автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность элементов из керамзитобетона на карбонатном песке при кратковременном и длительном загружении

Министерство образования Украины Одесский инженерно-строительный институт

На правах руковписи

Костюи Анатолий Иванович

ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИЕНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ КЕРЛМЗИТ0БЕТ0НА. НА КАРБОНАТНОМ ПЕСКЕ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ И ДЛИТЕЛЬНОМ ЗАГРУЖЕНШ /Специальность 05.23.01 - строительные конструкции,

здания и сооружения/

Автореферат диссертадии на соискание ученой степени кандидата технических наук

Одесса - 1992

Райота выполнена на кафедре железобетонных и каменных конструкций Одесского инженерно-строительного института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

СТОЛЕШЧ A.C.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

ЛЬВОВСКИЙ E.H. Кандидат технических наук, доцент КОБРИНЕЦ В.М.

Ведущая.организация - Центральный научно-исследовательский

заседании специализированного совета Д 068.41.01 в Одесском инженерно-строительном институте по адресу: 270029 , 0десса~29, ул.Дидрихсона, 4,'0ИСК-, ауд.210.

институт экспериментального проектирования жилища, г.Москва.

Защита состоится "9 " 199-2. v. в "часов на

Автореферат разослан "У*" 199^г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

\ ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

_ 'Актуальность темы. Совет Министров УССР в 1937 г. принял по-лйащЦмение "О мерах по развитию индустриального монолитного домостроения". Этим постановлением предусмотрено резкое нарацивадае а республике объемов монолитного домостроения: а 1990...1995 гг, накачено ввести в эксплуатацию 8,5 млн.м'", а в 1995...2000 гг. -

О *

16,9 млн.м ' -жилых домов.

Реализшия поставленных задач к вытекающие из этих задач требования снижения стоимости, материалоемкости и трудоемкости монолитного строительства могут быть обеспечены, в частности, широким применением легких бетонов, в том числе на местных гористых запол- ' нителях. При этом следует учитывать, что различие в свойствах пористых заполнителей, их изменчивость, существенность влияния рецептур-но-технологических факторов не позволяют унифицировать расчетные параметры таких бетонов. Это затрудняет массовое внедрение легких бетонов в практику строительства и приводит к потерям эффективности . их использования. ■ •

Керямзитобетон на карбонатном песке является местным строительным материалом дЛя многих республик (Россия, Украина, Молдова, Азербайджан и др.). Применение его з монолитных конструкциях гражданских зданий позволит получить значительный экономический эффект'при условии максимального учета при проектировании особенностей такого бетона.

Изложенное вше свидетельствует об актуальности теш диссертации, посвященной совершенствованию монолитных конструкции гралден-ских эданлй из керамзитобето'на на карбонатном песке ка основе корректировки: основных расчетных параметров и их учета при проектировании. ...

Диссертационная работа выполнена в соответствии со сводным координационным планом важнейших НИР по бетону и желеэобетогу на • 1986-1990 гг. (проблема П, задание 4) НйШБ Госстроя СССР и научно- . координационного совета по бетону и железобетону Госстроя СССР.

Цель работы - экспериментально доказать техническую возможность применения керамзитобетона на. карбонатном пескге в монолитных конструкциях гражданских зданий.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- пСлучить удобные для ■ практического использования зависимости основных, свойств керачзятобетокных на карбонатном песке смесей с показателем:■ подвижности 0К = б. ..10 см и бетона от ос!ювных ре-, ^ептурно-технологических факторов;.

. - получитьл статистически надежные зависимости, позволявшие

прогнозировать кубиковую и пр"зменную прочность, модуль упругости, усадку, ползучесть, длительное сопротивление;

- разработать методику оптимизации составов исследуемого бето-•на с учетом технологических параметров приготовления, тронслортиро-.вания и уплотнения смеси;

- дать рекомендации по учету в расчетах особенностей прочностных и деформативных свойств керемзитобетона на карбонатном песке;

- исследовать несущую способность, трещкностойкость и деформа-тивность изгибаемых элементов яри кратковременном и длительном действии нагрузки и дать рекомендации по учету в расчетах;

- усташЕить экономический эффект от внедрения керашитобетсна на карбонатном песке.

Автор защищает:

- результаты экспериментальных исследований основных свойств кера:эитобетонных на карбонатном песке .смесей с показателем подвижности ОК = 6...10 см и бетона;

- методику оптимизации керамзитобетона на карбонатном песке с учетом технологических параметров приготовления, транспортирования и уплотнения смесей;

- зависимости и предложения по определению и корректировке основных расчетных параметров исследуемого бетона;

- рекомендации по учету в расчетах особенностей прочностных, и деформативных свойств исследуемого бетона;

- результаты экспериментальных исследований несущей, способности, трещшостойкости, дефорыетявности изгибаемых элементов при кратковременном и длительном действии нагрузки и рекомендации по . их учету в расчетах.

Научная новизна работа: . . .

- подучены экспериментальные денные об основных свойствах ко-рамэитобетонных на карбонатном песке смесей и бетона, предназначенных для применения э монолитных конструкциях гразоданских зданий, в результате чего;

а) выявлено влияние основных рецептурда-техкологичаскях факторов на водоиотребность, уплотияомо.сть, рассланеасмость, изменение подвижности во времени сыесей, а тшге на прочность, плотность, однородность по прочности и плотности, Гфедельку» п«маемоет\ бетона. Получены зависимости лдя определения этих характеристик;'

б) предложены зависимости, позволяющие прогнозировать основные расчетные параметры (призкениую прочность, модуль упругости, усадку, ползучесть, длительное сопротивление);

- предложена методика оптимизации составов керамзитобетона на карбонатном песке с учетом технологических параметров приготозле-

нкя, транспортирования и уплотнения смеси;

- даны рекомендации по учету в расчетах особенностей прочнеет-. них и деформативных: свойств исследуемого бетона;

- получены экспериментальные данные о несущей способности, тре-щиностойкостя и дсформативиости изгибаемых элементов при кратковременном и длительном действий нагрузки; даны рекомендации по их уче ■ ту в расчетах.

Практическое значение работа заключается:

- в методике оптимизации керамзитобетона на карбонатном песке

с учетом технологических лареметров приготовления, транспортирования и уплотнения смесей, которая позволяет на стадии проектирования учесть эксплуатационные и технологические требования, что приводит к снижению материалоемкости и стоимости конструкций;

- в рекомендациях по использованию статистически надежных зависимостей, прогнозирующих прочностные и деформатианке свойства керамзитобетона на карбонатном песке и изменение их во времени, что поз- ;. золяет более точно оценивать работу конструктивных элементов из та- -кого бетона;

- в рекомендациях по корректировке основных расчетных параметров исследуемого бетона, что позволяет более точно нормировать их значения и тем самым повышать расчетную несущую способность конструктивных элементов, а таюхе более точно прогнозировать их деформа-тивность.

Реализация работа. Результата диссертационной -работы использованы при разработке:

Рекомендаций по учету потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести керамзитобетона на карбонатном песке. - М.: Стройиздат, 198?;

Рекомендаций по проектированию конструкций из керамзитобетона на карбонатном песке. - М.: Стройиздат, 1990.

В составлении указанных "Рекомендаций..." автор диссертации принимал участие в. качестве соавтора. •.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных и республиканских конференциях (Еревсн -1985 г.,: Новополоцк - 1986 г., Кишинев, Симферополь, Казань -1988 г.; Полтава - 1989 г.; Челябинск, Ижевск, Севастополь, Алма-Ата - 1990 г.; научно-технических конференциях ОИСЙ в 1985 -1991 гг.).

• Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций; списка литературы; пяти приложений ,

и со дернит 194 страницы основного текста, 61 таблицу., 85 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАВОТЫ

В первой главе работа приведен обзор опыта применения легких бетонов в монолитных конструкциях гражданских зданий; дана характеристика современного уровня экспериментальных исследований легких бетонов и конструкций на их основе; обобщены особенности свойств кераызитобетона на карбонатном песке; приведены требования к легкобетонным смесям и бетону для монолитного строительства гражданских зданий; обоснованы цель и задачи исследований.

Дефицит качественных мелких заполнителей для легких бетонов во шогих регионах страны иожет быть восполнен широким применением для их производства отходов камнепиления карбонатных пород (пористых известняков, известняков-ракушечников). Карбонатные породи распространены почти повсеместно, а их запасы превышают б млрд.м3, •в том числе пористых - 900 шн.м3. Народнохозяйственное значение утилизации в тих отходов диктуется не только соображениям;: получени: 'дешевых мелких заполнителей, но и целесообразностью освобождение от отходов значительных территорий в целях их рекультившии и использования в сельском хозяйстве.

Комплексные исследования, проведенные в НИЙЖБ, ОМСИ, ГИСИ, ЛатШИетроитеяьства, Тульском политехническом институте, НМИСМИ Ыикстройматериалов, УкрКИИстройпроект показали техническую возможность в экономическую целесообразность использования карбонатного песка в бетонах на искусственных пористых заполнителях и, в первую очередь, в керамзитобетоне, составляющем около 70 % общего объема •легких бетонов.

Обзор сведений, приведенных в литературе, доступной автору диссертации, показал, что практичэски отсутствуют исследования ке-рвмзитобетона на карбонатном песке естественного твердения, изготовленного кз подвижных смесей, который отвечал бы требованиям, предъявляемым к бетонам для монолитного строительства.

• Оссбенкости монолитного строительства выдвигают особые требования, регламентирующие технологические параметры бетонных смесей и обеспечивающие в укаэонные в проекте производства работ сроки требуемые физико-механичзские характеристики бетона. Учитывая это, для проектирования монолитных конструкций из керамзитобетона на карбонатном песке а диссертации предложено использовать комплексный подход, основанный на оптимизации свойств керамзитобетона с учетом технологических параметров приготовления, транспортирования, > уплотнения смесей с последующей опытной проверкой соблюдения нор-

матизных требований к конструкциям и выдачей рекомендеций по их расчету.

.Бо.второйiглазе приведены характеристики исходных материалов; конструкции опытных образцов и элементов; методика их изготовления; схема, обьем и методика исследований; изложены основные математико-статистическиь методы, использованные в работе.

Экспериментальные исследования состояли из двух этапов. Ка первом этапе исследовали влияние рецептурно-технологических факто-г роз на основные физико-механические свойства керамзитобетонной смеси и бетона. Исследования проводили по методике планированного эксперимента, используя близкий к D -оптимальному плач типа На^, В качестве факторов приняты: расход цемента Ц (х?); агрегатно-струк-турный фактор 'I (х^); удобоукладызаемость смеси (х3); время перемешивания скеся i, (х ); время зкброуллотнения смеси г£: (х^); последовательность зегружеиия компонентов смеси а смеситель. Б качестве контролируешь параметров были выбраны: объем межзерновис пустот '¡•'■г , показатель расслаиваемости смеси П„ и плотность кераизито--бетонной смеси д, ; расход воды В; кубиковая прочность 2 (28>, плотность р , дисперсия прочности и плотности S.} керамзито-бетона. Помимо этого на первом этапе проводили исследования влияния рецептурных факторов (расхода цемента и агрегатнс— структурного фактора) на изменение подвижности смеси зо времени, используя близкий t D -гэ? план типа 23. 3 качестве контролируемого параметра при» шта подвижность смеси через заданные промежутки времени после ее (зготоаления - 0К< . По результатам реализации матриц планирования испытанна, обработка и ал ал из результатов) получены комплексные но-юграммы для подбора оптимальных по заданному критерия составов с ■четом технологических параметров приготовления, транспортирования уплотнения смеси.

На второй этапе исследовали прочностные и деформативные харак-еристихл керамзитобетона на карбонатном песке и особенности работы зги^аедах элементов при кратковременных и длительных нагрузках. На взе полученных с учетом оптимальных значений технологическ и пвра-гтров составов были изготовлены и испытаны опытные 'образцы и эле-iHTu - кубы, призмы и балки.

Дня экспериментальных исследований, проводимых по методике, пла-фованного эксперимента (близкий к В-opt план типа 23 и план 1Кса~Бенкена типа Зэ) .в качестве факторов принята; расход цемента :j); агрегатно-структурный фактор (xg); возраст загружения длитель-Й нагрузкой 4 (х3). В качестве контролируемых параметров вибракы: битовая прочность R, (28) и призменная прочность ^ (t ^ в возрас-

~ах 7, 28, 115, ЗСО, 500, 720 сут.; модуль упругости в,тех же возрастах; границы области микротрещикообрвзования и £CUi ; предельные деформаш-м сжатия <5д ; относительные деформации усадки ' £sc (i , ); относительные деформации ползучести Ьи {<5 ,tc ) керамзитоСетона, загруженного в возрастах tc = 7, 28, 115 су™, нагрузкой, равной 0,2 $; 0,6 /?.? -i ; 0,8 R; S .

Для исследования длительного сопротивления керамзитобетона при центральном загружении было изготовлено 5 серий опытных обрезцов-призм. Значение контролируемых параметров определяли по результатам испытаний 19...24 образцов-близнецов каждой серии.

Опытные элементы-балки изготавливали из керамзитобетона оптимального состава класса Б12»5. Изготозлено и испытано две серии опытных балок (ß = 0,0067 и ß- - 0,0151). Балки испытывали кратковременной и длительной нагрузкой высотой интенсивности (Л//Л', ¿0,7),

Общий объем эксперимента - 428 испытаний бетонной смеси, 1215 кубов, 533 призмы, 20 балок.

Опытные образцы и элементу испытывали в лабораторных условиях в соответствии с действующими ГОСТ.

По результатам планированного эксперимента для каждого контролируемого параметра, были получены уравнения регрессии вида iL п ■а

У-и0 ^¿¿щit). : ' ( i)

Дня упрощения полученных на Д этапе экспериментальных исследований зависимостей вида ( I ) применяли линзйныё зависимости вида .

У=4 ' ¿U <2 5

где -2' = { tyti * 1 ) - обобщенный фактор состава.

Используемая в исследованиях методика получения и статистического анализа уравнений регрессии включает расчет коэффициентов, их статистический анализ, оценку адекватности и информационной способности.

Оценку точности и надежности результатов испытаний опытных об» разцов и элементов проводили по методикам статистического анализа, рассчитывая средние значения анализируемых показателей, дисперсии, кооффициенты .вариации и др. ' .

. Используемые в диссертации математико-статистическиб методы изложены в работах D.H.Адлера, В.А.Вознесенского, D. В.Грановского, Е.Н.Львоаского, В.В.Налимова, В.Д.Райзвра, Э.Ферстера и др.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований яодопотребности, уплотняемости, расслаиваешсти, «лот-кости, «экенвния подвижности во времени керамзитобетонной с ■«си, ку.

- у -

биковой прочности, плотности, однородности по прочности и плотности керагаи~обетонв; изложена методика комплексного проектирования ке~ рамзитобетона, учктызащая технологические параметры приготовления, транспортировения и уплотнения смеси, а также эксплуатационные и. технологические требования к моколитнш конструктивным элементам.

Анализ нлыния репептурно-технологических факторов на основные свойства керакзитобетонно.й смеси и бетона проводили по уравнениям регрессии вида (П.

Установлено, что для определенного расхода ц«мента существует оптимальное содержание керамзитового гравия и карбонатного песка ( -л-).*), соотвечствующее минимально возможной водопотребности смеси при условии обеспечения заданноЯ удобоукяадазаемости.

Качественное влияние рецептурно-технологичееких факторов на обьем межзерноэых пустот 1'Ц , характеризующий степень уплотнения скеси, не зависит от последовательности загружения компонентов и режимов приготовления. Наибольшее влияние на объем межзерковых пустот оказывает фактор I . Увеличение его значений от 0,3 до I приводит к . .уменьшению \гл в среднем а 2 раза.

Расслаиваемость керашитобетонных смесей при их виброуплотненйи избежать практически нельзя. В наибольшей степени расслаиваемость зависит от значений X к длительности виброупяотнзния, и в значительно меньшей - от расхода цемента и времени перемешивания. При самых неблагоприятных сочетаниях указанных факторов расслаиваемость смеси не превышает 7,5 %, что можно считать допустимом при проектировании составов кёрамзитобетона.

Экспериментально установлено, что правило постоянства водопотребности действует независимо от времени выдержки керемзитобетон-ной смеси до'ее.укладки в конструкции.

Определяющее влияние на характер и величину изменения подвижности смеси во времени оказывает концентрация керамзитового гравия. Подвижность смесей при значениях г , равных 0,25; 0,625; I уменьшается за I час соответственно на 8,3 см; 5,5 сй;( 4,3 см.

Полученные результаты послуяяли экспериментальным обоснованием для разработки методики комплексного подхода к проектированию оптимальных составов керамзжгооетона на карбонатном песке. На первом этапе оптимизации такая методика позволяет определить оптимальные значения рецептурных факторов (Ц , 1, В ) ъ учетом минимальной стоимости заполнителей. На втором этапе определяются оптимальные для заданного рецептурного состава параметры приготовления, транспорта-, рования и уплотнения смесей. Предлагаемая методика позволяет полу--тть.экономичные по стоимости составы керамзитобетона на карбонат-

ном песке.

В четвертой глазе представлены результаты экспериментальных исследований приэменнсй прочности, модуля упругости, границ области мнкротрещннообразоаания, предельной сжимаемости керашитобетона, а также несущей способности, трециносюйности и деформатиьности изгибаемых элементов при кратковременном действии нагрузки. Исложе-ны предложения по учету в расчетах особенностей свойств керамзито-'бетоне на карбонатном песке при кратковременном действии нагрузки.

Анализ уравнений регрессии призменноЯ прочности & (I ) вида ( I ) позволил установить, что при I > 28 сут. зависимость прочности о г расхода цемента носит криволинейный характер, который покачивает ее рост до оптимального значения пои определенных 1 , соответствующего предельной прочности керашитобетона. При одинаковых значениях расхода цемента с уменьшением значений фактора 'х прочность керашитобетона растет.

Результаты статистических расчетов показывают, что увеличение возраст«, кераызитобетона не вызывает значимого изменения характера влияшм исследуемых факторов на г.риэменкую прочность. Учитывая это, для ее прогнозирования ыожно использовать выражение ( 3 )

к&(г, 8;Ц, гУт-т^Ч&ВУ п] ( з >

Значения коэффициента призренной прочности для исследуемо- . го батона на 4-10 % превышают соответствующие значения СНиП 2.03.0184*. Величины ^ рекомендуется нормировать по формуле V 4 )

% -0.9М-0,2X9 ?.-0.0№5г$г-- . (О

Уравнения ; егрессии модуля упругости £/(.?) вида { I ) показали, что расход цемента и фактор * неоднозначно влияют на эту характеристику. Зависимость его от расхода цемента носит криволинейный характер. При определенных значениях 1 существует оптимальный расход цемента, соответствующий максимальным значениям . Расход воды, в отличие от расхода цемента и агрегатно-структупного фактора, оказывает статистически значимое влияние на характер изменения Е$ во времени.

Для прогнозирования значений модуля упругости во времени предлагается использовать зависимость вида ( 5 )

. ■ \ С 5)

Входящие з эту зависимость величины (*>) и Ы. при известных характеристиках состава кераызитобетона рекомендуется вычислять по ( 5 ), ( 7 )

!160т - *С53[1В'%) *ч] • . ( б )

Ы, = 0,ВЧ - 0,32[(8!и) * Ь1 < V )

а при известных плотности р и классе по прочности на- сжатие В по ( 8 ), ( 9 ) * __,

(о) - Ч$5 \}р В , ( 0 )

а=0,0т5 *'0,0?9 (9>

Требованию наиболее тесной связи межд^' модулем упругости ¿у , плотностью /> и прочностью И отвечает -ч,паление вида

г.ху-0,93, ^'958МПа ( ю )

Сравнительный анализ модулей упругое-;- легких бетонов, регламентированных СНиП 2.0? .01-64"' и расс^ит.-адку. по зависимости { 5 ) с учетом ( 8 ) и ( 9 ). показывает, что для керамзитобетонь на карбонатном песке действующие нормы завышает значения ¿V на 3-28 %.

Для определения границ области микрораэрушений исследуемого бетона в зависимости от его прочности рекомендуется использовать выражения < II ) и ( 12 ):

=огт '0,08 ¿д Иь>, ! II )

=0,859 '0,06 ф ^ (12)

Для описания зависимости предельных деформаций сжатия с¿и , независимо от. возраста кер&кзитобетона, может бить исполь.!оашо усредненное линейное уравнение регрессии вида

" ¿й, >84(В/Ц '%)]■/!)'*. ( 13 )

Испытания опытных элементов-балок проводили в возрасте £ -150 сут. о целью определения их несущей способности, трещиностойкости и деформатигности.

При испытании бачок были получены опытные данные, позволяющие оценить параметры 1) , Щ£ , ¿¿^ прмятке в СНиП 2.03.01-84* для расчета изгибаомкх элементов.

Установлено, что опыткие значения коэффициента Щ колеблются в пределах от 0,84 до 0,9?. Наблюдается некоторое влияние на процента армирований ^ .

Корреляционный анализ позволил установить, что между ^ и М /Мп существует достаточно тесная линейная связь, выраженная уравнением регрессии ( Ы )

%*№+0№М!К , Ъ¥ < 14 5

При эксплуатационных нагрузках ^ = 0,9, что согласуется с суще-

отвукнцими нормами. Значен ил коэффициента I1 , характеризующего уп-ругопластичвское состояние бетона сжатой, зоны, аппроксимированы зависимостью вида ( 15 >

)> -о,т -o,QisM!Mp_ , ц *Ш ( хь)

В расчетах изгибае;.:ых элементов из керамзитобетона. на карбонатном песке, учитывая принятые допущения, значение коэффициента У рекомендуется принимать такими же, как и для других видов бетонов, т.е. И = 0,45.

Опытные значения деформаций сжатей зоны £}т ' хорошо согласуются с теоретическими с ¿„. . (Средние значения отношения С$п для бнлок I я Л сер-ы соотвйтстаеино равны 1,05 и 1,01. Проведенными опытами установлено увеличение значений Сцт п ростом количества рабочей арматуры. При увеличении процента армирования ß - 0,67% (I серия) до а -= 1,51 % (Л серия) дефоришик бетона сжатой зоны возрастает в среднем в 1,74 раза.

Ширина раскрытия трещин в зоне чистого изгиба балок при эксплуатационной негрузке находилась в пределах 0,11-0,2 мм =0,38), увеличиваясь с уменьшением процента армирования. При этой нагрузке наибольшее значение Ü(i(.= 0,21 мм было выявлено в балке I серии.

Опытные прогибы балок. I и П серии при действии эксплуатационных нагрузок составили соответственно 8,9-10,5 им и 12,7-13,2 мм, а их отношение к теоретическим, ^/¿Т - 1,01 для балок I серии и /V/ г = 1,04 для балок П серии. Расхождение между ними колеблется от -9 5?до +9 % для балок I серии и от -I % до + 7% для балок П серии,

Расчет несущей способности, трещиностойкости и деформативности изгибаемых элементов из керамзитобетона на карбонатном песке рекомендуется проводить по СКиП 2.03.01-84*, используя уточненные значения расчетных параметров ; ; ; ¥g » £&v •

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований усадки, ползучести, длительного сопротивления керамзитобетона, а также длительной несущей способности и деформатизноети изгиба- , емых элементов. Изложены предложения по учету в расчетах, особенностей свойств исследуемого бетона при длительном действии нагрузки.

Анализ уравнений регрессии деформаций усадки 6iC (t ,tw ) вида ( I ) и результаты статистических расчетов'показали, что характер ,.влияния исследуемых факторов во времени качественно не меняется: .«уменьшение концентрации керамзитового гравии и расхода цемента при-пдит к росту S^ ( i « А* ^ - Деформации усадки во всех возрастах линейки зависят от расхода цемента. Фактор г оказывает в 2-4 раза больше влияние на £ic (t чек расход цемента.

. Развитие во времени процесса усадки исследуемого бетона достаточно достоверно может £ыть аппроксимировано зависимость»

ьа, (те >

Эта зависимость удобна тем, что уже на стадии проектирования составов позволяет прогнозировать усадочике деформации керамзитобетона на карбонатном леске в любой момент времени { > I.

Регрессия удельных относительна С ( г , тв , <3) и удельных линейных относительных С {Ь , деформаций -олзучести на расход цемента, агрегатно-структурный фактор и от керамзитобетона к моменту загружения оценивалась по математичь-ним моделям вида ( I ), построенным, на базе их поедельных значений.

Деформации ползучести керамзитобетона нелинейно зависят от напряжений даже при низких уровнях /} (¡,}), хотя степень нелинейности различна для разных составгв бетона. 4<?рез 200-500 сут. после за-груяения (в зависимости от состава бетона и уровня действующих напряжений) нелинейность деформаций ползучести стабилизируется, криви. £ , ¿0,0 ) стаяоэят_я практически параялельнши, приращения дефор наций ползучести начинают линейно зависеть от напряжений. Установле но, что характеристика нелинейности ¿с статистически значимо зависит от состава керамзитобетона, уровня действующих напряжений и не зависит от возраста бетона к моменту загружения

В основе методики прогнозирования деформаций ползучести керамзитобетона на карбонатном песке лчяат основные зависимости наследственной теории старения» Длв учета особенностей ползучести такого бетона при эаданшх классе по прочности на сжатие В и плотности р параметру различных функция рекомендуется вычислять по следующим выражениям. ■ " .

1. Параметры функции С* {(0), учитывающей влияние старения бетона на меру ползучести ,,, ш,

с ---ф~о,28д{р-В)' +д,т(р-8) ; < I? > 596 ^т(р-&Г<00т(р'В)т; < 18 ) -0,212 +0,0№(рВ)т-010№01(р В}0**' (19)

2. Параметр фуикции ^ { С ), учитывающей нарастание во зрекенп меры ползучести •

-0,0219( 20 )

3. Параметры функции- , учитывающей нелинейность деформаций пол-• зучести

- н,-

тс =т >№?е[р -отоВ)*4*

¡У— - (22)

4, Параметр-' функции нелинейности деформаций при кратковременном загружен и и

к (28)8Г'; (23 5

тк(28)-6,53 фЩр ~0№(Рфтк, ••< 24).

, ( 25 )

тк к) =[0,875 г9,252е - т5*гО№ет}тк (28) ( 26 )

Помимо этого получены зависимости, позволявшие определять указанные выше параметры при известных характеристиках составов бетона - расходе цемента Ц, воды В и значениях агрегатно-структурного фактора I .

Длительное сопротивление керамэитобетона на карбонатном песке подчиняется основным закономерностям, присущим другим видам бетонов. Предел длительного сопротивления завис о о', факторов состава и возраста бетона к моменту зэгруженмя. Увеличение расхода цемента и концентрации керамзитового гравия повышает предел длительного сопротивления в среднем соответственно на 4 % и 9,5 %, а увеличение возраста загружения снижает его в среднем на 7 %. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о тенденции повышения при увеличении прочности кершэитобет на.

Предел длительного сопротивления керамэитобетона на карбонатном песке при принятой скорости загружения (ГОСТ 24452-80) в зависимости от его состава и возраста загрулекия длительной нагрузкой находится в пределах 0,79-0,86.

Существенное влияние на прочностные и деформативные характеристики изгибаемых элементов из керодзитобетона иа карбонатном песке при длительном действии нагрузки оказывают ее уровень, коэффициент армирования и длительность выдержки под нагрузкой.

Развитию деформаций бетона и арматуры опытных белок во времени Сопутствовало увеличение в~юоти сжатой зоны Сетона / ,¿0). Интенсивность роста £ (I ,¿4) зо времени практически не зависит от количества продольной (рабочей) арматуры.

Значения коэффициента при к алых Си = 0,67 %) и средних (А -1,51 %) процентах армирования также практически не зависят от количе-

стэа продольной (рабочей) арматуры и к возрасту t - tg = 420 сут. состаэили 0,27-0,29.

Поогибы нерезрушвшихся балок интенсивно развивались в первые 120—2rf'G сут. после их загружения и к позраст.у 360-400 сут. заметно стабилизировались. Относительный рост лрогибоз к возрасту t ~t0 ~ 480 сут. составил для балок I серии {и~ 0,67%) 0,56-0,62, а для балок П серии {ji = 1,5Г %) 0,45-0,49."

Рост сирины раскрытия трещин в белках, загруженных длительно действующей нагрузкой, близкой и эксплуатационным, кайлядвлся в первые 50-100 сут., после чего {¿, п вс^рысту t -£0~ 480 °УТ* оставалась практически неизменной. Опыиныо значения ОсЛС(i. i0) в балках за период длительного действие irvpy.r " увеличились по сравнению с начальными !,i0) в средней.в 1,4. (I серия) и 1,37 раза (П серия).

Одна балка I серии (ja - 0,67$) и две балки П серии (ß =1,51%), загруженные уровнями длительной нагрузки соответственно 0,93; 0,93; 0,88 М^/Мр разрушились соответственно на 84; 17 и 38 сутки выдержки. Деформации арматуры, бетона, прогибы и ширина раскрытия трещин возрастали вплоть до их разрушения. Остальные бэлки, загруженные до уровней длительной негрузки, равных 0,88 (I серия) и 0,33 МгШ*> Ш серия), действующей в течение 4S0 сут., после затрукения (¿£ - 150сут.) йе проявили признаков потери несущей способности. Следовательно, можно предположить, что длительная несущая способность изгибаемых элементов из керамзитобетона на карбонатном песка с низкими и средними коэффициентами'армирования не ниже величин Mg/Ир , соответственно равных 0,88 и 0,83.

ОБЩЙЕ BUB0Щ И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. Применение коршзитобетона на карбонатном песке в конструктивных элементах жилых и общественных монолитных зданий позволяет при заданных технологических параметрах- смеси обеспечить требуемые эксплуатационные показатели, утилизировать отходы при разработке известняковых карьеров, выровнять экологический баланс в тех регионах, где этот бетон является местным строительным материалом.

' 2. Рецептурно -технологические факторы оказывают существенное влияние на формирование основных свойств керамзитобетонных на карбонатном песке смесей и бетона. Учет влияния указанных факторов с достаточной для практики точностью рекомендуется осуществлять, используя уравнения регрессии вида ( 2,I ) для смесей и ( 2.2 ) для бетона.

3. Для оптимизации составов монолитного керамзитобетона на карбонатном песке рекомендуется использовать методику комплексного подхода,

учитывавшую технологические параметры приготовления, транспортирования и уплотнения смесей, а также экспдуатЕционные требования к бетону. Использование рекомендуемой методики позволяет получить рациональные составы, удовлетворяющие в зависимости от заданных условий требгчанию минимальной стоимости бетона или минимальной потери подвижности смеси во вр кони. ' • ^ -

4. Значение ксп-; ^ициеята. призменной прочности и модуля упругости исследуо.лго батона отличается от рекомендуемого СНиП 2.03.01-й Поэтому и^длчида 'ф и -^рекомендуется определять по выражениям ( 'I 1 и ( 5 ) и учетом ( 8 ) и ( 9 ).

Ь. Для прогнем »¿.""»эдил изизнякйцнхся во времени значений прочности (¿) л мод; упругости ¿¿'(¿) рекомендуется использовать выражения ( 3 ) и ; 5 * с учетом { б ), ( 7 ) или ( 8 >, ( 9 ).

0. Коэффициент условий работы монолитного керачзитобетона при принятом стандартном режиме загрухания до заданного уровня длительно действующей нагрузки в зависимости от его состава к возраста за-груяенмя находится в пределах 0,79-0,£6. -Дкя практических расчетов

рекомендуется принимать равным О,С.

7. Для прогнозирования деформаций ползучести рекомендуется использовать основные зависимости наследственной теории старения. Параметры функций, входящих в эти ЭелВиси'Юстл, следует вычислять прь заданном составе бетона - по уравнениям регрессии вида ( 2,1 ),

( 2.2 ), а при заданных классе бетона В и его плотности /? - по уравнениям вида ( 17 ) - ( 26 )

8. Для определения деформаций усадки исследуемого бетона при известных характеристиках его состава рекомендуется использовать зависимость ( 16 ), псэволящую уже на стадии проектирования составов прогнозировать усадочные деформации в лябой момент времени

¿> I.

9. Длительная несущая способность изгибаемых элементов со средними и низкими коэффшжектаыи армирования характеризуется величиной М^ *Мр , находящейся в пределах 0,83-0,88.

70. Расчет несущей способности, трещиностойкости и деформативности изгибаемых элементов из монолитного керадаитобетонана карбонатном песке рекомендуется проводить по методике СНчП 2.03.01-64*, используя уточненные значения расчетных параметров Щ ; ; ;

^Н.мг ; $ » ^ ' 6Ьп '

Основные положения диссертации опубликованы в .следующих работах: . ' - - " '

1. Рекомендации по учету потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести керямзитобетона ка карбонатном песке: Н/Ш.П

ОИСИ. - M.: Стройиздат, 198?. - 103 с.

2. Рекомендации по проектированию конструкций из керамзитобе-тона на карбонатном песке:НИЛЗП ОИСИ,- М. : Стройиздат, 1990. - 88 с.

3. Столеаич A.C., Костюк А.И. Керамэитобетон на карбонатном песке а монолитном домостроении/Обзорная информация: Сер.Ишкенерное оборудование населенных мест, жилых и общественных зданий, в^л.З. -М.; ВНИЙТАГ Госкомархитектуры, 1990. - 55 с.

4. Костюк А И., Столеаич A.C., Суханов В,Г. Предложения по выбору временной зависимости прочности ксранзитобетона на карбонатном песке//Резер8ы прочности бетонных и жэлезе"^:онных конструкций: Сб. науч.тр - Киев, УМК ВО, 1989. - СЛ7-2Л

5. Столевич A.C., Макаров С.З., Костюк 1.И. Оптимизация составов монолитного яералзитобэтона по критерию миньчальной потери подвижности смеси во вре1!ени//Перспективы развития монолитного домостроения в Украинской ССР: Таз .докл.респ.науч.-техн.конф, 4-6.октября 1989 г., Одесса. - Киев, iS89. - С.96-98.

6. Столевич A.C., Макароэ C.B., Костюк А.И. Параметрические уровни микротрещшгообразованш! кершлзитобетона на. карбонатном лес-ке//Исследо8слие работы и применение э строительстве эффективных элементов конструкций: Тез.лолл.науч.-гракт.конф. - Ровно, IS90. -С.73-74.

7. Костюк А.И., Столеаич A.C., Макароз C.B. Влияние структуры на прочностные и дефорглатианые свойства кергшитоЛетош* на карбонатном песке//Строительные конструкции: Респ.межаедомста,науч.-техн. сб. - Киеэ, "Будтвелышк", 1091. - 3.104-107.