Главная » 2014 » Июнь » 27 » Скачать Прочность и деформативность прессованного бетона в конструкциях. Сеськин, Иван Ефимович бесплатно
1:54 AM
Скачать Прочность и деформативность прессованного бетона в конструкциях. Сеськин, Иван Ефимович бесплатно
Прочность и деформативность прессованного бетона в конструкциях
Диссертация
Автор: Сеськин, Иван Ефимович
Название: Прочность и деформативность прессованного бетона в конструкциях
Справка: Сеськин, Иван Ефимович. Прочность и деформативность прессованного бетона в конструкциях : диссертация доктора технических наук : 05.23.05 / Сеськин Иван Ефимович; [Место защиты: ГОУВПО "Петербургский государственный университет путей сообщения"] - Санкт-Петербург, 2007 - Количество страниц: 286 с. 40 ил. Санкт-Петербург, 2007 326 c. :
Объем: 326 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2007
Содержание:
Введение
1 Состояние и перспективы развития конструкций из бетона, уплотненного прессованием, особенности их расчета, физико-механические характеристики прессованного бетона
11 Напорные виброгидропрессованные трубы
111 Технология изготовления труб методом виброгидропрессования
112 Расчет напорных вибропрессованных труб
12 Тоннельная обделка из монолитного пресс-бетона
121 Технология возведения монолитной бетонной обделки
122 Особенности расчета пресс-бетонной тоннельной обделки
123 Метод расчета обделки как кольца в упругой среде
124 Расчет обделки методами механики сплошной среды
13 Влияние прессования на прочностные и деформативные характеристики бетона
131 Влияние прессования на прочность бетона
132 Модуль упругости
133 Усадка бетона
134 Деформации ползучести
14 Свойства термофосфорных шлаков как крупного заполнителя для бетона
15 Опытные конструкции из бетона, твердеющего под давлением
2 Особенности структурообразования и формирования прочности цементного камня, уплотненного прессованием
21 Влияние продолжительности прессования на прочность цементного камня
22 Определение факторов, влияющих на прочность цементного камня
221 Влияние прессования на минерало-фазовый состав цементного камня
222 Изменение плотности цементного камня при уплотнении его пресс-сованием
223 Влияние прессования на степень гидратации
224 Влияние прессования на относительную плотность цементного камня
225 Влияние прессования на пористость
3 Формирование прочности прессованного бетона Начальное напряженное состояние бетона
31 Роль крупного заполнителя в формировании прочности бетона
32 Влияние прессования на прочность бетона
321 Влияние продолжительности прессования на прочность бетона
322 Влияние интенсивности прессования на прочность бетона
33 Начальное напряженное состояние бетона и железобетона
331 Теоретические предпосылки возникновения деформаций рас-прессовки в бетоне, уплотненного прессованием
332 Контактные напряжения между крупным заполнителем и растворной частью прессованного бетона
333 Экспериментальное обоснование деформаций распрессовки
4 Прссс-бетон для возведения монолитных тоннельных обделок
41 Требования к бетону для возведения монолитной тоннельной обделки и особенности подбора его состава
42 Прочность пресс-бетона при сжатии
421 Сопоставляющие бетона и технология изготовления опытных образцов
422 Прочность пресс-бетона, твердеющего при постоянном режиме прессования
423 Влияние режима прессования на прочность пресс-бетона
424 Влияние расхода цемента на прочность пресс-бетона
425 Влияние химических добавок на прочность пресс-бетона
43 Химическая стойкость и долговечность пресс-бетона
5 Виброгндроирессованный бетон для производства напорных труб Физико-механические характеристики
51 Материалы для бетона виброгидропрессованных труб
52 Технология изготовления опытных образцов из виброгидропрессован-ного бетона
53 Прочность при осевом сжатии
531 Связь между кубиковой и призменной прочностью вибропрессованного бетона
532 Связь между прочностью исходного и вибропрессованного бетона
54 Влияние величины опрессовочного давления на призменную прочность
55 Прочность при растяжении
56 Модуль упругости
57 Предельные деформации
6 Длительные деформации виброгндропрессоваиного бетона
61 Усадка виброгидропрессованного бетона
62 Деформации ползучести
621 Методика проведения экспериментальных исследований
• 622 Установка для исследования ползучести бетона
623 Результаты исследования деформаций ползучести
7 Особенности расчета конструкций из уплотненного прессованием бетона
71 Напорные виброгидропрессованные трубы
711 Потери предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона
712 Экспериментальная оценка эффективности методики расчета потерь напряжения
713 Методика расчета трещиностойкости напорных труб
714 Экспериментальная оценка эффективности методики расчета трещиностойкости напорных труб
72 Тоннельная обделка из монолитного пресс-бетона
721 Оценка прочности пресс-бетоной обделки в момент распалубки
722 Оценка напряженного состояния массива грунта методом конечных элементов
723 Экспериментально-теоретические исследования напряженнодеформированного состояния пресс-бетонной обделки
Введение:
Актуальность проблемы. Совершенствование расчета конструкций с учетом фактических свойств бетона позволяет повысить их надежность и эффективность. Известно, что свойства бетона в конструкции во многом предопределяются свойствами исходных материалов, технологией его уплотнения и условиями твердения, которые при некотором их сочетании способны значительно изменить характеристики исходного бетона и существенно повлиять на работу конструкции в целом.
Уплотнение бетона прессованием является техническим приёмом, используемым при изготовлении некоторых бетонных и железобетонных конструкций, который позволяет помимо решения основной технологической задачи - интенсифицировать процесс твердения бетона, одновременно значительно улучшить его физико-механические свойства.
Режим прессования и условия твердения не одинаково влияют на формирование прочностных и деформативных характеристик бетона. Кроме того, значительное место в формировании прочностных и деформативных характеристик занимают свойства крупного заполнителя. Использование в качестве крупного заполнителя в бетоне шлака фосфорного производства позволяет обеспечить строительную индустрию региона дешевым строительным материалом и создать благоприятные условия для безотходного производства.
Следует отметить, что уплотненный прессованием бетон имеет присущие только ему особенности. Эти особенности недостаточно полно изучены и, соответственно, не учитываются при проектировании конструкций. В настоящей работе обобщены результаты многолетних исследований, выполненных автором за последние примерно тридцать лет, направленных на изучение свойств прессованного бетона, в том числе на основе фосфорных шлаков, необходимых при проектировании конструкций.
Целью работы является научное обоснование процессов формирования прочностных и деформативных характеристик прессованного бетона в конструкциях и методов их количественного определения при проектировании.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Изучить влияние режима прессования на структурообразование цементного камня и формирование прочности бетона.
2. Установить влияние режима прессования на изменение свойств исходного бетона: прочности; модуля упругости; деформативности при кратковременном и длительном действии нагрузки.
3. Установить начальное напряженное состояние бетона в момент снятия опрессовочного давления и характера его изменения во времени.
4. Выявить влияние начального напряженного состояния бетона на величину и характер протекания собственных деформаций.
5. Изучить возможность учета реальных свойств вибропрессованного бетона и характера протекания длительных деформаций во времени при определении потерь предварительного напряжения в напорных трубах и расчете их трещиностойкости.
6. Разработать методику оценки прочности пресс-бетона тоннельной обделки и оценки её несущей способности при снятии опалубки.
Методы и достоверность исследовании. Результаты исследований, приведенные в диссертационной работе, базируются на основных положениях сопротивления материалов, теории упругости, строительной механики, математической статистики и подтверждены испытаниями опытных образцов и натурных конструкций, с использованием разработанных автором оригинальных методик.
Достоверность экспериментальных исследований обеспечивалась применением стандартных методов испытаний; с использованием приборов и оборудования, прошедших государственную поверку специализированными организациями. Результаты теоретических исследований сопоставлялись с большим количеством экспериментальных данных.
Научная новизна работы:
1. Систематизированы и развиты теоретические и практические аспекты формирования прочностных и 'деформативных характеристик прессованного бетона. Установлена связь между режимом прессования и прочностью цементного камня и бетона.
2. Впервые теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены деформации распрессовки, возникающие в бетоне, твердеющем под давлением, при снятии опрессовочного давления. Установлен характер протекания указанных деформаций во времени и их влияние на развитие собственных деформаций. Получена качественная картина напряженного состояния, возникающего между крупным заполнителем и растворной частью бетона при снятии опрессовочного давления.
3. Установлена связь между режимом прессования и прочностью пресс-бетона монолитной обделки, а также между режимом прессования, расходом цемента и прочностью пресс-бетона. Исследовано сопротивление пресс-бетона воздейстствию сульфатной и водной среды.
4. Впервые выполнены комплексные исследования прочностных и деформативных характеристик виброгидропрессованного бетона на щебне из шлака фосфорного производства и бетона на гранитном заполнителе, используемых при расчете напорных труб. Установлена связь между величиной опрессовочного давления и такими характеристиками виброгидропрессованного бетона как: прочность при сжатии и растяжении, модуль упругости и деформации при кратковременном и длительном действии нагрузки. Обоснована возможность использования шлака фосфорного производства в качестве крупного заполнителя в бетоне для изготовления напорных труб.
5. Даны рекомендации по расчету потерь предварительного напряжения и трещиностойкости напорных труб с учетом фактических свойств бетона и характера протекания длительных деформаций во времени.
6. Предложен метод прогнозирования прочности пресс-бетона в тоннельной обделке и оценки несущей способности последней при снятии опалубки.
Практическое значение работы:
1. Разработанные методы определения прочностных и деформативных характеристик прессованного бетона позволяют повышать эффективность и надежность решения задач при проектировании и оценке несущей способности конструкций.
2. Впервые экспериментальным путем установлен факт возникновения деформаций распрессовки при сбросе опрессовочного давления, приводящих к изменению величины собственных деформаций бетона, твердевшего под давлением и характера их протекания во времени. Установление указанных особенностей позволяет более точно оценить потери предварительного напряжения в предварительно напряженных конструкциях, вызванные собственными деформациями такого бетона.
3. Впервые установлена связь между величиной опрессовочного давления и мерой ползучести виброгидропрессованного бетона на щебне из шлака фосфорного производства и бетона на гранитном заполнителе. Показано, что виброгидропрессование способствует существенному снижению меры ползучести и, соответственно, потерь предварительного напряжения. Использование в качестве крупного заполнителя щебня из шлака фосфорного производства, имеющего более высокий, чем у гранита модуль упругости, приводит к снижению меры ползучести бетона и уменьшению потерь предварительного напряжения в напорных виброгидропрессованных трубах и повышению их трещиностойкости и водонепроницаемости.
4. Установлены физико-механические характеристики шлака фосфорного производства, позволяющие " оценивать его качество как крупного заполнителя для обычного и прессованного бетона. Использование такого заполнителя в бетоне позволило расширить ресурсы применения в регионе местных строительных материалов из числа отходов промышленных предприятий.
5. Впервые, путем проведения комплексных экспериментально-теоретических исследований установлены физико-механические характеристики виброгидропрессованного бетона и закономерности их изменения при изменении режима прессования. Полученные результаты могут быть использованы при разработке нормативных документов в разделе «Показатели качества бетона и их применение при проектировании».
6. Результаты проведенных исследований позволили разработать и выпустить (с участием автора) ряд технических условий: ТУ 65.280-79 «Щебень из шлака фосфорного производства для бетона напорных виброгндропрессованных труб»; ТУ 65.280-85 «Трубы железобетонные напорные виброгидропрессованные из бетона на щебне из шлака фосфорного производства»; ТУ 65.519-85 «Ригели железобетонные на щебне из шлака фосфорного производства для зданий административно-бытового назначения»; ТУ 65.520-85 «Колонны железобетонные для зданий, изготавливаемые из бетона на щебне из шлака фосфорного производства»; ТУ 65. 517-85 «Плиты покрытий железобетонные ребристые предварительно напряженные размером 6x3 м для покрытий производственных зданий, изготавливаемые из бетона на щебне из шлака фосфорного производства».
Результаты исследований использованы при написании автором учебного пособия «Строительные конструкции и здания на железнодорожном транспорте», рекомендованного учебно-методическим объединением для вузов железнодорожного транспорта. Кроме того, полученные данные используются при чтении лекций по дисциплине «Строительные конструкции».
Основные результаты работы, полученные лично автором и выдвигаемые на защиту: технологические принципы формирования прочностных и деформативных характеристик прессованного бетона; основные закономерности физико-химических процессов структурообразования прессованного цементного камня;
• закономерности изменения физико-механических характеристик исходного бетона в зависимости от режима прессования; результаты экспериментальных исследований деформаций распрессовки, возникающих при сбросе опрессовочного давления с затвердевшего под давлением бетона;
• закономерности изменения деформаций усадки и ползучести виброгидропрессованного бетона в зависимости от величины опрессовочного давления;
• методы расчета потерь предварительного напряжения и трещиностойкости напорных труб и оценки несущей способности тоннельных обделок на момент распалубки.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 научных работ, в том числе две монографии, получено одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, библиографического списка из 195 наименований. Общий объем диссертации 326 страниц, включая 114 рисунка, 43 таблицы и 6 приложений.