автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность неавтоклавного ячеистого бетона

госстроя ссср

ордена типового красного знамени научно-йсслвдовашьский, пгошто-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона

"НИШВ"

На правах рукописи

УШНОВ Джамал Рашитович

УДК 666.9-127

ПРОЧНОСТЬ И даОРМАТИВНОСТЬ НЕАВТОЮ1АВНОГО ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

Специальность 05.23.01 _ Строительные конструкт , зданчл

и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Ч •

•Ч ^

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук, профессор СЕРЫХ Р.Д.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНШ- доктор технических наук, профессор ЗМЕСОВ A.C. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник ГРАНОВСКИЙ A.B.

ВВДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ _ "Иркутс кагропроыстрой"

Защита диссертации состоится 31 октября 1991 г. в 14 ч.ОО м. на заседании специализированного совета K.033.03.0I по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук в ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона Госстроя СССР по адресу: 109428, Москва, 2-я Институтская ул., д.б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИШБа.

Автореферат 'разослан " 1991 г.

Ученый секретарь

специализированного совет^\К. 033.03.01 доктор технических наук,

ЧИСТЯКОВ Е.А.

ç t

i !

Ir ; î

ОБЩ&Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Детальность -работа. В шучю-производственно-техническо* iporpacce "Система эффективного строительства хилых я общественно: зданий из ячеистых бетонов","Стройпрограсс-2000", а таете юследующими дарактивяши указаниями предусматривается преимуще-яввнное развитие производства изделий, обесгочивавдях снижение тонкости, металло-, в трудоемкости строительства, массы главка, i таете повышение их отопленгости я широкое использование иест-шх сырьевнх материалов.

По ставленник задачам в большей мере отвечает производство и грименение неавтоклавшх ячеистых бетонов, которые отличаются шиманьшлыи приведенными затратами на устройство ограждающих конструкций и расходами топлива, энергии ва ах производство я мес -[уатащпэ. Однако, несмотря на иненцийся ошт производства и призвания неавюадавных ячеистых бетонов, область их применения в аронтеаьства остается ограниченной. Одной из причин,прешгтотву-

вдих широкому щжыенэЕИю изделий И8 вапсих бетонов, является »достаточно сть проведении*: и сследований, показывающих высокую »ффэктивность этих изделий на только с точки зрения начальных «трат, но и с учетом их эксплуатационных качеств ,то есть дол-'о вечности.

Поэтому изучении возможностей применения нвавтоклавных ячеистых бетонов в строительстве в ограждающих конструкциях,включая : в сейсмических районах является задачей необходимой и актуаль-©й.

Дэльв работы является проведение комплексных эксперименталь-в-теоретических исследований прочностных и даформативннх свойств сяовных разновидностей неавзоклавных ячеистых бетонов с цель» олучения основных расчетных характеристик,параметров и коэф^и-

-а -

цветов условий работа, необходимых для расчета и проектирования конструкций из них,в тон числе я в сейсмических районах с paspa* боткой практических предложений для включения в шрштиввш документы. Дхя досхшсвшя поставленной цели было напечено рева» сдедуырш задачи:

- ш5ор осяовннх (оптимальных во технология изготовления, стожиости я налетав местных снрьевнх ресурсов я отходов промш-ленностн) разновидностей неавтоклавша ягченстнх бетонов дая проведения ажеперимекгальных иссладоваяхВ, различаются со sos?: вядудего, заполнителя, порообравователя;

- амотряментальяо-теоретичесяив исследования прочностнкх г деформативных свойств неавтоклавянт ячеистых бетонов ори кратно-временной действии нагрузка: прочности я деформативности цря сжатия я растямяии} начального модуля упругости; влияния влажности, возраста, плотности, ооотава, процента армирования ш вшеуказан-ннх свойствах, а тавже исследование изменения прочностных и дефор натившс свойств после дательного действия сжимащяг нагрузок;

- ахсперямвнгалмю-теоретическае исследования прочностных я дефармаяивллг свойств при длительно» действии нагрузки: дефориаци у садки и ползучести; длительной прочности; деформация последстви

влияния_маштабных факторов, возраста, технология изготовления (авзохлавная, неавтоклавная), состава бетона ш деформации усадки и ползучесть бетона;

- исследование прочностных свойств при немноговфатно повторяющихся, шяоцинловнх, одновратшх динамических нагрузках типа сейсмических, а татасе исследований модуля сдвига кеавгоклавннг ячеистых бетонов;

- исследование плит перекрытий цря кратковременной я длительном действии нагрузок;

ШЖШШШ1

- результаты исследований прочностных и де$ормативных свойств неавтоклавннх ячеистых бетонов при кратковременных и длительно действующих нагрузках,» также при плоском (двухосном) напряженной состоянии "схатие-ра стяжение" я "окатае-скатио";

- результаты исследований щхиностннх свойств неавтоклавннх ячеистых бетонов при однократных,ыалоцикловых и немногократно повторяющихся динамических нагрузках;

- йредакжения по особенностям расчета железобетонных конодук-ций из неавтоклавных ячеистых бетонов по'предельным состояниям

I и П группы на основе полученных экспериментально-теоретических данных по свойствам неавтоклавных ячеистых бетонов;

- предложения по уточнению коэффициентов условий работы неавтоклавных ячеистых бетонов при воздействии на элементы длительны!, однократных, малоцикловых и нэнногократно повторяющихся динамических нагрузок;

- результаты испытания шшт перекрытий при кратковременном и длительном действии нагрузов.

На-учнур новизну таооты составляет следующее:

- получены новые экспериментально-теоретические данные о деформациях усадки и ползучести, а таете о длительной прочности неавтоклавных ячеистых бетонов;

- разработана и апробирована новая методика испытаний при неыногократю понгорявдихся нагрузках;

- впервые получены новые экспериментально-теоретические данные о прочностных свойствах нэавтоклавных ячеистых бетонов при однократных, малоцихловых и немного кратно повторяющихся динамических нагрузках;

- получены ноше экспериментально-теоретические данные о прочностных и дефорыативных свойствах цри плоском (двухосном)

тпряженном состоявия ("сжатие-растяжение" ."сжатие-скатие");

- уточненные значения коаффициентов условий работа неавяго-кдавньа ячеистых бетонов при длительной действии нагрузки ^г. 2 ори динамических нагрузках типа сейсмических тКр.

Практические значение работа. В результате проведенных исследований предложен* основные расчетные характеристики,коэффициенты условий работы для рекомендательных и нормативных докумвЕ тов га проектирована!) и конструированию, способствующие повшюшю наделено ста и эксплуатационных качеств изделия из неавтоклавннх ячеистых бетонов,а также расширяющие возможности применения этого бетона в строительстве, включая сейсыоопасше районы и границы использования отходов промышленности.

Внедрение результатов работы

- Результаты работы приняты для включения в новую редакцию п.2 СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции",в части назначения нормативных и расчетных, характеристик неангокда ного ячеистого' бетона.

- Основные положения работы включены " Рекомендации по проек тировани» стеновых конструкций из ячэисиого бетона в сейсмостойких зданиях" .разработанные ЛенЗБИИЭПоы и ШИХБш.

- Рекомендации по проектированию и применения пенозолобетов ных стеновых мелких бхово? неавхоклавного твердения использовав при строительстве хилых домов усадебного типа с хозностройками в Курской области. В настоящее время построено 40 двухквартирных хилых домов по типовым проектам 18-24-82/1 и 183-216-27, экономический эффект в народном хозяйстве по сравнеквв с ранее применяемым силикатным кирпичом составил более 70 тыс.рублей.

- Результаты исследований используются при производстве,применении и усовершенствовании изделий Иркутского ССК, предназначен-них для строительства аилых и общественных зданий в Иркутской об-

ласти, а также при расчете, проектировании и конструировании наружных стеновых панелей из неавтоклавного газозолобетона.

- Годовой экономический эффект от внедрения в практику строительства газозолобетонных панелей составляет около 75 тысяч рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены автором и обсуждались на конференции молодых ученых и специалистов "Повышение эффективности в строительстве и промышленности строительных материалов" в г.Риге 1988 г.; на секции конструкций Научно-технического совета НИЙЖБ, 1988 г.; на конференции молодых ученых и специалистов "Научно-технический прогресс в строительстве" в г.Ыоскве, ЦНЙИОШП, 1989 г.; на Всесоюзной (с международник участием) конференции колодах ученых и специалистов в области бетона и железобетона в г.Иванове, 1989г; на координационном совещании по длительной прочности бетонных и железобетонных конструкций Госстроя СССР, в г.Одессе, 1989 г.; на ХХП Международной конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона в г.Иркутске, 1990 г.;

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 12-ти печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на П'Э страницах машинописного текста, включая 33 таблицы, 53 рисунков, список литературы из 102 наименований, приложения на II страницах.

Работа выполнялась в НИЙЖБ Госстроя СССР под научным руководством доктора технических наук, профессора Р.Л. СЕШХ и при научной консультации кандидата технических наук О.П. ВИНОКУРОВА.

содержание работы.

Прочностные и деформативные свойства неавтоклавных ячеисты бетонов при кратковременном действии нагрузки изучались в ЦНИИСКе, НИИЖБе и МИСИ. Однако данные, полученные при кратковр менных испытаниях одними авторами, в некоторых случаях противоречат результатам исследований, выполненных другими авторами.

Ползучесть автоклавных ячеистых бетонов при одноосном сжатии изучена достаточно хорошо, что позволяет использовать ее закономерности в расчетах и разработать единую методику испытаний и прогнозирования предельной меры ползучести. Вопросам теории ползучести автоклавных ячеистых бетонов посвящены работы C.B. Александровского, Э.Я. Багрия, В.Я. Багрия, А.Д. Гулгуля-ускаса, A.M. Краснова, Н.И. Левина, Л.А. Раннямаги, В.И. Ска-тынского, И.А. Семенова, Ж.Б. Соловей, Г.П. Сахарова, C.B. Кро-повницкого, A.B. Черкашина, а также работы зарубежных исследователей Д. Береса, Й. Хауста, Ф. Алоу, 35.Г. Витманн и др..

Анализ проведенный в диссертации показал, что комплексные изучения ползучести и длительной прочности неавтоклавных ячеистых бетонов практически не проводились. Известно, что на ползучесть и длительную прочность влияют возраст, состав, условия твердения, размеры опытных образцов, плотность и другие факторы.

Исследования прочностных свойств при однократных, малоцикловых и немногократно повторяющихся динамических нагрузках типа сейсмических, а также модуля сдвига неавтоклавных ячеистых бетонов вообще не проводились. Вышеизложенные обстоятельства послужили основой для формулировки цели и задачи исследований в данной работе.

Для выполнения поставленной задачи в данной работе в лабораторных и производственных условиях было изготовлено тринадцать зерий опытных образцов, изготовленных на исходных материалах разных предприятий, составы которых приведены в табл. I.

Выбор большого числа разновидностей бетонов обусловлен необходимостью сопоставления особенностей и характера их деформатив-ных свойств, влиянием состава, геометрических размеров, возраста и необходимостью выявить закономерности и различия деформирова-иия при испытаниях по единой методике.

Экспериментально было выявлено, что прочностные и деформатив-ные свойства ячеистых бетонов, в отличие от других видов бетонов зависят, главным образом, от качества сырья, вида заполнителя и вяжущего, порообразователя, водоцементного отношения, оборудования, стабильности технологического процесса, условий твердения, возраста, влажности бетона и др.. Результаты опытов и вычисляемые на их основе величины оценивали по их надежности и достоверности статистическими методами. Для установления зависимостей между изучаемыми величинами использовали регрессионный и корреляционный анализ с использованием ЭВМ.

Анализ результатов кратковременных испытаний показал, что с течением времени кубиковая прочность неавгоклавных ячеистых бетонов после их изготовления заметно возрастает, интенсивность роста прочности особенно ярко проявляется до 90 суток со дня изготовления, после чего идет замедление роста прочности. Что касается призменной прочности и прочности при растяжении, то для всех серий неавтоклавных ячеистых бетонов призменная прочность и прочность при растяжении Л- нарастает, примерно, в той же про-

Таблица I

Составы и основные характеристики ячеистых бетонов

Номер серии образ- Вид ячеистого бетона (место изготовления) Расход материалов,кг/м3 Зола, 4 В, кг/м3 Класс

Вяж-япее Песок Изве- Зола Шрр-оора- 80ш-тель л бетой В

цов Портланд-цемент ВНВ сть

Н е авто к. л в в я н а

I Пеноэолобетон (НИЙКБ) 850 - 140 м 260 10 350 800 3,5

П То же 270 - 140 260 10 350 700 1,5

Ш-1У Газозолобетон(Врвугоко* ССК) 420 - — - 600 0,9 360 800 3,5

У Газобетон (ШИЙСтром) - ВНВ-50 625 - 20 - 1Д 300 900 5

Л Го же ВНВ-50 16 0,96 310 700 1.5

5X2

УП ВНВ-80 965 215 40 - 1,2 215 800 3,5

УШ БНВ-80 $65 215 40 - 1.2 215 800 3,5

ы Газобетон (НИИКБ) 350 _ 400 20 _ 1.0 170 1000 3,5

I Газобетон (Люберецкий КСМиК) шв-зо 740 - 25 - 0,5 330 800 2

А втоклавны й

и Газобетон (Белгород-Дивстр.ЗЯБИ) 105 - 380 113 - 0,5 320 660 2,5

хп Газозолобетон ( ) 105 - 260 119 120 0,5 325 600 3,5

ХШ Газобетон (Ворошиловград.ЗДЕИ) 240 — 220 16 0»67. ... ______ .ЗДО- . .. . 500 3,5

Примечание. Для 1.П и II серив применяли немолотой песок крупностью аерва до 5 мм.

порции, что и куЗиховая К и составляет от 10 до 60/5 по отношению в прочности в 28 сутки и зависит от состава бетона. При этом неавтоклавные ячеистые бетоны изготовленные на золе имеют боль-лее значение роста прочности, чем на песке.

Прочность неавтоклавных ячеистых бетонов имеют тенденцию к увеличению при уменьшении их влажности.

Высушивание опытных образцов до постоянной массы привело к азменению прочностных и дефэрыативных свойств неавтоюввных яче-астых бетонов. Так, кубиковая и призмеиная прочность увеличивайся ва 15-2055, а прочность при растяжении утленшатая на Ю %.

Плотность р ячеистых бетонов является одной из важнейших сарактеристин, в значительной мере определяющей прочностные и ^формативные свойства материала. В данной работе предельное зна-гение ко э^Ецзента вариации плотности в серии не превышало для накоторых серий этот показатель составлял не более 2%,а уш тех серий, у которых коэффициент вариации составлял охо-ю были выявлены корреляционные зависимости „Д^-!** „ Е* „ Яв-Ев" . Коэффициент корреляции для вссх случаев

¡оставлял не менее 0,9. .Линейную корреляционную зависимость вира-;али по формуле

У = А + В .1 (I)

Выявленные корреляционные зависимости были особенно важны |ри назначении и корректировке уровня нагрувения для образцов,ко-'орые подвергали длительному нагруяению .немногократно повторным ; малоцикловым динамическим нагрузкам.

Результаты испытаний образцов с различным процентом армиро-ания: бетонные (^=0%) и железобетонные армированные стержнями #5Вр-1 =0,356), =0,5^), 08 А-1 (р=С.96%) показы-

вают, что с увеличением процента армирования повышается их прочность от 30 до 140$ в зависимости от вида заполнителя, т.е. на образцах изготовленных на немолотом песке (крупностью до 5 мм) можно наблюдать существенное влияние процента армирования.

Установлено, что длительное действующая сжимающая нагрузка приводит к увеличению плотности ячеистых бетонов от 7 до 23%. Призменная прочность для всех серий, загруженных до уровня 0,6R увеличивается до 30%, а для тех образцов, которые находились вше уровня О.бЯ^снижается. Следует отметить, что чем больше влажность по массе и меньше возраст бетона при загружении, тем больше увеличивается плотность и прочность бетонов. Во всех случаях независимо от уровня загружении для всех серий наблюдается снижение начального модуля упругости Ев.

Для проведения испытания на действие длительной сжимающей нагрузки были запроектированы и изготовлены 40 силовых пружинных установок. Испытания проводили на образцах из 1,1,1У,У,У1,Л УШ,1ХД,Х1,ХП, и ХШ серии, без гидроизоляции от влагообмена с он ружапцей средой в диапазоне уровней от 0,3Ra до I,0R&c интервало на каждом уровне ОД т 0,05Квв помещении с постоянной температурой 20 + 2°С и относительной влажностью 60 + Ь%. Одновременно с определением деформаций ползучести в тех же помещениях устанавливали незагруженные контрольные образцу с целью определения деформаций усадки.

Значение относительной деформации усадки, определенной по методике ГОСТ 24544-81 не превышает для неавтоклавного пенозоло-бетона - 130*10"^ (I серия), неавтоклавного газозолобетона 130* (1 серия) и (1У серия), неавтоклавного газобетона

- II -

Г72.ЧСГ5 (У серия), 204- ИГ6 (31 серия), 106*Ю-5 (ГО серия), Ш-МГ^Ш серия), 26•ТО""5 (II серия), 294-Ю"5 (I серия), ав-гоклавного газобетона 92 «Ю-5 (II серия), 8-Ю"5 (ХШ серия) и автоклавного гавозолобетона 28«Ю-5 (Ж серия).

Результаты исследований позволили выявить влияние вида вяжущего, порообразователя, размера образцов, прочности, условия твердения, возраста влажности бетона на его усадки. Пак, в больших образцах размером 15x15x60 см усадочные деформации оказываются меньшими, чем в малых образцах размером 10x10x40 см. Это можно объяснить масштабным фактором образцов, большие образцы достигают равновесной влажности быстрее чем малые и соответственно, имеют меньшую усадку. Более "старый" бетон обладает низкими усадочными деформациями, например на 183 сутки наблюдения их величина для "старого" (при =740 сут.) бетона не превышает 6.25Л0"5, а для "молодого" (при \ =100 сут.) 122,75ЛСГ5. Чем больше влажность ячеистых бетонов, тем больше усадочные деформации.

Экспериментально выявили, что как на усадочные деформации, так и на ползучесть ячеистых бетонов существенное влияние оказывает возраст , прочность, вид порообразователя, размеры образцов и ряд технологических и физико-механических факторов.

Теоретические, вшивые удельных деформаций ползучести хорошо описываются по выражению

А +В-М;

где А и В - опытные коэффициенты.

Рост деформаций образцов до уровня 0,51^ для всех серий можно характеризовать тремя стадиями: быстрым ростом сразу же после загружения, замедленным ростом и стабилизацией деформаций,а выше уровня О.БКр двумя стадиями - более быстрым ростом деформаций, после загружения и замедленный рост деформаций в течение довольно

длительного периода.

Анализ результатов экстриыензально-творетических исследова нив до ползучести показывает ,что леавтоклавнне ячеистые бетоны в среднем принципиально не отличаются от автоклавных ячеистых бето нов, а в отдельных случаях (при (Дашковой прочности) неавегоклав-ныэ ячеистые бетоны обладают более хорошими показателями. Это, на ваш взгляд, ыокно объяснить ростом прочности неавтоклавннх ячеистых бетонов во времени, что является их положительной особенность!}. Следует отметить, что неавтоютвные ячеистые бетоны, изготовленные с применением газообразователя- алюминиевой пудры, имеют меньше относительные деформации ползучести, чем ячеистые бетоны, изготовленные на пенообразователе.

Полученные экспериментально-теоретические данные да удельнык деформациям ползучести С( t ) и модулям упругости Eg позволили определить значения характеристики ползучести при различных сроках выдержка образцов под нагрузкой. Ва основе экспериментальных данных о ползучести ячеистых бетонов можно предложить следующие расчетные коэффициенты, учитываемые при проектировании и расчете конструкций из них (табл.2):

- коэффициент .учитывавшие влияние длительной ползучести бето на на деформации элементов без трещин-Lf^, в формуле (156), табл.34 СНаП 2.03.01-84. Ба основании исследований,проведенных ранее Кудрявцевым A.A.

- при определении кривазш железобетонных элементов на участ ках с трещинами, в растянутой зоне (СНиП 2.03.01-84, формула

(160) .таблица 35) .значение коэффициента ,характеризующего уп-ругопластическое состояние бетона сжатой зоны

i) в (4)

1+ IjU

- 13 -

- при определении -ко эффщиента, учитывающего влияние длительного действия нагрузка ва прогиб элемента в продельном состоянии (СНиП 2.03.01-84, формула (21)), равного

где

ш

ГЛ

(5)

Таблица 2

Рекомендуемые расчетные коэффициента при влажности воздуха окружающей среда 60+55?

Вид бетона Чоо 1> Р

Неавтоклавный пенозодобетон б 7 0,07 4,5

ВеавтоклввныЙ газозолобетон 2,45 3,40 0,17 1,83

НеаетоклаБШй газобетон 1,85 2,8 0,18 1,14

Автоклавный газобетон 1,43 2,4 0,21 1Д

Автоклавный газозолобетон 0,8 1,8 0,28 0,6

Длительную прочность ячеистых бетонов изучали на образцах из Г,Ш,7,У1.Н и ХП серий при уровнях гагружения 1,0+0,61^. Анализ опытных данных показывает, что разрушение опытных образцов в зависимости от интенсивности напряжения и серии бетона,происходили в разное время {табл.3). Результаты измерения полных относительных деформаций ползучести образцов при разрушении показывают, что при снижении уровня тгружэвия ,их величина в момент разрушения возрастает.

Теоретическую оценку длительной прочности ячеистых бетонов и сопоставление с экспериментальными данными производили по известной зависимости Зайцева Ю.В,

•?(Ы= тМШУ I

Таблица 3

Результаты испытаний длительной прочности ячеистых бетонов

Серии бетона Вид бетона Уровень янгруже- ния ¿ Полные относительные деформации ползучести цри разрушении,. j: ЬпоЫСГ3 kfc при разрушении, сут.

I Неавтоклавный данозолобетрн 0,94 0^93 0,9 0,9 0,8 0,77 0|7 798,750 733,75 715 996.25 1058,75 113317 5 14 22 91 152 322 445 481

Ш Неангоклавнкй газозолобэтон 0,99 0,95 0,95 6,93 0,92 0,91 0,91 0,9 0,85 0)78 0,75 Qr7Q 140 210,25 197,75 227,5 171 25 603 543,75 560 833,75 777,5 705 758 г7? 0,0174 16 0,0417 I 99 133 16 354 405 178

У Неавтоклавный Газобетон Ó §5 0,92 0,9 ¿21 ¿5 545 607,5 238 364

У1 То же 0,9 0,9 0,9 196,75 230 185,25 0,00138 0.04Г7 Г?

XI Автоклавный газобетон I I 0,97 0*91 0,89 0 73 198,75 235 328,75 371 892,5 415 0,005 0,146 0.0138 ill 0,104 349

где т("Ь,Г,)= - функция .учитывающая влияние предшествующего обжатия (в промежутке между моментами времени 'С, и Ь ) бетона на прочность материала; Ъ ) я ЕщС ^ )— в момент определения длительной прочности, когда свойства бетона стабилизируются ;С( Ъ )- удельные относительные дефэрыации ползучести в условно-линейной области, момент б&груженмя.

Параметры, входящие в зависимость (6) по результатам аналитической оценки приведены в табл.4.

Таблица 4

Параметры ячеистых бетонов,входящие в зависимость ('О

СеЙ тона М1а ад МПа ад, МПа МПа МПа Е* } МПа С. Ю"6 ) МПа по зависимости (6)

т 5,18 3490 5.52 2040 6,3 2150 1,1413 180,58 0,59

Ш 5,012 4058 5,24 2960 5,95 3220 1,135 94,95 0,63

У 5,373 3740 5,5 2500 6,45 ЁГ712 1,373 36,91 0,92

л 1,94 1240 2,33 1150 2,64 993 1,133 220,36 0,73

и 4,27 2270 4,27 2035 4,54 2167 1,06 52,37 0,76

ш 4,04 2180 4,16 2110 4,383 2497 1,054 26,89 0.88

Таким образом,полученные даннле о длительной прочности позволяют нам предложить среднее значение относительной, длительной прочности для нвавтоклавшя ячеистых бетонов ^ =0,72 и для автоклавных ячеистых бетонов ^ =0,82.

Результаты выполненного анализа многочисленных опытных данных, полученные другими исследователями и нами, можно предложить средние значения относительной длительной прочности для неавтоклавных ячеистых бетонов 0,73 и для автоклавных ячеистых бетонов 0,74.

Как известно в СНаП 2.03.01-64 длительность действия нагруз-

ки учитывается с помощью коэффициента условий работы равного

У Rb(-t> *

Для неавтоклавного и автоклавного ячеистого бетона в случае эксплуатации конструкций в неблагоприятных условиях (при влажности окружающей среда 60 ± следует принимать 0,8.

Испытание опытных образцов из Ш серии на однократные и малоцикловые динамические нагрузки проводили на 140 сутки со дня изготовления по методике, разработанной в ЦНШСК им .Кучеренко. При этом установлено, что при продолжительности однократного загруже-ния Ь= 0,05-0,06 сек., величина коэффициента динамического упрочнения^ для неавтоклавного газозолобетона равна 1,1. При однократных динамических нагрузках было испытано 15 призм.

Частота приложения нагрузки при малоцикловых динамических нагрузках (с учетом технических возможностей пульсатора "SEE") была равна у> =20 циклов/мин., коэффициент асимметрии циклаj> » 0,2. В результате статистической обработки опытных данных по методу наименьших квадратов получено следующее линейное корреляционное уравнение:

&макс " *а (1.029-0,08lty»> (б)

Испытание призм из П и Ш серий размером 10 х 10 х 30 см при немногократно повторяющихся динамических нагрузках проводили при центральном сжатии на специально созданной силовой раме с гидродомкратом мощностью 100 кН, подключенным к гидропульсатору фирмы "Яозенгаузен". Гидропульсатор позволял проводить испытания с час-

тотой нагружения 300 циклое/шн. Так как высокочастотное пуль-

сационное оборудование на позволяло прикладывать пульсационную

нагрузку сразу с запрограммированной амплитудой напряжений,при

испытаниях большое значение играет вывод амплитуды напряжений,от

которого зависит точность полученных экспериментальных данных.

Динамическая прочность материала зависит от верхнего предела

пульсирующей нагрузка 6 шкс и коэффициента асимметрии цикла

р =5 .При испытаниях на ивмногоиратно повторные натру-

сь мин

жеэдя значение р во всех случаях составляло 0.2. По результатам статических испытаний призм и кубов-близнецов назначали верхний предел пульсирующей нагрузка и корректировали его с помощью выявленных зависимостей " Рсрс; Я" ^ р сух.^в' •> Максимальное напряжение цикла составляло для второй серии (0,56-1,1)ВВ) а для третьей серии (0,73*0,16)1^.

Загружение опытных образцов при испытаниях производили в следующем порядке: сначала опытный образец загружала статической нагрузкой до уровня 0,6 ,затем верхний предел б-шкс уве-

личивали, а нижний предел шн одновременно понижали до тех пор, пока не принимали заданного значения. По этой методике время, а следовательно, и число циклов,требуемое на вывод амшщтуды напряжений со!фатили от 100 до 30-50 циклов,что способствовало приблизить исследования к действительной работе материала во время сейсмических воздействий. Часть образцов-призм при высоких уровнях загружения испытывала на новом испытательном устройстве ЕИ&-20, которое позволяло прикладывать циклическую нагрузку на образец с тертого цикла с требуемой амплитудой и с частотой нагружения до 500 циклов/мин.

В результате испытаний были получены следующие корреляцион-ше уравнения: - для неавтоклавного пенозолобетона

^ыакЛ =1'066 -«.вв^а (9)

- для неавтоклавного газозолобетона без учета экспериыенталь-

шх данных, полученных цри однократных и малоцикловых динамических нагрузках

-0.04 1дп, (10)

- с учетом данных, полученных при однократных и малоцикловых нагрузках для неаетохлавдаго газозолобетона

- & шке^в =1 -063 ~ °»046 ^ а (п)

В проведенных исследованиях минимальное количество циклов цри разрушении было равно для Л серии 19, Ш серии 70, а максимальное для П серии 235500, Ш серии 230200. В проведенных испытаниях

г/4- дай I серии, 1>/гпь =6 - для П серии, что свидетельствует достоверность коэффициентов корреляции и доказывает связь

меЗДУ 6шкс/Ив* п..

С целью более достоверной оценки динамической прочности неавтоклавных ячеистых бетонов при немногощ>атно повторяющейся на -грузке проанализировали следующую зависимость.предложенную Поля" ч I V *ь )"е

или (12)

где (9ШКС - напряжение при разрушении образца,соответствующее циклам повторения нагрузки с коэффициентом асимметрии _р частотой и5- ; - абсолютный предел выносливости цри тех же р и мЯ ; Я - предел прочности цри однократном загружении со скоростью соответствующей частоте циклической нагрузки; Л и Ш - эмпирические коэффициенты.

С' учетом вышеизложенной зависимости Полякова С.В. имеет следующий вид:

для неавтоклавного пенозолобетода (П серия):

^макс/®в "0.618.+ 0,553. в-(О,295.0(}П )2 (13)

для неавтоклавного газозолобетона (Ш серия)

§ макс/^в - + °>394 е^0'225^")2 Ц4)

Результаты сопоставления значения суммы квадратов отклонения экспериментальных данных от кривых теоретических по формуле (9),

(11) и (12) показывает, что для оценки относительной прочности неавтоклавных ячеистых бетонов более приемлемой является зависимость

(12). При применении неавтоклавных ячеистых бетонов в конструкциях зданий, возводимых в сейсмических районах и расчете конструкций величины коэффециентов условий работ т^ следует принимать равным I.

Результаты сопоставления опытных данных, полученные при одноосном сжатии и растяжении с устранением трения с опытными данными, полученными при таких же нагрузках без устранения трения, показывает, что устранение трения в опорных поверхностях привело к снижению прочности при сжатии в среднем на 12/?, а прочность при растяжении, определенная с помощью самоцентрирующих захватов снизилась на 6,5%.

В испытаниях на двухосное "растяжение-сжатие" (при чистом сдвиге) установили, что предельное напряжение на 13,5% ниже, чем при осевом растяжении. Модуль сдвига неавтоклавного газобетона определяли как отношение касательного напряжения к углу сдви-

лу

гаТ, то есть:

= спи

Экспериментально установили, что модуль упругости при сдвиге составляет величину 6В = О,4О.Е0.

Результаты испытаний неавтоклавного газобетона при двухосном "сжатиии-сжатии" с устранением трения показывают, что наиболь-

шй прирост прочности составляет 20% при соотношении главных сжимающих напряжений 0,4 - 0,6. При равномерном двухосном сжатии этот прирост составляет 8-10$.

С целью проверки нового вида неавтоклавного ячеистого бетона на основе ВДВ-80 в несущих изгибаемых конструкциях в условиях опытного завода ВНИИСтром были изготовлены две опытные плиты перекрытия из Л1 серий размером 4,2 х 1,2 х 0,3м с симметричным армированием в виде четырех плоских каркасов с продольной 0 8А-Ш (Ев* 2.Ю5 МПа) и поперечной $ 4Вр-1 (Еь= 1,7.Ю5 Ша, с шагом 300 мм). Плоские каркасы объединяли в пространственный каркас, в состав которого вошли и анкерущие растянутую арматуру стержни 2012А-Ш.

При кратковременном и длительном действии нагрузки определили опытные и теоретические разрушающие моменты по СНиП 2.03.01-84 с учетом фактических прочностных и геометрических характеристик. Также определили величины теоретической и опытной кривизны^прогибы.

Результаты оценки опытных конструкций по несущей способности и жесткости показали, что плиты из неавтоклавных ячеистых бетонов пролетом до 4 м, могут быть использованы в качестве перекрытий в общественных и жилых зданиях и удовлетворяют требованиям СНиЕ 2.03.01-84.

ОБЩИЕ щвода.

I. Выявлено, что прочностные и деформативные свойства неавтоклавных ячеистых бетонов в значительной степени зависят от его влажности и возраста . С течением времени прочность неавтоклавных

ячеистых бетонов заметно возрастает и составляет от 10 до 60$ по отношению к прочности в 28 сутки и зависит от состава бетона.При этом неавтокланаые ячеистые бетоны, изготовленные ва золе имеют большее значение роста прочности, чем на песке.

При высушивании до постоянной массы кубиковая и призменная прочность увеличиваются на 15-£С# по отношению к естественно влажному состояние, а прочность цри растяжении уменьшаются на 30$.

2. Установлено, что длительная сжимаадая нагрузка до уровня 0,6RB повышает прочность ячеистых бетонов при сжатии до 30$ в зависимости от влажности, возраста бетона и соответствующие прочности к моменту загружения. При уровне загруженная превышающие 0,6В. прочность при сжатии снижается. При этой наблюдается снижение модуля упругости ячеистых бетонов.

8. По результатам статистического анализа и полученным экспериментальным данным рекомендуется при расчете бетонных и железобетонных конструкций из ячеистого бетона (неавтоклавного и автоклавного твердения) значения коэффициента условия работы бетона ^ , учитывающего длительность действия югрузки (п.2 табл.15 СЯиП 2.03.01-84), следует принимать равным 0,8.

4. По результатам статистического анализа экспериментально-теоретических данных, полученных при кратковременном и длительном действии нагрузки рекомендованы значения расчетных коэффициентов

% 1Цэо Л , J2> .учитывающих цри расчете конструкций по предельным-состояниям первой и второй группы.

5.РВзрсботаяа и апробирована новая методика испытаний цри немногократно повторяющихся динамических нагрузках,которая позволяет сократить число циклов,требуемое на вывод амплитуды напряжений от 100 до 30-50 циклов и, таким образом, приблизить условия испытаний

к действительной работе материала при сей салических воздействиях. Проведенные исследования неавтоклавных ячеистых бетонов при динамических нагрузках типа сейсмических подтвердили возможность использования таких бетонов в сейсмических районах, а коэффициент условий работы ГГЦ (Отчитывающий кратковременность действия нагрузок) для неавтоклавных ячеистых бетонов рекомендуется принимать равным единице.

6. Экспериментальные исследования плит перекрытий и» неавтоклавного ячеистого бетона при кратковременном и длительном действии нагрузки и обработка результатов исодвдований позволяет рекомендовать осуществить расчет прочности и жесткости конструкций из таких бетонов в соответствии с нормами СЕиП 2.03.01-84 с учетом уточненных расчетных ко зффщиентов,предложенных в данной работе.

7, Анализ экспериментально-теоретических данных о прочностных и деформативных свойствах неавтоклавных ячеистых бетонов показывает, что эти бетоны могут быть использованы для применения в тех же изделиях и конструкциях,что и автоклавные ячеистые бетоны. Результаты исследований используются при производстве.применении, расчете, проектировании и усовершенствовании изделий Иркутского ССК и Курского ЫШК-6 предназначенных для строитель -

ства жилых и общественных зданий. Годовой-экономический эффект от внедрения в цракгику строительства газозолобетонных панелей в Иркутской области составляет около 75 тыс.рублей.

В настоящее время в поселке "Березка" Курского района,в поселке "Медвинка" Медвинского района , в Щигровском районе и других населенных пунктах построено более 40 двухквартирных жилых домов из мелких пенозолобетонных блоков по типовым проектам 184-24-92/1 и 183-216-17,экономический эффект в народном хозяйстве по сравнению с ранее применямом силикатным кирпичом составил

более 70 тыс. рублей.

Наблюдение за этими домами показывает, что конструкции из неавтоклавного ячеистого бетона отвечают эксплуатационным требованиям и могут широко применяться в строительстве.

Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:

1.Винокуров О.П., Уринов Д.Р., Перфильев А.Д. Сейсмостойкость ячеистых бетонов // Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущх.ССер.8:Рвф.об)/ВНИЮСМ,вып.12)-М. ,1988.-0.2-3

2. Уринов Д.Р. Прочность неавтоклавного ячеистого бетона при нагрузках типа сейсмических //Научно-технический прогресс в строительстве: Тез.докл.научно-технических конференций.-М.: ЦШИОШП 1989.-С. 162*163.

3. Уринов Д.Р., Перфильев А.Д. Прочность и деформативность неавтоклавного ячеистого бетона при длительном сжатии //Сб.тр./ НВДЖБ-М. ,1989.-Исследование ячеистых бетонов и конструкций.-С. 77-82.

4. Уринов Д.Р. Исследование работы неавтоклавного газобетона при двухосном напряженном состоянии (растяжение-сжатие)//Материалы Всесоюзной (с международным участием) школы-семинара молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона.-Иваново, 1980.- С.84-86.

5. Винокуров О.П., Уринов Д.Р. Исследование работы неавтоклавного ячеистого бетона при нагрузках типа сейсмических //Материалы XXII международной конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона.-Иркутск: 1990.-С.14-16.

6. Винокуров О.П., Уринов Д.Р., Худайберганова Ы.А. Переход от марок к классам бетона по прочности.//Методические указания для студентов строительных специальностей. Ташкент. 1990.-С.20.

_ 24 _

7.Винокуров О.П., Уринов Д.Р. Производство и применение изделий из неавтоклавных ячеистых бетонов в СССР и за рубежом. //Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущих. (Сер. 8: Реф. сб./ВНЙИЭСИ. Вып.З)- М., 1990.-€.15-22.

8. Уринов Д. Р. Исследование модуля сдвига неавтоклавного га_ зобетона//Сб.тр./ШШБ.- М., 1990.-Расчет, конструирование и технология изготовления бетонных и железобетонных изделий.-rC.I4I~I46.

9. Уринов Д.Р. Исследование физико-механических свойств неавтоклавного ячеистого бетона // Повышение эффективности и промышленности строительных материалов: Тез.докл.III _ Республиканской конференции молодых ученых и специалистов,- Рига.1990.- С.38-40.

10. Серых Р.Д., Уринов Д.Р., Винокуров,0.П. Усадка, ползучесть и длительная прочность неавтоклавных ячеистых бетонов.//Сб.тр./ ВНИИЭСИ.- М. ,1992.- Прочность и деформативность ячеистых бетонов

и конструкций из них. - С.7-28.

11. Уринов Д.Р., Винокуров О.П., Котов Ю.И. Исследование влияген однократных и малоцикловых сжимающих воздействий на прочность неавтоклавного газозолобетона. //Сб.тр./ВНИИЭСЫ.-Ы.,1991.-Прочность

и деформативность ячеистых бетонов и конструкций из них - C.2S-47.

12. Прочность и деформативность опытных-плит из ячеистого бетона неавтоклавного твердения, изготовленного на основе ВНВ. /Б.П.Филиппов, О.П.Винокуров, Д.Р.Уринов, А.Д.Перфильев /Сб.тр./ ВНИИЭСМ.-М. ,1991.-Прочность и деформативность ячеистых бетонов

и конструкций из них.- С.48-59.