|
| |
  |
Перейти на главную Журналы дартного отклонения. Призмы и цилиндры дают аналогичную картину (рис. 8.17). Влияние размеров, разумеется, отмечено не только для бетона, но также и для ангидрита и других материалов. Эти эксперименталь-  110 105 О Sil Щ2 т Цд Размер куба в см Рис. 8.16. Прочность на сжатие кубов разного размера I so 15,2 П5 иьр 61.0 76,? Диаметр цилиндра б см Рис. 8.17. Прочность на сжатие цилиндров разного размера ные данные представляют интерес, так как прежде влияние размеров приписывали разным причинам: действию стенок, отношению размеров образца к максимальным размерам заполнителя, внутренним напряжениям, вызванным разницей температуры и влажности на поверхности и в глубине образца, тангенциальным напряжениям при контакте плит испытательной машины с образцом и возникающем при этом трении или изгибе плиты, а также различиями в эффективности методов, ухода за бетоном. Последнее предположение,, например, было опровергнуто Гоннерманом, результаты опытов которого, представленные на рис. 8.18, показывают,, что образцы бетона разного размера и формы приобретают прочность с одинаковой скоростью. В пределах обычно применяемых размеров образцов влияние размера на прочность невелико, но заметно, и им не следует пренебрегать в научных исследованиях или при работах, требующих высокой точности. Применение образцов меньшего размера дает некоторые преимущества. С ними легче манипулировать, они реже подвергаются случайным повреждениям, для испытаний требуется машина меньшей 35 {5 281,1 210,9 70,3
Возраст ( логаридэмичесиая шкала) Рис. 8.18. ВлиянР1е возраста на прочность при сжатии образцов разного размера и формы (смесь 1:5 по объему) / - кубы 15X15X15 еле; 2 - цилиндры 15X15 см\ 5 - цилиндры 15X31 см\ 4 -призмы 15X15X31 см мощности и уходит меньше бетона, что в лабораторных условиях требует меньших складов и площадей для его твердения, а также меньшего количества заполнителя. С другой стороны, ввиду большего разброса данных, полученных при испытаниях более мелких образцов, их следует испытывать в больших количествах, чтобы получить такую же точность средних значений: вместо трех кубов размером 15,25 см требуется пять-шесть кубов размером 10,15 см или же пять кубов раствора размером 1,25 см вместо двух кубов размером 10,15 см из того же замеса, или четыре куба размером 10,15 см из номинально одинакового замеса. Интересно представить, можно ли экстраполировать влияние размеров на очень большие конструкции и какова прочность массивных конструкций? Указания об ожидаемой прочности больших образцов, выраженной в единицах прочности образца, принятого за единицу, даны на рис. 8.14. Однако прочность бетона в конструкции, где распределение напряжений неизменно отличается от тех, которые имеются в испытываемом образце, не такая, как прочность, вычисленная при испытании на сжатие. Тем не менее имеется качественная связь между этими двумя прочностями, так что вариации прочности испытываемого образца позволяют судить о вариации качества соответствующего бетона в конструкции. Испытание куба при этом имеет большую ценность, но на основании этого испытания нельзя предсказать, при каком напряжении произойдет разрушение элементов конструкции. РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦА И РАЗМЕРЫ ЗАПОЛНИТЕЛЯ Естественно, что размер образца должен быть значительно больше, чем размер самой крупной частицы заполнителя. Имеются различные рекомендации по соотношению минимальных размеров образца и максимальных размеров заполнителя. Например, по BS 1881 : 1952 куб для испытаний должен быть размером не менее 10, 15 см при заполнителе размером 1,9 см, т.е. отношение равно 5,3; при наличии образца в виде куба размером 15,1 см заполнитель может иметь размер 3,8 сж. По стандарту ASTM С 192-57, отношение диаметра цилиндра к максимальному размеру заполнителя должно быть не менее 3, а по спецификации Бюро рекламаций США -не менее 4. Обычно удовлетворительным считают отношение от 3 до 4. Ограничения размеров обусловлены наличием «эффекта стенки»: стенка оказывает влияние на уплотнение бетона, так как количество раствора, необходимого для заполнения пространства между частицами крупного заполнителя и стенкой, гораздо больше, чем для заполнения пустот внутри бетонной массы, поэтому оно превышает соответствующее количество раствора, потребное для хорошо дозированной смеси (рис. 8.19). При испытаниях бетона, содержащего заполнитель размером 1,9 см, для полного уплотнения кубов размером 10,15 см требуется увеличение количества песка, равное 10% общего веса заполнителя, по сравнению со смесью, применяемой для очень больших конструкций. Для восполнения этого недостатка раствора при изготовлении образца иногда добавляют раствор, оставшийся от замеса. Эффект стенки выражен тем значительнее, чем больше отношение поверхности образца к его объему, следовательно, он меньше при испытаниях образца на изгиб, чем в кубах или цилиндрах. Если размер заполнителя превышает допустимые для данного образца пределы, то иногда производят отсев наиболее крупных частиц. Эта процедура называется «мокрым отсеиванием». Отсеивание следует производить быстро, чтобы не допустить высыхания бетона, а просеянный материал необходимо перемешивать вручную. Хотя и можно ожидать, что водоцементное отношение просеянного бетона остается неизменным, но содержание цемента и воды в бетоне возрастает и обычно увеличивается его прочность. Например,, отсеивание частиц размером свыше 1,9 см из смеси, имевшей первоначально максимальные частицы раз-Рис 8.19. Эф- мера 3,8 см, увеличивает прочность бетона на сжатие фект стенки на 7%, а прочность на изгиб - на 15%. По другим данным, отсеивание частиц заполнителя размером от 3,8 до 15,2 см дает увеличение прочности на сжатие на 17-29%. Эти данные отражают не только влияние изменений состава смеси, но также влияние и самого максимального размера заполнителя на прочность бетона. КЕРНЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИИ  Если прочность бетона при испытании на сжатие оказывается ниже установленного предела, то либо бетон в исследуемой конструкции слишком слаб, либо испытываемый куб не отражает точно свойств бетона в конструкции. Последнее предположение часто возникает при обсуждении качества конструкции: кубы могут быть повреждены при схватывании, они могут подвергаться действию низких температур до полного затвердевания или неправильно твердеть, иногда же просто возникает сомнение в правильности результатов испытания на разрушение. Споры обычно разрешаются при испытании образца, сделанного из бетона, взятого из конструкции. Обычно керн вырезают с помощью алмазной буровой коронки. Таким образом получают цилиндрический образец, иногда содержащий кусочки арматуры и имеющий неровные торцовые поверхности. Цилиндр увлажняют, подливают концы и во-влажном состоянии испытывают на сжатие. Влияние отношения высоты образца к диаметру на его прочность было рассмотрено выше. Желательно, чтобы это отношение приближалось к 2; образцы с отношением высоты к диаметру меньше 1 дают ненадежные результаты, а по стандарту BS 1881 : 1952 минимальная величина этого отношения равна 0,95. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 [ 95 ] 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 |
