррозионностойких каутонобетонных конструкций.

Внедрение в строительство каутоно-бетонных конструкций, разработанных по предложенным методикам, повысит надежность и увеличит сроки службы зданий и сооружений, эксплуатирующихся в условиях агрессивного воздействия среды, и в определенных случаях позволит использовать их вместо предварительно-напряженных железобетонных конструкций.

Реализация работы.

Разработаны и изданы «Рекомендации по проектированию нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов» для применения в. проектных институтах ООО «Генпроектстрой», ООО «ТМ Метарх» и ООО «ВПК».

Результаты исследований автора внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет: использованы при чтении лекций по спецкурсу студентам и магистрантам строительного факультета, а также в дипломном проектировании.

Достоверность полученных результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных тарированных средств исследований и измерений, строгостью постановки задач исследований, статистической обработкой- результатов, тщательно подготовленными и проведенными испытаниями и положительным практическим эффектом, а также сопоставлением результатов испытаний с результатами, полученными с использованием разработанных способов расчета.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на трех всероссийских научно-технических конференциях на базе Воронежского государственного архитектурно-строительного университета «Инновации в сфере науки, образования и высоких технологий» (г. Воронеж, 2008.2010 гг.), 12-ой межрегиональной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии» (г. Воронеж, 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения» (Г. Воронеж, 2009 г.), XIII Международной межвузовской научнопрактической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство- формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, 2010 г.).

Результаты исследований, изложенные в диссертации, опубликованы в 6 научных статьях, 2 из которых опубликованы в изданиях, входящих в перечень, определенный ВАК РФ.

На защиту выносятся: результаты экспериментальных исследований, направленных на изучение возможности создания слоистых конструкций из бетона и каутона; результаты исследований по изучению прочности, трещиностойкости, напряженно-деформированного состояния нормальных сечений и деформатив-ности.двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при поперечном изгибе;

- зависимости, учитывающие влияние процента продольного армирования и отношения толщин слоев на прочность, трещиностойкость нормальных сечений и деформативность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов; результаты сравнения работы нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов с работой подобных железобетонных, ар-мокаутоновых и предварительно-напряженных железобетонных изгибаемых элементов;

- способы расчета прочности и трещиностойкости нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов;

- экономическая эффективность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов, списка использованных источников, приложений. Диссертация содержит 185 страниц, в том числе 126 страниц машинописного текста, 137 рисунков, 83 таблицы, 5 приложений, список использованных источников содержит 159 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Экспериментально доказана возможность создания слоистых конструкций из бетона и каутона.

2 Установлено, что под воздействием внешних нагрузок в зависимости от толщины слоя каутона растянутой зоны и процента продольного армирования нормальное сечения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов претерпевает 3 или 4 стадии напряженно-деформированного состояния.

3 Основными факторами, влияющими на прочность нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов строительных конструкций являются процент продольного армирования и отношение толщин слоев. Установлено, что при увеличении отношения слоев д от 0,3 до 0,75 несущая способность двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов превышает несущую способность подобных железобетонных изгибаемых элементов на 14.41 % при значениях процента продольного армирования от 0,70 % до 2,14 %. При низком проценте продольного армирования двухслойные кауто-но-бетонные и армокаутоновые изгибаемые элементы по несущей способности близки. По мере увеличения процента продольного армирования несущая способность армокаутоновых элементов превышает несущую способность двухслойных каутоно-бетонных элементов.

4 При проценте продольного армирования меньше 1,57 % разрушение каутоно-бетонных изгибаемых элементов происходит по растянутой зоне, при больших процентах продольного армирования (//>1,57 %) - по сжатой зоне.

5 Установлено, что на трещиностойкость нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов определяющее влияние оказывают толщина слоя каутона растянутой зоны и в меньшей степени процент продольного армирования. Установлено, что момент трещинообразования двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов превышает момент трещинообразования подобных железобетонных изгибаемых элементов от 3 до 6 раз для балок с различными процентом продольного армирования и отношением толщин слоев; при этом отношение момента трещинообразования к моменту разрушения двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов находится в пределах 0,4.1,0. Выявлено, что при низком проценте продольного армирования и большой толщине слоя каутона трещиностойкость нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов выше трещиностойкости подобных армокаутоновых изгибаемых элементов.

6 Выявлено, что ширина раскрытия трещин в двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементах, особенно при эксплуатационных нагрузках (0,6MU.0,65M„) меньше, чем в железобетонных изгибаемых элементах. Также определено, что при разрушении количество трещин в двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементах меньше количества трещин в подобных железобетонных изгибаемых элементах.

7 Прогибы двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов меньше подобных железобетонных и армокаутоновых.

8 Определено, что для данных использованных составов бетона и каутона при сдвиге прочность сцепления бетона с каутоном- больше прочности бетона на скалывание.

9 Выявлено, что оптимальное отношение толщин слоев А составляет 0,30. .0,45 и оптимальный процент продольного армирования — //<1,5 %

10 Расчет прочности нормальных сечений каутоно-бетонных изгибаемых элементов, разрушающих по растянутой зоне, необходимо проводить по 4-й стадии напряженно-деформированного состояния с использованием уравнений равновесий. При этом необходимо учитывать работу растянутого каутона между трещинами коэффициентом ^ = 0,273А/// + 1. При разрушении по сжатой зоне, прочность нормальных сечений вычисляется как для обычных железобетонных изгибаемых элементов.

11 Расчет трещиностойкости нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов необходимо проводить по 2-ой стадии напряженно-деформированного состояния на основе уравнений равновесия с учетом коэффициент полноты эпюры напряжений в каутоне растянутой зоны.

12 Адаптирован способ расчета прогибов по СНиП 2.03.01-84* применительно к двухслойным каутоно-бетонным изгибаемым элементам. Расчет прогибов двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов выполняется по СНиП 2.03.01-84 с приведением двухслойных сечений к эквивалентным однослойным.

13 Проведен сравнительный анализ работы двухслойных каутоно- • бетонных изгибаемых элементов и предварительно напряженных железобетонных изгибаемых элементов, в результате чего, установлено, что двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы возможно применять как альтернатива предварительно напряженным железобетонными элементам, особенно в условиях воздействия агрессивных сред. Кроме того, двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы могут использовать как несущие элементы строительных конструкций, работающие на изгиб в условиях воздействия агрессивных сред.

14 Применение двухслойных каутоно-бетонных балок в 3,9 раза эффек- • тивней, чем эпоксидных балок и в 2,5 раза, чем полиэфирных. При эксплуатации в условиях агрессивного воздействия среды стоимость единицы полезной нагрузки каутоно-бетонных балок в сравнении с эпоксидным полимербетоном ниже в 5,2 раза, полиэфирным - в 2,6 раза.

1. А. с. 1724623 RU. Полимербетонная смесь. Потапов Ю.Б. и др. Бюл. № 54 от 07.04.92.

2. А. с. 1772092 RU. Полимербетонная смесь. Потапов Ю.Б. и др. Бюл.№ 78 от 30.10.92.

3. А. с. 1781186 RU. Полимербетонная смесь. Потапов Ю.Б., Чернышов М. Е., Бутурлакин В. Т. и др. Бюл. № 46 от 15.12.92.

4. Андрианов, В. И. Силиконовые композиционные материалы Текст. / В.И. Андрианов [и др.]. М.: Стройиздат, 1990. - 224 с.

5. Соломатов, В. И. Армополимербетон в транспортном строительстве Текст. / В. И. Соломатов [и др.]; под ред. В. И. Соломатова. М.: Транспорт, 1979.-232 с.

6. Байков, В. Н. Железобетонные конструкции. Общий курс Текст. / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. М. : Стройиздат, 1991. - 767 с.

7. Барабаш, Д. Е. Полимербетон на основе эпоксидированного дивинил-пипериленового сополимера для оперативного ремонта аэродромных покрытий Текст. : дис. . канд. техн. наук : 05.23.05 / Барабаш Дмитрий Евгеньевич. -Воронеж, 1997. 176 с.

8. Барабаш, Д. Е. Эпоксидирование жидких каучуков Текст. / Д. Е. Барабаш, В. И. Шубин // Материалы 50-й научно-технической конференции ВГАСА : сб. науч. статьей. Воронеж, 1996. - С. 33- 34.

9. Баулин, Д. К. Производство комплексных панелей покрытия на Каунасском ДСК Текст. / Д. К. Баулин, С. И. Полтавцев // Бетон и железобетон.--1976,-№2.-С. 23-25.

10. Берлин, А. А. Полиэфиракрилаты Текст. / А. А. Берлин [и др.]. М.: Наука, 1967. - 372 с.

11. Бондаренко, В. М. Расчет эффективных многокомпонентных конструкций Текст. / В. М. Бондаренко, A. JI. Шагин. — М.: Стройиздат, 1987. — 173 с.

12. Борисов, Ю. М. Высокоэффективные композиционные материалы на основе жидких каучуков Текст. / Ю. М. Борисов. — Воронеж : Воронежский центр научно-техн. инф., 1997. —№ 42. 2 с.

13. Борисов, Ю. М. Распределение прочностей каутона при сжатии Текст. / Ю. М. Борисов // Материалы 48-49 научно-технических конференций ВГАСА : сб. науч. статьей. Воронеж: ВГАСА, 1995. - С. 45-47.

14. Борисов, Ю. М. Эффективные композиционные материалы на основе низкомолекулярного полибутадиенового олигомера смешанной микроструктуры ПБН Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.23.05 / Борисов Юрий Михайлович. Воронеж, 1998 - 230 с.

15. Векслер, В. JI. Трехслойные панели с гибкими связями для наружных стен Текст. / В. JI. Векслер //Бетон и железобетон. — 1973. — №6 — С. 2-5.

16. Волга, В. С. Эффективность применения новых конструкций панелей' Текст. / В. С. Волга [и др.] // Строительство и архитектура. 1980. - №6. - С. 17-18.

17. Воробьев, В. А. Строительные материалы Текст. : учебник для вузов /

18. B. А. Воробьев, А. Г. Комар. изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1976— 475 с.

19. Гвоздев, А. А. Изучение сцепления нового бетона со старым в стыках сборных железобетонных конструкций Текст. / А. А. Гвоздев, А. П. Васильев,

20. C. А. Дмитриев.-Л.: ОНГИ, 1936.- 57 с.

21. Герасимова, И. JI. Испытания шпоночных замоноличенных верти-, кальных стыков на сдвиг Текст. / И. JI. Герасимова// Конструкции жилых зданий : сб. науч. тр. М.: ЦНИИЭП Жилища, 1987. - С. 18-22.

22. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст. / В. Е. Гмурман. М.: Высш. шк, 1999. - 479 с.

23. Горенштейн, Б. В. К расчету многослойных железобетонных конструкций Текст. / Б. В. Горенштейн // Строительная промышленность. — 1958. №7.-С. 34-37.

24. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам Текст. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 34 с.

25. ГОСТ 12004-81. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение (с изменениями 1990 г) Текст. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 18 с.

26. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности,модуля упругости и коэффициента Пуассона Текст. М.: Изд-во стандартов, 1985 .- 18 с.

27. ГОСТ 28840-90. Технические требования к прессам Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1978. 36 с.

28. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические требования Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1994. 18 с.

29. ГОСТ 8829-94. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1989.- 19 с.

30. Гуль, В. Е. Структура и механические свойства полимеров Текст. / В. Е. Гуль, В. Н. Кулезнев. М. : Высш. шк., 1966. - 314 с.

31. Давыдов, С. С. Исследование напряженно-деформированного состояния полимерного покрытия железобетонных балок Текст. / С. С. Давыдов, Т. А. Красовская // Бетон и железобетон. 1970 — №8. — С. 40-41.

32. Давыдов, С. С. Полимербетоны и их применение в строительстве Текст. / С. С. Давыдов [и др.] // Пластические массы. М., 1974, - № 11.—" О. 23-30.

33. Елшин, И. М. Полимербетоны в гидротехническом строительстве Текст. / И. М. Елшин. М. : Стройиздат, 1980. - 192 с.

34. Емелььянов, А. А. Применение трехслойных панелей с гибкими связями Текст. / А. А. Емелььянов, Ю. В. Вишняков // Жилищное строительство. -1980.-№4.-С. 19-21

35. Железобетонные трехслойные панели стен производственных зданий // Бюллетень строительной техники. 1977. - №6. - С.26-29.

36. Жодзишинский, И. JI. Прогибы армопенобетонных плит и способы-их уменьшения Текст. / И. JI. Жодзишинский, В. Г. Золотухин // Исследование сборных и сборно-монолитных конструкций из легких и ячеистых бетонов : сб. науч. тр.-М. : НИИЖБ, 1960.-С. 81-105.

37. Залан, JI. М. Ползучесть пластобетона при сжатии и изгибе Текст. /

38. Jl. М. Залан // Сборник научных трудов ВИСИ Воронеж, 1965. -№ 11, вып. 2. -С. 35-41.

39. Залан, JI. М. Сравнительные данные о ползучести песчаных пластобе-тонов / JI. М. Залан // Пластмассы в строительстве и на железнодорожном транспорте Воронеж, 1966. - С. 49-54.

40. Иванов, А. М. Ползучесть фурфуролацетонового песчаного пластобетона Текст. / А. М. Иванов, JI. М. Залан // Бетон и железобетон. 1964. — № 12. -С. 22-25.

41. Ильяшевский, Я. А. Трехслойные железобетонные стеновые панели с утеплителем из пенополистирола Текст. / Я. А. Ильяшевский [и др.] // Бетон, и железобетон. 1973. - №4. - С. 8-10.

42. Катин, Н. И. Работа закладных деталей при сдвиге и совместном действии сдвигающих сил и изгибаемых моментов Текст. / Н. И. Катин, А. Н. Стульчиков // Стыки сборных железобетонных конструкций : сб. науч. тр. М.: Стройиздат, 1970. - С. 118-161.

43. Композиционные материалы Текст. В7 т. Т7, 4.1. Анализ и проектирование конструкций / под ред. К.Чамписа. М. : Маш., 1978. - 300 с.

44. Композиционный материал на основе отходов лесного комплекса для железнодорожных шпал Текст. / В.И.Харчевников [и др.]. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. академия.- 296 с.

45. Корнев, Н. А. Исследование двухслойных легкобетонных панелей для совмещенных чердачных покрытий Текст. / Н. А. Корнев, А. А. Акбаров // Железобетонные конструкции жилых и гражданских зданий : сб. науч. тр. М. : НИИЖБ.- 1961.-С. 28-37.

46. Косинин, В. Г. Монолитные эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные покрытия полов Текст. / В. Г. Косинин [и др.]. — М.: Стройиздат, 1975. — 274 с.

47. Криворучко, С. В. Прочность, деформативность и трещиностойкость слойных изгибаемых железобетонных элементов из золоперлитового коррозионного бетона Текст.: дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Криворучко Сергей Васильевич. Москва, 1993. - 180 с.

48. Кругляк, С. Облегченные железобетонные стеновые панели Текст. / С. Кругляк // Строительные материалы и конструкции. — 1972. — №3. — С. 40-41.

49. Кудрявцев, А. А. Плиты перекрытий со слоем из арболита Текст. /.А. А. Кудрявцев, Ю. С. Беленький // Бетон и железобетон. 1982. - №10. - С. 1617.

50. Леличенко, В. Г. Экспериментальные исследования и опыт применения железобетонных трехслойных стеновых панелей длиной 6м с утеплителем из пенополистирола Текст. / В. Г. Леличенко // Строительные конструкции. -1974. -Вып. 24. С. 204-208.

51. Леличенко, В. Железобетонные трехслойные стеновые панели 6м для отапливаемых произданий Текст. / В. Леличенко // Промышленное строительство и инженерные сооружения. — 1971. — №1. С.20-22

52. Липатов, Ю. С. Физикохимия наполненных полимеров Текст. / Ю. С. Липатов. Киев: Наукова думка, 1967. - 233 с.

53. Литвин, А. Н. Железобетонные конструкции с полимерными покрытиями Текст. / А. Н. Литвин. — М.: Стройиздат, 1974. — 175 с.

54. Люпаев, Б. М. Оценка рациональности применения полимербетонов в водохозяйственном строительстве Текст. / Б. М. Люпаев, Ю. Б. Потапов // Повышение долговечности конструкций водохозяйственного назначения. -Ростов-на-Дону, 1981. С. 48-52.

55. Маилян, Л. Р. Расчет железобетонных элементов на основе действительных диаграмм деформирования материалов Текст. / Л. Р. Маилян, Е. И. Иващенко. Ростов-на-Дону, 2006. - 222 с.

56. Маилян, Р. Л. Расчет преднапряженных двухслойных балок Текст. / Р. Л. Маилян, М. И. Мбуямба // Бетон и железобетон. 1980. - №7. - С. 33-35.

57. Майоров, В. И. Экспериментальные исследования несущей способности трехслойных железобетонных панелей с легким заполнителем Текст. : ав-тореф. дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / В. И. Майоров. — Л., 1967. 24 с.

58. Макарова, Т. В. Исследование параметров режима отверждения кау-чуковббетонной смеси Текст. / Т. В. Макарова // Материалы 52 научнотехнической конференции ВГАСА. Воронеж, 2000. - С. 57-59.

59. Макарова, Т. В. Особенности формирования микроструктуры матрицы бетонов на основе каучукового вяжущего Текст. / Т. В. Макарова // Материалы 51 научно-технической конференции ВГАСА. — Воронеж, 1998. С. 3335. .

60. Макарова, Т. В. Эффективные строительные композиты на основе жидкого стереорегулярного полибутадиенового каучука Текст. :дисс. канд. техн. наук : 05.23.05 / Т. В. Макарова Воронеж, 1998. - 234 с.

61. Малинина, Л. М. Трехслойные панели перекрытий Текст. / JI. М. Малинина, Э. Г. Роггц, В. А. Шевченко // Архитектура и строительство. 1954. -№ 1.-Москва.-С. 10-19.

62. Мастики, полимербетоны и полимер силикаты Текст. / под ред. В. В. Патуроева и И. Е. Путляева. М.: Стройиздат, 1975. - 224 с.

63. Мацкевич, А. Ф. Несъемная опалубка монолитных железобетонных конструкций Текст. / А. Ф. Мацкевич. М.: Стройиздат, 1986. - 96 с.

64. Мешкаускас, Ю. И. Расчет керамзитожелезобетонных изгибаемых конструкций слоистого сечения Текст. / Ю. И. Мешкаускас // Бетон и железобетон.-1966. №5. - С. 41-44.

65. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений Текст. / А. К. Митропольский.- М.: Физматгиз, I960 480 с.

66. Михайлов, В. В. Напряженно-армированные сборно-монолитные конструкции Текст. / В. В. Михайлов // Бетон и железобетон. 1956. - №11. - С. 382-338.

67. Михайлов, Н. В. Полимербетоны и конструкции на их основе Текст. / Н. В. Михайлов, В. В. Патуроев, Р. Крайс. М.: Стройиздат, 1989. - 304 с.

68. Морозов, Н. В. Стеновые однослойные и многослойные панели для жилых домов Текст. / Н. В. Морозов, Н. Я. Спивак, Ш. Ф. Акбулатов. М. : Стройиздат, 1964. —100 с.

69. Москвин В. М. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В. М. Москвин, Ф. М. Иванов, Е. А. Гузеев. Москва, Стройиздат, 1980. - 535 с.

70. Мощанский, Н. А. Конструктивные и химически стойкие полимербетоны Текст. / Н. А. Мощанский, В. В. Патуроев. — М. : Стройиздат, 1970. 194 с.

71. Мощанский, Н. А. Современные химически стойкие полы Текст. / Н. А. Мощанский, И. Е. Путляев. М.: Стройиздат, 1973. - 120 с.

72. Мощанский, Н. А. Химически стойкие мастики и растворы на полиэфирных смолах Текст. / Н. А. Мощанский, В. Н. Соломатов, Е. А. Пучкина // Бетон и железобетон. 1963. -№1. - С. 29-33.

73. Муаяд, М. К. Работа многослойных изгибаемых элементов с тонкими несущими слоями из базальтобетона Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Муаяд Мухамед Кассем. Киев, 1990. - 149 с.

74. Окалиндер, А. М. Расчет прочности трехслойных плит перекрытий, опертых по трем сторонам Текст. / А. М. Окалиндер, В. И. Лишак //. Конструкции жилых полносборных зданий : сб. науч. статьей. М.: ЦНИИЭП жилища, 1985.-с. 135-148.

75. Пастернак, П. JI. Комплексные конструкции Текст. / П. Л. Пастернак. -М. : Стройвоенмориздат, 1948. — 89 с.

76. Патент РФ № 2185346. Полимербетонная смесь. Потапов Ю. Б., Борисов Ю. М., Поликутин А. Э. и другие от 20.07.02.

77. Патент РФ № 97119574/04(020928). Полимербетонная смесь. Потапов Ю. Б., Борисов Ю. М., Макарова Т. В. от 12.03.98.

78. Патуроев, В. В. Полимербетоны / НИИ бетона и железобетона Текст. / В. В. Патуроев. М.: Стройиздат, 1987. - 286 с.

79. Передериенко, И. Д. Экспериментальное исследование трехслойных шлакожелезобетонных изгибаемых элементов с обычным армированием. Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / И. Д Передериенко. Львов, 1959. - 198 с.

80. Пинаев, С. А. Короткие сжатые элементы строительных конструкцийиз эффективного композита на основе бутадиенового полимера. Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Пинаев Сергей Александрович. — Воронеж, 2001. 191 с.

81. Поликутин, А. Э. Прочность и трещиностойкость наклонных сечений изгибаемых элементов строительных конструкций из армокаутона Текст.: дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Поликутин Алексей Эдуардович. Воронеж, 2002.-235 с.

82. Полимербетоны и конструкции на их основе Текст. / под ред. В. В. Патуроева. М.: Стройиздат, 1989. — 304 с.

83. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84) Текст. Госстрой СССР, 1984. Часть I

84. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84) Текст. Госстрой СССР, 1984. Часть II

85. Потапов, Ю. Б. Высокоэффективные композиты на основе жидких ка-учуков и карбамидных смол Текст. / Ю. Б. Потапов, С. Н. Золотухин, М. Е. Чернышов // Изв. ВУЗов. Строительство. Новосибирск, 1994. - № 5. - С. 3040.

86. Потапов, Ю. Б. Каутоны новый класс коррозионностойких строительных материалов Текст. / Б. Ю. Потапов [и др.] // Строительные материалы XXI века. - 2000.- № 9. - С. 9-10.

87. Потапов, Ю. Б. Каучуковая матрица, как основа для получения высокоэффективных каутонов Текст. / Б. Ю. Потапов [и др.] // Известия ВУЗов. Строительство. -2000. № 9. - С. 23-31.

88. Потапов, Ю. Б.Композиционные строительные конструкции Текст. / Ю. Б. Потапов, В. П. Селяев, Б. М. Люпаев. М. : - Стройиздат, 1984. - 100 с.

89. Потапов, Ю. Б. Полимербетоны для оперативного ремонта аэродромных покрытий Текст. / Ю. Б. Потапов, Л. П. Сологуб, Д. Е. Барабаш. -Воронеж : Воронежск. центр научно-техн. инф., 1997. № 97. - 4 с.

90. Потапов, Ю. Б. Полимерные покрытия для железобетонных конструкций Текст. / Ю. Б. Потапов, В. И. Соломатов, В. П. Селяев. М. : Стройиздат,'1973. - 128с.

91. Потапов, Ю. Б. Разработка и исследование эффективных конгломератов и композиционных изделий на их основе с комплексом заданных свойств

92. Текст. : дисс. . доктора техн. наук : 05.23.05 / Потапов Юрий Борисович. — Саранск, 1985.-436 с.

93. Потапов, Ю. Б. Эффективные композиты на основе жидкого каучука марки ПБН Текст. / Ю. Б. Потапов, Ю. М. Борисов // Вестник отделения строительных наук РААСН. Вып. 2. 1999. - С. 190-196.

94. Потапов, Ю. Б. Эффективные полимербетоны для коррозионностой-ких строительных конструкций. Учебное пособие Текст. / Ю. Б. Потапов, [и др]. Воронеж: ВГАСУ, 2001. - 123 с.

95. Потапов, Ю. Б. Полимерные покрытия для железобетонных конструкций Текст. / Ю.Б. Потапов, В. И. Соломатов, В. П. Селяев. М.: Стройиздат, 1973. - 129 с. .

96. Потапов, Ю. Б. Полиэфирные полимербетоны Текст. / Ю. Б. Потапов, В. И. Соломатов, А. Д. Корнеев. Воронеж : ВИСИ, 1992. - 172 с.

97. Путл я ев, И. Е. Химически стойкие полы промзданий из полимерных мастик Текст. / И. Е. Путляев, Н. Б. Уварова // Отечественный и зарубежный опыт.М., 1978.- 18 с.

98. Рекомендации по определению рациональных областей применения конструкций из легких бетонов Текст. — М. : НИИЖБ, 1986. 39с.

99. Родовниченко, А. С. Комплексные панели междуэтажных перекрытий Текст. / А. С. Родовниченко, С. И. Сименко // Бетон и железобетон. 1972. -№10.-С. 32-33.

100. Руководство по проектированию, изготовлению и монтажу коррози-онностойких конструкций эстакада и рамных фундаментов под оборудование для сильноагрессивных сред. Уфа, 1980. - 140с.

101. Сабанов Г. Долговечность трехслойных панелей Текст. / Г. Сабанов,

102. B. Щепетильников, JI. Шишкина // Жилищное строительство. — М, 1970, — №11.1. C. 25.;

103. Савченко-Бельский, В. Г. Исследование двухслойных предвари- • тельно напряженных железобетонных балок. Текст. : автореф. дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / В. Г. Савченко-Бельский. Киев, 1961. - 27 с.

104. Селяев, В. П. Усадочные деформации и напряжения в эпоксидных композициях / В. П. Селяев, В. И. Герасимов // Вопросы применения полимерных материалов в строительстве. Меж. вуз. сб. трудов. Саранск, 1976. - С. 22-29.

105. Скупин, JI. Полимерные растворы и пластбетоны Текст. / JI. Скупин. -М.: Стройиздат, 1967. 175 с.

106. Смокин, В. Ф. Полиэфирные и полиуретановые смолы в строительстве Текст. / В. Ф. Смокин, О. JI. Фиговский. — Киев : Будивельник, 1974. 148 с.

107. СН 549-82.Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита. Госстрой СССР Текст. М. : Стройиздат, 1983. - 27 с.

108. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкций Текст. М.: Госстрой СССР, 1989. -86 с.

109. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии / Текст. М.: Госстрой СССР. 1986. 56 с.

110. Соломатов, В. И. О влиянии полимерных покрытий на трещиностойкость железобетонных элементов Текст. / В. И. Соломатов, Я. И. Швидко // Бе-. тон и железобетон. 1969. - №4 - С. 33-35.

111. Соломатов, В. И. Полимерные композиционные материалы в строительстве Текст. / В. И. Соломатов, А. Н. Бобрышев, К. Г. Химмлер. М.: Стройиздат, 1988. - 312 с.

112. СоломатоВ) В. И. Сопротивление полимербетонов .воздействию агрессивных сред / В. И. Соломатов, Ю. Б. Потапов, А. П. Федорцев // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. — 1981. № 2. — С. 75-80.

113. Соломатов, В. И. Химическое сопротивление полимербетонов Текст.: (сб. вопросов применения полимерных материалов в строительстве) /

114. B. И. Соломатов, JI. М. Масеев, JL Ф. Кочнева. Саранск, 1976. - С. 47-48.

115. СП 52-101-2003 — Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М: Госстрой России, 2003. - 72с.

116. Спунин; JI. Полимерные растворы и пластбетоны Текст. / JT. Спунин. -М. : Стройиздат, 1967. 188 с.

117. Сталеполимербетонные строительные конструкции Текст. / под. ред.

118. C. С. Давыдова, А. М. Иванова. -М.: изд-волит. по стр-ству, 1972. 280 с.

119. Степанян, В. А. Нормальное сцепление раствора с камнем Текст. / В.А. Степанян. Ереван : Изд-во Академии наук АрССР, 1950. - 240 с.

120. Строгин, Н. С. Легкобетонные конструкции крупнопанельных жилых домов Текст. / Н. С. Строгин, Д. К. Баулин. М.: Стройиздат, 1984. - 184с.

121. Сунгатуллин, Я. Г. Железобетонные конструкции комплексного сечения Текст. / Я. Г. Сунгатуллин // Сборник трудов. Свердловск, 1963. -№11. -159 С.

122. Тимофеев, Н. А. К вопросу об эффективности применения полимербетонов Текст. / Н. А. Тимофеев // Исследование строительных конструкций с применением полимерных материалов: сб. науч. тр. Воронеж, 1985. - С. 136139.

123. Усачев, Т. А. Трехслойные панели с гибкими связями для стен общественных зданий Текст. / Т. А. Усачев, Э. А. Мазо // Бетон и железобетон. — 1980.-№1. -С. 17-19.

124. Харламов, С. Л. Трещиностойкость, деформативность и несущая способность двухслойных железобетонных изгибаемых элементов с верхним слоем из тяжелого бетона Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Харламов Сергей Леонтьевич Москва, 1999. - 119 с.

125. Харчевников, В.И. Стекловолокнистый полимербетон Текст. / В. И. Харчевников. Воронеж : ВГУ, 1976. - 116 с.

126. Хейфец, Л. М. Трехслойные панели с фрикционными связями Текст. / Л. М. Хейфец // Бетон и железобетон. 1983. - №6. - С. 8-9.

127. Хикс, Ч. Основные принципы планирования эксперимента Текст. / Ч. Хикс. -М.: издательство «Мир», 1967. 406 с.

128. Хуторянский, М. С. Условия монолитности бетонных и железобетонных конструкций Текст. / М. С. Хуторянский. Л. : ГОНТИ Украины, 1938. •

129. Черкасов, В. Д. Исследование выносливости и демпфирующих свойств композиционных балок из железобетона и полимербетона Текст. : ав-тореф. дисс. . канд. техн. наук : 05.23.01 / В. Д. Черкасов. Саранск, 1981. -22 с.

130. Чернышев, М. Е. Оптимизация параметров приготовления полимерного связующего на основе жидких каучуков Текст. / М. Е. Чернышов // Эффективные композиты, конструкции и технологии: Тр. ВИСИ.- Воронеж : ВИСИ, 1991. - С. 8-11.

131. Чиненков, Ю. В. Трехслойные стеновые панели с гибкими связями и эффективным утеплителем Текст. / Ю. В. Чиненков [и др.] // Бетон и железобетон. 1981.-№3.-С. 25-26.

132. Чмыхов, В. А.Сопротивление каучукового бетона действию агрессивных сред Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.23.05 / Чмыхов Виталий Александрович. Воронеж, 2002. - 224 с.

133. Яворский А. К. Эффективные трехслойные панели на гибких связях / А. К. Яворский // Промышленное строительство. 1980—№12. — С 31.

134. Яворский, В. А. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных. Методические указания к лабораторным работам Текст. / В. А. Яворский. М.: МФТИ, 2006. - 44 с.

135. Kellen. Versuche zur Bestimmung des tangensalen Spannunger cohlen--widerstands von Gewichts Staumaueren. Berlin, 1933.

136. Potapov, Y. Rubber concretes with decreased hardenering temperature / Y. Potapov, O. Figovsky, Y. Borisov // Ninth annual international conference on composites engineering. ICCE/9. San Diego, California, 2002. -P. 629-630.

137. Pushkarev, Y. Protective ebonite coatings on the base of oligobutadienes / Y.Pushkarev, O.Figovsky // Anti-Corrosion Method and Materials. 1999. -№ 4,V. 46.-P. 261-267.

138. Trakthenberg, L. Sensor Properties, Photoconductivity and Dielectric Behavior of Poly-p-xylylene Films Containing Semiconductor Nonocrystals / L.Trakthenberg, L.Axelrod, etc. // Scientific Israel — Technological advantages. — 1999.-№3,V.l.-P. 34-43.