Надежность, долговечность и безопасность зданий и сооружений, подвергающихся воздействию агрессивных сред различного характера, напрямую зависят от свойств материалов, из которых изготовлены их несущие и ограждающие конструкции. Исследования многих авторов в области каутоновых конструкций свидетельствуют, что каутон обладает высокой прочностью, трещиностойкостью и коррозионностойкостью [3,4,5,6,7].

Если бетон хорошо работает только на сжатие, то каутон же имеет высокую прочность и на сжатие, и на растяжение. В двухслойных конструкциях из бетона и каутона эффективно используются  наиболее ценные свойства и преимущества каждого из материалов.

Прочность и трещиностойкость нормальных сечений двухслойнных каутоно-бетонных изгибаемых элементов строительных конструкций ранее  изучались [1,2], однако аналогичные  исследования наклонных сечений еще не проводились.

С целью изучения прочности наклонных сечений нами были изготовлены образцы-балки размером 60×120×1400 мм. В качестве продольной арматуры в слое каутона применяли 2 стержня диаметром 12мм класса АIII, поперечной – проволоку диаметром 5мм Вр–I (Рисунок 1). Высота каутонового слоя составляет 45 мм (с учетом анализа результатов исследования в работе [2]).

Нагружение опытных балок выполняли двумя равными сосредоточенными силами (Рисунок 1), максимальное значение усилия в момент разрушения образца измеряли датчиком силы пресса и применяли за величину разрушающей нагрузки на образец. Загружение образцов производили плавно, показания приборов снимали непрерывно.

Испытания проводятся в Центре коллективного пользования (ЦКП) Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Риснуок 2).

При испытании элементов варьировали величиной пролета среза а (расстояние между опорой и грузом). Относительный пролет среза (а/ho) составлял 1; 1,5; 2; 2,5 и 3. Шаг поперечной арматуры принимали равным s = 0, 3, 5 и 7 см.

По результатам испытаний было получено изменение величины поперечной силы при разрушении в зависимости от пролета среза (Рисунок 3).

При большом значении относительного пролета среза а/ho= 3, т.е. превалирующем влиянии изгибающего момента, разрушение происходит в зоне чистого изгиба по нормальному сечению. C уменьшением значений а/ho балка разрушается уже в пролете среза по наклонной трещине. Уменьшение длины пролета среза от 2,5ho до 1,0ho вызывает увеличение несущей способности балок всех серий. Причем рост разрушающей нагрузки происходит интенсивнее при шаге поперечной арматуры s= 3cм (в 2,37 раза) а при слабом поперечном армировании (s= 3, 5 и 7см) повышение разрушающей нагрузки происходить более плавно.

По приведенным зависимостям видно, что с увеличением интенсивности поперечного армирования (уменьшением их шага) несущая способность повышается (Рисунок 4) – наиболее существенно (в 1,5 раза) по сравнению с несущей способностью элементов без поперечного  армирования при пролетах среза а/ho<2. В дальнейшем с увеличением количества поперечной арматуры рост несущей способности замедляется. При слабом поперечном армировании поперечная арматура практически не влияет на несущую способность элемента (Рисунок 3, кривые 2, 3 и 4)

Образование критической наклонной трещины происходит при нагрузке меньшей разрушающей, трещина развивается практически от груза к опоре, а исчерпание несущей способности наступает в результате разрыва (среза) бетона сжатой зоны по направлению развития критической наклонной трещины (Рисунок 5).

б) балка без поперечной арматуры при пролете среза а/ho= 2

 

При этом нижний слой из каутона сдерживает развитие наклонных трещин, образовавшихся ранее в бетоне, тем самым повышая их несущую способность по наклонным сечениям. Это является существенным отличием двухслойных элементов от однослойных, аналогичный фактор в которых, сдерживающий развитие трещин, отсутствует и трещины развиваются постоянно без "задержек".

 

Список литературы

1.     Борисов Ю.М., Поликутин А.Э., Фан Зуй Нгуен. Исследование трещиностойкости нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов.  Промышленное и гражданское строительство. 2010. №7. С. 47-49

2.     Нгуен Ф.З. Двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы строительных конструкций [Текст] : дис.... канд. техн. наук : 05.23.01 / Нгуен Фан Зуй. -Воронеж, 2010.–185 с.

3.     Панфилов Д.В. Дисперсно  армированные строительные композиты на основе полибутадиенового олигомера [Текст]: дисс. ... канд. техн. наук: 05,23,05 / Панфилов Дмитрий Вячеславович. - Воронеж, 2004.– 188 c.

4.     Поликутин А.Э. Прочность и трещиностойкость наклонных сечений изгибаемых элементов строительных конструкций из армокаутона [Текст]: дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 / Поликутин Алексей Эдуардович.- Воронеж, 2002. –235с.

5.     Потапов Ю.Б., Борисов Ю.М., Пинаев С.А., Савченко Е.Н. Каутоны. Новый класс коррозионностойких строительных материалов [Текст] /Б. Ю. Потапов [и др.]// Строительные материалы XXI века. – 2000.– № 9. – С. 9-10.

6.     Чмыхов, В.А. Сопротивление каучукового бетона действию агрессивных сред [Текст]: дисс. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Чмыхов Виталий Александрович. – Воронеж, 2002. – 224 с.

7.     Пинаев С.А., Франсиско Савити Матиас да Фонсека. Влияние полимерцементной защиты на трещиностойкость железобетонных изгибаемых элементов. Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2011. № 1. С. 85-88