Технологічні способи підвищення якості монолітних стін у ґрунті

При розгляді питання про вплив глинистого розчину на деформативні властивості бетону відзначено, що при заповненні траншеї бетонна суміш обволікає арматурні стержні, залишаючи на їхній поверхні глинисту плівку. У результаті контакту з бетоном властивості цієї плівки можуть змінюватися (втрата міцності при зменшенні вмісту води, зміна міцності під впливом цементу).

Величина зчеплення бетону з арматурою змінюється в широких межах. В основному вона залежить від характеру з'єднання бетону з арматурою завдяки твердінню цементного тіста; сил тертя, що виникають на поверхні арматури, завдяки тужавінню стержнів у бетоні при його укладанні; опору бетону зусиллям зрізу, що виникає через наявність нерівностей і виступів на поверхні арматури.

Перші тріщини у випробуваних зразках з'являються при напругах, рівних 450 МПа, що дуже близько до межі міцності. У момент руйнування напруга в подовжній арматурі складала від 470 МПа (гладка сталь) до 620 МПа (профільована сталь).

Істотно впливає на величину зчеплення між арматурою і бетоном в'язкість і ступінь коагуляції глинистого розчину, а також розташування арматури та її конфігурація.

Профільована арматурна сталь має гірше зчеплення з бетоном, ніж гладка. Однак проведений аналіз і випробування відносяться до випадку навантаження за схемою простого розтягу. Для конструкції “стіна в ґрунті” характерна деформація вигину. Тому їхні результати не можна автоматично перенести на зведення стін у ґрунті. Згідно з тими ж випробуваннями, при вигині зразків зменшення зчеплення арматури з бетоном у порівнянні з контрольним зразком не відзначалося, тоді як для арматури, покритої мастилом, втрата зчеплення склала 70%.

Проведений аналіз говорить про те, що зчеплення залежить від багатьох факторів і вимагає додаткового вивчення шляхом експериментальних досліджень і аналізу отриманих результатів.

У розділі приводиться аналіз декількох технологічних способів, що поліпшують якість конструкцій стін у ґрунті.

Перший – це застосування вібрації для бетонування бетонними сумішами рухомістю (ОК = 4 – 12 см), при цьому зменшується небезпека виникнення тріщин просадки, підвищується водонепроникність, морозостійкість і інш. Цей метод має обмежену галузь застосування. Крім того, немає даних про кількісну оцінку впливу рухомості бетонної суміші на деформативні властивості конструкцій стін у ґрунті.

Другий – попереднє змочування арматурного каркаса. Цей прийом сприяє підвищенню зчеплення арматури з бетоном на 15%. Однак, він – не технологічний і має невисоку ефективність.

Третій – електроосмос. Дослідженнями установлена висока ефективність використання постійного електричного струму для поліпшення характеру спільної роботи арматури і бетону. Однак у відомих дослідженнях не наводяться відомості про оптимізацію технологічних режимів для поставленої в роботі мети.

Аналізуючи рекомендації нормативної літератури, результати досліджень якості залізобетону стін у ґрунті, досвід будівництва, можна зробити висновок, що найбільш перспективним методом є обробка арматури постійним електричним струмом. Відсутність досліджень, що дозволяють визначити величину зчеплення при зміні технологічних режимів електрообробки, визначила необхідність проведення подальших досліджень у цій галузі і створення методики їхнього проведення, яка викладена у відповідному розділі дисертації. Розроблена методика забезпечила проведення достатньої кількості експериментів для якісної і кількісної оцінки основних досліджуваних факторів (у їх сукупності), що впливають на зчеплення арматури з бетоном, вкладеним під глинистим розчином. Для цього створено стенд, що моделює бетонування конструкцій під шаром глинистого розчину.

Третій розділ. У зв'язку з великою кількістю факторів, що впливають на величину зчеплення бетону з арматурою, був застосований метод скороченого планування експериментів. Границі зміни факторів визначилися теоретичними межами існування перемінних та технічними можливостями дослідників їх вивчати в межах, що являють практичний інтерес з огляду поставленого завдання.

План експериментів припускав реалізацію серії дослідів, складених за визначеною схемою: кожний дослід відрізнявся поєднанням незалежних змінних, які визначили умови його проведення при скороченні обсягу дослідних робіт в порівнянні з повним багатофакторним експериментом.

Дослідження проводилися в 4 етапи. На першому етапі робіт поставлено завдання визначити вплив рухомості бетонної суміші на величину зчеплення арматури з бетоном, покладеним під глинистим розчином у поєднанні з іншими технологічними факторами: різним часом витримки арматури в розчині і в'язкістю глинистого розчину. На другому етапі поставлено завдання досліджувати вплив технологічних режимів електрообробки на величину зчеплення арматури з бетоном при зміні рухомості бетонної суміші і в'язкості глинистого розчину. На третьому етапі виконана оптимізація досліджених технологічних параметрів для досягнення найбільшої ефективності. На четвертому, заключному, етапі зроблена виробнича перевірка отриманих результатів у реальних умовах будівництва.

Для рішення завдання першого етапу був вивчений вплив 3-х факторів на величину зчеплення: часу витримки арматури в глинистому розчині (t), в'язкості глинистого розчину () і рухомості бетонної суміші (ОК).

Основними факторами впливу на утворення глинистої плівки на стержнях арматури були в'язкість глинистого розчину і час перебування її в глинистому розчині. Як вихідний параметр аналізувалася величина зчеплення арматури з бетоном ().

За результатами розрахунків, виконаних на персональному комп’ютері, побудована кінцева модель, що характеризує вплив технологічних факторів при різному їхньому поєднанні на величину зчеплення арматури з бетоном.

 = 2, 740 – 0, 046 t • • •

• • +0, 12 ОК 

– 0, 202 •

де t – час витримки арматури в розчині;