А.А.ВОРОБЬЕВ, канд. техн. наук, САИД МОХАМАД САИД, инж. (Российский ун-т дружбы народов), Влияние нефтепродуктов на некоторые деформативные свойства бетона при кратковременном нагружении
Деформативность пропитанного нефтепродуктами бетона при кратковременном нагружении исследовалась на призмах размером 7x7x28 см из бетона состава 1:2:4 при В/Ц = 0,5. Изготовленные образцы после четырехмесячного твердения в нормально-влажностных условиях и последующего выдерживания в лабораторных условиях до постоянной массы распределяли на 6 равных партий, 5 из которых помещали в разные емкости для пропитки минеральным маслом И-30, топочным мазутом, дизтопливом, осветительным керосином и бензином А-80, а одна хранилась в воздушных условиях.
После полной пропитки образцов указанными выше нефтепродуктами, а она продолжалась в течение 5 мес и контролировалась взвешиванием, часть их извлекали из емкостей/протирали ветошью и подвергали испытанию. По результатам испытания образцов в соответствии с рекомендациями обобщенной методики исследования прочностных и деформативных характеристик бетона [1] определяли: коэффициент поперечной деформации; дифференциальный коэффициент поперечной деформации; удельные поперечные деформации; изменение объема бетона при нагружении.
На рис. 1 приведены графики изменения продольных и поперечных деформаций контрольных и пропитанных маслом И-30 призм от напряжений осевого сжатия и уровня напряжений. Заметим, что призменная прочность испытуемых элементов была одинаковой и равнялась 30,6 МПа. Из полученных данных следует, что у пропитанного маслом бетона продольные деформации меньше, а поперечные значительно больше, чем у контрольного.
Объяснить это можно тем, что в пропитанном нефтепродуктами бетоне поры и капилляры заполнены практически несжимаемой жидкостью, которая при внешних сжимающих воздействиях оказывает сопротивление деформированию образца по направлению действия силы и в то же время способствует деформированию его в поперечном направлении, поскольку она давит во всех направлениях с равной силой.
Изменение коэффициентов поперечной деформации и дифференциальных коэффициентов поперечных деформаций контрольного и пропитанного маслом бетона от напряжений осевого сжатия и уровня напряжений показано на рис. 2. Из него видно, что коэффициент поперечной деформации пропитанного маслом бетона (vM) почти в 2 раза больше соответствующего коэффициента контрольного бетона (vK). Также из него следует, что отклонение графиков AvK и AvM и даже vK и vM от приблизительно постоянного значения для пропитанного минеральным маслом бетона начинается раньше, чем для контрольного. Если для последнего отклонение в сторону увеличения AvK происходит на уровне напряжения в бетоне, примерно равном (0,45 - 0,5) Rnp , то в пропитанном маслом бетоне - (0,33 - 0,4) КПр,
На рис. 3 приведены графики изменения удельных поперечных деформаций контрольного и пропитанного минеральным маслом бетона от напряжений осевого сжатия и уровня напряжений. Также и здесь заметное отклонение графика удельных поперечных деформаций контрольного бетона от приблизительно постоянногозначения начинается после уровня напряжений, равного 0,5 Rnp, а аналогичного графика пропитанного минеральным маслом бетона после уровня 0,39 Rnp. Следовательно, можно считать, что нижняя граница образования микротрещин в пропитанном минеральным маслом бетоне имеет меньшую величину по сравнению с аналогичной границей контрольного бетона. Поэтому если принять нижнюю границу для контрольного бетона при a /R пр =0,5 за 100 %, то соответствующая граница для пропитанного минеральным маслом бетона будет на 20 % меньше.
По мнению В.Н. Ярмаковского, наиболее объективным методом определения верхних границ микро- трещинообразования бетона является нахождение точек или участков перегиба линий, характеризующих изменение деформаций бетона в зависимости от напряжений или уровня напряжений. На графиках рис. 4 указанные перегибы имеют место на уровне нагружения (0,75- 0,8) Rnp для контрольного бетона и (0,6-0,65) Rnp - для образца, пропитанного минеральным маслом, те. верхняя граница микротрещинообразования последнего также ниже по сравнению с контрольным бетоном.
Выводы
1. При кратковременном сжимающим нагружении продольные деформации пропитанного машинным маслом бетона, по сравнению с контрольным, уменьшаются, а поперечные вырастают.
2. Деформативные характеристики пропитанного нефтепродуктами бетона, по которым можно определять границы области возникновения и развития микротрещин, значительно отличаются от контрольного. При пропитке бетона минеральным маслом И-30:
- коэффициент поперечной деформации при а = 0,3 RKp на 72 % больше контрольного;
- дифференциальный коэффициент поперечной деформации на 57 % больше;
- удельные поперечные деформации на 78 % больше;
- объемные деформации на 158 % меньше.
Бетон и железобетон, 2003 №6