Планирование эксперимента. Методика экспериментальных исследований

Объектом исследований является высокопрочный бетон с модифицированными добавками.

Программа экспериментальных исследований прочностных, деформационных, силовых и энергетических характеристик высококачественного бетона после воздействия высоких температур в диапазоне от 100 до 700°С представлена на рис. 2.14 и в табл. 2.7.

Рис. 2.14. Программа эксперимента определения остаточных характеристик бетона

При планировании эксперимента принимали во внимание следующие выводы, сформулированные на основе аналитического обзора:

• - прочность бетона, подвергнутого высокотемпературному нагреву и затем охлажденного до комнатной температуры, т.е. остаточная прочность не выше прочности нагретого (минимальная прочность);
• - неравновесные испытания дают вполне достоверную оценку трещи- ностойкости (вязкости разрушения);
• - прочность бетона под нагрузкой при воздействии высоких температур выше ненагруженного.

Для определения характеристик высококачественного бетона изготавливались образцы-кубы размерами 100x100x100 мм и образцы призмы размерами 100x100x400 мм.

Перед замесом компоненты дозировались в необходимых для каждого конкретного случая пропорциях в соответствии с табл. 2.8. Приготовление смесей производилось в миксере, предназначенном для перемешивания строительных смесей.

Уплотнение образцов производилось на стандартной лабораторной виброплощадке с амплитудой колебаний 0,35 мм и частотой колебаний 3000 об/мин. Продолжительность вибрирования определялась экспериментально.

На образцах-призмах экспериментально фиксировали диаграмму «а-s», определяли призменную прочность и модуль упругости, на образцах-кубах - прочность на сжатие, вязкость разрушения, влажность, массу и плотность. Неразрушающими методами измерялось время прохождения ультразвукового импульса и прочность.

Модель эксперимента

Составы экспериментальных смесей

Для испытаний отобрано четыре состава (табл. 2.8).

Состав бетонных смесей и их прочность на сжатие

Цемент. В экспериментальных смесях использовался цемент ПЦ500- ДО производства ОАО «Красносельскстройматериалы». Химические и физические свойства цемента указаны в табл. 2.9.

Физические и химические характеристики цемента

Таблица 2.9

Заполнитель. Крупным и мелким заполнителем являлся гранитный щебень ПРУП «Гранит» смеси фракций 5-20 мм, удовлетворяющий требованиям ГОСТа 8267-93 и имеющий характеристики, представленные в табл. 2.10.

Таблица 2.10

Характеристики щебни

Мелкий заполнитель - песок карьера «Волма» с характеристиками, представленными в табл. 2.11.

Характеристики песка

Таблица 2.11

Микрокремпезем. Микрокремнезем (МК) Новолипецкого комбината использовался в качестве минеральной добавки. Химический состав и свойства МК приведены в табл. 2.12. Основной составляющей МК является Si0₂.

Таблица 2.12

Характеристики микрокремнезема

Суперпластификаторы. В экспериментальном исследовании использовалась добавка «ГП-1», изготовленная на основе водного раствора эфира поликарбоксилата (табл. 2.13).

Физико-химические показатели добавки «ГП-1»

Таблица 2.13

В исследовании также использовалась суперпластификатор «С-3» производства ОАО «Полипласт».

Фибра стальная. Стальная фибра произведена на предприятии РУП «Белорусский металлургический завод» (г. Жлобин, РБ) в соответствии с техническими условиями ТУ BY 400074854.628-2009 «Фибра из стальной проволоки для армирования бетона» (табл. 2.14).

Таблица 2.14

Характеристики стальной фибры