Предложен подход к определению параметров бетонирования плоских массивных фундаментных плит - эксплуатационная производительность поставщика бетонной смеси, транспортных средств и бетононасоса с учетом лимитирующих факторов – интенсивности поставки и укладки бетонной смеси и времени перекрытия слоев. Предложена схема определения общего коэффициента эксплуатационной производительности. Определены в результате хронометража значения коэффициента перехода от технической к эксплуатационной производительности соответственно для автобетоносмесителя объемом 10 м3 от 0,54 до 0,65 и 0,41 для автобетононасоса с технической производительностью 120 м3/ч при бетонировании массивной плоской фундаментной плиты объемом 1500 м3 с использованием бетонной смеси с маркой по удобоукладываемости П4 при дальности подачи до 50 м. Предложено в качестве основного резерва повышения эксплуатационной производительности рассматривать коэффициент, учитывающий снижение производительности автобетононасоса вследствие непостоянства режима подачи бетонной смеси. Приведены схемы определения продолжительности бетонирования конструкции без технологических перерывов как при равной толщине укладываемых слоев, так и при различных схемах назначения толщин укладываемых слоев. Показана нецелесообразность возведения подобных конструкций при времени перекрытия слоев менее 4 ч. Рассмотренный в работе подход может быть использован для выбора рациональных методов бетонирования подобных конструкций по непрерывной схеме либо с разбиением на температурно-усадочные блоки и устройством рабочих швов. Последняя схема в связи с проблемой обеспечения качества швов и монолитности конструкции представляется менее предпочтительной.

Ключевые слова: интенсивность бетонирования, техническая производительность, эксплуатационная производительность, массивные плоские фундаментные плиты, время перекрытия слоев, толщина слоя

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства

Представлены результаты исследований двухслойных железобетонных балок со слоем различной толщины высокомодульного бетона каркасной структуры в сжатой зоне и традиционным тяжелым бетоном в остальной части сечения. Напряженно-деформированное состояние нормальных сечений по высоте балки оценивалось по значениям относительных деформаций на уровне растянутой и сжатой арматуры с использованием гипотезы плоских сечений и фактических при сжатии и расчетных при растяжении диаграмм деформирования бетонов. Показано влияние толщины слоя высокомодульного бетона на характер напряженно-деформированного состояния между слоями. Выявлена возможность разрушения балки по бетону сжатой зоны из-за скачкообразного уменьшения фактической высоты сжатой зоны вследствие «отстрела» слоя высокомодульного бетона при его толщине менее 0,1h0. Получена зависимость относительной фактической толщины сжатого бетона, т.е. расстояния от краевого волокна сжатого бетона до нейтральной оси, в исследованных балках от величины изгибающего момента. Установлено, что для однослойных балок при различии модулей упругости бетонов до 20% зависимости относительной фактической толщины слоя сжатого бетона от величины изгибающего момента практически идентичны. У исследованных балок, предельное состояние которых вызвано текучестью арматуры, толщина слоя сжатого бетона составила 0,37…0,4 при значении относительного момента 0,5, и 0,33…0,36 при предельном значении изгибающего момента.

Ключевые слова: двухслойные железобетонные балки, нормальные сечения, нелинейная деформационная модель, высокомодульный бетон, координата нейтральной оси

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

На основе проведенных авторами исследований приведены данные о жесткостях и кривизнах железобетонных балок со слоем различной толщины из бетона каркасной структуры в сжатой зоне. Приведены жесткости, кривизны и прогибы для случаев отсутствия и наличия в конструкции трещин. Получены формулы для описания изменения жесткости и кривизны сечений в зависимости от величины момента. Установлено влияние толщины слоя бетона каркасной структуры и диаметра рабочей арматуры на изменение жесткости сечений. Уточнена закономерность изменения положения нейтральной оси для одно и двухслойных балок в зависимости от параметров балки.

Ключевые слова: бетон каркасной структуры, жесткость, кривизна, прогиб, слоистая конструкций, изгибающий момент, нейтральная ось

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Время перекрытия слоев при послойной укладке бетонной смеси при возведении массивных монолитных железобетонных конструкций является важным технологическим параметром бетонирования, связывающим темп бетонирования, толщину укладываемых слоев и параметры конструкции. Для традиционных бетонных смесей, уплотняемых вибрацией, этот параметр определяется сохраняемостью бетонной смеси с учетом ее температуры. При применении самоуплотняющихся бетонных смесей время перекрытия слоев помимо традиционных факторов существенно зависит от периода формирования «слоновой кожи». Изучено влияние времени перекрытия слоев на прочность их сцепления в зависимости от свойств бетонной смеси и способа ее укладки. В качестве критерия прочности сцепления использован предел прочности на растяжение при изгибе. Подтверждено, что при применении уплотняемой вибрацией традиционной бетонной смеси без суперпластифицирующих добавок на основе эфиров поликарбоксилатов время перекрытия слоев 2 ч обеспечивает равнопрочный с основным массивом шов. Для самоуплотняющихся бетонных смесей с применением вибрации при укладке последующих за первым слоев время перекрытия соответствует показателю сохраняемости и возрастает до 6 ч, а при послойной укладке без вибрирования прочность сцепления снижается примерно на 20%, 70% и более 90% при времени перекрытия 2,4 и 6 ч соответственно.

Ключевые слова: самоуплотняющиеся бетонные смеси, массивные железобетонные конструкции, время перекрытия слоев, «слоновая кожа»

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства

Рассмотрена методика определения трещинообразующих усилий, основанная на нормативном подходе. Проведены экспериментальные и теоретические исследования железобетонных балок из обычно тяжелого бетона, самоуплотняющегося бетона с модификатором и бетона каркасной структуры. Приведены формулы для определения предела прочности на растяжение в зависимости от предела прочности сжатие для каждого из рассмотренных видов бетона. Даны расчетные значения предельной растяжимости, определенные по различным методикам. Получены коэффициенты к формуле, связывающей приведенный и начальный модули упругости различных видов бетона. Проанализировано влияние точности экспериментального определения момента трещинообразования на изменение расчетных зависимостей.

Ключевые слова: момент трещинообразования, прочность на растяжение при изгибе, бетон каркасной структуры, самоуплотняющийся бетон с модификатором

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Проанализирована работа железобетонных стоек из бетона каркасной структуры. Сделан вывод о целесообразности применения бетона каркасной структуры в железобетонных колоннах.

Ключевые слова: бетон каркасной структуры

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Приведены результаты исследований влияния различных условий твердения, в т.ч. моделирующих условий в центре массивных монолитных конструкций, на предел прочности на сжатие и растяжение, начальный модуль упругости, кинетику твердения самоуплотняющихся бетонов классов от В25 до В55. Предложена классификация бетонов по кинетике твердения с применением в качестве критерия времени достижения некоторого уровня от проектной прочности на сжатие при нормальных условиях твердения. Установлена инвариантность возраста и вида бетона в зависимости начального модуля упругости исследованных бетонов от предела прочности на сжатие. Выявлено некоторое отличие зависимости «начальный модуль упругости – предел прочности на сжатие» и отставание темпа нарастания предела прочности на растяжение от темпа нарастания предела прочности на сжатие исследованных бетонов в ранний период твердения относительно традиционных бетонов вибрационного уплотнения. Показано, что в ранний период твердения исследованные бетоны характеризуются более высоким уровнем условного критерия трещиностойкости E0/Rt, что свидетельствует, в определенной степени, о более высокой хрупкости исследованных бетонов в этот период.

Ключевые слова: самоуплотняющиеся бетоны, предел прочности на сжатие и растяжение, кинетика твердения, модуль упругости, критерий трещиностойкости

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства

Многочисленность факторов, определяющих качество монолитных железобетонных массивных фундаментов, предопределяет актуальность тщательной проработки совокупности вопросов, связанных с интенсивностью бетонирования, техническими возможностями производителя работ, температурно-влажностными условиями, особенностями технологических свойств бетонной смеси и кинетики твердения бетона. Для обеспечения монолитности конструкции обоснована целесообразность определения толщины укладываемого слоя не только длиной рабочей части вибратора, как предписывают нормы, но и показателями интенсивности бетонирования, определяемыми параметрами конструкции, температурно-влажностными условиями и возможностями производителя работ. Показано влияние на рациональное время перекрытия слоев температурно-влажностных условий среды и рецептурных особенностей бетонной смеси. Приведены результаты моделирования уровня растягивающих напряжений от таких рецептурно-технологических факторов, как класс и кинетика твердения бетона, температурные условия и условия теплообмена с окружающей средой на примере температурно-усадочного блока 20х20х2 м. Предложена зависимость определения интенсивности бетонирования в зависимости от рассмотренных факторов и дано обоснование значениям входящих в нее параметров. Приведено уравнение относительных влагопотерь по толщине конструкции в условиях сухой жаркой погоды при применении самоуплотняющихся бетонных смесей.

Ключевые слова: интенсивность бетонирования, качество массивных монолитных фундаментов, время перекрытия слоев, влагопотери, уровень растягивающих напряжений

05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства

Показана актуальность моделирования температурного режима и напряженно-деформированного состояния в ранний период возведения массивных монолитных железобетонных конструкций. Приведены некоторые данные о температурных и временных параметрах формирования температурных полей в конструкциях с модулем поверхности от менее 1,1 до 2,4 из бетонов классов от В25 до В70 как быстро, так и медленно твердеющих. Обоснованы по результатам обработки многочисленных данных количественные значения параметров кинетики тепловыделения для предложенной зависимости. Предложена упрощенная методика расчета температурных напряжений, основанная на предложенных и обоснованных зависимостях свойств бетона от его степени зрелости, которые подтверждены многочисленными экспериментальными данными, в т.ч. полученными другими исследователями. Проведено сравнение полученных расчетных значений напряжений при возведении температурно-усадочного блока 20х20х2 м из бетонов быстро и медленнотвердеющих классов В25 и В45 с некоторыми экспериментальными результатами и данными моделирования. Сделан вывод о нецелесообразности применения бетонов класса В45 в связи с высоким риском трещинообразования в период 1,5 – 3 сут. При применении бетонов класса В25 предпочтение следует отдать быстротвердеющему.

Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, температурные напряжения, трещинообразование, степень зрелости бетона, кинетика

05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства

Обоснована целесообразность применения моделирования при помощи метода конечных элементов для исследования влияния некоторых рецептурно-технологических факторов на результирующие температурные поля и температурные напряжения при возведении массивных фундаментных плит. Рассмотрена упрощенная методика определения температурных напряжений, основанная на сведении трехмерной задачи к одномерной на основе гипотезы плоских сечений. Предложена зависимость и обоснованы количественные значения параметров для расчета кинетики тепловыделения бетона в температурно-усадочном блоке. В результате реализации численного эксперимента по влиянию продолжительности перерывов между перекрытием слоев, температуры среды и бетонной смеси, класса и кинетики твердения бетона, параметров теплоотдачи получены зависимости уровня растягивающих напряжений от указанных факторов во времени. Показано, что при разработке технологических регламентов бетонирования определение технологических параметров (интенсивность укладки смеси, термическое сопротивление опалубки, устройство рабочих швов и др.) невозможно без учета кинетики твердения бетона, определяемой рецептурными особенностями бетонных смесей.

Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, температурные поля и напряжения, рецептурно-технологические факторы, тепловыделение бетона, напряженно-деформированное состояние

05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства

При приемке законченных железобетонных конструкций, в т.ч. монолитных, к ним предъявляются требования по прочности, жесткости, трещиностойкости и долговечности. Качество монолитной железобетонной конструкции зависит от качества производства работ, качества материалов, качества проектных решений и качества нормативной документации. Согласно СП 70.13330.2012, п. 5.18.1, «при приемке законченных бетонных и железобетонных конструкций … следует проверять … качество бетона по прочности, а в необходимых случаях по морозостойкости …». Особого внимания требуют массивные монолитные железобетонные конструкции, при возведении которых вследствие температурно-усадочных деформаций возможно формирование собственного поля напряжений, превышающих на стадии формирования структуры бетона его прочностные показатели, следствием чего может быть раннее трещинообразование с последующим развитием трещин, что не только негативно отразится на эксплуатационных свойствах конструкции, но в принципе может поставить вопрос о невозможности ее эксплуатации. Качество бетона монолитной железобетонной конструкции определяется как рецептурными, так и технологическими факторами, оценка степени влияния которых представляет актуальную задачу.

Ключевые слова: массивные монолитные железобетонные конструкции, трещиностойкость, долговечность, морозостойкость, температурно-усадочные деформации

Обеспечение регулирования температурного режима выдерживания бетона для предотвращения трещинообразования вследствие температурных градиентов и усадочных деформаций является одним из ключевых моментов при возведении массивных монолитных железобетонных конструкций. В качестве основных методов регулирования температурного режима выдерживания при бетонировании массивных монолитных конструкций рассматриваются сочетание рецептурных и технологических. Проведен анализ температурных полей и оценка возможного трещинообразования бетона при бетонировании ростверков мостовых опор, выдерживание бетона при возведении конструкций, в которых осуществлялось разными методами. Предложено в нормативных документах четко оговорить случаи обязательных испытаний на морозостойкость бетона по образцам, отобранным из конструкций. При разработке проектной документации при нормировании показателей качества бетона предложено, значения класса бетона по прочности на сжатие в первую очередь назначать по условию обеспечения долговечности конструкции в зависимости от класса среды эксплуатации.

Ключевые слова: массивные монолитные железобетонные конструкции, температурный режим выдерживания бетона, трещинообразование, морозостойкость, класс бетона по прочности на сжатие

05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства

При формировании в процессе центрифугирования кольцевого сечения по методу «раздельного» бетонирования с формированием сечения изделия на первой стадии из исходной, в т.ч. мелкозернистой бетонной смеси, и с введением на второй стадии внутрь сформированного кольцевого сечения крупного заполнителя с последующим окончательным формированием сечения и уплотнением бетонной смеси посредством центрифугирования при расчетных для стадии уплотнения оборотах обеспечивается повышение, в зависимости от зоны сечения, предела прочности бетона на сжатие от 20% до 47%, начального модуля упругости от 6 до 19% относительно одностадийного центрифугирования. Соотношение vint/vext скоростей ультразвукового импульса при поверхностном прозвучивании по внутренней (vint) и внешней (vext) грани центрифугированного кольцевого сечения может рассматриваться как условный показатель однородности структуры бетона по сечению центрифугированного изделия. Ключевые слова: центрифугирование, раздельное бетонирование, однородность структуры, прочностные и деформационные свойства, пористость.

Ключевые слова: центрифугирование, раздельное бетонирование, однородность структуры, прочностные и деформационные свойства, пористость

05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.17 - Строительная механика

Показано, что соотношение приведенного модуля деформаций и начального модуля упругости бетона зависит не только от вида функции ε = f(𝜎), но и от начального модуля упругости бетона, т.е. для бетонов с различными значениями начального модуля упругости при равной прочности, например, при введении в состав бетона органо-минеральных модификаторов, зависимость соотношения Е/Е0 от уровня нагружения будет различным. Для описания зависимостей «напряжения-деформации» или «модуль деформаций-уровень нагружения» для бетонов с органо-минеральными модификаторами целесообразно использовать диаграмму Саржина (Sargin) с учетом влияния модификаторов на основные константы деформирования: начальный модуль упругости, коэффициент упругости, относительная деформация, соответствующая пределу кратковременной прочности. Характер деформирования бетонов с органо-минеральными модификаторами при уровне нагружения выше 0,9 может отличаться от известных для традиционных бетонов закономерностей, в связи, с чем этот вопрос требует специального изучения.

Ключевые слова: модуль деформаций, диаграмма напряжения-деформации, модифицированные бетоны, уровень нагружения, модуль упругости

, 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Представлены и теоретически обоснованы пути совершенствования технологии центрифугирования, направленные на повышение однородности структуры бетона по сечению, например, посредством способа раздельного введения компонентов бетонной смеси, сущность которого при производстве центрифугированных изделий состоит во введении внутрь формуемого изделия перед стадией уплотнения крупного заполнителя. Получены результаты физико-механических испытаний центрифугированных бетонов, показывающие, что послойное введение компонентов бетонной смеси по первому способу приводит к увеличению предела прочности при сжатии во всех слоях центрифугированного бетона.Статья опубликована в рамках реализации программы Международного Форума «Победный май 1945 года».

Ключевые слова: бетон, центрифугирование, однородность структуры, послойное введение компонентов, уплотнение, водопоглощение при капиллярном подсосе, прочность

05.23.05 - Строительные материалы и изделия