Несуча здатність та деформативність стінових елементів із пінобетону

Размещено на http://allbest.ru

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

05.23.01 - Будівельні конструкції, будівлі та споруди

НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ ТА ДЕФОРМАТИВНІСТЬ СТІНОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ ІЗ ПІНОБЕТОНУ

ВИКОНАЛА ПОСТЕРНАК ІРИНА МИХАЙЛІВНА

ОДЕСА - 2006

АНОТАЦІЯ

Постернак И.М. Несуча здатність та деформативність стінових елементів із пінобетону. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - Будівельні конструкції, будівлі та споруди. - Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2006р.

Встановлено вплив кількості мінерального наповнювача та його дисперсності на механічні характеристики пінобетону. Застосування мінерального наповнювача дозволяє змінювати ці характеристики в досить широких межах і тім самим більш повно використовувати потенційні властивості пінобетону, зокрема змінювати R до 270%, R_b до 266% і E_b до 82%. Також вивчено коефіцієнт теплопровідності і відносні деформації усадки пінобетону з урахуванням зміни наповнювача та розраховані поліноміальні залежності для їхнього обчислення, при цьому обидві характеристики перебувають у межах нормативних значень.

Аналіз напружено-деформованого стану і характер руйнування пінобетонних стінових елементів показав, що спочатку руйнування носить локальний характер. Надалі, з ростом навантаження, відбувається дуже швидке об'єднання тріщин і як наслідок руйнування стінових елементів, що пояснюється високою структурно-механічною однорідністю й відносно невисокою міцністю пінобетону, які можна регулювати за допомогою зміни наповнювача.

Експериментально обґрунтовано, що несуча здатність (до 75%) і коефіцієнт б (до 16%) залежать від кількості наповнювача та його дисперсності, по яких розраховані поліноміальні залежності. При цьому значення експериментальних і нормативного коефіцієнта б відрізняються до 22%. Запропоновано диференційований коефіцієнт б для розрахунку несучої здатності стінових елементів на дію стискаючої поздовжньої сили, виконаних із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону в залежності від кількості та дисперсності наповнювача.

пінобетон армування стіновий деформований

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відродження і розвиток виробництва виробів та конструкцій з неавтоклавного пінобетону в Україні є стратегічним завданням державного масштабу в будівництві, базуючись на сучасній технології виробництва, його фізико-механічних властивостях і ефективності застосування в будинках. Основна перевага - це широкий діапазон технічних показників і теплоізоляційних властивостей, внаслідок чого ніздрюватий бетон може бути використаний у будівництві в якості конструкційно-теплоізоляційного і теплоізоляційного матеріалу. Також широке використання ніздрюватих бетонів у будівництві дозволить знизити транспортні витрати, зменшити в 5...6 разів витрати стінових матеріалів, зменшити трудомісткість зведення житла, значно зменшити навантаження на фундаменти і тим самим скоротити матеріалоємність зведення будинків. Саме ніздрюватий бетон, маючи унікальні теплофізичні властивості, забезпечує створення сприятливих і комфортних умов у приміщеннях будинків. Всім цим позитивним властивостям ніздрюватого бетону найбільшою мірою відповідає неавтоклавний пінобетон, на структуру якого впливають мінеральні наповнювачі. З огляду на те, що актуальним залишається питання економії мінеральних ресурсів, при одночасному забезпеченні несучої здатності, міцності та деформативности стінових елементів, виникла необхідність дослідження впливу кварцового наповнювача на характеристики стінових елементів із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону.

Мета роботи: розробка рекомендацій до розрахунку несучої здатності стінових елементів стиснутих з випадковим ексцентриситетом із конструкційно-тепло-ізоляційного неавтоклавного пінобетону, а також дослідження їх характеристик міцності та деформативності під впливом наповнювача.

Задачі дослідження:

- дослідити несучу здатність стінових елементів із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону при зміні армування та наповнювача;

- проаналізувати напружено-деформований стан стінових елементів;

- установити коефіцієнт для розрахунку пінобетонних стінових елементів на дію стискаючої поздовжньої сили при зміні армування та наповнювача;

- розробити рекомендації до розрахунку несучої здатності стінових елементів із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону на дію стискаючої поздовжньої сили;

- експериментально дослідити вплив наповнювача на механічні характеристики конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону та їхню зміну в часі, а також розрахувати залежності;

- встановити залежності для прогнозування теплопровідності і деформацій усадки пінобетону при зміні кількості та дисперсності наповнювача.

Об'єкт дослідження: стінові елементи із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону.

Предмет дослідження: несуча здатність, міцність і деформативність стінових елементів, виконаних із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону з урахуванням зміни кількості наповнювача та його дисперсності.

Методи дослідження: Метод механічного випробування зразків навантаженням з використанням електротензометрії, механічного способу виміру переміщень і фотофіксації схем руйнування. Методи статистичної обробки експериментальних даних з використанням програмного забезпечення, діалогової системи COMPEX, порівняння і узагальнення теоретичних та експериментальних даних.

Наукова новизна отриманих результатів: До теперішнього часу відсутні дані по дослідженню впливу армування та наповнювача на характеристики стінових елементів із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону. Подібні дослідження виконані вперше. На їх основі встановлено:

- запропоновано диференційовані значення коефіцієнта б для розрахунку стінових елементів на дію стискаючої поздовжньої сили, виконаних із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону;

- вивчено вплив і розраховані поліноміальні залежності наповнювача на коефіцієнт б та несучу здатність стінових елементів виконаних із конструкційно-теплоізо-ляційного неавтоклавного пінобетону;

- досліджено напружено-деформований стан і характер руйнування стінових елементів при зміні структури пінобетону;

- вивчено вплив і розраховані поліноміальні залежності кількості наповнювача та його дисперсності на міцність і деформативність конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону у віці 28, 90 і 180 діб;

- досліджено вплив і розраховані поліноміальні залежності кількості та дисперсності наповнювача на коефіцієнт теплопровідності і деформації усадки пінобетону.

Практичне значення отриманих результатів. Оптимальне проектування стінових елементів можливо при раціональному співвідношенні необхідної несучої здатності, деформативности та достатньої теплопровідності. Запропоновано диференційовані значення коефіцієнта б в залежності від дисперсності та кількості наповнювача. Отримано поліноміальні залежності впливу наповнювача на міцність, деформативність та фізичні характеристики пінобетону, а також на несучу здатність стінових елементів і коефіцієнт б. Результати дисертаційної роботи використовуються в науково-дослідній роботі студентів, а також впроваджені при проектуванні та виробництві стінових елементів на заводі ЗБК Одеської залізниці.

Особистий внесок здобувача. Самостійно автором отримані такі результати:

- огляд літературних даних по впливу наповнювачів на фізико-механічні характеристики виробів і конструкцій із ніздрюватих бетонів;

- вивчено вплив і розраховані поліноміальні залежності кількості та дисперсності

наповнювача на міцність і початковий модуль пружності конструкційно-теплоізо-ляційного неавтоклавного пінобетону у віці 28, 90 і 180 діб, а також коефіцієнт теплопровідності та відносні деформації усадки;

- досліджено напружено-деформований стан і характер руйнування стінових елементів при зміні структури пінобетону;

- вивчено вплив і розраховані поліноміальні залежності кількості та дисперсності наповнювача на коефіцієнт б і несучу здатність пінобетонних стінових елементів;

- запропоновано диференційовані значення коефіцієнта б для розрахунку стінових елементів із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону на дію стискаючої поздовжньої сили.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована необхідність проведення теоретичних та експериментальних досліджень несучої здатності та деформативності стінових елементів із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону (КТ НПБ) при зміні армування, а також кількості та якості мінеральних наповнювачів, сформульовані мета та задачі досліджень, наукова новизна і практичне значення роботи.

Розділ 1. Викладений стан питання та сформульовані задачі досліджень. Пінобетоном переймалися наступні вчені: Е.С. Байер, О.Т. Баранов, К.И. Бахтіяров, Ж.С. Белякова, Н.В. Богданов, В.І. Большаков, О.О. Брюшков, Г.О. Бужевич, Е.Г. Величко, В.М. Вировий, Х.С. Воробйов, М.Н. Гензлер, О.Б. Голишев, Б.М. Гладишев, О. Граф, Г.Д. Дібров, Ю.О. Закорчемний, О.І. Іванов. Аналіз робіт, згаданих вище вчених, окреслив чотири основних періоди розвитку пінобетону в нашій країні і за кордоном з часів його першого отримання та до наших днів. Проаналізовані фізико-механічні характеристики пінобетону. Відзначені основні аспекти ефективності пінобетону та енергозбереження при його виробництві (невисокі витрати та вартість сировинних матеріалів). Огляд виробів і конструкцій з ніздрюватого бетону застосовуваних у цивільному та промисловому будівництві показав, що ці конструкції є на сьогоднішній день ефективними та раціональними для стін цивільних будинків. Проаналізовані основні фактори, що впливають на структуру пінобетону, а найбільш докладно мінеральні наповнювачі. Також відзначено, що формування макроструктурних параметрів пінобетону визначаються структурними особливостями піни і властивостями розчинної складової.

При аналізі розвитку способів розрахунку ніздрюватобенонних стінових елементів на дію стискаючої поздовжньої сили простежується тенденція, яка направлена на уточнення виду ніздрюватого бетону та технології його виготовлення, тобто більш повного використання властивостей матеріалу при розрахунку конструкцій, тому необхідно проводити дослідження в цьому напрямку.

Розділ 2. Для одержання експериментальних даних по дослідженню пінобетонних стінових елементів та зразків був виконаний експеримент з використанням апарата математичного планування, що базується на експериментально-статистич-ній поліноміальній моделі:

Y=A₁w₁+A₂w₂+A₃w₃+A₁₂w₁w₂+A₁₃w₁w₃+A₂₃w₂w₃++D₁₁w₁x₁+D₂₁w₂x₁+ D₃₁w₃x₁+b₁₁x₁² (1)

Для одержання статистичних оцінок коефіцієнтів моделі експеримент проводили по спеціально синтезованому в діалоговій системі СОМРЕХ плану (табл. 1).

Таблиця 1. Умови планування експерименту

В експерименті в якості в'яжучого застосовувався портландцемент марки ПЦ I - 500. Як наповнювач застосовувався дрібний кварцовий пісок з різною питомою поверхнею S_y=200, 400 і 600 м²/кг, попередньо розмелений у кульовому млині. Як заповнювач для дослідних зразків застосовувався річковий пісок. В якості піноутворювача використовувався ПБ - 2000 (Росія, м. Іваново).

Експериментальні дослідження проводились на зразках - кубах з розмірами 15х15х15 см, на зразках - призмах з розмірами 15х15х60 см і на армованих зразках - моделях стінових елементів з розмірами 60х80х14 см, при цьому відтворювалися властивості об'єкта - оригіналу на його аналогу - моделі, дотримуючись умов точної (лінійної) або простої подоби.

Таблиця 2. Матриця планування експерименту N=10

Дослідні моделі стінових елементів армувалися звареними просторовими каркасами з арматурного дроту класу Вр-1 Ш4мм (СП - 1_А…СП - 11_А) і арматури класу А240С Ш6мм (СП - 1_Б…СП - 11_Б).

Дослідні зразки виготовляли серіями (3 куба, 6 призм і 2 моделі стінових панелей з різним коефіцієнтом армування) у виробничих умовах на заводі ЗБК Одеської залізниці. Як змішувальний агрегат була використана промислова установка для готування пінобетонної суміші типу УПТП із піногенератором героторного типу

Для дослідження напружено-деформованого стану експериментальних моделей стінових елементів і зразків-призм використовувалися дротяні тензорезистори на паперовій основі з базою 20 мм (ТР1…ТР20), які підключалися до автоматизованого комплексу на базі СИИТ - 3. Для додаткового виміру зазначених деформацій з метою контролю на бічні грані моделі встановлювали індикатори годинного типу: Т1 і Т2 на базі 300 мм із ціною поділки 0,01 мм (поздовжні деформації), Т3 і Т4 на базі 400 мм із ціною поділки 0,001 мм (поперечні деформації). Для контролю горизонтального зсування моделей із площини (прогин у горизонтальному напрямку) по вертикальній осі бічної грані встановлювали прогиномір П1 із ціною поділки 0,01мм. Випробовування моделей стінових елементів статичним короткочасним навантаженням проводилися на стиск до руйнування при шарнірній схемі обпирання на універсальній гідравлічній машині. Під час витримки зразка під навантаженням, аж до руйнування, велось візуальне спостереження за тріщинами. Їх поява і ширина розкриття фіксувалась за допомогою мікроскопа МПБ-2 з 24-х кратним збільшенням.

У кожній точці плану контролювалися відносні деформації усадки (е_sh) та коефіцієнт теплопровідності (л). Після проведення всіх випробувань були отримані основні фізико-механічні характеристики, які представлені в табл. 3, та розраховані в системі COMPEX коефіцієнти експериментально-статистичних моделей.

Таблиця 3. Основні фізико-механічні характеристики КТ НПБ

Розділ 3. Експериментально встановлений вплив кількості мінерального наповнювача (Н=5...15%), а також його дисперсності (S_y= 200, 400 і 600 м²/кг) на кубікову міцність пінобетону, який дозволяє змінювати її від 2,0 до 7,4 МПа (на 270%), також розрахована поліноміальна залежність (2). При цьому максимальні значення R (7,2...7,4 МПа) отримані при Н=10...13% і S_y=400 м²/кг.

ln (Rx10^-1) = 3,635w₁ + 0,782w₁w₂ + 0,334w₁x₁ - 0,300x₁² + 4,274w₂ ± 0w₁w₃ + 0,199w₂x₁+ 4,164w₃ - 0,119w₂w₃ + 0,054w₃x₁ (2)

Застосування наповнювачів у заданих межах дозволяє змінювати призмову міцність пінобетону у віці 28, 90 і 180 діб від 1,8 до 6,6 МПа (на 266%), при цьому максимальні значення R_b (6,0...6,6 МПа) отримані при Н=9...14% і S_y=400 м²/кг, а мінімальне значення R_b²⁸=1,8 МПа отримане при Н=5% і S_y=200 м²/кг. Установлено залежності між кількістю наповнювача, його дисперсністю та призмовою міцністю пінобетону, що виражена поліномами: у віці 28 діб - (3), у віці 90 діб - (4), у віці 180 діб - (5).

ln (R_b²⁸ x 10^-1) = 3,526w₁ + 0,755w₁w₂ + 0,340w₁x₁ - 0,295x₁² + 4,160w₂ ± 0w₁w₃ + 0,201w₂x₁ (3)

4,042w₃ = 0w₂w₃ + 0,058w₃x₁ ln (R_b⁹⁰ x 10^-1) = 3,597w₁ + 0,787w₁w₂ + 0,330w₁x₁ - 0,297x₁² + 4,186w₂ - 0,221w₁w₃ + 0,199w₂x₁ (4)

ln (R_b¹⁸⁰ x 10^-1) = 3,611w₁ + 0,810w₁w₂ + 0,310w₁x₁ - 0,280x₁² + 4,187w₂ ± 0w₁w₃ + 0,193w₂x₁+ 4,103w₃ ± 0w₂w₃ + 0,061w₃x₁ (5)

Досліджено вплив кількості мінерального наповнювача, а також його дисперсності на відносну зміну величини призмової міцності пінобетону у віці від 28 до 180 діб (еR_b¹⁸⁰) та розрахована поліноміальна залежність (6). Застосування кварцових наповнювачів у заданих межах дозволяє змінювати еR_b¹⁸⁰ від 0,8% (Н=15% і S_y=400 м²/кг) до 24,6% (Н=5%, S_y=400 і 600 м²/кг).

ln (еR_b¹⁸⁰ x10) = 4,395w₁ + 0,982w₁w₂ - 0,230w₁x₁ + 0,178x₁²+ 4,002w₃ + 5,894w₂w₃ ± 0w₃x₁+ 2,830w₂ - 1,134w₁w₃ - 0,879w₂x₁ (6)

Застосування наповнювачів у заданих межах дозволяє змінювати початковий модуль пружності пінобетону у віці 28, 90 і 180 діб від 2300 до 4260 МПа (на 85%), при цьому максимальне значення E_b¹⁸⁰=4260 МПа отримане при Н=15% і S_y=400 м²/кг, а мінімальне значення E_b²⁸=2300 МПа отримане при Н=5% і S_y=200 м²/кг. Область із E_b пінобетону на 28, 90 і 180 діб вище нормативного (3500 МПа) розташована при зміні Н=10...15% і S_y 400, 600 м²/кг. Установлено залежність між H, S_y та E_b пінобетону, що виражена поліномами у віці: 28 діб -(7), 90 діб -(8), 180 діб -(9).

ln E_b²⁸ = 7,863w₁ + 0,102w₁w₂ + 0,090w₁x₁ - 0,032x₁²+ 8,131w₃ - 0,098w₂w₃ + 0,144w₃x₁+ 8,190w₂ ± 0w₁w₃ + 0,185w₂x₁ (7)

ln E_b ⁹⁰= 7,959w₁ + 0,103w₁w₂ + 0,100w₁x₁ - 0,079x₁²+ 8,234w₃ ± 0w₂w₃ + 0,135w₃x₁+ 8,266w₂ + 0,070w₁w₃ + 0,164w₂x₁ (8)

ln E_b¹⁸⁰= 7,941w₁ + 0,107w₁w₂ + 0,104w₁x₁ - 0,050x₁²+ 8,197w₃ ± 0w₂w₃ + 0,151w₃x₁+ 8,256w₂ ± 0w₁w₃ + 0,151w₂x₁ (9)

Експериментально встановлений вплив кількості мінерального наповнювача, а також його дисперсності на відносну зміну величини початкового модуля пружності пінобетону у віці від 28 до 180 діб (еE_b¹⁸⁰) та розрахована поліноміальна залежність (10). Застосування наповнювачів у заданих межах дозволяє змінювати еE_b¹⁸⁰ від 1,2% (Н=15% і S_y=400 м²/кг) до 20,2% (Н=5%, S_y=400 і 600 м²/кг).

ln (еE_b¹⁸⁰x10) = 4,314w₁ - 0,221w₁w₂ + 0,253w₁x₁ + 0x₁²+ 4,155w₃ + 4,012w₂w₃ + 0,158w₃x₁+ 3,539w₂ - 1,252w₁w₃ - 1,074w₂x₁ (10)

Вивчено коефіцієнт теплопровідності та відносні деформації усадки пінобетону з урахуванням зміни наповнювача й встановлені поліноміальні залежності для їхнього обчислення (11) і (12). Коефіцієнт теплопровідності змінюється від 0,192 до 0,231 Вт/м·⁰С (на 17%), а відносна деформація усадки від 2,14 до 2,91 мм/м (на 26%), при цьому обидві ці характеристики перебувають у межах нормативних значень.

л = 0,208w₁ ± 0w₁w₂ ± 0w₁x₁ - 0,016x₁²+ 0,231w₃ ± 0w₂w₃ ± 0w₃x₁+ 0,225w₂ ± 0w₁w₃ - 0,014w₂x₁ (11)

е_sh = 2,573w₁ - 0,077w₁w₂ + 0,255w₁x₁ ± 0x₁²+ 2,630w₃ + 0,540w₂w₃ + 0,280w₃x₁+ 2,300w₂ - 0,437w₁w₃ + 0,160w₂x₁ (12)

Розділ 4. Проведений аналіз напружено-деформованого стану і характеру руйнування моделей стінових елементів СП1_А, СП1_Б, СП6_А, СП6_Б, СП7_А, СП7_Б, СП10_А, СП10_Б показав, що спочатку руйнування носить локальний характер, а надалі, з ростом навантаження, відбувається дуже швидке "лавинне" об'єднання тріщин, що пояснюється структурно-механічною однорідністю і відносно невисокою міцністю пінобетону. Руйнування моделей стінових елементів СП2_А…СП5_А, СП2_Б...…СП5_Б, СП8_А, СП8_Б, СП9_А, СП9_Б, СП11_А, СП11_Б відбувалося менш інтенсивно, що пояснюється структурно-механічною однорідністю і більш високою міцністю пінобетону.

Розрахунок стислих пінобетонних стінових елементів, армованих симетричною конструктивною арматурою, проводиться за умови:

N ? б ц_b R_b A, (13)

де N - поздовжня стискаюча сила; ц_b - коефіцієнт, що залежить від навантаження (N_l/N) і розмірів (l₀/h); R_b - призмова міцність, МПа; A - площа поперечного перерізу елемента, м²; б - коефіцієнт, прийнятий рівним для бетону: б=0,85 - ніздрюватого автоклавного; б=0,75 - ніздрюватого неавтоклавного.

Досліджено вплив армування та мінерального наповнювача на несучу здатність пінобетонних моделей стінових елементів і встановлені поліноміальні залежності (14) і (15).

Застосування наповнювачів дозволяє змінювати несучу здатність від 149 до 612 кН (на 75,7%), при цьому максимальні значення N^exp (572…612 кН) отримані при Н=10...12,5% і S_y=400 м²/кг, а мінімальне значення N^exp (149…151 кН) отримане при Н=5% і S_y=200 м²/кг (табл. 4).

ln N_A^exp = 5,670w₁ + 1,068w₁w₂ + 0,371w₁x₁ - 0,295x₁²+ 6,237w₃ ± 0w₂w₃ + 0,101w₃x₁+ 6,363w₂ - 0,170w₁w₃ + 0,120w₂x₁ (14)

ln N_Б^exp = 5,697w₁ + 1,058w₁w₂ + 0,343w₁x₁ - 0,337x₁²+ 6,256w₃ ± 0w₂w₃ + 0,097w₃x₁+ 6,417w₂ ± 0w₁w₃ + 0,114w₂x₁ (15)

Таблиця 4. Характеристики експериментальних моделей пінобетонних стінових елементів

Вивчено вплив кількості мінерального наповнювача і його дисперсності, а також армування на коефіцієнт б моделей стінових елементів із КТ НПБ. Під впливом дослідних факторів коефіцієнт б змінюється від 0,804 до 0,960 (на 16,3%), при цьому максимальні значення б (0,9...0,96) отримані при Н=5...10% і S_y=400 м²/кг, а мінімальні значення б (0,804…0,809) отримані при Н=5% і S_y=200 м²/кг та Н=15% і S_y=400 м²/кг Розраховані залежності між кількістю наповнювача, його дисперсністю і коефіцієнтами б, які виражені за допомогою поліномів (16) і (17).

б_А = 0,819w₁ + 0,233w₁w₂ + 0,015w₁x₁ ± 0x₁²+ 0,855w₃ ± 0w₂w₃ + 0,030w₃x₁+ 0,874w₂ ± 0w₁w₃ - 0,069w₂x₁ (16)

б_Б = 0,843w₁ + 0,277w₁w₂ ± 0w₁x₁ - 0,034x₁²+ 0,878w₃ - 0,069w₂w₃ + 0,039w₃x₁+ 0,916w₂ ± 0w₁w₃ - 0,078w₂x₁ (17)

Аналіз впливу армування при різному виді арматурного прокату і коефіцієнтів армування показав, що відносні зміни по несучій здатності (до 3,99%) і коефіцієнту б (до 3,34%) не мають істотного впливу, отже, несуча здатність і коефіцієнт б залежать від кількості та дисперсності мінерального наповнювача і не залежать від армування.

Таблиця 5. Нормативне та експериментальні значення коефіцієнта

Запропоновано диференційований коефіцієнт б для розрахунку несучої здатності стінових елементів на дію стискаючої поздовжньої сили, в залежності від застосовування кількості та дисперсності наповнювача, по табл. 6. Коефіцієнт б у структурному виді по дисперсності і кількості наповнювача:

Таблиця 6. Експериментальні та рекомендоване значення коефіцієнтА

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Експериментально обґрунтовано, що несуча здатність (до 75%) і коефіцієнт б (до 16%) залежать від кількості наповнювача та його дисперсності, по яких розраховані поліноміальні залежності (14)…(17). При цьому значення експериментальних і нормативного коефіцієнта б відрізняються до 22%.

2. Аналіз напружено-деформованого стану та характеру руйнування пінобетонних стінових елементів показав, що спочатку руйнування носить локальний характер. Надалі, з ростом навантаження, відбувається дуже швидке об'єднання тріщин і як наслідок руйнування стінових елементів, що пояснюється високою структурно-механічною однорідністю й відносно невисокою міцністю пінобетону, які можна регулювати за допомогою зміни наповнювача.

3. Проаналізовано вплив армування, при різному виді арматурного прокату і коефіцієнті армування, який показав, що відносні зміни по несучій здатності (до 3,99%) і коефіцієнту б (до 3,34%) не мають істотного впливу та не залежить від армування.

4. Запропоновано диференційований коефіцієнт б для розрахунку несучої здатності стінових елементів на дію стискаючої поздовжньої сили, виконаних із конструкційно-теплоізоляційного неавтоклавного пінобетону в залежності від застосовуваної кількості і дисперсності наповнювача.

5. Установлено вплив кількості наповнювача і дисперсності на механічні характеристики пінобетону (R, R_b²⁸, R_b⁹⁰, R_b¹⁸⁰, еR_b¹⁸⁰ E_b²⁸, E_b⁹⁰, E_b¹⁸⁰, еE_b¹⁸⁰). Застосування наповнювача дозволяє змінювати ці характеристики в досить широких межах і тім самим більш повно використовувати потенційні властивості пінобетону, зокрема змінювати R до 270%, R_b до 266% і E_b до 82%. При цьому максимальні значення міцності отримані при Н=9...14% і S_y=400 м²/кг, а область із початковим модулем пружності вище нормативного розташована при зміні Н=10...15% і S_y=400, 600м²/кг.

6. Запропоновано залежності кубікової міцності, призмової міцності та початкового модуля пружності у віці 28, 90 і 180 діб від кількості і дисперсності наповнювача, що виражені за допомогою наведених поліномів другого ступеня.

7. Вивчено коефіцієнт теплопровідності і відносні деформації усадки пінобетону з урахуванням зміни наповнювача та розраховані поліноміальні залежності для їхнього обчислення. Коефіцієнт теплопровідності змінюється до 17%, а відносна деформація усадки до 26%, при цьому обидві ці характеристики перебувають у межах нормативних значень.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Костюк А.И., Постернак С.А., Постернак И.М. Обзор развития, состояния и применения конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона в конструкциях и изделиях// Вісник ОДАБА: зб. наук. праць. Вип. № 10. Одеса, ОДАБА, 2003. - С. 109 - 116. (Внесок здобувача - огляд доцільності застосування конструкцій із КТ НПБ та окресленні задачі досліджень).

2. Костюк А.И., Постернак И.М., Постернак А.А., Постернак С.А. К методике планирования и проведения экспериментальных исследований стеновых элементов из неавтоклавного пенобетона// Вісник ОДАБА: зб. наук. праць, вип. № 12. Одеса, ОДАБА, 2003. - С. 143 - 148. (Внесок здобувача - проаналізована методика математичного планування експерименту та обґрунтовано її застосування).

3. Постернак И.М., Костюк А.И., Постернак С.А., Постернак А.А. Конструкционно-теплоизоляционный неавтоклавный пенобетон в конструкциях и изделиях // Вісник ДонДАБА: зб. наук. праць, вип. 2004-3(45). Макіївка, 2004. - С. 89 - 92. (Внесок здобувача - проведення експерименту та обробка результатів).

4. Постернак И.М., Костюк А.И., Постернак С.А., Постернак А.А. Влияние количества и качества наполнителя на призменную прочность конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: зб. наук. праць, вип. № 11. Рівне, УДУВГП, 2004. - С. 88 - 92. (Внесок здобувача - обґрунтування мети та задач досліджень, виконання експериментальних робіт, математична обробка отриманих результатів, вивчення впливу наповнювачів на призмову міцність та формулювання висновків).

5. Постернак И.М., Костюк А.И., Постернак С.А., Постернак А.А. Влияние количества и качества наполнителя на начальный модуль упругости конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона // Вісник ОДАБА: зб. наук. праць, вип. № 16. Одеса, ОДАБА, 2004.- С. 181 - 187. (Внесок здобувача - проведення експерименту, обробка результатів, вивчення впливу наповнювачів на початковий модуль пружності та формулювання висновків).

6. Костюк А.И., Постернак И.М., Постернак А.А., Шегера Д.А., Постернак С.А. Структурные аспекты разрушения стеновых элементов из конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона // Вісник ОДАБА: зб. наук. праць, вип. № 17. Одеса, ОДАБА, 2005.- С. 142 - 146. (Внесок здобувача - обґрунтування мети та задач досліджень та аналіз характеру руйнування стінових елементів).

7. Постернак И.М., Костюк А.И., Постернак А.А., Шегера Д.А., Постернак С.А. Деформативность пенобетона с учетом изменения наполнителя // Науковий вісник будівництва: вип. № 31. Харків, ХДТУБА, 2005. - С. 97 - 103. (Внесок здобувача - проведення експерименту, обробка результатів, вивчення впливу наповнювачів на початковий модуль пружності в часі та формулювання висновків).

8. Постернак И.М. Несущая способность конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона с учетом изменения структуры // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: зб. наук. праць, вип. №12. Рівне, УДУВГП, 2005.- С. 276 - 279.

9. Постернак И.М., Костюк А.И., Постернак А.А., Постернак С.А. Несущая способность стеновых элементов из КТ НПБ при изменении армирования // Вісник ОДАБА: зб. наук. праць, вип. № 18. Одеса, ОДАБА, 2005.- С. 217 - 220. (Внесок здобувача - проведення експериментальних досліджень, аналіз впливу армування на несучу здатність стінових елементів та формулювання висновків).

10. Постернак И.М. Влияние наполнителя на коэффициент б для расчета несущей способности стеновых элементов из КТ НПБ // Коммунальное хозяйство городов: науч.-техн. сб., Вып.63. - К.: Техника, 2005.- С. 101 - 104.

11. Постернак И.М. К расчету стеновых элементов из конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона на действие сжимающей продольной силы // Вісник ОДАБА: зб. наук. праць, вип. № 18. Одеса, ОДАБА, 2005.- С. 212 - 216.

12. Постернак И.М., Костюк А.И., Постернак А.А., Постернак С.А. Стеновые элементы из конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона // матеріали VIII міжнародної науково-практичної конференції "Наука і освіта 2005", том 55 “Будівництво та архітектура”. Дніпропетровськ, Наука і освіта, 2005. - С 33 - 37. (Внесок здобувача - обробка результатів та формулювання висновків).

Размещено на Allbest.ru