О коэффициенте призменной прочности высокопрочных бетонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

О коэффициенте призменной прочности высокопрочных бетонов

А.М. Мкртчян, В.Н. Аксенов

В российской литературе [1] коэффициент призменной прочности, равный соотношению между призменной прочностью (R_b) и кубиковой (R) для бетонов средней прочности рекомендуется определять по следующей формуле:

R_b/R=(0,77-0,00125•R). (1)

Зависимость (1) апробирована и подтверждена многочисленными экспериментами на бетонах средней прочности - классов до В 40…В 50. Возможность использования этой зависимости для высокопрочных бетонов классов В 70…В 120 не исследована [2, 3, 4].

В Еврокоде [4] для таких классов бетона приведен постоянный коэффициент равный 0,8. В работах О.Я. Берга [5] указывается, что зависимость R_b=f(R) носит линейный характер. Для тяжелых бетонов, включая высокопрочные, соотношение R_b/R рекомендуется принимать постоянным, равным 0,783.

С целью изучения свойств высокопрочных бетонов, включая соотношение кубиковой и призменной прочности, был поставлен ряд экспериментов по изучению работы бетонных кубов и призм на центральное сжатие под действием кратковременной нагрузки [6, 7]. Эксперименты проводились в соответствии с требованиями ГОСТ [8, 9] в гидравлическом 250-тонном прессе.

Испытывались стандартные бетонные кубы с размерами грани 150 мм и призмы 150х150х600 мм. Были исследованы бетоны классов В 70, В 80, В 90, В 100, В 110, изготовленные на материалах Республики Армения. В качестве крупного заполнителя применялся базальтовый щебень фракции 5-20 мм, мелкий заполнитель - кварцевый песок с модулем крупности 3,1. Заполнители применялись промытые и высушенные.

Для приготовления высокопрочного бетона использовался бездобавочный портландцемент марки М 500. Производитель - ЗАО "Мика-Цемент" (Mika-Cement, The Armenian Republic). Для обеспечения подвижности смеси при водоцементном отношении В/Ц=(0,2…0,25) в смесь вводился суперпластификатор Mapefluid N200 производства компании Mapei S.p.A., Italy [10]в количестве от 0,5 до 1,0 % от массы цемента.

Средние экспериментальные значения прочности кубов и призм для исследуемых бетонов приведены в таблице № 1. В ней данные опытов дополнены вычисленными значениями коэффициента призменной прочности и их сопоставлением с экспериментом. На рис. 1 в графическом виде показана экспериментальная зависимость призменной прочности от кубиковой, R_b=f(R) для полученных высокопрочных бетонов.

Полученные экспериментальные значения коэффициента призменной прочности 0,769…0,788 (таблица №1) достаточно хорошо согласуются с предложенным О.Я. Бергом значением 0,783, независящим от прочности бетона. Максимальная разница составляет 1,8 % для бетона В 96. Однако в эксперименте выявлена явная тенденция к снижению исследуемого коэффициента с ростом прочности бетона, поэтому принятие постоянного значения коэффициента призменной прочности для бетонов различных классов проведенными экспериментами не подтверждено.

Таблица № 1. Соотношение призменной и кубковой прочности бетонов

Анализируя данные таблицы №1 можно увидеть, что экспериментальные значения коэффициента призменной прочности не соответствуют значениям, полученным по формуле (1). Отклонение экспериментальных значений от полученных по формуле (1) составляет от 14 до 22 %, причём отклонение увеличивается с ростом класса бетона. Из этого следует, что зависимость (1) не отражает особенностей высокопрочных бетонов и необходима ее корректировка.

Рис. 1 - Зависимость призменной прочности от кубиковой

Учитывая полученную экспериментальную зависимость коэффициента призменной прочности от кубиковой прочности, предлагается следующий откорректированный вид зависимости R_b=f(R), обеспечивающий совпадение с экспериментальными данными более чем на 99 % (см. таблицу №1):

R_b =(0,77• -0,00125R)R, (2)

=1,123+0,00115(R-60); R?60 МПа.

На рис. 2 представлен график зависимости коэффициента призменной прочности от кубиковой прочности,

R_b/R=f(R),

на основе данных эксперимента, полученный из формул (1), (2), принятый в еврокоде и по предложению О.Я. Берга.

Рис. 2. - Зависимость коэффициента призменной прочности от прочности образца: 1 - по данным эксперимента; 2 - по стандартной формуле (1); 3 - по предложенной формуле (2) 4 - по предложению О.Я. Берга; 5 - по еврокоду [4]

Как видно из рис. 2, предложенная формула (2), даёт очень близкий результат с экспериментальными данными. Она учитывает снижение коэффициента призменной прочности с повышением класса бетона. Таким образом, зависимость призменной прочности высокопрочных бетонов классов В 70…В 110 от кубиковой рекомендуется определять по формуле (2).

призменная кубковая прочность бетон

Литература

1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции [Текст]. - Введ. 1986-01-01. - М.: Госстрой СССР, 1985. - 80 с.

2. Несветаев, Г.В. Бетоны: учебное пособие [Текст]/ Г.В. Несветаев. - Ростов н/Д: Феникс, 2011. - 381 с.

3. El-mahadi, A. Rheological Properties, Loss of Workability and Strength Development of High-Strength Concrete [Текст]/ El-mahadi Ahmed. - London: MSc. University of London, 2002. - 144 р.

4. EN 1992 Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1: General rules and rules for buildings [Текст]. - Brussels: European Committee for Standardization, 2001. - 52 р.

5. Берг, О.Я. Высокопрочный бетон [Текст]/ О.Я. Берг, Е.Н. Щербаков, Г.Н. Писанко. - М.: Стройиздат, 1971. - 207 с.

6. Кургин, К.В., Маилян Д.Р. О необходимости трансформации базовой аналитической зависимости "_b- _b" бетона. [Электронный ресурс]// "Инженерный вестник Дона", 2011, №4. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2011/712 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

7. Маилян, Д.Р., Несветаев, Г.В. Зависимость относительной несущей способности колонн от относительного эксцентриситета. [Электронный ресурс]// "Инженерный вестник Дона", 2012, №4 (часть 2). - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1334 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

8. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам [Текст]. - Введ. 1991-01-01. - М.: ФГУП "Стандартинформ", 2006. - 30 с.

9. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона [Текст]. - Введ. 1982-01-01. - М.: ФГУП "Стандартинформ", 2005. - 12 с.

10. Mapei Mapefluid N200. - Mapei S.p.A., Italy: [Электронный ресурс]. [2013]. URL: http://www.mapei.com/public/COM/products/704_GB.pdf.

11. Metin Husem, Selim Pul. Investigation of stress-strain models for confined high strength concrete // "Sadhana" Vol. 32, Part 3, June 2007, pp. 243-252. India.

12. Тер-Петросян, П.А. Материаловедение для строителей (руководство) / П.А. Тер-Петросян, А.М. Асирян, Э.А. Мовсисян, Г.В. Ованнисян, Д.Н. Ованнисян, Э.Р. Саакян, В.В. Петросян. Ереван: Наири, 2005. 616 с.

Размещено на Allbest.ru