Прочностные и деформативные свойства легкого конструкционного бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и особенности работы изгибаемых элементов из него Насритдинов, Мухаммад Махмутжонович

Содержание к диссертации

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССВДОВАШЙ 10

1. Исследования легких бетонов на гравиеподобных пористых заполнителях из лессовидных суглинков Ю

2. Исследования легких бетонов с использованием золо-шлаковых отходов 13

3. Прочность наклонных сечений балок из легких бетонов 20

4. Расчет изгибаемых элементов на действие поперечных

сил по прочности по наклонным сечениям 22

1.5. Задачи исследования 30

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 32

5. Конструкция опытных балок 32

6. Характеристика материалов 38

7. Изготовление балок 41

8. Методика испытаний балок 42

9. Измерения при испытании балок 44

3. ИЄСІВД0ВАНИЕ ПРОЧНОСТБЫХ, .ИНФОРМАТИВНЫХ И СТРУКТУРНО-МЕХА
НИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕТОНА НА ПОРИСТЫХ ЗАПОІНИТЕІЯХ ИЗ ЛЕССО
ВИДНЫХ СУГЛИНКОВ И ЗОЛЫ-УНОСА ТЭС ПРОЧНОСТЬЮ НА СЖАТИЕ 25...

.. .35 Ша Ы

3.1. Прочностные характеристики бетона (методика и резу
льтаты испытаний образцов) 54

10. Кубшювая прочность 54

11. Призменная прочность 55

12. Прочность при растяжении 61

13. Сцепление арматуры с бетоном

3.2. Деформативные и структурно-механические характерне- _
тики бетона (методика и результаты испытаний) 71

14. Начальный модуль упругости 71

15. Предельная сжимаемость 74

Стр.

3. Коэффициент поперечных деформаций 76

4. Упругопластические свойства 76

5. Структурно-механические характеристики 81

6. Коэффициент полноты эпюры 82

7. Диаграмма напряжений-деформаций бетона ....... 83_у

8. Усадка 89

9. Ползучесть '93.

Выводы 9

4. ПРОЧНОСТЬ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ НАКЛОННЫХ СЕЧЕНИЙ. ЖЕСТ
КОСТЬ ОПЫТНЫХ ЕМОК №

1. Появление наклонных трещин 102

2. Развитие и раскрытие трещин 109

3. Характер разрушения 121

4. Напряжения и усилия- в продольной и поперечной арматуре 122

5. Оценка прочности наклонных сечений по СНиП 2.03-01--84 126

6. Оценка прочности наклонных сечений по методике Зале-сова А.С 133

4.7. Деформативность опытных балок 141

Вы в о д ы 143

5. РАБОТА ПРЩШШЯ1ЕННЫХ ИЗГИБАЕШХ ЭШЕНТОВ ИЗ БЕТОНА НА
ПОРИСТЫХ ЗАЇЇ0ІШТЕІЯХ ИЗ ЛЕССОВИДНЫХ СУГЛИНКОВ И ЗОЛЫ
ТЭС ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ 152

7. Длина зоны анкеровки стержневой арматуры класса А-УІ в бетоне на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС 152.

8. Потери предварительного напряжения арматуры от усадки и ползучести бетона 156

9. Прочность элементов по нормальным сечениям 161

10. Трещиноетойкость элементов по нормальным сечениям..165

Стр.

5.5. Деформации элементов (выгибы, прогибы) 168

Вы в о ды ITS

6. ЭКОНШИТОКАЯ ЗФІЕКШВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЙ БЕТОНА НА ЛЕССОВИД
НЫХ СУГЛИНКАХ И ЗОНЕ-УНОСЕ ТЭС В ПЛИТАХ ПОКРЫТИЙ ОДНОЭТАЖ
НЫХ ПРОМЗДАНИЙ 177

6.Ї. Исходные данные 179

6.2. Технико-экономические показатели промзданий с сеткой колонны 18x6 м применительно к условиям района

Уз ССР. ¹⁸²

В ы в о ды 17

РЕКОМЕНДАЦИИ 210

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 196

ПРИЛОЖЕНИЯ

- 5 - і

Введение к работе

Прогресе в строительстве в значительной мере зависит от дальнейшего повышения экономичности железобетонных конструкций, в том числе за счет применения легких бетонов из новых эффективных местных материалов. Получаемое снижение веса конструкций при этом обеспечивает уменьшение материалоемкости и трудоемкости их заводского изготовления, транспортных расходов и сроков возведения зданий.

Бетоны на пористых заполнителях классов по прочности на сжатие ВІ5...В30, применяемые для несущих конструкций, в настоящее время имеют среднюю плотность, как правило 1800...1900 кг/м³. Такое положение объясняется, в основном, отсутствием в достаточном количестве качественных пористых песков, при применении которых плотность легких бетонов классов ВІ5...В30 может быть снижена на 200...500 кг/м³. Одним из перспективных видов эффективных пористых песков являются отходы энергетической промышленности - золы и шлаки ТЭС / 81 /. При их применении в качестве мелкого пористого заполнителя взамен кварцевого песка средняя плотность легкого бетона может быть снижена на 200...250 кг/м³.

В СССР ежегодный выход зол и шлаков ТЭС составляет около 100 млн.т., а в имеющихся отвалах количество зол и шлаков превышает 1,3 млрд.т. Из них примерно 15$ составляет шлак и 85% зола. Однако на практике они используются мало, в основном для частичной замены цемента, а также для частичной или полной замены мелкого и крупного заполнителя в легких бетонах низкой прочности. За П пятилетку использовано лишь 12 млн.т зодошлаковых отвалов. Ряд решений Совета Министров СССР предусматривает всемерное использование зол и шлаков ТЭС / 48 /. При широком применении зол и шлаков ТЭС в качестве заполнителя легких бетонов для несущих конструкций экономи-

ческий эффект составляет от I до 5 руб. на кубический метр.

В настоящее время на разрезе "Ангренский" Уз.ССР, разрабатывающем открытым способом крупнейшие месторождения бурого угля,скопились значительные отвалы зауглероженной каолинитовой глины, составляющей вскрыш/у. Они затрудняют нормальную работу предприятия. При существующей производительности разреза ежегодно выбрасывается в отвалы более 3 млн.т зауглероженной каолитовой глины, а после намеченной реконструкции предприятия эта цифра удвоится. В целом имеющиеся запасы только меж^угольныхзторичных каолинов, обладающих повышенным содержанием топлива, составляю* более 250 млн. тонн / 73 /.

Республики Средней Азии располагают также огромными запасами лессовидных суглинков. Но площади они занимают более 60$ всей территории района. Однако специфические особенности местного сырья не позволяют получать непосредственно из него качественный пористый заполнитель, пригодный для бетона. В Ташкентском политехническом институте путем введения в лессовидные суглинки зауглероженной каолинитовой глины разработана технология получения нового типа качественного пористого заполнителя, обладающего высокими прочностными характеристиками.

Целью диг-гійруАГртнной работы является исследование конструкционного легкого бетона с крупным пористым заполнителем из отходов угледобычи в смеси с лессовидными суглинками и с мелким заполнителем из отходов энергетической промышленности (золы-уноса ТЭС), в том числе прочностных и деформативных свойств тякого бетона и особенностей работы изгибаемых элементов из него, а также ус*-тановление экономической эффективности применения этого нового ви-да легкого бетона.

Для решения поставленной задачи было необходимо: изучить прочностные и деформативные свойства бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью 25 ...35 МПа и разработать предложения по учету их при расчете изгиба-емых элементов по нормальным сечениям;

изучить работу изгибаемых элементов из бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью 25...35 МПа по наклонным сечениям при нагружении их кратковременной нагрузкой;

оценить приемлемость рекомендаций СБиП 2.03.01-84 по расчету указанных элементов несущей спОсооностиупо наклонным сечениям и метода расчета, разработанного А.С.Залесовым / 36, 100 /;

оценить приемлемость для элементов из бетона на лессовидных суглинках и золы ТЭС рекомендаций СНиП 2,0«ДЕ-84 по расчету нагрузки образования в них наклонных трещин и ширины их раскрытия, а также прогибов с учетом влияния поперечных сил;

исследовать совместную работу бетона с высокопрочной стержневой арматурой периодического профиля в преднапряженных изгибаемых элементах;

выявить технико-экономическую эффективность применения изучаемого бетона.

результаты экспериментально-теоретических исследований прочностных и деформативных свойств бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью 25...35 МПа и предложения по учету их при расчете элементов по нормальным сечениям;

результаты исследования и рекомендации по расчету . прочности и трещиноетойкости по наклонным сечениям изгибаемых элементов

из бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью 25...35 МПа, а также прогибов изгибаемых элементов из указанных бетонов с учетом влияния поперечных сил;

рекомендации по расчету наклони^ сечении; изгибаемых элементов из бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью 25...35 МПа по предельным состоянии первой и второй групп;

данные по эффективности применения плит покрытий из бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС в одноэтажных промзданиях.

Научную новизну работы составляют:

обоснования возможности применения золы-уноса ТЭС в качестве мелкого заполнителя в конструкционных легких бетонах высокой прочности (25...35 МПа);

данные по прочностным и деформативным свойствам бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью на сжатие 25...35 МПа и рекомендации по их учету при проектировании изгибаемых элементов;

данные по прочности, трещиностойкости и жесткости нормальных и наклонных сечений изгибаемых элементов из бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью на сжатие 25...35 МПа и рекомендации по расчету нормальных и наклонных сечений изгибаемых элементов из этого бетона;

данные по совместной работе конструкционного бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и золы ТЭС с высокопрочной напрягаемой стержневой арматурой периодического профиля.

Драдтичесйое ащчаддд;

разработаны предложения по расчету изгибаемых элементов из

лессовидных суглинков и золы ТЭС прочностью 25...35 МПа, которые переданы лаб. № I ШЩБ для включения в подготавливаемую новую главу СНиП по проектированию бетонных и железобетонный конструкций (взамен СНиП 2.03.01-84);

результаты работы учтены при разработке новой редакции "Инструкции по проектированию и устройству сборных железобетонных чердачных крыш с безрулонной кровлей жилых зданий, возводимых в ІУ климатическом районе" (РСН 20-86), а также переданы СКПБ НИИкерам-зит для использования при проектировании и применении конструкций из керамзитозолобетона в системе ТОО Астраханстрой.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории легких бетонов и конструкций НИМБ Госстроя СССР при научных консультациях лауреата Государственной премии СССР, доктора технических наук, профессора Ю.В.Чиненкова и кандидата технических наук, старшего научного сотрудника Н.А.Корнева, а часть работы - в Ташкентском политехническом институте под руководством кандидата технических наук, доцента Б.А.Аскарова.

Похожие диссертации на Прочностные и деформативные свойства легкого конструкционного бетона на пористых заполнителях из лессовидных суглинков и особенности работы изгибаемых элементов из него

Особенности работы многонагельных соединений элементов деревянных конструкций и теория их расчета при действии кратковременных, длительных и повторных нагрузок. Приложения Шапошников Владимир Николаевич

Влияние нелинейных реологических свойств бетона на неоднородное напряженно-деформированное состояние железебетонных элементов Курбанов Айдын Нариман оглы

Влияние градиентов деформаций и напряжений на изменение свойств бетона при сжатии и его учет в методах расчета железобетонных элементовКоробкин, Александр Петрович

Пространственная работа несущих элементов каркасной системы с учетом нелинейности и податливости узловых сопряжений Трекин Николай Николаевич

Резервы несущей способности пространственных перекрестно-шпренгельных конструкций покрытий при работе материала их элементов за пределом упругости Гуков Сергей Евгеньевич

Работа узловых сопряжений деревянных конструкций при передаче усилий на торцы клееных элементов Михайленко Олег Анатольевич

Влияние полиэтиленового покрытия и неупругих свойств бетона на трещинообразование и перераспределение усилий в напорных железобетонных трубах Иващенко Тамара Николаевна

Свойства центрифугированного бетона и совершенствование проектирования центрифугированных железобетонных стоек опор ЛЭПРаджан Сувал

Исследование физико-механических свойств старого бетона в сооружениях Уральского региона Куршпель Алексей Владимирович

Ползучесть и другие физико-механические свойства высокопрочных мелкозернистых бетонов нового поколения на основе органоминеральных модификаторов Кузнецов Евгений Николаевич