Влияние водонасыщення при сжатии на прочность бетона
По проблеме влияния водопасыщения на прочность бетона при сжатии сделан достаточно емкий обзор [1], однако проведенные в последние годы исследования показывают, что этот вопрос требует более внимательного рассмотрения. В большинстве исследований прочность бетона при сжатии в водонасыщенном состоянии определена путем испытаний кубов или кернов, выбуренных из массивов. Поскольку условия испытаний и размеры образцов сказываются на полученных результатах, представляется, что методически правильным для выявления искомой характеристики является проведение испытаний на призмах квадратного или цилиндрах круглого сечения с отношением высоты к ширине (диаметру) не менее 4. При этом влияние приопорных участков на прочность является однозначным по отношению к размеру образца, а также представляется возможность обеспечить однородное напряженное состояние в средней его части.
Кроме того, полученные характеристики призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона являются наиболее достоверными и могут быть использованы в расчетах элементов бетонных и железобетонных конструкций. Большое внимание должно быть уделено продолжительности водонасыщения, а также контролю влагосодержания в бетоне, необходимых для объективной оценки изменения его механических характеристик.
Проведенные нами опыты на тяжелом бетоне в двухлетнем возрасте, тпер icniucM при температуре 20±2°С в относительной влажности 60±5%, покатали, что призменная прочность при водопасыщении в течение 90 сут меньше исходной, однако наблюдается тенденция к ее возрастанию. Аналогичны для тяжелого бетона были ранее помечены.
Процесс изменения прочности бетона при водопасыщеннн должен обязательно сопровождаться определением его влажности. Для всех бетонов характерно резкое увеличение влажности при прямом контакте с потоп Так. для бетона естественной влажности (If=0,71%) при контакте в течение I ч влагосодержание увеличивается в 4—5 раз.
Изменение модуля упругости водонасыщаемого бетона в определенной степени повторяет картину, полученную в наших опытах для прочности п в опытах [2, 4]. В экстремальной точке, при первые трое суток увлажнения бетона, имеет место уменьшение модуля упругости до 20%. Дальнейшее водонасыщение приводит к увеличению модуля упругости, для тяжелого бетона к 5—6 сут его значение превышает исходное. У бетона на легких заполнителях восходяшая ветвь кривой более пологая, но вес же значение модуля упругости водонасыщенного бетона на отдаленные сроки водонасыщения равно или выше начального. В целом картина развития бетонов естественной влажности и водонасыщенного при осевом сжатии различается, в том числе и значениями 1 предельных деформаций при разрушении, которые для водонасыщенного бетона оказываются больше на 10—15%. Это обусловлено развитием и последующим объединением трещин, созданием их нового фронта и значительным уменьшением энергии на образование разрушения за счет расклинивающего действия поверхностно-активной среды.
Выводы
Результаты испытаний показывают, что прочность и деформативность бетона существенно зависят не только от степени водонасыщения, по и от продолжительности действия воды — среды. При этом стабильного уменьшения прочности бетона при водопасыщении не наблюдается, а при соответствующих условиях прочность увеличивается, даже превышая начальную. Модуль упругости бетона при значительной jпродолжительности его водонасыщения может превышать исходное значение 1 на 20—25%.