Введение 3
Глава 1 Существующие условия набора прочности бетона 7
1.1 Основные понятия о прочности бетона 7
1.2 Нормальные условия набора прочности бетона 10
1.3 Другие факторы набора и снижения прочности бетона 11
1.4 Уход за бетоном и набор прочности в различных условиях твердения 19
Глава 2 Определение прочности бетона в сериях с длительным набором прочности 29
2.1 Технология определения прочности бетона по контрольным образцам-кубам 29
2.2 Изготовление партии бетонных образцов 42
2.3 Определение прочности бетона в сериях через 6 месяцев после изготовления 44
2.3.1 Подготовка к испытаниям №1 44
2.3.2 Проведение испытаний №1 47
2.3.3 Обработка и оценка результатов испытаний №1 49
2.4 Определение прочности бетона в сериях через 12 месяцев после изготовления 52
2.4.1 Подготовка к испытаниям №2 52
2.4.2 Проведение испытаний №2 53
2.4.3 Обработка и оценка результатов испытаний №2 54
Глава 3 Сравнение результатов оценки серий образцов 58
Заключение 67
Список используемой литературы и используемых источников 68
Актуальность работы. Известно, что процесс набора прочности бетона носит длительный характер, а интенсивность набора прочности зависит от условий хранения. При этом опыт монолитного строительства показывает, что условия набора прочности бетона в конструкции может существенно отличаться от условий хранения контрольных образцов-кубов, особенно в условиях зимнего бетонирования. В итоге прочность бетона, полученная в образцах, в большинстве случаев считается достигнутой в конструкции, что часто не соответствует действительности, при этом носит массовый характер. Совершенствование технологии контроля качества бетона, а также выявление закономерностей длительного набора прочности в условиях строительной площадки является актуальной задачей современного строительства.
Объектом исследования является тяжелый бетон.
Предметом исследования является прочность бетона при длительном наборе.
Цель диссертационной работы заключается экспериментальной оценке длительного набора прочности тяжелого бетона в благоприятных условиях твердения и условиях, приближенных к строительной площадке.
Гипотеза исследования состоит в том, что бетон конструкций способен годами набирать прочность, если:
• ему создать благоприятные условия твердения;
• осуществлять уход за ним.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ существующих условий набора прочности бетона и ухода за ним.
2. Изготовить партию бетонных образцов.
3. Определить прочности бетона в сериях с длительным хранением в благоприятных условиях.
4. Определить прочности бетона в сериях с длительным хранением в условиях условной строительной площадки.
5. Сравнить результаты оценки серий образцов.
Методы исследования - анализ, синтез, индукция, дедукция, факторный синтез, моделирование, прогнозирование, наблюдение, измерение, сравнение, эксперимент.
Научная новизна исследований заключается в определении прочности бетона при длительном твердении, в том числе в естественных природно-климатических условиях г. Тольятти, отличных от благоприятных.
Нормативные документы позволяют контролировать набор проектной прочности бетона в возрасте, отличном от 28 суток, в зависимости от фактических сроков загружения конструкции. При этом подобная практика не получила распространения в РФ в связи с недостаточностью экспериментальных данных. Полученные в работе экспериментальные данные направлены на развитие методологии оценки качества бетона при длительном наборе прочности в переменчивых условиях внешней среды, свойственных монолитному строительству.
Практическая значимость заключается в возможности учета выявленных закономерностей длительного набора прочности бетона в условиях переменчивости внешней среды с целью прогнозирования прочности бетона к конкретному сроку, что в конечном итоге способствует экономии ресурсов без снижения надежности железобетонных конструкций.
Полученный материал обладает бесценной практической значимостью для случаев «недобора» прочности монолитного бетона к возрасту 28 суток.
Достоверность результатов исследования обеспечивается проведением стандартных испытаний по определению прочности бетона на образцах-кубах в соответствии с требованиями нормативных документов. Получена близкая сходимость экспериментальных данных с теоретическими расчетами и нормативными кривыми набора прочности бетона.
Личный вклад автора в исследование. На момент всего времени длительного эксперимента осуществлялся уход за образцами-кубами, хранящимися в благоприятных условиях твердения: поддержание требуемой влажности и температуры. Соответствующие замеры и контроль проводились два раза в день. При необходимости осуществлялось дополнительное увлажнение мест их хранения, температура оставалась неизменна.
Был проведен поиск, сбор и обработка информации о каждодневной погоде в г. Тольятти на момент проведения эксперимента. Результаты заносились в удобный графический вид.
Апробация результатов исследования.
Возвращаясь к вопросу значимости данного исследования, были приведены расчеты, в которых оценивалось влияние роста прочности бетона на несущую способность железобетонных элементов. Статья «К вопросу оценки влияния прочности бетона на несущую способность железобетонных элементов» была представлена на Международной научно-практической конференции «Молодой исследователь: вызовы и перспективы» (г. Москва, в 2019 г.).
Основные результаты проделанной работы были представлены на 4-ой Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров «Проектирование и строительство» (г. Курск, ЮЗГУ, 2020 г.) Статья «Закономерности длительного набора прочности бетона в зависимости от условий хранения» опубликована с регистрацией в РИНЦ. Так же результаты были представлены в Журнале «Академический вестник УралНИИпроект РААСН». Статья «Влияние условий длительного твердения на прочность тяжелого бетона» принята к публикации в издании, рекомендованном ВАК. Статья «Закономерности длительного набора прочности бетона в зависимости от условий хранения» была представлена на научно-практической конференции «Студенческие Дни науки в ТГУ» (2020 г.).
Степень разработанности темы. Данная тема мало изучена в силу достаточной длительности и трудоемкости проведения экспериментов.
На защиту выносятся:
• анализ и сопоставление результатов численных и экспериментальных исследований по набору прочности бетона;
• теоретические и практические зависимости роста прочности от внешних условий твердения бетона.
Объем и структура магистерской диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, заключения, содержит 27 рисунков, 13 таблиц, список использованной литературы (31 источник). Общий объем работы 71 страница машинописного текста.
1. Длительный набор прочности бетона предопределяется продолжительным процессом гидратации цементного камня.
2. При благоприятных условиях рост прочности тяжелого бетона в целом удовлетворительно описывается известной логарифмической зависимостью, точное прогнозирование возможно при введении поправочных коэффициентов. В условиях строительной площадки указанную зависимость применять не допускается.
3. В условиях проведенного экспериментального исследования к 368 суткам твердения тяжелый бетон серии б.у. и с.п. набрал прочность 167 % и 142 % от R28сут = 45,5 Мпа соответственно.
4. Прочность бетона в конкретном возрасте в условиях строительной площадки ниже, чем при выдерживании в благоприятных условиях.
5. В условиях строительной площадки при знакопеременных температурных колебаниях интенсивность набора прочности с возрастом может увеличиваться.
6. Аналитически установлено, с повышением процента армирования изгибаемого элемента отмечается более интенсивное увеличение несущей способности за счет роста прочности бетона.
7. При отрицательных температурах скорость набора прочности тяжелого бетона замедляется и приостанавливается, при дальнейшем повышении температуры до положительных значений интенсивность набора прочности повышается лишь до уровня интенсивности набора прочности образцов того же возраста, выдерживаемых в благоприятных условиях.
8. В сфере строительства возможно получать большую прочность бетона с меньшими затратами на его изготовление, однако мероприятия по долговременному уходу за бетонными конструкциями могут оказаться более затратными, чем нынешние методы ведения строительства.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
