Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
2. Келли А. Высокопрочные материалы. M.: Мир, 1976. —261с.
3. Кодекс-образец ЕКБ-ФИП для норм по железобетонным конструкциям, т. II. M.: Европейский комитет по бетону, 1984. — 275 с.
4. Лобанов И.А. Структура дисперсно армированных бетонов и способы ее технологического регулирования / Автореф. докторской диссертации. Л.: 1980. — 40 с.
5. Михайлов В.В. Предварительно-напряженные железобетонные конструкции. M.: Стройиздат, 1978. — 383 с.
6. Мурашов В.И. Трещиностойкость, жесткость и прочность железобетона. M.: Маш-стройиздат, 1950. — 268 с.
7. Немировский Я.M., Кочетков О.И. Влияние работы растянутой и сжатой зон бетона на деформации опытных изгибаемых железобетонных элементов после возникновения в них трещин / "Особенности деформаций бетона и железобетона...» Сб. научн. тр. НИИЖБ. M.: 1969. — с. 106-156.
8. Рабинович Ф.Н. Дисперсно армированные бетоны. M.: Стройиздат, 1989. — 175 с.
9. Рабинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно армированные волокнами. M.: Обзор ВНИ-ИЭСМ, 1976. — 73 с.
10. Рабинович Ф.Н., Лемыш Л.Л. Влияние удельной поверхности армирующих волокон на эффективность работы сталефибробетонных конструкций.// Бетон и железобетон. — 1997. — № 3. — с. 23-26. ЯP
ГЛАВА 8
ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ
ДИСПЕРСНО АРМИРОВАННЫХ БЕТОНОВ
Поведение волокнистых композиционных материалов (КМ) с пластичными (полимерными) и хрупкими (бетонными) матрицами при силовых воздействиях существенно различается и зависит в значительной мере от структуры дисперсного армирования, объемного содержания волокон, их удельной поверхности, соотношения между прочностными и упругими (деформационными) характеристиками совмещаемых компонентов (матрицы и волокон). При этом различают композиции с достаточно высоким содержанием волокон — выше 10 % (а в пластичных полимерных матрицах, доходящим до 70 % и более) и слабоармированные композиции (главным образом на основе бетонных матриц) с содержанием волокон меньше 10 % по объему.
В композитах на основе бетонных матриц объемное содержание волокон, например, стальных фибр при свободно ориентированном армировании, как правило, не превышает 2 %, а стеклянных, базальтовых не более 3-5 % (за редким исключением несколько выше), при ориентированном непрерывном армировании не выше 10-15 %.
Такой диапазон изменения параметров дисперсного армирования оказывает существенное влияние на работу композиционных материалов как в упругой стадии, так и в стадии работы с трещинами. В частности, в слабоармированных композитах величина воспринимаемой нагрузки в упругой стадии отвечает правилу аддитивности (при условии обеспечения анкеровки волокон в матрице), при этом дисперсное армирование в этой стадии играет примерно ту же роль, что и традиционное армирование. Тем не менее, даже в слабоармированных композитах работа, которую необходимо затратить на их полное разрушение, возрастает, дисперсное армирование в этом случае оказывает существенное влияние на характер образования и распределения трещин в матрице, уменьшает ширину их раскрытия и изменяет дальнейшее поведение материала под нагрузкой.
При повышении объемного содержания волокон в бетонной матрице характер работы композита может претерпеть изменения и в упругой стадии [7], за счет прежде всего более однородного деформирования подобной матрицы в промежутках между волокнами, а также в результате увеличения доли упрочняемого бетона в контактной зоне (на границе бетона с волокнами) согласно [4]. Это, в свою очередь, может привести к повышению уровня нагрузки, соответствующей моменту образования трещин в матрице, к увеличению самой стадии упругой работы КМ.
Влияние дисперсного армирования на характер образования и раскрытия трещин в бетоне при его растяжении. Пределы эффективности работы армирующих волокон. 265265пластичными полимерными матрицами (их разрушение начинается с разрыва волокон), в композитах на основе бетона разрушение начинается с момента возникновения необратимых процессов (образования и раскрытия трещин) в матрице с последующим разрывом волокон, сопровождающимся выдергиванием определенной их части из матрицы.
Согласно [5] ширина раскрытия трещин в центрально растянутых элементах прямоугольного сечения с традиционным стержневым армированием определяется по формуле
acrc ~ xP TT hrc > (8.1)
і
І где Gs и E — напряжение при растяжении и модуль упругости арматуры, соответственно; Icrc— расстояние между трещинами в растянутом бетоне при его непрерывном и направленном армировании; ? — коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона между трещинами.
Определим расстояние между трещинами по методике В.И. Мурашова [5] для центрально растянутого элемента. В сечении с появившейся трещиной при действии силы N = N напряжение a = R F/F = R Ai (все усилие с бетона N =RF пере-
с/с 1 s.crc вГ в S ЄІ г S v * crc el в
ходит на арматуру, где F — площадь сечения всех стержней арматуры; F — площадь
S S
сечения бетона, R — сопротивление бетона осевому растяжению — Rfitser)- В соседнем сечении элемента с будущей трещиной (перед ее образованием) напряжение в арматуре равно є , E , где є , — предельная деформация растянутого бетона: є =
