Влияние нефтепродуктов на некоторые деформативные свойства бетона при кратковременном нагружении

Воробьев А. Саид С. Влияние нефтепродуктов на некоторые деформативные свойства бетона при кратковременном нагружении // Бетон и железобетон. 2003 . №6. C. 18-20

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 по-стоянной 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 призмен-ная 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 () почти в 2 раза больше соответствующего коэффициента контрольного бетона (). Также из него следует, что отклонение графиков и и даже и от приблизительно постоянного значения для пропитанного минеральным маслом бетона начинается раньше, чем для контрольного. Если для последнего отклонение в сторону увеличения происходит на уровне напряжения в бетоне, примерно равном (0,45 - 0,5) Rnp, то в пропитанном маслом бетоне - (0,33 - 0,4) Rnp.




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 постоянного значения 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/R пр = 0,5 за 100 %, то соответствующая граница для пропитанного минеральным маслом бетона будет на 20 % меньше.





Рис. 4 иллюстрирует, что с увеличением нагружения образцов внешний объем их уменьшается, а затем наступает резкое отклонение графиков к оси ординат. Это указывает на то, что сокращение объема бетона прекратилось, и началось увеличение. Причем для пропитанного минеральным маслом бетона графи к объем ных деформаций даже пересекает ось ординат, что свидетельствует о том, что объем образца стал несколько больше исходного, т.е. того, который был до нагружения.

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, т.е. верхняя граница микротрещино-образования 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 опреде-

пять границы области возникновения и развития микротрещин, значительно отличаются от контрольного. При пропитке бетона минеральным маслом И-30:

- коэффициент поперечной деформации при= 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.

--------------------------------------------------------------------------------------------

* Ярмаковский В. Н. Исследование физико-механических характеристик бетона при воздействии статических и динамических нагрузок и агрессивной среды в сочетании с периодическим замораживанием и оттаиванием. Дисс. на со-иск. учен, степени канд. техн. наук. - М.: НИИЖБ, 1971.