Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Опыты показали целесообразность применения фибр с профилированной поверхностью. Показатели ударной прочности образцов с такими фибрами (серия 3) были вдвое выше по сравнению с показателями для образцов, армированных гладкой фибровой арматурой (серия 10). На показатели ударной прочности существенно влияет также прочность используемых фибр (см. табл. 12.2), что хорошо видно при сопоставлении данных испытаний образцов серий 3 и 11. Фибры большей прочности обеспечили соответственно более высокий эффект.
Наблюдается примерно линейная зависимость между показателями ударной стойкости образцов и степенью насыщения бетона фибрами (серии 1, 2, 3). Вместе с тем при рекомендуемой относительной длине фибр, равной 100, предельный процент армирования по условиям технологии не может быть принят более чем 2%. В противном случае не гарантируется получения однородной сталефибробетонной смеси с необходимыми конструкционными качествами. В общем случае коэффициент армирования (объемное содержание фибр в %) следует определять из соотношения jul/6=200. Из этих соображений степень насыщения бетона фибрами с учетом технологических факторов при производстве голов свай может быть принята не более 1,8% (по объему).
Большое влияние на ударостойкость образцов оказали характеристики распределения фибр по высоте (серии 4, 6) и высота образцов (серии 3, 8, 9). Пределы оптимальных значений для указанных характеристик можно выявить, в частности, при изучении характера изменений остаточных поперечных деформаций в сечениях образцов в процессе их испытания, а также в результате анализа кинетики процес-
Измеренные остаточные поперечные деформации с помощью тензодатчиков после каждого удара выявляли характер эпюры распределения накопляемых повреждений по высоте образца. Характерные эпюры для одного из испытанных образцов серии 8 (высота образца 360мм, распределение фибр равномерное) приведены на рис. 12.2, где S — расстояние от верха образца в см до сечения, в котором измерена деформация, є — относительная деформация, п — число выполненных ударов. Как видно, уже в самом начале (после трех ударов) на эпюре деформаций образуется характерное седло с уменьше-нинем деформаций к середине образца. Всплески деформаций у нижнего торца объясняются условиями опыта — эта зона также испытывала ударные воздействия, поскольку образец устанавливался на жесткое основание. После первых ударов ближайшие к торцам датчики обры-
сов разрушения образцов в целом
е,%
П
0-
18-
36-
он 18 36
10
0-
18-
36
20
0
18-
36-
35
Рис.12.2. Эпюры изменения необратимых поперечных деформаций вались вследствие развития больших деформаций растяжения. С ростом числа ударов наблюдалось увеличение деформаций в средней части образца, что свидетельствовало о развитии процесса разрушения по всей высоте образца. На всех стадиях испытаний зона минимальных деформаций фиксировалась на постоянном расстоянии от верха образца, составляющем примерно полтора размера от его поперечного сечения. Образцы данной серии разрушались только в зоне воздействия ударных нагрузок на торцах (рис.12.3). После 140 ударов высота рассматриваемого образца уменьшилась с 360 до 250мм, при этом видимых трещин в средней части образца не обнаружено. Дальнейшее разрушение происходило аналогично разрушению образцов, имеющих меньшую высоту.
а) б) в)
Рис.12.3. Характер разрушения опытных образцов
а — серия 16; б — серия 6; в — серия 9; г — серия 3; д — серия 8; е — серия 14
Характер разрушения и рост необратимых деформаций в образцах меньшей высоты (все серии, за исключением 6 и 8) отличались от вышеописанных. Уже на начальных этапах испытаний эпюры остаточных деформаций имели прямоугольную форму вместо седловидной. Разрушение образцов начиналось с образования трещин, параллельных направлению действия ударов, и заканчивалось при их раскрытии до 1-2мм. Испытания показали, что наиболее эффективная высота стале-фибробетонной головы свай квадратного сечения составляет 1,5 от размера поперечного сечения.
Характер распределения деформаций по высоте образца позволяет также прогнозировать наиболее рациональное распределение фибр в его сечении.
На рис.12.3 показано разрушение образца серии 6, в котором распределение фибр по высоте характеризовалось коэффициентом K = 1,8 (эпюра распределения фибр на рис.12.1,6). Разрушение данного образца начиналось с нижнего при испытаниях торца (верхнего при формовании), в уровне которого содержалось небольшое количество фибр вследствие осаждения последних при длительном виброуплотнении.
В практических условиях приформованная к стволу нижняя часть головы непосредственных ударных воздействий не испытывает. Однако это не исключает возможности ее преждевременного разрушения при значительном уменьшении высоты армированной части. Поэтому наиболее рациональным распределением фибр по высоте головы должно быть такое, при котором количество фибр будет уменьшаться постепенно от верхнего торца, испытывающего ударные воздействия, к нижнему, сопрягаемому со стволом, где количество фибр, как и в стволе, из условия равнопрочности можно принять равным нулю. Такое распределение соответствует K = 1,5 (рис. 12.1,в). Технологические исследования показали, что обеспечение заданного значения Kj в процессе формования реализуется при условии соответствующего подбора состава сталефибробетонной смеси и времени виброуплотнения с учетом зависимости
