Рис. II.5. |
а) |
б) |
Графики за- |
|
|
сисимости |
|
|
«напряже |
|
|
ния — де |
|
|
формации» |
|
|
вбетоне
а—при раз личной дли тельности ыо пытаний; б — при длитель ном воздейст вии пост)inного напря
жения
ВСНиП (прил. I, п. 2) даны также проектные марки для тяжелого бетона по прочности на растяжение, кгс/см2: Р 10, Р 15, Р20, Р25, РЗО, Р35 и Р40; по моро зостойкости в зависимости от числа выдерживаемых образцами циклов попеременного замораживания и
оттаивания: М рз50, |
М рз75, |
Мрз 100, Мрз 150, Мрз200, |
|||||
Мрз 300, |
Мрз 400 и |
Мрз 500; |
по |
водонепроницаемости, |
|||
в зависимости от давления воды |
(в |
кгс/см2), при |
кото |
||||
ром еще |
не наблюдается просачивание ее |
через |
испы |
||||
туемые образцы: В2, В4, Вб, В8, |
В10 и В12. Эти |
виды |
|||||
марок |
предусматриваются |
для |
конструкций, находя |
||||
щихся в специфических условиях эксплуатации. |
|
||||||
Бетон — неупругий материал. |
В |
нем |
зависимость |
||||
между напряжениями а и относительными деформациями е нелинейна (рис. II.4). Полные деформации ее состоят из упругих (мгновенных, обратимых) еу и пластических (развивающихся во времени, необратимых) еп дефор маций. В условиях однократного кратковременного си лового воздействия по мере возрастания напряжений доля пластических деформаций увеличивается.
С увеличением длительности процесса, нагружения t деформаций бетона все более отклоняются от упругих (рис. II.5,а): при одном и том же напряжении oi они тем больше, чем больше t.
Бетону свойственна ползучесть, т. е. самопроизволь ное возрастание деформаций при постоянном длитель ном напряжении материала (рис. 11.5,6). В конструкци ях деформации ползучести постепенно затухают, асимп тотически приближаясь к некоторому предельному значению е"р .
21
Ползучесть бетона обусловлена природой цементно го камня; она тем выше, чем больше количество цемен та и начальное содержание воды в бетонной смеси, а также чем меньше возраст бетона к моменту приложе ния нагрузки. Деформации ползучести зависят от уров ня напряжений в бетоне: чем выше напряжения в бето не, тем больше деформации ползучести. Показатели ползучести зависят также от вида цемента, убывая в последовательности: шлакопортландцемент, обычный портландцемент, высокопрочный портландцемент, гли ноземистый цемент.
Наиболее интенсивно ползучесть бетона проявляется в первые несколько месяцев после приложения нагруз ки, достигая предельного значения е„р через несколько
лет: е£р может быть в 2—3 раза больше упругих дефор маций. Ползучесть бетона оказывает значительное вли яние на напряженное и деформированное состояние железобетонных конструкций.
Упругие свойства бетона оценивают с помощью на чального модуля упругости бетона £б, определяемого из испытаний призм на сжатие по показателям начальной части зависимости о — е (см. прил. III).
■Модуль полных деформаций бетона, или модуль упругопластичности бетона Е в — величина переменная. З а
висимость между величинами Еъ и Ев определяют на основании рис. II.4 из соотношений:
|
аб = Е6г и аб = £б(еу + еп); |
Ел = |
8у + 8П■ЕГ = \Е ., где v = -8У+ еп |
Коэффициент v отражает соотношение упругой части деформации бетона к ее полной величине. По данным опытов для сжатого бетона значения v изменяются от 1 до 0,2—0,15. В СНиП (см. прил. I, п. 5) значения ко эффициента v установлены с учетом влажности воздуха.
Бетон обладает высокой огнестойкостью, способен более длительное время, чем многие строительные материалы, сопротивляться действию огня, обеспечивая несущие и эксплуатационные функции конструкций.
Применение обычного тяжелого бетона возможно и для конструкций, находящихся в условиях системати ческого воздействия повышенных температур порядка
22
50—200° С (см. прил. I, н. 12). |
В качестве вяжущего |
используется портландцемент |
(шлакопортландцемент), |
а в качестве заполнителей — граниты, доломиты, сиени ты, плотные известняковые и другие породы.
Если конструкция должна работать в условиях дли тельного воздействия температур выше 200° С, для ее изготовления применяют жаростойкий бетон. В нем в зависимости от степени нагрева в качестве вяжущих используют глиноземистый цемент, портландцемент, жидкое стекло с отвердителями (кремнефтористым на трием, нефелиновым шламом) и с тонкомолотыми до бавками (шамотными, магнезитовыми, шлаковыми, зольными и др.). Заполнителями служат хромит, дио рит, базальт, диабаз, андезит, шамотный и кирпичный бой, доменный и котельный шлаки.
Бетон весьма долговечный материал. В нормальных условиях его структура и прочность не нарушаются не ограниченно долгое время.
В условиях агрессивных сред — газовой (наличие кислых газов в сочетании с повышенной влажностью), жидкой (растворы кислот, щелочей, солей, растворите ли, масла, растворы сахара), твердых материалов (агрессивная пыль в сочетании с высокой влажностью воздуха, уголь, многие руды, соли, шлаки и т. д.) — бетон преждевременно разрушается.
Стойкость бетона к воздействию агрессивных фак торов можно повысить проведением ряда мероприятий, среди которых: 1) повышение плотности бетона, что достигается надлежащим подбором его состава, выбо ром соответствующего вида цемента и метода уплотне ния при укладке бетонной смеси; 2) снижение фильтру ющей способности бетона, что связано с применением бетонов с малым водоцементным отношением и с вве дением в бетон особых уплотняющих добавок; 3) ис пользование специальных кислотостойких вяжущих и заполнителей.
В зависимости от степени агрессивности среды на значают следующие средства защиты конструкций (см. прил. I, п. 9): повышение стойкости обычного тяжело го бетона; обработку его поверхностного слоя флюатированием, пропитку высокомолекулярными соедине ниями и т. д.; покрытие специальными лаками, крас ками, эпоксидными смолами; устройство химически стойких защитных покровных слоев из керамических
23
плит или пластбетонов на полимерных вяжущих или с полимерными добавками и пропитками.
Впромышленно-гражданском строительстве помимо обычного тяжелого бетона применяют также бесцементные бетоны на плотных заполнителях (силикатные, на шлаковых вяжущих, гипсовые), бетоны на пористых за полнителях (керамзите, аглопорите, шлаковой пемзе, пер лите, туфах и др.), ячеистые бетоны. Для несущих кон струкций санитарно-технических сооружений эти бетоны широкого применения не нашли; для изоляции газопро водов используют бетоны на пористых заполнителях не которых разновидностей.
Взависимости от объемной массы различают тяже лые бетоны (объемной массой рб>1800 кг/м 3) и легкие бетоны (рб<Д800 кг/м3). В СНиП (прил. I, п. 5) вве
дены |
также особо тяжелые |
(рс>2500 кг/м 3), облегчен |
ные |
(1800 кг/м3> р б ^ 2 2 0 0 |
кг/м 3), особо легкие (р е ^ |
^ 5 0 0 кг/м3) бетоны. |
|
|
§ «1.3. АРМАТУРА
Арматура в железобетонных конструкциях предна значена преимущественно для восприятия растягиваю щих усилий в изгибаемых и растянутых элементах и для усиления сечений сжатых элементов. Необходимое ее количество определяют расчетом на восприятие про ектных нагрузок. Эта арматура называется рабочей.
Для восприятия усилий от усадочных и температур ных деформаций бетона, монтажных нагрузок, для обеспечения проектного положения арматуры в элемен тах конструкций и по некоторым другим соображениям ставят монтажную арматуру.
Оба вида арматуры — рабочую и монтажную — объ единяют в арматурные изделия — сварные и вязаные сетки и каркасы (плоские и пространственные), кото рые соответствующим образом размещают в железобе тонных элементах (рис. II.6).
Стальная арматура для железобетонных конструк ций в зависимости от технологии изготовления подраз деляется на горячекатаную стержневую и холоднотяну тую проволочную.
Под стержнем подразумевается арматура любого диаметра независимо от того, поставляется она в прут ках или мотках. Стержневая арматура, проходящая после прокатки (в целях упрочнения) термическую об-
24
Рис. 11.6. Железобе тонные эле менты и их арматура
а—сетка; о — плоские кар касы; в—про странствен ный каркас; / —плита; 2 — балка; 3 —ко лонна
-V
та
Л-
Рис. 11.7. Стержневая арматура периодическо го профиля классов
а-А-11; б-А-Ш; в - A-1V и A-V
25