ПРОЧНОСТЬ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИОННОГО БЕТОНА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

Анализ проблемы влияния высоких температур на свойства высокопрочного бетона

Исследование влияния высокой температуры на высокопрочный бетон

К основным факторам пожара, воздействующим на строительные конструкции, относятся открытый огонь и повышенная температура окружающей среды.

При определении несущей способности конструкций и условий теплового воздействия учитывают изменение механических свойств материалов в зависимости от температуры, дополнительные усилия и изменения расчетной схемы конструкций, возникающие вследствие температурных деформаций и изменения свойств элементов конструкций.

Основой нормирования предела огнестойкости железобетонных конструкций в этом случае пока остаются только экспериментальные исследования.

Вязкость разрушения отечественных высокопрочных бетонов до сих пор целенаправленно экспериментально не исследовалась.

Влияние высоких температур на свойства заполнителей высокопрочного бетона

Поведение бетона при воздействии высоких температур широко изучается в мире. Развернутые аналитические обзоры рассмотрены Lie, Bazant, Khan, Khoury идр. [157, 161]. Исследованиями изменения характеристик различных компонентов в бетоне в зависимости от температуры интенсивно занимались В.В. Жуков, Н.А. Ильин, А.Ф. Милованов,

К.Д. Некрасов [105, 106, 107, 108, 109, 110, 115, 116, 151] в СССР и за рубежом — Abrams, Maier-Ottens, U. Schneider, U. Diederichs, P. Pimienta, R.Felicetti идр. [130, 146, 147, 150, 152].

Поведение высокопрочного бетона в условиях нагрева во многом зависит от воздействия высоких температур на основные его составляющие - цементный камень и заполнитель. Следовательно, прочностные характеристики и свойства бетона тесно взаимосвязаны со свойствами составляющих его материалов, прочностными характеристиками контактной зоны между цементным камнем и заполнителем, а также зависят от структурообразующих и деструктивных процессов [108, 110].

Глава 2 написана на основе диссертационной работы Литвиновского Д.А. «Вязкость разрушения высокопрочного бетона после воздействия высоких температур», выполненной под руководством д.т.н., профессора Леоновича С.Н.

Плотность бетона в небольшой степени зависит от температуры [161, 162], как показано на рис. 2.1. Это связано с потерей влаги во время нагрева. Бетоны с карбонатным заполнителем значительно уменьшаются в плотности при температуре в 800°С по причине термической дегидратации карбонатных минералов в заполнителе.

На удельный нагрев влияет тип используемого цемента, влагосодер- жание бетона, тип заполнителя.

Изменение плотности бетона при нагреве

Рис. 2.1. Изменение плотности бетона при нагреве

Теплопроводность бетона уменьшается с увеличением температуры нагрева. Начальное значение теплопроводности и количество сокращений с увеличением температуры зависит от степени кристалличности используемого заполнителя и влагосодержания [163, 164, 165]. Изменение теплопроводности нормального и легкого бетона представлено на рис. 2.2. Рисунок 2.3 также показывает идеализированные кривые теплопроводности для бетона, основанные на уравнениях Lie [172].

Изменение теплоемкости бетона при нагреве [172]

Рис. 2.2. Изменение теплоемкости бетона при нагреве [172]

Количество цемента в смеси влияет на удельный нагрев, в котором насыщенные смеси испытывают большой скрытый нагрев по причине эффекта дегидратации. Влагосодержание бетона очень важно при температурах ниже 200°С, потому что испарение воды при 100°С вызывает кажущийся удельный нагрев, т.е. высушивает дважды.

При температурах ниже 600°С явного влияния типа заполнителя на удельный нагрев не наблюдается. В бетоне с карбонатным заполнителем при температуре свыше 600°С происходит быстрое увеличение удельного нагрева по причине декарбонизации (рис. 2.3).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >