автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Пути обеспечения трещиностойкости бетона в климатических условиях Египта

г- ..

г

На правах рукописи

АБДУЛЬ РАХМАН ОЛА

с"

ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ БЕТОНА В КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЕГИПТА

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы

и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1995

Работа выполнена в Петербургском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

комохов п. г.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЛОБАНОВ И. А.;

кандидат технических наук, старший науч. сотрудник БЕРТОВ В. М.

Ведущее предприятие — СПбЗНИПИ.

Защита состоится 28 декабря 1995 г. в 13 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 114.03.04 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд. 3-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан » ноября 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета С. Р. ВЛАДИМИРСКИЙ

Обааа характер гстсзка работы

Актуальность работц. В настоящее время закономерен интерес к технологии производства бетона твердеющего в жарком сухом климате, исключающей трещинообразованне. Такая технология должна обеспечивать требуемые прочностные и .«формативные свойства бетона в конструкциях и сооружениях при минимальном расходе цемента.

Традиционные пути повышения трещиностойкости бетона путем армирования, повышения прочности (класса) бетона не всегда достигают цели н связаны с дополнительным!! затрятан;; :ре:«с;:;1. Климат Египта сухой и жаркий практически в течение всего календарного года. Строительная практика нос;'! страны сохраняет и сегодня потребности в расширении технических решений по поаышешио трещнностойхости бетона особенно при монолитном бетонировании. Совмещение сухого ветра с темпера турой воздуха 35-40°С создает экстремальные условия для твердения бетона в первые сть суток.

Цель работы зеключмзсь о разработке структуры бетона способной при твердении з рением возрасте (до 7 суток) в условиях сухого и жаркого климата исключать образование поверхностных микро- и макротрешин, т.е. гдавэч.чтъ раэрыа сплошности его структуры.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработать принципы струхтурообрэзования бетон повышенно!! трешиностойхости в условиях температуры твердения до 35-40;|С и при элчжности нс гыше 50%.

- .22. Методологически оценить возможность количественной оценки критерия трещиностойкости по показателю плотности роста трещи" в макроструктуре бетона.

3. Улучшить физико-механические свойства бетона на соответствующих структурных уровнях дисперсными компонентам» пониженной жесткости, выполняющих в композиционной структуре бетона роль демпфирующих включений.

4. Оценить эффект демпфирования, связанным со снижением собственных напряжений любой пр»;родг: н их разрушающего влияния при многократных повторных циклических воздействиях теллоэффектов и во-донасыщеиия-высушивания, в том числе и усадочного происхождения.

5. Исследовать влияние демпфирующих добавок из кинетиху капиллярной проннцасмости и капиллярного подсоса.

6. Исследовать возможность и надежность поверхностной зашиты гидрофобными покрытиями от образования и развитой трещин в бетоне в условиях сухого жаркого климата.

Научная новизна.

Для твердения бетона в экстремальных тсмпсратурно-влажностных условиях Египта предложены пути н технологичссз;не приемы, обеспечивающие повышенную трещиностойхость этого неоднородного комиозкцн-онного материала при минимальном расходе цемента до 270 кг/м3.

Проанализированы и разанты идеи эффективности малой порнзацин (до 5%), малого количества пористой добавки шунппшового лески (?.% от цемента), и дискретного армирования синтетическими волокнами (до 0.1 % от объем цементной матрицы) макроструктуры бетона, твердеющего в

-з-

условмях сухого жяркого климата. Изучено их влияние на повышенные показатели предельной растяжимости, усадки бетона, вязкости разрушения, суммарной плотности поверхностных трещим как меры повреждения поверхности бетона.

Предложен критерий удельной усадочной деформации, позволивший раскрыть количественный показатель в кинетике изменения усадки относительно интенсивности потери влаги из бетона в интервале температур 20..-40°С в зависимости от возраста его.

Установлено, что интенсивность капиллярной всасываемости бетона при стационарном давлении водяного столба величиной 155 мм практически одинакова для бетона с воздуховоалекзющей добавкой СДО в количестве 0.015% от массы цемента и для того же обычного состава бетона с поверхностной гидрофобной трехслойно» защитой из отвержденных кубовых остатков фурановых смол.

Практическая значимость.

Использование для моей страны эффективных, технологически доступных в применении добавок ПАВ н компонентов бетона технически целесообразны и экономически выгодны.

С надежностью повышения трешиностонкости бетона в сухом жарком климате в прямой зависимости находится минимальный расход цемента на I м$ бетона, дефицитность и высокая стоимость которого присуща так же для Египта. Разработанные принципы в технологии бетона обусловлены повышением качества и снижением расхода цементного до 150 кг на м3 бетона. Выявлено, что применение комплексной добавки полифункционального действия (СДО - 0.002% -I- ЛСТ - 0.15%) увеличивает показатели проч-

кости при изгибе и растяжении, трещнностойкость, вязкость разрушен«;;, снижая при этом усадочные деформации, капиллярную всасываемость и капиллярный подсос бетона.

Показано, что применение критерия оценки показателя трещиностой-кости бетона для климатических условий Египта по отношению прочности при сжатии от. его прочности при растяжении является простым методом с минимальными затратами на их проведение, достаточно точными в сравнении со специальными исследованиями в климатической камере, рекомендуемыми для этих целей в моей стране.

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на VI научно-практической конференции "Прогрессивные технологии и конструкции в строительстве" В Петербургском Доме ученых АН России в мае 1994 г; на недели науки-95 в Петербургском государственном университете путей сообщения в апреле 1995 г.

Структура н объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы, включающего III источников, из них 12 на иностранном языке. Работа содержит 113 страниц машинописного текста, 18 рисунков, 25 таблиц.

Содержание работы.

Повышение качества и трещиностойкости бетонных и железобетонных изделий, особенно из монолитного бетона в условиях сухого жаркого климата связано прежде всего с экономией цемента и со снижением дефектности структуры при учете влияния окружающей среды. В настоящее время

нахошхен позитивный опыт эффективного применения пластифицируют»* воздуховолекающнх, а так же других видов добавок, относящихся к классу добавок демпфирующего действия.

С позиции структурной механики бетона наличие трещины определяет необходимость исследования закономерностей зарождения, страгивания и развития трещнны как дефектов структуры. В работе рассмотрен круг вопросов в этой сзязн на которые механика разрушения должна дать ответы.

1. Какова зависимость остаточной прочности элемента структуры от размера трещины.

2. Допустимый размер критической длины трещины при данном уровне структуры и напряженна.

3. Скорость роста трещины от ее первоначального до критического размера.

4. Минимально допустимый размер трещины для определенного уровня структуры (микро- и макротрещнны), т.е. какова живучесть элементов структуры бетона с дефектами.

5. Морфология трещины, определяющая тип разрушения - хрупкий или вязкий.

Принципиально важный вопрос в развитии этих 5 принципов трещи-пообразования заключает плотность трещин в объеме структуры бетона, т.е. длина трещнны приходящаяся на единицу площади к каковы пути их торможения в росте и образовании. При этом обосновано грнффнтовскую трещину размером до I мкм относить sie только к категории дефекта бетона, а и составным элементом его структуры.

Длина трещины может составлять от нескольких ангстрем до нескольких метров. В работе приведена классификация трещин по их размерам в взаимосвязи с структурными элементами, включая мелкий и крупный заполнители бетона.

Концентрация напряжений вблизи трещины, вызывает развитие пластических деформаций бетона, благодаря чему самопроизвольно уменьшается уровень напряжений в этой зоне где есть трещина. При этом, следует иметь ввиду, что напряженное состояние внутри структуры бетона это естественное его состояние. Поэтому развитие пластических деформаций "затупляет" вершину первоначально острой трещины, что уменьшает концентрацию напряжений в структуре бетона и повышает его запас прочности.

В тоже время на практике развитие пластических деформаций в вершине трещины понижает уровень напряжений лишь частично, и локальные напряжения ".сгут значительно превышать разрушающие. Наступает момент разрушения бетона. В этой связи в работе показано, что процесс образования и роста трещины в бетоне - процесс кинетический.

Существенно влияние усадочных деформаций на трещиностонкостъ бетона.

Значительное различие цементного камня и заполнителей бетона по прочностным и упругим характеристикам определяется тем обстоятельством, что плотные заполнители тяжелых бетонов, и т.ч. кварцевый песок, не обладают идеальной совместимостью с цементным камнем, имеющим модуль упругости (0.8-2.0Н04 МПа, в силу своей высокой жесткости (модуль упругости до 101 МПа), приводящей ж значительным усадочным

напряжениям при твердении. Для повышения однородности бетона по упругим характеристикам ряд пористых заполнителей, например, керамзит, шунгизит (модуль упругости около 104 МПа), имеют преимущество по сравнению с плотными заполнителями.

Дефектность структуры бетона складывается из дефектности цементного камня, определяемой микротрещинами термомеханической и усадочной природы, и несовершенством контактного слоя между цементным камнем и заполнителем. Слабость контактного слоя определяется седимента-цконкыаи процессами а свежеуложенном бетоне и развитием в нем усадочных трещин при твердении. Сначала в результате внутреннего водоотделе-ния вода скапливается под зернами заполнителя, в результате чего образуются пустоты, частично или полностью заполненные водой. В процессе твердения бетона дефектность контактного слоя усиливается за счет возникновения усадочных напряжений и, как следствие этого, образования и развития трещин усадочной природы, локализованных, в основном, на границах раздела фаз с различными жесткостямк. В устранении этих технологических недостатков особенно рационально применение малого расхода цемента.

Эти особенности в структурообразовании бетона в диссертации получили развитие в экспериментальном плане. Исследовались бетоны различных составов из равнопластичных смесей с OK = 4-6 см Зх серий: без добавок, с добавкой СДО (смола древесно-омыленная) н СДБ, а также в комплексе СДО+СДБ. Количество добавки от массы цемента составляло: СДО - 0.015%, СДБ - 0.2%. В комплексном сочетании этих добавок их количество было принято: 0.005% СДО + 0.15% СДБ.

.е.

Данные по влиянию добавок ПАВ на прочность бетона (пикаяевском и волховском цементах) приведены в таблице 1. Введение добавок ПЛВ улучшает удобоукладываемость и уменьшает водоотделение (расслан-ваемость бетонной смеси). Комплексная добавка СДБ+СДО повышает прочность бетона на 10-15% при сжатии и почти в 1.5 раза при растяжении. В отдельности эти добавки менее эффективны.

Следующая серия экспериментов отражает эффект действия создухо-вовлекающих добавок СДО и СДБ в пластичных бетонных смесях с ОК=2-4 см при условии циклических нагрузок - увлажнения при +20-С - высушивания при 80°С. Цикл включал 4х часовую периодичность теплосмсн. Результаты этих экспериментов представлены в табл.2.

Температурно-влажностная цикличность выраженная количеством теплосмен характеризует в определенной мере трещиностойкость бетона. При этом через каждые 25 циклов теплосмен образцы бетона размером 40x40x160 мм испытывались на динамический модуль упругости.

Полученные данные показывали достаточно стабильные результаты Един, что свидетельствовало о достоверности данных о трещиностойкости по выносливости бетона с добавками ПАВ при сушке и увлажнении.

Для сухого и жаркого климата важная роль принадлежит условиям твердения бетона по влажности окружающей среды. С этими условием твердения связана кинетика испарения воды из структуры затвердевшего цементного камня, распределенной в виде пленок и прослоек между твердофазными частицами и агрегатами фаз новообразований.

Удаление межплоскостной и адсорбированной воды и, следовательно, сближение структурных элементов можег приводи и, к повышении» проч-

Таблице 1.

Влияние добавок ПАВ на прочность бетона. Пластичность бетонной смеси ОК = 2-4 см.

Твердение нормальное.

Вид Расход Вид Прочность при сжатии, Прочность при растяже-

портланд- цемента, Состав Б/Ц добавки в % МПа нии, МПа

цемента кг/м' бетона от массы

цемента 7 сут 28 сут 7 сут 28 сут

портландцемент 365 1:2.1:3.1 0.48 - 19.0 30.4 1.6 2.6

Пнкалевско го 360 1:2.1:3.) 0.47 0.015% СДО 19.3 30.9 2.2 3.5

завода 352 1:2.1:3.1 0.43 0.2% СДБ 17.5 28.9 1.8 2.8

марки 400 365 1:2.1:3.1 0.41 0.2% СДБ + 0.005% СДО 22.2 35.3 2.5 4.0

портландцемент 414 1:1.65:2.8 0.49 - 16.6 26.6 1.5 2.4

Волховского 403 1:1.65:2.8 0.47 0.015% СДО 13.6 21.8 1.4 2.2

завода марки 300 402 1:1.65:2.8 0.46 0.2% СДБ + 0.005% СДО 18.9 30.2 2.2 3.6

Таблица 2.

Влияние воздуховолекающей добавки на прочность и выносливость при циклическом

увлажнении и высушивании бетона при температуре 20... 80°С

Расход и вид Вид и количество Прочность в 28 сут, МПа Коэффициент

цемента В/Ц добавки, усталости после

% растяжение сжатие 100 циклов

350 кг/м' 0.48 - 2.6 30.1 0.9

Цемент 0.47 СНВ- 0.015 3.5 31.0 0.96

Пикалевского 0.41 СНВ-0.015 + 4.0 35.3 1.0

завода + СДБ-0.2

марки 400 0.43 СДБ-0.2 2.8 28.9 0.87

роста бетона. Об этом свидетельствуют данные, полученные в диссертации. Бетон твердея до 90 суток в нормальных условиях и при влажности 50%. При этом изменялся состав бетона по трем вариантам: бетон с расходом цемента 345, 300 и 270 кг/м1. В каждой серии образцы - кубики 10x10x10 см -были изготовлены с добавками СДО и СДБ. Класс бетона по прочности был одинаков - В20. Полученные данные в полной мере коррелируют с предыдущими результатами испытаний бетона с добавками ПАВ. С понижением расхода цемента на 1м' бетона увеличивается коэффициент нарас-прс::;ост;;. Сссбсяно эта разница видна доя бетона, твердевшего при пониженной влажности (50%). Из этого следует важный практический вывод: для сухого и маркого климата расход цемента в бетоне доджей быть минимальным. При этом эффективно применение добавок ПАВ.

Крупность щебня и мелкого заполнителя бетона влияет на многие факторы в технологии бетона, на прочность, модуль упругости, растяжимость и, ках следствие, на трещиностойхость. С размером зерен песка прежде всего в прямой зависимости связаны расход цемента и подопотреб-ность бетонной смеси.

Принципиально важное значение имеет вид песка (плотный или пористый)» его зерновой состав (средняя плотность) с учетом межзерковой пустотноста

В диссертации приведены результаты испытаний на предельную растяжимость бетона различного состава, приготовленного на песке различного вида и крупности, а так же с различным видом крупного заполнителя. Сопоставлялись данные по растяжимости бетона с мелким заполнителем:

песок средней крупности - Мкр=1.85; морской песок - М,ф=1.1; песок монофракционный (просеянный) и песок шунгнзитовый.

Наибольшую предельную растяжимость (е„), равную 10.3-105, имел бетон на шунгизитовом песке. Шунгизитовый песок применялся в бетоне как демпфирующий компонент. Наименьшую растяжимость имел бетон на конофракционном песке, равную 3.3-1 (И.

Интересные данные получены по влиянию вида крупного заполнителя на предельную растяжимость бетона. Легкий бетон на шунгизитовом крупном заполнителе и кварцевом песке (мелкий заполнитель) имел предельную растяжимость 9.3'I О-5, а бетон на гранитном щебне и песчано-гравийной смеси имел е0=б.6..,6.8-10-1. В этом варианте экспериментов подтверждались данные проф. Г.И.Горчакова и проф. И.Л.Иванова о повышенной растяжимости легкого бетона на пористом заполнителе.

Существенное влияние на процесс трещинообразования бетона оказывают усадочные деформации. Позитивную роль в их развитии оказывают добавки демпфирующего действия.

В работе оценивалось влияние состава бетона и раствора, температуры твердения на развитие усадочных деформаций. Эти данные представлены на рис.1.

Из них следует, что усадка цементного раствора состава 1:2 в три раза больше усадки бетона для состава 1:2:3.9. Снижение усадки связано с содержанием крупного заполнителя (щебня).

Изменение температуры окружающей среды в интервале 20...40°С несущественно влияет на кинетику развития усадхи бетона. Образцы из цементного раствора 1:2 в течение 20 суток твердения при температуре 40°С

имелн усадку выше, чем при температуре 20°С, что связано с количеством потерн воды з первые 7 суток.

Усадха раствора н бетона при различной температуре окружающей среды

вара-ст. .су"-1*" Рис.1.

В этой связи полученные данные по усадае бетона и раствора были увязаны с кинетикой испарения воды из твердевших образцов, по оценке погерн массы. Измерения усадочных деформаций раствора н бетона производилось одновременно с взвешиванием образцов 40x40x100мм на электронных весах. На основе этих результатов в работе нами определены удельные усадочные деформации, которые вычислялись по отношению / АР, мм/м г-ЮЛ где ДР - потеря массы воды образца; е* - величина

усадачных деформаций. Полученные результаты экспериментов показали: во-первых, те же закономерности в развитии усадки, что и без учета потерн

воды; во-вторых, влияние температуры окружающей среды более существенно сказывается на величину удельных усадочных деформаций.

В ранний период в возрасте до 6 суток отчетливо сказывается влияние повышения температуры на ускорение усадхи. Некоторое отставание усадки, выраженной в мм/м, от удельной усадки, выраженной в мм/(м-г), свидетельствует о том, что не всякое испарение воды из структуры бетона вызывает его усадку. В первые 5 суток испарения воды вызывают незначительную усадку от 20 до 25% от обшей величины усадки в возрасте 14 суток. В определенном диапазоне изменений влажности наступает скачок (в период от 5 до 6 суток). При этом резко возрастает ахтивная роль высыхания бетона в изменении величины усадочной деформации. В этом возрасте потери влаги на 30% сокращают линейные размеры образцов бетона на 50-60%. К 12 суткам различия в интенсивности потери воды с изменением температуры окружающей среды отсутствуют и развитие усадки стабилизируется по величине независимо от температуры твердения бетона.

Проблема долговечности наружного слоя бетона или раствора в сухом жарком климате первую очередь связана с исследованием путей и уело-вин перемещения воды в них. Характер и интенсивность передвижения воды определяют воздействие на эти материалы условии внешней среды. Проникновение воды в поверхностный слой бетона происходит различно: конденсация годяных пароз, напорная фильтрация, капиллярная всасывав* мость и капиллярное передвижение воды под влиянием температурных градиентов и др.

Механизм увлажнения наружного слоя раствора или бетона может быть достаточно сложным ввиду возможного совмещения явлений. Однако

во всех случаях дня условий сухого климата мы встречаемся с капиллярны»! механизмом, который обусловлен физической природой, строением структуры бетона и его пористости.

Параметры пор в бетоне е точки зрения капиллярной всасываемости имеют первостепенное значение, особенно их форма.

Водопроницаемость бетона в данных исследованиях оценивалась по капиллярному всасыванию и капиллярному подсосу. Определялись соответствующие коэффициенты по разработанной методике.

Исследовались 4 варианта для одного состава бетонз 1:!.28:2.09; В/Ц=0.3...0.33; расход цемента 480 кг/и'. Контрольные образцы бетона 40x40x160 мм; бетой с добавкой СДО (0.0!5% от массы цемента); бетонные образцы с поверхностным покрытием в 2 слоя органосшшкатным гидрофобным составом; бетонные образцы с поверхностным покрытием в 3 елок из отвержденных кубовых остатков фурановых смол.

Капиллярная всасываемость контрольных образцов бетона на 25-30% выше других серий образцов. При этом степень насыщения бетона водой прекратилась через 7 суток.

Другой оказалась кинетика всасывания бетона с добавкой СДО. Коэффициент капиллярного всасывания существенно ниже его значения для контрольных образцов бетона. Насыщение прекратилось к 20 суткам, по показателям скорости капиллярного всасывания г^фшты образцов бетона 2 и 3 практически одинаковые, т.е. введение добавки СДО эквивалентно защитному поверхностному покрытию бетона в 3 слоя из кубовых остатков фурановых смол. Минимальный коэффициент всасывания показали образцы бетона с органосилнкатным покрытием.

Серия экспериментов по капиллярному подсосу производилась на вариантах бетонных образцов аналогичных предыдущим испытаниям.

На следующем этапе исследований определялись показатели, характеризующие трещиностойхость бетона дня условий твердения его в жарком и сухом климате Египта.

Изучались варианты бетона без добавки и с добавками СДБ и СДО, добавками демпфирующего и армирующего действия; составы бетона с различным расходом цемента от 348 до 270 кг/м3; при различных условиях твердения (нормальное и при влажности окружающей среды 50%) в условиях повышенной температуры.

Из данных следует, что с эффектом поризации бетона и снижением расхода цемента отношение RaJRp увеличивается, особенно в возрасте до 14 суток. Отношение Rc*/Rp заметно снижется при условии твердения бетона на воздухе при влажности 50%. Исключение составляют данные для бетона с добавкой СДО. Проявляется закономерность - чем больше отношение Rcx/Rp, тем выше трещиностойкость-бетона.

Данное отношение должно быть fe 10. Этот параметр можно принять за критерий трещиносгойкосп! бетона.

В работе изучалась роль добавок в обеспечении трещиностойхостн бетона при разных условиях высыхания (табл.З). За коэффициент трещинэ-стойкости принята j^^-гная характеристика линейной механики разрушения, которая определялась по методике проф. А.Е.Шенкина: Kjp = RP ^"/Rp.n" (отношение пределов прочности при изгибе образцов в воздуш-но-влажкостнсм и водонасыщенном состояниях). Кроме того, вязкость раз-

рушения бетона определялась по методике трехточечного изгиба образца-балочки 5x5x32 см, с надрезом глубиной 3 мм в средней части.

Таблица 3.

Влияние добавок демпфирующего действия на вязкость разрушения и трещиностойкость бетона

Условия Прочность при изгибе.

твердения Вид добавки Мпа, образца К,с К,,

без надреза с надрезом

1 Без добавки 7.43 6.32 0.90 0.85

2 То же 6.39 5.53 0.80 0.82

3 То же 5.30 4.56 0.72 0.79

2 СДБ+СНВ (,.15 5.81 0.91 0.96

(по 0.02%)

3 ГКЖ-94 (0.02%) 7.02 6.30 0.89 0.97

П р и м е ч а н и е. 1 - твердение воздушно-сухое; 2 - то же, водонасьгщенное;

3 - неравномерное высыхание.

Из этих результатов следует, что высыхание бетона снижает вязкость его разрушения и коэффициент трещнностойкости. Введение добавок демпфирующего действия существенно повышает эти характеристики бетона.

Подобная закономерность была выявлена и при испытании цементного камня и раствора состава 1:3 на трещиностойкость по методике кольца Лермита. Для приближения к реальным условиям твердения бетона образцы-кольца твердели в изотермической среде в термостате при 100"С, а ре-

зультаты сопоставлялись с контрольными образцами нормального твердения. При этом так же определялась усадка цементного камня и раствора.

Результаты исследований показали, что скорость образования трещин замедляется в 3-4 раза при армировании асбестовым и капроновым волокнами и до 25 раз при добавке СДО, а так же шунгизитового песка. Введение только одного заполнителя (морского песка) в цементный камень повышает его трещиностойкость в 8 раз.

Для оценки трещиностойкости раствора и бетона в экстремальных температурно-влажностных условиях в работе были проведены специальные исследования з ветровой камере со скоростью ветра 2.7 м/с для растворных образцов (состав 1:2) и 6 м/с - дай бетонных образцов (состав 1:2:3). Образцы готовились в виде пластинок размером 300x300x25 мм армированных синтетическими волокнами в количестве 0.1% от объема смеси. В центре плитки находилось стальное кольцо диаметром 140 мм.

Измерение трещин по толщине и длине производилось по специальной методике.

На рис.2 показаны зависимости между шириной трещины (ось абцисс) и ее общей длиной (ось ординат) для цементного раствора и бетона. Площадь под соответствующей кривой отражает фактическую зону трещино-образования (расгрескивния), которую можно назвать удельной мерой повреждения матрицы от роста трещин. Так как ордината при малой (в пределе - нулевой) ширине трещины есть общая длин всех трещин, абсцисса при малой (в предел - нулевой) длине трещины есть наибольшая ширина трещины, то степень повреждения от разрушения бетона характеризуется абсолютными значениями роста этих величин.

Количественные показатели роста поверхностных трещин в растворе и бетоне

Соотношение ппощаЭе>л под кри&ыми

Соотношение площа&ей под кривыми

гоо ¡/оо боо зоо юоо /гоо о гоо ъоо еоо &оо юоо ¡гоо ULu.pu.ua т.реш)и.н х/0~3плг

1 - контрольные образцы без армирования волокнами;

2 - армирование пропиленовыми волокнами диаметром 50 мкм,

длиной 19 мм;

3 - то же, диаметром 100 мкм, длиной 19 мм;

4 - армирование акриловыми волокнами диаметром 50 мкм,

длиной 10 мм

РИС- 2■

Если площадь под каждой кривой отнести к площади под подобной кривой контрольных образцов (соответственно по сериям испытаний), получится показатель, характеризующий индивидуальное влияние системы синтетических волокон как демпфирующего фактора на степень разрушения цементного материала в раннем возрасте в условиях сухого жаркого климата. Эти результты представлены на рнс.2 (вверху) в виде диаграмм.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Для твердения бетона в экстремальных температурно-влажностных условиях Египта предложены пути н технологические приемы, обеспечивающие повышенную трещиностойкость этого неоднородного композиционного материала.

2. Изучены процессы трещинообразования в структуре бетона усадочного происхождения при температуре 20...40°С; циклических воздействий по количеству теплосмен в интервале температур 20...80°С; неравномерного увлажнения и высушивания; по критериям прочности при сжатии, изгибе, растяжении, модуля упругости, предельной растяжимости, вязкости разрушения (Кп), коэффициенту трещиностойкости и суммарной плотности трещин как меры повреждения поверхности бетона.

3. Проанализирована эффективность малой поризации структуры бетона, твердеющего в условиях сухого жаркого климата за счет добавок полифункционального действия СДО. СДБ и СДБ+СДО, добавки шунгизито-вого песка и их влияния на показатели прочности, предельную растяжимость, усадку и трещиностойкость бетона.

4. Разработан показатель удельной усадочной деформации бетона, позволивший дать количественную оценку усадки, кинетику ее изменения относительно интенсивности потерн влаги в структуре бетона.

5. Установлено, что интенсивность капиллярной всасываемости бетона при стационарном давлении водяного столба величиной 155 мм практически одинакова для бетона с воздухововлекающей добавкой СДО п количестве 0.015% от массы цемента и для того же, но без добавочного состава бетона, имеющего поверхностное защитное гидрофобное покрытие.

6. Про!н:еде::а сце:::сз де:.:пф::ру:о:дсго действия маложестких включений, в том числе и замкнутых пор, на вязкость разрушения и трещино-сгойкость бетона для условий сухого жаркого трения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Абдуль Рахман Ола. Особенности формирования структуры бетона в условиях сухого и жаркого климата. В сб. трудов: Роль структурной механики в повышении прочности и надежности бетона. -СПб, ПГУПС, 1995, с.35-39.

2. Абдуль Рахман Ола. Армирующие свойства малого объема синтетических волокон в структуре цементного раствора и бетона. В сб. трудов: Роль структурной механики з повышении прочности и надежности бетона. -СПб, ПГУПС, 1995, с.39-44.

3. Абдуль Рахман Ола. Влчяние относительной влажности воздуха и скорости ветра на испарение воды из бетона. Тезисы докладов Недели нау-ки-95. ПГУПС, Санкт-Петербург, 1995, с. 116.

Подписано к печати £0.11.55г. /сл.печ.л. 1,3

Печать офсетная. Ьумага для множит, arm. <£оркат fctx84 I/Ifc;

Тираж ILO экэ. сахаз К*>1

Pill ПГУИС 190ü3i ,С-Петэрбург , Йосковскик пр. ,9