Некоторые практические рекомендации по нормированию упругих свойств высокопрочного бетона

Характер выражения , а также результаты его проверки с привлечением большой совокупности опытных данных свидетельствуют о том, что по мере повышения прочности бетона модуль упругости действительно стремится к некоторому пределу Ет. Поэтому эмпирические формулы типа (V.4), принятые отечественными нормативными документами (СНиП, СН 365-67), более пригодны для оценки упругих- свойств высокопрочных бетонов, чем выражение (V.5), используемое, в частности, рекомендациями ЕКБ (см. например, рис. 34). Выражение дает возможность оценить реально достижимый предел снижения упругой деформативности тяжелого бетона по мере роста прочностных показателей этого материала. Предположим, как и ранее, что предельное значение модуля упругости цементного камня Ект вне зависимости от качества портландцемента и возраста в момент загружения находится на уровне Ект = 5 • 105 и примем для высокопрочных бетонов рт = 0,25-^0,30. Из выражения (V.16) видим, что соответствующая предельная величина Ет для бетона зависит почти исключительно от упругих характеристик применяемого заполнителя. По данным СНиП, которые относятся к распространенным заполнителям из прочных пород (например, гранита), этот предел оценивается величиной Ет = 5,3 • 105 (см. табл. 7). Однако особо плотные и прочные изверженные породы (норит, диорит, базальт и т. д.) могут иметь модуль упругости, достигающий Е3 = 10 • 105. В этом случае в соответствии с формулами (V. 15) и (V. 16) при рт = 0,25-^-0,30 Ет = (7,7—8)105. Значения модуля упругости бетона, которые, вероятно, могут быть достигнуты при использовании этих заполнителей (теоретически допускается возможность получения бетона прочностью 2000 кПсм2) оцениваются величиной порядка ?макс = = (6,5ч-6,9) • 105. Полученные цифры довольно близко согласуются с прогнозами, которые были сделаны для высокопрочных бетонов на конгрессе ФИП в Париже в 1966 г. Влияние упругих свойств заполнителя наиболее сложно учесть при нормировании величины модуля упругости бетона, поскольку фактические значения этой характеристики трудно предусмотреть заранее при проектировании конструкций из железобетона. Приемлемое решение может быть получено только на основе статистической обработки данных о модуле упругости наиболее распространенных прочных заполнителей. Это позволит обоснованно выбрать значение параметра Ф в формуле (V. 15) и одновременно оценить изменчивость этой величины (а следовательно, и модуля упругости бетона). До получения подобных данных можно ориентироваться на среднюю величину Е3 = 5.5 • 105, соответствующую высококачественному крупному заполнителю из прочных изверженных пород типа гранита в сочетании с кварцевым песком. Оно отличается от соответствующей зависимости СНиП наличием параметра рт в знаменателе. Обе зависимости совпадают лишь в случае, когда рт ж 0,235 (см. табл. 7). Таким образом, даже у тяжелых бетонов, изготовленных обычными технологическими приемами на одинаковых по свойствам материалах, однозначной зависимости между модулем упругости бетона и его прочностью не существует. Фактические значения модуля упругости определяются помимо прочности, по крайней мере, еще одним технологическим параметром. Этот вывод, сформулированный Е. Н. Щербаковым, справедлив не только для упругих деформаций, но также и для деформаций ползучести и усадки тяжелого бетона (см. главы VI и VII). Выражение (V. 18) содержит в качестве указанного дополнительного параметра величину рт (т. е. практически расход цемента Ц). Влияние ее на модуль упругости вследствие определенных взаимосвязей между технологическими характеристиками бетонной смеси может выражаться косвенно. Экспериментально обнаружено, например , что бетоны одинаковой прочности, но разным способом уплотненные, имеют различный модуль упругости. Это положение находится в соответствии с изложенными взглядами на оценку модуля упругости и объясняется не столько влиянием метода уплотнения как такового (при одинаковой степени уплотнения), сколько особенностями применяемой в каждом случае бетонной смеси. Использование более интенсивных методов уплотнения (и соответственно более жестких смесей с пониженным содержанием цементного теста) ведет к относительному повышению модуля упругости бетона при сохранении примерно одинаковой прочности. Практический вывод, вытекающий из приведенного анализа, заключается в том, что общепринятые методы нормирования величины модуля упругости бетона в функции только его прочности не отражают действительных закономерностей изменения этой величины и являются сугубо приближенными. Это может особенно сказаться на результатах оценок модуля упругости высокопрочных бетонов, поскольку при прочности выше 600 кПсм2 степени влияния этого фактора и содержания цементного теста рт соизмеримы и должны учитываться одновременно. Кроме того, существенные отклонения фактических значений модуля от нормируемых по прочности величин могут наблюдаться в связи с использованием для этих бетонов заполнителей повышенной прочности и упругости. Эти особенности высокомарочных бетонов следует учитывать наряду с прочностью, используя выражение (V. 15). Если ориентироваться даже на определенные средние характеристики составляющих для тяжелого бетона, то и в этом случае существующие методы нормирования модуля упругости нуждаются в уточнении. Обычно рекомендуемые зависимости Ех = f(Rx) в виде (V.4) справедливы, как отмечалось, при сохранении примерно одинакового расхода цементного теста в бетонах разной прочности, в то время как на практике с повышением прочности бетона, средние расходы цемента (и следовательно, цементного теста), как правило, существенно возрастают. По этой причине в данных СНиП, соответствующих среднему значению рт = 0,235 (см. табл. 7), модуль упругости относительно занижен для низких марок бетона, у которых обычно рт<С 0,235 и, напротив, завышен для высокопрочных бетонов, у которых часто рт >• 0,235. Это обстоятельство может быть учтено с помощью выражения (V. 18). С учетом этого выражения соответствующие коррективы должны быть внесены также при оценке модуля упругости мелкозернистого (песчаного) бетона (см. раздел 4).