Усадка и ползучесть бетона..

Задача дальнейшего повышения эффективности бетонных и железобетонных конструкций, тесно связаная с изысканием путей сокращения их материалоемкости, не может быть успешно решена без дальнейшего углубления наших сведений о закономерностях формирования физико-механических свойств бетонов и выявления характера влияния на них различных факторов. В монографии обобщаются результаты многолетних исследований физической природы усадки и ползучести бетона, выполненных в отделе физико-химической механики бетонов Института строительной механики и сейсмостойкости АН ГССР. В монографии на основании оригинально поставленных экспериментов обосновываются выдвинутые автором гипотезы о механизме развития деформаций усадки и ползучести цементного камня и бетона. Приводятся данные иллюстрирующие природу взаимосвязи усадки и ползучести бетона. Как эксперименты, описанные в монографии, так и выводы, полученные на основании анализа их данных, отличаются новизной. Монография предназначена для научных работников, инженеров проектных организаций и предприятий сборного железобетона, аспирантов и студентов старших курсов. «… ВВЕДЕНИЕ Бетон является основным строительным материалом нашего времени. По мнению специалистов, такое же положение сохранится и в обозримом будущем. Основанием для такого утверждения служит наличие сырьевых ресурсов (в качестве которых могут быть и отходы промышленности), небольшая водопотребность и сравнительно низкая энергоемкость производства бетона, а также малая степень загрязнения окружающей среды. Естественно, предполагается, что при сравнении различных материалов конкурентоспособность бетона будет обеспечиваться и за счет дальнейшего совершенствования его свойств. Это делает актуальным исследования по физическим основам срочности, деформировании и разрушения бетона, гак как феноменологический подход, все еще преобладающий при изучении этих вопросов, вряд ли сможет указать достаточно эффективные пути дальнейшего ощутимого совершенствования его свойств. Несмотря на то, что бетон применяется в строительстве с незапамятных времен, процесс создания ого новых разновидностей интенсивно продолжается. Расширяется сфера использования бетона, усложняется возводимые конструкции и эксплуатационные условия. Надежность прогнозирования поведения бетона в этих условиях может быть повышена лишь при правильных представлениях о физической природе прочности и деформируемости бетона, лишь при четких представлениях о механизме влияния различных факторов на эти свойства. Они необходимы и для дальнейшего совершенствования методов расчета и конструирования бетонных и железобетонных конструкций с учетом реальных свойств материала. При этом, в связи со стремлением к сокращению материалоемкости конструкций и к облегчению веса сооружений, особую актуальность приобретают исследования природы деформируемости бетона, в частности, усадки и ползучести. Усадка и ползучесть бетона оказывают сильное влияние на работу целого ряда сооружений. От степени развития усадочных явлении во многом зависит сопротивляемость бетонных и железобетонных элементов образованию трещин. Величины усадки и ползучести являются важнейшими параметрами, учитывающимися при проектировании предварительно напряженных железобетонных конструкции. Ползучесть бетона оказывает сильное влияние па распределение усилии и статически неопределимых системах, и арочных бетонных и Железобетонных плотинах, мостах больших пролетом, на сопротивляемость последим продольному изгибу. Она играет важную роль и длительной устойчивости больших оболочек. От интенсивности развития деформации ползучести зависят эксплуатационные качества многих элементов (напр. покрытии и перекрытии). Усадка и ползучесть являются важными факторами, учет которых необходим при проектировании железобетонных оболочек ядерных реакторов и др. Интенсивность протекания усадочных явлений и ползучести бетона зависит от многих факторов. Главнейшими из них являются состав бетона, температура и влажность среды, время. При ползучести решающую роль приобретает также возраст бетона и степень его загруженности. Для установления расчетных величии усадки и ползучести бетона и оценки роли отдельных факторов приходится проводить длительные и тщательно организованные эксперименты над образцами достаточно больших размеров. В частности, для получения полноценных данных о влиянии того или иного фактора, наблюдения над усадкой и ползучестью бетона необходимо нести в специальных климатических камерах с регулируемой влажностью и температурой. Проведение таких экспериментов является довольно сложным мероприятием, а данные, полученные но ним. не всегда могут быть использованы при практических расчетах и конструировании т. к. на усадку и ползучесть сильное влияние оказывает ряд факторов, комплексный учет которых во время эксперимента бывает практически невозможным. Это обстоятельство делает особенно необходимым исследование физической природы усадки и ползучести и изучение механизма влияния па чти процессы отдельных факторов минералогического состава вяжущего и заполнителей, структуры бетона, температуры и влажности среды, времени, интенсивности нагружения, масштабного фактора и др. Имея ясное представление о процессах, протекающих при усадке и ползучести бетона и о степени влияния отдельных фактором па ход этих процессов, мы бы с большей достоверностью прогнозировали и учитывали характер и интенсивность развития усадки и ползучести бетона в конструкциях при эксплуатационных Наконец, углубленное исследование физической природы синтеза прочности и деформируемости бетона является единственно правильным путем, позволяющим вырабатывать оптимальную технологии получения материала желаемых свойств. Используя методы и представления пограничной области науки — физико-химической механики, в настоящей работе делается попытка оценки относительной роли отдельных факторов, определяющих прочность и деформируемость зрелого цементного камня и бетона. В частности, оценивается роль среды в проявлении прочностных и деформационных свойств бетона. В тесной увязке со структурными особенностями цементного .камня обосновывается механизм его влажностной усадки. На основе анализа опытных данных, полученных в экспериментах, поставленных по специальной методике для выявления наиболее вероятностного механизма ползучести цементного камня, высказываются предположения о физической природе .деформаций ползучести бетона на мезоуровне, а также, о механизме взаимодействия между усадкой и ползучестью бетона. Изложенный в книге материал является обобщением результатов исследований, приводившихся в течение ряда лет под руководством автора в отделе физико-химической механики бетонов Института строительной механики и сейсмостойкости АН ГССР. В этих исследованиях, в разное время, участвовали Абашидзе 3.С, Абуева 3.А., Квпрпкадзс О.П., Кешелава В.Ф., Меквабашвили Ш.К., Папцхава С.А., Сакварелидзе Л.В., Чиковани Р.А., Чиковани X.С, Чоговадзе Д.В. Автор считает своим приятным долгом отметить то большое внимание, которое проявлял к работе акад. П. А. Ребиндер, а также ту поддержку, которую имел со стороны акад. АН ГССР К.С. Завриева. …» Книга публикуется в открытом доступе впервые.