Проведение исследований [1,2,3] по влиянию структурных параметров бетона на надежность конструкций выявило следующие характеристики: активность цемента после тепловлажностной обработки (ТВО), определяющая распалубочную, передаточную, отпускную прочности бетона и, как следствие, расход цемента. В настоящее время активность цемента после ТВО определяется по ГОСТ 310.4-84.Оценка заключается в механических и резонансных испытаниях призм сечением 7х7х30 см из цементного камня нормальной густоты, прошедшего производственный режим ТВО (выдержка-2 ч., подъем температуры-4 ч., изотермия-8 ч., остывание-2 ч.).
При этом были получены следующие коэффициенты вариации: для цементного камня составлял 3-6%, для заполнителя: объемного и удельного веса -1,2%; удельной поверхности -1,8%; прочности -4,7%. Характеристики заполнителей свидетельствуют о высоком их качестве и позволяют в дальнейшем вероятностным путем оценить их влияние на прочностные свойства бетона [1].
При вероятностной оценке большое значение имеет точность дозирования, так для цемента она составляет 1%, песка - 2%, крупного заполнителя - 2% и воды - 1%. Расход воды определяется удельной поверхностью заполнителей и цемента. Основной вклад в изменчивость водосодержания бетонной смеси обеспечивают колебания водопотребности цемента, влажности заполнителя и точность дозирования. По данным исследований в работе [1] средняя величина коэффициента вариации расхода воды составляет 3,2%.
В [4, 5] исследовано влияние типа крупного заполнителя, а также формы и крупности его зерен на прочности при сжатии и растяжении и модуль упругости бетонов, имеющих в 28-суточном возрасте прочность при сжатии 30, 60 и 90 МПа. Применительно к бетонам с конечной прочностью 30 МПа различие между прочностными характеристиками на разных заполнителях снижается. Тип крупного заполнителя оказывает значительное влияние на характер разрушения. Содержание примесей в заполнителе также неблагоприятно влияет на прочность бетона при сжатии.
С учетом влияния технологических факторов на прочность бетона после ТВО на комбинате "Братскжелезобетон" была получена следующая аналитическая зависимость [1]:
, (1)
где 
- призменная прочность бетона после ТВО; 
- призменная прочность цементного камня нормальной густоты; Ц - количество цемента; В - количество воды; VВ - объем бетона; n - коэффициент, зависящий от вида и качества заполнителей; a - коэффициент, зависящий от объема воздушных пор и их структуры; К1, К2, К3 - соответственно коэффициенты, принимаемые в зависимости от химико-минералогического состава цемента; Т - температура изотермического прогрева.
Используя метод линеаризации функции для вероятностных расчетов, на основании зависимости (1) можно получить среднеквадратическое отклонение (СКО) прочности бетона после пропаривания, т.е. изменчивость прочностных свойств бетона можно получить с помощью неразрушающих методов.
Оценка напряженно-деформированного состояния предварительно-напряженных железобетонных конструкций показала, что при расчетах по оценке надежности также необходимо учитывать влияние армирования (площади сечения и расположения арматуры в сечении элемента) [6, 7] и изменчивость механических свойств и предварительного натяжения высокопрочной стали [1]. Для горячекатаной стержневой арматуры коэффициент вариации временного сопротивления и предела текучести соответственно равен 4-7% и 5-10%, для термически упрочненной арматуры этот показатель повышается соответственно до 5-13% и 8-20%. Высокопрочная проволока обладает сравнительно малой изменчивостью временного сопротивления, коэффициент вариации которого составляет около 5%. Однако, при оценке сопротивления прядей и канатов следует учитывать эффект совместной работы проволок. В соответствии с этим, увеличение количество проволок снижает изменчивость сопротивления арматуры и уменьшает проявление изменчивости сопротивления по длине. Вследствие неоднородности материалов по составу и физико-механическим свойствам, а также неточности натяжения арматуры величина коэффициента вариации предварительного натяжения составила 13-20%.
Интегральной характеристикой всех технологических факторов, связанных с арматурными работами, является прочность сварных соединений [1]. Технологическим регламентом предусмотрено, что если коэффициент вариации увеличивается выше 10%, сварочная машина или станок останавливается для ремонта или регулировки.
Следовательно, структура железобетонной конструкции представляет собой систему, свойства которой подвержены значительному разбросу по прочности и деформативности, механизму трещинообразования и характеру разрушения. Эти характеристики зависят от прочностных и деформативных свойств каждого отдельного компонента, входящего в состав железобетона; от качества сцепления арматуры с бетоном; характера распределения заполнителя в бетоне; геометрических размеров конструкции, технологических факторов и т.д.
На основании анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований, можно выделить следующие технологические факторы, влияющие в значительной степени на прочность и надежность конструкций: активность цемента после ТВО; качество заполнителей; водоцементное отношение; объем воздухововлечения; режим перемешивания бетонной смеси, ее уплотнение и тепловая обработка. В момент передачи напряжения с арматуры на бетон оказывает влияние уровень предварительного натяжения арматуры, передаточная прочность бетона и площадь напрягаемой арматуры; на несущую способность конструкции - прочностные свойства арматуры, ее положение и площадь сечения. Вышеперечисленные параметры оказывают влияние практически только на прочность, при этом до настоящего времени не изучены в достаточной степени факторы, влияющие на процесс образования и развития трещин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Влияние технологических факторов на изменчивость свойств материалов, конструкций при производстве сборного железобетона. Обзорная информация //Самарин Ю. А. - М.: Информэнерго, 1989. - 60 с
- Соломатов В.И., Арбеньев А.С., Матвеев В.А., Хромова Т.В. Обоснование зависимости прочности бетона от активности и расхода цемента // Бетон и железобетон. - 1999. - №2. -
с. 6-8. - Косач А.Ф. Влияние ТВО на эксплуатационные свойства бетона // Известия вузов. Строительство. - 2003. - №7. - с. 47-50.
- Клевцов В. А. Учет изменчивости свойств материалов и геометрии сечений при расчете статически неопределимых ферм - В кн.: Предварительно-напряженные конструкции зданий и инженерных сооружений. Под ред. Г. И. Бердичевского. - М.: Стройиздат, 1977. - 207 с.
- Гуща Ю.П., Ларичева И.Ю., Саканов К.Т. Влияние формы поперечного сечения элементов на прочность, трещиностойкость и деформативность // Бетон и железобетон. - 1987. - №5. - с. 19-20.
- Тамразян А.Г., Дудина И.В. Влияние изменчивости контролируемых параметров на надежность преднапряженных балок на стадии изготовления // Жилищное строительство. - 2001. - №1. - с. 16-17.
- Маркаров Н. А., Кваша Г. А., Тимощук Н. С. Исследование напряженного состояния предварительно-напряженных ферм в доэксплуатационной стадии - В кн.: Предварительно-напряженные конструкции зданий и инженерных сооружений. Под ред. Г. И. Бердичевского. - М.: Стройиздат, 1977. - 207 с.
Библиографическая ссылка
Калаш О.А., Дудина И.В. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 4. – С. 99-101;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=2884 (дата обращения: 16.10.2024).