Исследование физико-механических свойств центрифугированного бетона

В статье приведены результаты комплекса лабораторных и теоретических исследований физико-механических свойств центрифугированного бетона на образцах секторального сечения, выпиленных послойно из готового изделия. В качестве готового изделия использована стойка из бетона класса по прочности на сжатие В40, изготовленная методом центрифугирования на машине РТЦ-5. Проведена оценка неоднородности по толщине сечения путем визуального определения изменения состава по сечению, определения прочности, плотности полученных бетонных образцов, содержания воды по сечению бетонной смеси. По результатам визуального изучения состава бетонной конструкции выявлено, что 1/8 часть конструкции (от внутренней поверхности) не имеет крупного заполнителя. В дальнейшем по мере движения к периферии наблюдается увеличение крупного заполнителя и уменьшение размера и числа ячеек между зернами щебня. Анализ опытных данных показал, что свойства центрифугированного бетона в послойно распиленных образцах существенно изменяются: плотность бетона в образцах внутреннего слоя меньше на 8 %, чем в образцах наружного слоя, а прочность бетона на сжатие – на 34 %, водосодержание бетонной смеси образцов внутреннего слоя оказалось больше на 43 %, чем в образцах наружного слоя. Построены аппроксимирующие кривые, показывающие закономерности изменения плотности, прочности бетона, водосодержания бетонной смеси по толщине. Получены линейные и экспоненциальные уравнения, описывающие изменение физико-механических свойств центрифугированного бетона по сечению в зависимости от свойств конструкции в целом, которые с учетом вычисленных поправочных коэффициентов k1 и k2 могут быть использованы с приемлемым уровнем достоверности в практических расчетах центрифугированных бетонных конструкций. Выявлена связь изменяющейся по сечению прочности центрифугированного бетона с действием центробежной силы инерции. Выведено уравнение, связывающее прочность центрифугированного бетона с его плотностью. Анализ результатов исследований позволяет утверждать, что в центрифугированных бетонных конструкциях основным источником восприятия нагрузок являются наружные слои.

1. Ахвердов, И. Н. Основы физики бетона / И. Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

2. Давидюк, А. Н. Бетон в строительстве – новые вызовы и перспективы / А. Н. Давидюк // Вест. НИЦ «Строительство». 2017. Т. 12, № 1. С. 5–13.

3. Пастушков, В. Г. Опыт применения центрифугированных линейных элементов с поперечными сечениями различного профиля при строительстве многоэтажных зданий: строительство / В. Г. Пастушков, Г. П. Пастушков // Архитектура и строительные науки. 2014. Т. 18, 19, № 1, 2.

4. Иванов, В. П. Исследование и разработка технологии монтажа каркасов промышленных зданий с применением центрифугированных колонн кольцевого сечения / В. П. Иванов. Минск, 1984. 185 с.

5. Ахвердов, И. Н. Железобетонные напорные центрифугированные трубы / И. Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1967. 163 с.

6. Дутка, Р. Т. Технология центрифугирования и влияние состава бетона на режим центрифугирования / Р. Т. Дутка // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. 2013. Вып. 52. С. 91–94.

7. Informationen Rund um Schleuderbeton [Electronic Resource]. Mode of access: http://schleuderbeton.de/vorteile.htm. Date of access: 17.08.2018.

8. Zerstörende Großversuche an Hochbewehrten Schleuderbetonstützen / S. L. Burtscher [et al.] // Bauingenieur. April 2003. Band 78. P. 187–193.

9. Щуцкий, В. Л. Исследование физико-механических свойств центрифугированного бетона [Электронный ресурс] / В. Л. Щуцкий, Д. А. Дедух, М. Ю. Гриценко // Инженерный вестник Дона. 2015. № 2, ч. 2. Режим доступа: http://ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_81_Shucki.pdf_4abcf9232c.pdf.

10. Руководство по проектированию, изготовлению и применению железобетонных центрифугированных конструкций кольцевого сечения // Науч.-исслед. ин-т бетона и железобетона Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1979. 144 с.

11. Леонович, С. Н. Долговечность центрифугированных железобетонных стоек: обзорная информация / С. Н. Леонович, Л. Н. Зикеев. М.: Информэнерго, 1991. 64 с.

12. Тарасов, В. В. Исследования центрифугированных железобетонных элементов кольцевого сечения с продольным сосредоточенным армированием бетона / В. В. Тарасов. Киев: Науч.-исслед. ин-т строит. констр., 1983. 26 с.

13. Технологические правила изготовления центрифугированных стоек опор контактной сети, линий связи и автоблокировки: ВСН 1–90. Взамен BCH-1–67 и ВСН-7–58. Введ. 07.08.1990. М.: Всесоюз. ордена Окт. революции НИИ трансп. стр-ва, 1990. 55 с.

14. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций: ГОСТ 28570–90. Введ. 01.01.1991. М.: Изд-во стандартов, 1990. 11 с.

15. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам: ГОСТ 10180–2012. Введ. 01.07.2013. М.: Стандартинформ, 2013. 36 с.

16. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения: ГОСТ 8.207–76. Введ. 01.01.1977. М.: Изд-во стандартов, 1986. 8 с.

17. Кравченко, Н. С. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме / Н. С. Кравченко, О. Г. Ревинская. Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2011. 86 с.

18. Зенков, Н. И. Строительные материалы и поведение их в условиях пожара / Н. И. Зенков. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1974. 174 с.

19. Hermann, K. Brandverhalten von Beton / K. Hermann // Cementbulletin. 1992. No 10. Р. 1–8.

20. Милованов, А. Ф. Стойкость железобетонных конструкций при пожаре / А. Ф. Милованов. М.: Стройиздат, 1998. 304 с.