Деформативные свойства особо тяжелого самоуплотняющегося бетона

2/2011 вестник 2/20L]_МГСУ

ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ОСОБО ТЯЖЕЛОГО САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

DEFORMATION PROPERTIES OF SUPERHEAVY SELF-COMPACTING CONCRETE

Л.Х. Чан, Л.Д. Чумаков Tran Le Hong, L.D. Chumakov

мгсу

Рассмотрены деформативные свойства специальных особотяжелых самоуплотняющихся бетонов, используемые при проектировании конструкций из них.

In article are considered the deformation characteristics of special superheavy concrete from fresh self-compacting concrete mix for structures designs.

B соответствии с современными взглядами [1,2] упругое деформирование бетона обусловливается структурными особенностями многокомпонентного материала, состоящего из цементного камня и заполнителя. Цементный камень рассматривается как многофазная система, состоящая из гелево-кристаллических образований, капиллярных пор, частиц наполнителя и негидратированного цемента.

Соотношение этих элементов структуры в бетоне и характеристика их упругих свойств определяют величину деформаций бетона при кратковременном статическом нагружении.

Модуль упругости бетона определен испытаниями в лаборатории как коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и соответствующей ему относительной продольной упруго-мгновенной деформацией при напряжении, равном 0,3RnpnpH осевом сжатии образца.

Характер зависимости между упругими и прочностными свойствами особотяже-лого бетона определяется двумя конкретными характеристиками бетона - содержанием цементного теста и упругими свойствами особотяжелого заполнителя.

В «Европейском руководстве по самоуплотняющемуся бетону» [3] отмечено, что самоуплотняющийся бетона может иметь немного пониженный модуль упругости по сравнению с обычным вибрированным бетоном из-за повышенного содержания цементного теста.

Экспериментальные данные, полученные, при испытаниях особотяжелого самоуплотняющегося бетона (табл.1), не подтверждают этого.

Более высокие экспериментальные значения модуля упругости особотяжелого самоуплотняющегося бетона, превышающие на 15...20% нормативные значения для обычного тяжелого бетона естественного твердения являются следствием более высокой плотности (=на 30%) испытываемого материала. При этом нужно отметить, что цементное тесто, содержащееся в большем количестве, имеет также повышенную плотность, из-за входящего в его состав баритового наполнителя.

вестник 2/2011

Таблица 1. Значения начального модуля упругости особотяжелого самоуплотняющегося

бетона Е8 при сжатии

Кубиковая прочность, МПа Е8.10"3 По СниП 2.03.01-84* Отношение экспериментального и нормативного значений

Е8.10"3 для класса

32,1 34,6 30,0 В25 1,15

39,7 37,5 32,5 В30 1,15

46,0 41,3 34,5 В35 1,20

Эксплуатационные свойства особотяжелого самоуплотняющегося бетона и его долговечность, в частности трещиностойкость, связаны с его собственными деформациями (аутогенной усадкой).

С современной точки зрения деформации усадки бетона складываются из трех составляющих: контракционной, влажностной и карбонизационной усадки.

Контракционная усадка имеет место в период интенсивного протекания химических реакций между цементом и водой. Так как объем гидратных новообразований меньше объема веществ, вступающих в химическое взаимодействие, то это приводит к изменениям в поровой структуре цементного камня, существенно не влияя на его объемные изменения.

Влажностная усадка вызывается изменением распределения, перемещением и испарением влаги из капилляров цементного камня. Она приводит к объемным изменениям в цементном камне и является основной составляющей суммарной усадки бетона.

Карбонизационная усадка связана с карбонизацией гидроксида кальция в внешних слоях бетона с последующим постепенным проникновением в глубину.

В настоящей работе экспериментально изучались и количественно оценивались величины влажностной и карбонизационной усадки бетона, определенные совместно, без отделения одной от другой.

Усадка наиболее интенсивно развивается в течение первого месяца испытаний, к трем месяцам наблюдается стабилизация деформаций, а через полгода - их затухание

Величина усадки зависит от состава бетона и свойств использованных материалов. Значительной разницы в величинах деформаций усадки исследованных бетонов не отмечено. Деформации усадки особотяжелого бетона с большим объемом цементного камня при большем расходе ЦБВ и баритового наполнителя имеют и наибольшие значения ко времени затухания - до 0,45мм/м у состава 3 по сравнению с 0,38мм/м у состава 4 с меньшим на 50 кг/м3 расходом ЦБВ и следовательно с меньшим объемом цементного камня. Наименьшие деформации усадки у особотяжелого бетона на портландцемента -0,3мм/м (сравнительный состав) объясняются вероятно большим содержанием заполнителя в составе бетона.

Полученные экспериментальные данные об усадке особотяжелого самоуплотняющегося бетона свидетельствуют о том, что величины его усадочных деформаций близки к таковым для обычных бетонов на портландцементе.

Рис. 1. Деформации усадки особотяжелого самоуплотняющегося бетона на портландцементе и цементно-баритовом вяжущем: 1-портландцемент; 2-ЦБВ с 20% и 3 - с 40% баритового наполнителя

Литература

1. Берг О.Я., Щербоков Е.Н., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон М.:Стройиздат, 1971.

2. Хансен T.K. Влияние заполнителя и пористости на модуль упругость бетонный смеси и цементную пасту. "Журнал ACI", vol.62, №2, 1964.

3. BIBM, CEMBUREAU, EFCA, EFNARC, ERMCO. Европейское руководство для самоуплотняющегося бетона. 2005

References

1. Berg O.Ya., SherbokovE.N. Pisanko G.N. High Performance Concrete M.: 1971.

2. Hansen T.C. Influence of aggregate and voids on modulus of elasticity of concrete cement mortar and cement paste. "ACI Journal", vol.62, №2, 1964.

3. BIBM, CEMBUREAU, ERMCO, EFCA, EFNARK. The European Guidelines for Self-Compacting Concrete, Specification, Production and Use.— 2005.

Ключевые слова: высокопрочный бетон, самоуплотняющийся бетон, модуль упругости, усадка, барит, прочность бетона, цемент, заполнитель

Keywords: high performance concrete, self-compacting concrete, modulus of elasticity, shrinkage, barite, strength of concrete, cement, aggregate.

Email: hong.tranle@yahoo.com

Рецензент: Тарасов А. С., кандидат технических наук, ведущий специалист государственного учреждения города Москвы городского координационного экспертно-научного центра «ЭНЛАКОМ»