Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Известно, что значительное количество стали в железобетонных конструкциях расходуется на поперечную, монтажную и распределительную арматуру. Коэффициент использования арматуры cps, выражаемый отношением массы всей арматуры, расходуемой на изготовление железобетонных конструкций, к массе основной рабочей арматуры, колеблется от 1,3 до 4,5 [1]. Отсюда следует, что применение фибрового армирования создает предпосылки для значительного снижения значений коэффициента cps и соответственно расхода стали. При комбинированном армировании применение фибр заметно повышает также сцепление с бетоном рабочей стержневой арматуры. Фибровое армирование в некоторых случаях позволяет исключить в конструкциях поперечную, монтажную и распределительную арматуру, одновременно повысив эффективность рабочей арматуры, снизить трудозатраты на арматурные работы.
Экспериментально установлено, что равным значениям jutlf Jdf при прочих равных условиях соответствуют одинаковые значения прочности сталефибробетона независимо от абсолютных значений диаметров фибр [5]. Предельные деформации растяжения сталефибробетона (при обычных процентах армирования), соответствующие моменту образования трещин в бетонной матрице, также мало зависят от диаметров используемых фибр. Вместе с тем напряжения в бетоне в момент образования трещин при уменьшении диаметров фибр значительно возрастают, трещи-ностойкость материала при равных деформациях повышается, но его несущая способность практически не зависит от диаметра фибр (при условии обеспечения равномерности их распределения в бетоне). Таким образом, применение фибр сравнительно больших диаметров (1—1,4мм) можно рекомендовать для конструкций, предельное состояние которых лимитируется их несущей способностью. Применение фибровой арматуры малых диаметров (меньше 1мм) целесообразно прежде всего в конструкциях, к которым предъявляются требования повышенной трещиностойкости.
В работе [20] описаны результаты экспериментальных исследований прочности сталефибробетонных образцов в зависимости от различных процентов их армирования при статических и динамических нагрузках. Испытаниям подвергались образцы в виде призм размером 10x10x40см и цилиндров размером 15x15см. Образцы изготавливались из мелкозернистого бетона состава Ц:П=1:2 при В/Ц = 0,38. Образцы армировались стальными фибрами периодического профиля с диаметрами, равными 0,3; 0,55 и 0,8 мм, с различными коэффициентами армирования по объему JUf= 0,015; 0,02; 0,025 и 0,03 и отношениями длины фибр к диаметру 48...87. Часть образцов изготавливалась без армирования. Твердение образцов осуществлялось при температуре 18-20°С и относительной влажности 65-75% в течение одного месяца. Испытания призм на сжатие и цилиндров на растяжение при раскалывании осуществлялись при двух режимах нагружения — статическом (время приложения нагрузки до разрушения 60...100с) и динамическом (rT= 0,005.. .0,008с).*
Статические испытания производились на гидравлическом прессе П-125, а динамические — на универсальном динамическом стенде УДС-100. Усилия, передаваемые на образец, измерялись с помощью динамометра АП-100 и тензодатчиков. Сигналы тензодатчиков через усилитель УТС 1-ВТ-12 передавались на осциллограф H 117/1 и записывались на осциллограмму с одновременным нанесением на нее временных отметок через 1 wIO-4C.
Из графиков, приведенных на рис.4.3 и 4.4 видно, что прочность сталефибробетона растет с увеличением объемного содержания фибр. Видно также, что прочность на растяжение при раскалывании возрастает с увеличением IfJdf (см. рис.4.3) При сжатии призм столь четкой зависимости не наблюдается (см. рис.4.4). Это можно объяснить эффектом стесненности фибр в образцах (призмах). При испытаниях цилиндров на раскалывание стесненность в ориентации фибр меньше влияет на результаты.
Представляет интерес анализ характера трещинообразования в фиброармиро-ванных образцах. С этой целью испытаниям были подвергнуты две серии опытных плит (по пять в каждой) из железобетона (эталонные образцы) и фибробетона; они были испытаны воздействием одинаковых ударных нагрузок [11]. Плиты размером 400x400мм изготавливались из мелкозернистого бетона класса 22,5. Железобетонные образцы плит имели толщину 21,5 мм, фибробетонные — 17 мм. Армирование
* Испытания выполнялись И.Д. Захаровым. 1,5 2 2,5
Рис. 4.3. Зависимость прочности сталефибробетонных цилиндров на растяжение при раскалывании от процента армирования fif (по объему)
сплошные линии — статика; пунктирные - динамика; 1 — cff = 0,8, If = 70мм; 2 — cff = 0,55мм, If - 50мм; 3 — Cff = 0,3мм, If = 24мм; 4 — df = 0,55мм, If = 24мм; 5 — Cff = 0,8 мм, If- 0,35мм; 6 — cff = 0,3мм, If - 15мм
60
(О
С
- 50 ф з
E %
G 40
со X.
-G
E
8 зо
ас
IT
о ?
u 20
і 4 3
2- J*'
5 \5_ 2 3
4 'Її 5?? r|| Ъ-^ *** __\ '"V-L
Рис.4.4. Зависимость прочности сталефибробетонных призм на сжатие от процента армирования
\lf (по объему)
сплошные линии — статика; пунктирные—динамика 1 — cff = 0,55мм, If = 50мм; 2 — df- 0,3мм, If - 24мм; 3 — cff = 0,55мм, If = 24мм; 4 — cff = 0,3мм, If = 15мм; 5 — cff = 0,8мм, If = 70мм; 6 — Cff= 0,8мм, If =35 мм
