Прогнозирование марочной прочности бетона по кинетике его твердения в раннем возрасте
Чисто ни практике возникает необходимость прогнозирования марки бетона по результатам краткосрочных испытаний. Для решения этой задачи предложено около двадцати эмпирических формул. Однако точность прогнозируемых с их помощью значений прочности бетона нормального хранения в возрасте 28 сут во многих случаях недостаточна для практики. Кроме того, использование этих формул требует предварительного, как трудоемкого (за исключением формулы, вычисления входящих и них коэффициентов.
Предлагаемая новая эмпирическая формула не содержит таких коэффициентов и по сравнению с известными формулами более точно прогнозирует прочность бетона нормального храпения в возрасте 28 сут:
Используя фактические данные таблицы. сравним модуль среднего отклонения расчетных значении R-s. полученных по формуле (1) н во наиболее известной формуле:
Подсчет показал, что среднее отклонение расчетных значений от фактических, вычисленное по формуле (I) равно 7%. Оно втрое меньше, чем по формуле (2).
Таким образом получена простая и удобная для технологической практики формула (1). Она проверена для тяжелых портланднементных бетонов с ВЦ = 0,25...0,8. .Прогнозируемое но значение марочной прочности совпадает с фактическим с точностью экспериментального определения самой прочности (равной обычно 5—15%).
В практике монолитного строительства применяются в основном стены бетонные или железобетонные с малым процентом горизонтального армирования, практически не влияющим па момент образования и величину раскрытия трещин, поэтому уменьшить трещинообразование можно не дополнительным армированием (влияние армирования начинается при установке горизонтальной арматуры, а путем правильного подбора составов п режимов термообработки смесей, снижения расхода цемента, уменьшения содержания пылевидных фракций, выбора цемента с высокой скоростью твердения при сравнительно небольшой удельной поверхности и т. д.
Трещины второго типа наблюдались в жилых домах в Минске высотой 16, 18 и 20 этажей с несущими наружными стенами толщиной 45 см и внутренними толщиной 20 см из аглопорито- бетона, возводимыми в скользящей опалубке (см. рис. 1,6). Монолитные перекрытия толщиной 14 см возводились в щитовой опалубке одновременно с возведением стен.
Перед началом отделочных работ на верхних этажах во внутренних несущих стенах появились сквозные наклонные трещины, которые постепенно начали раскрываться. Примерно через год после введения домов в эксплуатацию раскрытие трещин стабилизировалось. Их максимальное раскрытие до 3 мм наблюдалось на верхних этажах, на нижних трещины, как правило, не наблюдались.
Анализ показал, что причиной их образования является большая разница между вертикальными деформациями внутренних и наружных стен (за счет разных величин деформаций усадки, упругих и пластических деформаций от нагрузки, а также деформаций, вызванных изменениями температуры наружной стены летом и зимой). Усадка бетона внутренних стен происходит значительно быстрее, чем наружных, что связано с более медленным высыханием последних.
Напряжения сжатия внутренних стен рассмотренных монолитных зданий превышали напряжения сжатия наружных стен, поэтому упругие и пластические деформации также были больше. Изменение среднесуточной и среднемесячной температур наружного воздуха влияет па температурные деформации наружных стен, а температурные деформации внутренних степ незиачительны. Изменение средних температур наружных стен летом и зимой приводит к сдвигу наружных и внутренних стен относительно друг друга.
Таким образом, разные величины деформаций от усадки бетона и действия вертикальных нагрузок в наружных и внутренних стенах приводят к сдвигу внутренних стен вниз относительно наружных.
Анализ показал, что с учетом методики определения усадки бетона для 16- и 20-этажных зданий деформации сдвига на верхнем этаже составили соответственно 20 и 24 мм. Сдвиг внутренних степ относительно наружных явился причиной их сложного напряженно-деформированного состояния на верхних этажах и образования и развития трещин по линиям главных растягивающих напряжений.
Для предотвращения образования или ограничения ширины раскрытия наклонных трещин второго типа, образующихся на верхних этажах монолитных зданий с легкобетонными однослойными наружными и внутренними несущими стенами, рекомендуется при строительстве 16- и 20-этажных зданий в скользящей опалубке в районах с влажным климатом возводить стены па полную высоту дома, а затем устраивать перекрытия, что обеспечит более интенсивное высыхание наружных стен.
Для внутренних стен следует применять тяжелый бетон, что уменьшит разницу деформаций усадки наружных н внутренних стен.
По высоте дома через 6—9 этажей необходимо предусматривать горизонтальные температурно-усадочные швы в наружных стенах.
Внутренние стены двух-трех верхних этажей дополнительно армировать сетками.