Влияние возраста высокопрочного сталефибробетона на его физико-механические и реологические свойства

• Автор: Мишина, Александра Васильевна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Обзор экспериментальных исследований высокопрочных бетонов
1.2. Обзор исследований сталефибробетона
1.3. Общее описание явления ползучести бетона
1.4. Теории ползучести
1.5. Линейный вариант теории ползучести
1.6. Нелинейные варианты теории ползучести
1.7. Выводы по главе
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ И РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНОГО ПОРОШКОВОГО СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
2.1. Содержание эксперимента
2.2. Состав и свойства бетонной смеси
2.3. Методика экспериментальных исследований
2.4. Результаты испытаний
2.5. Выводы по главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ КРАТКОВРЕМЕННЫХ
ИСПЫТАНИЙ
3.1. Призменная прочность и модуль упругости
3.2. Диаграмма деформирования бетона при сжатии
3.3. Выводы по главе
4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ДЛИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Деформации усадки
4.2. Деформации простой ползучести
4.3. Описание мер ползучести при разгрузке
4.4. Определение деформаций ползучести при ступенчато возрастающих
режимах нагружения
4.5. ВЫВОДЫ по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Справка о внедрении

ВВЕДЕНИЕ
Для повышения эффективности строительного производства, снижения стоимости и трудоемкости технологических процессов, экономного использования материальных и технических ресурсов требуется использование новых прогрессивных материалов. Все большее применение в строительстве находят высокопрочные порошковые бетоны, получаемые благодаря применению современных модификаторов и тонкодисперсных минеральных заполнителей. Такие бетоны обладают высокой прочностью и однородностью структуры, повышенной тиксотропией бетонной смеси, облегчающей его транспортировку, укладку и уплотнение. Однако наряду с очевидными преимуществами высокопрочных порошковых бетонов, этот материал имеет существенный недостаток по сравнению с традиционными бетонами: хрупкость. Это является одной из причин, ограничивающей широкое применение высокопрочного порошкового бетона в строительстве. Предлагаемым вариантов решения этой проблемы является добавление в бетонную матрицу стальной фибры. Таким образом, создается пространственный каркас, повышающий стойкость к трещинообразованию и вязкость разрушения бетона. Также улучшаются прочностные и деформативные характеристики бетона. Несмотря на то, что, как и в нашей стране, так и за рубежом исследования сталефибробетона ведется достаточно давно, информации о физико-механических и реологических свойствах сталефибробетонов сравнительно немного. Данная работа направлена на устранение этого пробела.
Цель диссертационной работы
Разработка и усовершенствование теоретических зависимостей по описанию изменения основных физико-механических характеристик, деформаций ползучести и усадки нового высокопрочного порошкового сталефибробетона в зависимости от его возраста.

Задачи диссертационной работы:
1. Проведение всесторонних экспериментальных исследований по
определению физико-механических и реологических характеристик нового высокопрочного порошкового сталефибробетона.
2. Изучение изменения основных физико-механических характеристик (модуль упругости, кубиковая и призменная прочность на сжатие, прочность на растяжение) в процессе твердения сталефибробетона.
3. Описание меры ползучести в зависимости от возраста, в котором происходит загружения сталефибробетона, длительности нагружения и уровня приложенной нагрузки. Сравнение теоретических зависимостей с экспериментальными данными.
4. Описание «обратной» ползучести бетона при разгрузке.
5. Проверка основных принципов наложения воздействий при сложных режимах нагружения.
Автор защищает:
1. Результаты комплексных экспериментальных исследований физикомеханических и реологических характеристик высокопрочного сталефибробетона в различном возрасте при кратковременных и длительных нагрузках и их теоретическое описание.
2. Выражения меры ползучести сталефибробетона в области линейного и нелинейного деформирования в молодом и зрелом возрасте, начиная с первых часов нагружения, изменение меры ползучести при разгрузках.
3. Усовершенствование формы записи нелинейной меры ползучести при помощи функции нелинейности.
4. Изменение прочности, модуля упругости и диаграмм « сг - є » для высокопрочного сталефибробетона в зависимости от его возраста.
5. Особенности применения принципа наложения воздействий для высокопрочного сталефибробетона различного возраста при нагрузках и разгрузках.

Полные деформации в момент времени t при переменном во времени напряженном СОСТОЯНИИ (меняющемся ОТ времени Ti до t) для одноосного напряженного состояния определяются по выражению, предложенному
Н.Х. Арутюняном [11]:
= + (1.7)
где первый член - какое-либо возможное значение вынужденной деформации, второй член характеризует упруго-мгновенную деформацию, а третий - деформацию ползучести. При этом ядро ползучести (или, по-другому, наследственная функция влияния первого рода) будет:
L{t,r) = -E{v)^S(t,v) (1.8)

Согласно исследованиям [4, 10, 30] и др., весьма точно мера линейной ползучести C(t, т) описывается формулой, предложенной С.В. Александровским: C(r,f) = ^(r)-F(0-(e'T-А2)-А(т)-е^‘-г) (1.9)
здесь:
<р{т) = Нг)+А(г), F(t)= (i.iO)
причём
а>^>0;0<42<1 (1.11)
здесь, C{t,r)- текущее значение меры ползучести, МПа'1; ср(т) - предельное значение меры ползучести, МПа'1; А (г) - мера быстро натекающей ползучести, МПа'1; у/(т) - разность параметров <р(т) и Л(г) , МПа'1; коэффициент у характеризует скорость затухания деформаций ползучести на длительных интервалах времени, сут’1; коэффициент а характеризует скорость затухания быстро натекающей части деформаций ползучести, сут'1; коэффициент А2 влияет на кривизну графиков мер ползучести образцов, загруженных в молодом возрасте при малых сроках нагружения; t - время, сут; г - возраст образца в момент нагружения, сут.
Также достаточно эффективной и в то же время простой формой записи