РАЗДЕЛ 2
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Анализ методов и оборудования для изучения стойкости материалов,
конструкций и сооружения при ударной нагрузке
На физические и мeханические свойства бетона влияет много разных факторов.
Начиная с его состава, через технологические факторы к внешнему влиянию во
время эксплуатации. Поскольку отмечается очень широкий аспект, их влияния на
бетон в работе были приняты наиболее важные, по монму мнению, факторы и была
раскрыта их роль в формировании прочности на удар ЕА.
Избранные для исследований технологические и внешние факторы представляет
рисунок 2.1.
Рис. 2.1. Принятые технологические и внешние факторы, учитываемые в
исследованиях.
Выбор вышеназванных технологических факторов ставил своей целью получение
знаний через реализацию исследований, а также возможность указаний для
практического применения в эксплуатируемых бетонах при ударной нагрузке.
Одним из основных составляющих, занимающих самый большой объем бетона, является
заполнитель. В структуре бетонной смеси применяется разная фракция зерен, от
мелкоих в виде песка до крупных. В связи с этим выявление влияния вида и
зернового состава заполнителей на ударную прочность бетона представляется
вполне обоснованным.
Повсеместность применения натуральных заполнителей, напр. гравия в
конструкциях, а с другой стороны небольшие знания о поведении этого заполнителя
в обычных бетонах при ударной нагрузке заставляют анализировать эту
проблематику не только с познавательной точки зрения.
Экономические предпосылки склоняют к использованию существующих скальных
залежей в производстве дробленого заполнителя. В этой группе все чаще
применяются заполнители в виде щебня. Это и является причиной более близкого
интереса к этому заполнителю в бетоне в широком смысле. Особенно с учетом
ударной нагрузки и влияния агрессивных внешних факторов, прежде всего
температуры, как фактора вызывающего особенный интерес и практически не
исследованного.
Несмотря на большой интерес исследователей с самого начала существования бетона
к роли показателя W/C, влияющего на физические
и механические свойства, однако это направление в исследованиях все еще
совершенствуется и развивается. Показатель W/C в 70-80% влияет на основные
свойства почти каждого бетона. Раскрытие его влияния в мало известном
диапазоне, каким является прочность бетона на удар, принято считать важным и
целесообразным.
Очередной предпосылкой, свидетельствующей о сущности показателя W/C, является
факт, что он – это главный фактор, формирующий структуру трехфазного бетона.
Как переходный слой (анг. Interfacial Transition Zone – ITZ), сформированный
между фазами и составными, так и структура бетона имеют влияние на прочность,
деформацию, проницаемость жидкости и газов. Известно, что как W/C, так и
структура пор, сформированная в процессе гидратизации, связаны с прочностью
бетона при изменении его влажности и низких и высоких температурах. Это влияние
на поведение бетона при ударной нагрузке до сих пор не исследовалось. Несмотря
на рост потребления бетонов, применяемых в инженерских конструкциях, которые
подвергаются агрессивному действию внешних факторов при одновременном действии
ударной нагрузки, целесообразно проведение систематических исследований в этой
области. Необходимо отметить, что бетонные конструкции работают в разных
условиях влажности и температуры. Это касается как фрагментов, действующих при
морозе (переменном замораживании и оттаивании), так и при высоких
температурах.
Роль цемента в бетона вообще известна. Этот несколько десятков лет применяемый
вяжущий материал в соединении с водой и другими составными создает сложную
гетерогенную систему бетона. До сих пор не выяснено, как количество цемента
влияет на прочность при ударной нагрузке. По этой причине ведение исследований
расширит знания в этой области.
Так как влияние технологических и внешних факторов на бетон недостаточно
исследовано в основной области при ударной нагрузке, предпринято попытку более
широкого проведения лабораторных исследований. Полученные результаты
исследований могут быть
в будущем использованы в теоретических рассуждениях в этой области.
Исследованиями были охвачены в общем двадцать четыре обычные бетоны, которые
состояли из более чем десяти серий. Число серий, сделанных из данного бетона,
зависело от исследуемого фактора.
Для выяснения влияния зернистости и вида заполнителя сделано две основные
серии. Первая с применением гравийного речного заполнителя, вторая с дробленным
щеблевым заполнителем. Обе серии имели постоянный показатель W/C, зато
переменным было участие крупного заполнителя и количествопеска. Для пополнения
качественных данных о крупном заполнителе был дан показатель дробления ХT через
сжатие зерен в циллиндре. Прочностные исследования были проведены на
унифицированных стандартных образцах брусчатки 15х15х15см, а динамический модул
упругости на балках 10х10х50 см.
Очередным технологическим фактором, который исследовался, был фактор W/C. В
этой направлении сделано по пять серий бетонов с речным
и щебеночным заполнителями. В каждой серии изменялась величина фактора W/C,
которая составляла 0,40ё0,70. Участие крупного заполнителя было постоянно на
каждом уровне W/C. Прочностные исследования были проведены на образцах
стандартного размера.
Влияние структурной пористости оценивали методом ртутной порозиметрии на
образцах объемом ок. 1,5 см3 взятых из бетонов
с W/C величиной 0,40ё0,70. Определено характерные типы поров по радиусам и их
объемам в затвердевшей в течении 28 дней структуре.
Сово
- Київ+380960830922