Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
0,5 1 1,5 2 2,514,%
железобетонных плит осуществлялось сетками из проволоки класса В-1 диаметром 4мм с ячейками 180x180мм, при этом на каждую плиту расходовалось 0,23кг стали. В качестве фибровой арматуры служили отрезки стальной низкоуглеродистой проволоки диаметром 0,8мм, длиной 80мм. Расход фибр на каждый образец плиты составил 0,225кг (1% по объему). Плиты испытывались на копре с массой гири в 5кг (фиксируемая высота ее падения 1м). Плиты укладывались на выровненное основание из песка толщиной 100мм. После каждого удара наблюдали за образованием и развитием трещин на поверхности плит с помощью переносного микроскопа Брюн-неля и измеряли ширину их раскрытия.
Опыты проводили в два этапа. На первом ударная нагрузка действовала непосредственно на образец плиты. После 3-4 ударов в железобетонных плитах образовались сквозные отверстия, в фибробетонных возникли вмятины. На втором этапе ударную нагрузку передавали на плиты через металлическую пластину размером 40x40мм, толщиной 10мм, уложенную в центре. Характер образования и развития трещин в исследуемых плитах в зависимости от числа ударов показан на рис.4.5.
После первого удара в плитах из железобетона возникла характерная кольцевая трещина с замкнутым очертанием и радиально идущими от нее лучами новых трещин. С увеличением числа ударов их количество возрастало. Предельная ширина раскрытия трещин в этих образцах после трех ударов оставалась практически постоянной (0,05мм). В дальнейшем раскрытие трещин становилось более заметным, и к моменту полного разрушения плит ширина раскрытия трещин на лицевой поверхности достигала 0,5мм.
В плитах, армированных стальными фибрами, после первого удара образовались короткие одиночные неорганизованные трещины с шириной раскрытия до 0,03мм. Число их после второго удара несколько увеличивалось, стала заметной а)
8 Qcrc- 0,5
б)
1 Qcrc= 0,05 2 Qere= 0,05 3 Qere=OfI 4 Qere= 0,15 І •к
\ / ** ' ч ^ \ і с > f - :4 H -уГ (
Рис. 4.5. Общий вид разрушения лицевой поверхности железобетонных (а) и фибробетонных (б)
плит
1-8 — число ударов
тенденция к их кольцевому распределению, небольшая часть трещин достигла края образцов. Сформированный кольцевой контур трещин в центральной части фибробетонных плит наблюдался лишь после третьего удара, однако он не замкнут, кольцо прерывается участками фибробетона, сохраняющими сплошность. В это время наблюдается также возникновение новых коротких трещин, более удаленных от центральной части плит, стремящихся образовать второе кольцо. Его очертание стало хорошо заметно после четвертого удара, при этом максимальная ширина раскрытия трещин достигла 0,15 мм. Последующее действие ударной нагрузки не изменило максимальную ширину раскрытия трещин на лицевой поверхности плит, возросли лишь число и протяженность трещин в результате их слияния и образования новых. При этом сформировались два хорошо различаемых кольца трещин, но ни одно из них вплоть до завершения испытаний полностью не сомкнулось. Число радиальных трещин, распространявшихся к краям образцов, оказалось сравнительно небольшим.
Глубина проникания трещин в тело фибробетонных плит, по-видимому, также меньше, чем железобетонных. Вследствие этого в фибробетонных образцах оказалось возможным возникновение второго контура кольцевых трещин. Сохраняющие сплошность участки фибробетонных плит и пронизывающая бетон между трещинами дисперсно-распределенная фибровая арматура перераспределяют энергию ударов на соседние участки фибробетона, приводя к образованию второго кольца. Как видно, работа, которую необходимо затратить для полного разрушения фибробетона, больше при прочих равных условиях, чем для традиционно армированного бетона.
На рис.4.6 показан характер расположения трещин на обратной стороне фибро-бетонных плит в момент завершения испытаний (после восьми ударов). При одинаковом числе ударов прогиб фибробетонных плит оказался примерно в 2 раза больше, чем железобетонных. Однако обратная сторона железобетонных плит, особенно в центральной части, раздроблена больше - ширина раскрытия трещин достигла 4мм. В плитах из фибробетона также имелась кольцевая вмятина (непосредственно под пластиной), а также диагонально расположенные трещины, однако внешне плита разрушилась меньше и предельная ширина раскрытия трещин не превышала 1мм.
Рис.4.6. Общий вид разрушения обратной стороны железобетонных (а) и фибробетонных (б) плит после завершения испытаний (цифрами показаны значения acrc, мм).
Испытания показали, что плиты из фибробетона обладают более высоким уровнем трещиностойкости и ударной прочности, чем железобетонные, в результате более равномерного перераспределения энергии ударных воздействий, что объясняется особенностями структуры этого материала. Дисперсное армирование приводит к более равномерному перераспределению возникающих в бетоне усилий, блокирует развитие трещин, препятствуя возникновению магистральных трещин.
Важное значение представляет изучение работы фибробетона на продавлива-ние. С целью определения несущей способности конструкций днищ резервуаров на участках под колоннами, работающих на продавливание, ЦНИИПромзданий совместно с ЛенЗНИИЭП были проведены испытания на данный вид загружения опытных образцов фибробетонных плит [12]. Плиты имели размер в плане 70x70см и высоту 100мм. Армирование плит осуществлялось фибрами из проволоки периодического профиля диаметром 0,9мм и длиной 140мм (ФБ-0,9/140), из гладкой проволоки диаметром 2мм и длиной 300мм (ФБ-2/300), а также фибрами, полученными из листовой стали (ФБ-Л/100). Размер поперечного сечения этих фибр 0,5x0,8мм, длина 100мм. Содержание фибр во всех образцах составляло 1,1% (по объему). Образцы изготавливались из бетона класса В25. При испытаниях плиты устанавливались на приспособление в виде прямоугольной в плане обоймы размером 46x46см (в чистоте). Сверху образцов размещали металлическую раму, которую с помощью анкеров, закрепленных на обойме и пропущенных через раму, прижимали к образцу, обеспечивая его защемление по контуру. Передача нагрузки от пресса на образец осуществлялась через металлический штамп размером в плане 8x8см. Данные испытаний приведены в табл.4.4. Таблица 4.4
