Основные закономерности деформирования обычного и жаростойких бетонов при нагреве

• Автор: Ушаков, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 239 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи работы.

1.1. Обзор исследований термостойкости бетонов И

1.2. Обзор исследований общих закономерностей трещиностойкости и долго

вечности бетонов.

1.3. Цель и задачи работы.

1.4. Выводы по главе

2. Методики определения влияния нагрева на сорбционные свойства и ха

рактеристики пористой структуры бетонов

2.1. Сорбционные свойства.

2.1.1. Основные положения и методика исследований.
2.1.2. Экспериментальные данные
2.2. Удельная поверхность.
2.3. Интегральная и дифференциальная пористость.
2.4. Определение параметров структуры и пористости бетонов в зависимости
от температуры нагрева.
2.5. Определение прочности, модуля упругости и основных характеристик трещиностойкости обычных и жаростойких бетонов
2.6. Методика математического планирования эксперимента.
2.7. Планирование эксперимента в работе.
3. Разработка теоретических основ, испытательного оборудования и методи
ки испытаний образцов из бетона на трещиностойкость
3.1. Понятие модуль хрупкости, уточнение понятия хрупкость
3.2. Модель механизма аккумулирования поверхностной энергии.
3.3. Реологическая модель разрушаемого образца
3.4. Расчетная модель испытательных систем
3.5. Упрощенный анализ возможности стабильного разрушения образцов
3.6. Определение интегральной жесткости испытательной машины Км
3.6.1. Определение Км с помощью автономного силовозбудителя.
3.6.2. Определение по результатам неравновесного разрушения образца.
3.6.3. Определение Кы с помощью устройства со срезаемой шпонкой
3.7. Разрабо тка испытательного оборудования и методики эксперимента
3.7.1. Разработка стенда с упругим кольцевым элементом противодавления .
3.7.2. Разработка методики проведения эксперимента
3.7.3. Разработка стенда с элементом противодавления в виде скобы
3.7.4. Стенд с составным кольцевым элементом противодавления
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Механика разрушения (теория трещин), получившая свое дальнейшее развитие в последующие годы, дает возможность анализа процесса зарождения и роста трещин в зависимости от интенсивности поля напряжений и деформаций у устья трещины. Применение силовых (Кс), энергетических (Ог) и деформативных (8с) критериев в условиях наиболее опасного, нормального отрыва (где К]С - критический коэффициент интенсивности напряжений, вг-удельная энергия разрушения, 5С - критическое раскрытие трещин) позволяет разделить процесс трещинообразования и разрушения бетона на две стадии, докритическую и критическую, а также управлять этим процессом, допуская работу этих материалов в условиях регламентированного разрушения [,, , ]. Структура бетона характеризуется большим количеством дефектов (микро- и макропоры, микротрещины, вид заполнителей и др. Под действием нагрузки в окрестности таких дефектов происходит значительная концентрация напряжений, вызывающих рост уже имеющихся и зарождение, развитие новых трещин. Теоретическую оценку прочности твердого тела можно получить из анализа сил межатомного взаимодействия. Теоретическая прочность твердых тел примерно на два десятичных порядка выше их реальной прочности []. Как указано выше, объяснение этим несоответствиям для хрупких тел впервые было дано А. Гриффитсом []. Е - модуль упругости материала. В момент потери устойчивости напряжение и длина трещины принимают критические значения ос и ас(в условиях нормального отрыва соответственно а! Структура бетона имеет множество дефектов, которым относятся как дефекты матрицы в виде пор, капилляров, трещин, так и наличие пограничного слоя между материалом матрицы и заполнителем. По данным Г. В. Несве-таева, толщина этого слоя составляет - 0 мкм и его характеристики (предел прочности, модуль упругости) порой резко отличаются от таких же характеристик материала матрицы [1]. Дж. Ирвин и Е. Орован [, ] показали, что для тел, не обладающих идеальной упругостью, образование новой поверхности при развитии трещины сопровождается остаточными деформациями. Это характерно и для бетона. Энергия или работа упл, расходуемая на пластическую деформацию некоторого объема материала вблизи трещины, может в несколько раз превышать свободную поверхностную энергию тела у. В связи с этим в формуле (1. Для оценки трещиностойкости в механике разрушения используются также такие параметры, как удельная энергия образования новых поверхностей у, величина критического раскрытия трещины ас, освобождающаяся энергия при подрастании трещины - У-интеграл, и т. Как указывает Г. ГТ. Черепанов [0], величину у только по традиции называют поверхностной энергией - на самом деле она представляет собой необратимую работу (на единицу площади), так как трещины всегда необратимы. Для её обозначения применяются также следующие термины: удельная энергия диссипации, энергия разрушения, эффективная поверхностная энергия, скорость освобождения упругой энергии (последний термин для величины, равной 2у). Согласно силовому методу Ирвина [] для решения вопроса о развитии трещин достаточно из чисто упругой (и, следовательно, линейной) задачи найти некоторые коэффициенты интенсивности напряжений на контуре трещины, вполне определяющие локальное распределение напряжений, смещений и деформаций вблизи кромки трещины. Силовой критерий трещиностойкости -критический коэффициент интенсивности напряжений в условиях нормального отрыва К1С широко используется наряду с энергетическим критерием (7! КС=стк. Силовой критерий рассматривает условия равновесия действующих на трещину внешних сил (нагрузки) и внутренних сил (сил межатомного сцепления). П.Г. Комохов предложил структурно-энергетический подход при анализе образования и развития трещин на стадии раннего твердения бетона [1, 2]. К.А. Пирадов и Е. А. Гузеев, развивая идею П. Еъ - модуль упругости бетона; V - коэффициент Пуассона; т - предельная величина ползучести. Рис. С.Н. Журковым предложен кинетический подход к оценке длительной прочности материалов, учитывающий тепловое движение атомов при разрушении твердых тел [8, 4, 5]. Согласно кинетической теории С. Ю'м-'с; ?