Научная статья на тему 'Методики усиления композитными материалами и испытания железобетонных элементов'

Методики усиления композитными материалами и испытания железобетонных элементов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
269
85
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕТОН / ЦЕМЕНТНОЕ МОЛОКО / НАСЕЧКА / ГРУНТОВКА / ШПАТЛЁВКА / КЛЕЕВОЙ СОСТАВ / ЭТАПЫ НАГРУЖЕНИЯ / УРОВЕНЬ НАГРУЗКИ / ИНДИКАТОР / ЦЕНА ДЕЛЕНИЯ / CONCRETE / CEMENT GROUT / NOTCHING / PRIMER / PUTTY / GLUE COMPOSITION / STAGES OF LOADING / THE LOAD LEVEL INDICATOR / GRADUATION

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Польской Пётр Петрович, Михуб Ахмад, Георгиев Сергей Валерьевич

Приведены сведения о методике усиления опытных образцов с учетом общих требований завода – изготовителя для трех видов композитных материалов. Изложены данные об этапах приложения и контроля интенсивности нагрузки

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Польской Пётр Петрович, Михуб Ахмад, Георгиев Сергей Валерьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The methods of strengthening with composite materials and testing of reinforced concrete elements

An information, is given about the method of strengthening the tested samples by the general requirements of plant’s manufacturer for three types of composite materials. It was presented a dates about the application stages and control of the load intensity

Текст научной работы на тему «Методики усиления композитными материалами и испытания железобетонных элементов»

Методики усиления композитными материалами и испытания

железобетонных элементов

П.П. Польской, Михуб Ахмад, С.В. Георгиев

Как нами было отмечено в предыдущей нашей статье в этом номере, при усилении опытных образцов использовались 3-и вида композитных материалов: стеклоткань прямоугольного плетения; однонаправленная углеткань и полосы -(ламинаты) на основе углеродных волокон. Физико-механические свойства холстов изготовленных из указанных материалов приведены там же в табл. 3. Технические характеристики композитных материалов в основном совпадают с их опытными данными.

Усиление образцов осуществлялось по следующей технологии: разметка поверхности железобетонных балок в соответствии с конструктивной схемой усиления и программой исследования; механическая очистка поверхности бетона (насечка) от цементного молока до полного оголения щебня с последующим удалением пыли (рис.1.); создание угловых фасок радиусом 15мм с помощью шлифовального круга в местах установки анкерных устройств; собственно усиление балок, которое выполнялось в несколько этапов в зависимости от вида наклеиваемых композитных материалов (рис.2;3).

Технические характеристики клеящих составов, грунтовок и шпаклевок для различных материалов, приведены в прилагаемых сертификатах. Там же даны общие сведения по технологии выполнения работ при усилении балок по системе MBRACE.

Рис.1. - Вид обработанной поверхности балки перед грунтовкой

Рис.2. - Общий вид балок покрытых грунтовкой MBrace® Primer

Рис.3. - Общий вид балок после наклеивания одной или двух полос из углепластика МВгасе® LAMCF210/2800.50x1,4Л00mс анкерами на их торце

Опытные образцы испытывались кратковременной нагрузкой на специально оборудованном стенде (рис. 4) по схеме однопролетных свободно опертых балок. Нагрузка N передавалась на балки через траверсу двумя сосредоточенными силами F, симметрично расположенными в третях пролета. Усилия F прикладывались через опорные пластины толщиной 20-25мм и шириной 100мм. Расчетный пролет балок - 180см, а пролет среза-60см (рис. 5).

Все опытные образцы испытывались до разрушения ступенчато-возрастающей нагрузкой, интенсивность которой (№) контролировалась по индикатору часового типа, который был установлен на образцовом динамометре системы Токаря с максимальным усилением 500кН. Балки, усиленные стеклотканью, испытывались в возрасте 391-412, а углепластиком -432-458 суток или через 13-15 месяцев после их

изготовления. После усиления композитными материалами, балки до момента испытания выдерживались в течение 13-25 суток, вместо 7 суток по рекомендациям завода - изготовителя. Разница в возрасте балок - близнецов на момент испытания эталонных или усиленных образцов не превышало 2-3 суток.

Балки нагружались ступенчато-возрастающей нагрузкой с выдержкой на каждом этапе загружения в пределах 10-15 минут. В течение этого времени снимались показания с приборов; осматривались и фотографировались балки; зарисовывались и замерялись трещины. Интенсивность нагрузки № на первых четырех этапах, т.е. до появления трещин и еще плюс один - два этапа, составляла 4 кН. Затем до уровня 0,8 от теоретической величины разрушающей нагрузки №е0Г, этапы составляли 8 и (или) 16кН. Далее нагрузка на последующих этапах, вплоть до разрушения, составляла 4 или 6 кН. Принятый уровень нагрузки приблизительно был равен 1/20 и 1/10 от величины предельного значения №ехр.

В процессе испытания (рис. 5) в середине пролета балок, замерялись средние деформации сжатой и растянутой зоны балок, а так же перемещения (прогибы) в характерных точках опытных образцов. Для этой цели использовались тензорези-сторы сопротивления с базой 50мм и индикаторы часового типа с ценой деления 0,01мм.

Рис.4. - Конструкции стенда для испытания опытных образцов

Первые в сжатой зоне наклеивались с помощью клея «Момент» непосредственно на бетоне, а в растянутой зоне так же на бетон - при испытании эталонных балок и на композитный материал - усиленных балок.

Рис. 5. - Схема расположения приборов при испытании балок 1,2,3,5- индикаторы часового типа для определения прогибов; 6-тоже для определения деформаций растянутой зоны; 7- тензодатчики сопротивления; 8- опоры для крепления индикаторов.

Деформации растянутой зоны, фиксируемые с помощью индикаторов, замерялись на базе 400мм. Стальные крепления для них закреплялись аналогичным клеем. Показания с приборов на каждом этапе снимались дважды,- непосредственно после приложения и после выдержки под нагрузкой. Регистрация деформаций, измеренных тензорезисторами сопротивления, осуществлялась с помощью автоматических измерительных деформаций (тензостанций) АИД- 4М. Ширина раскрытия нормальных и наклонных трещин фиксировалась цифровой фотосъемкой и определялась с помощью компьютерной программы. Замеры нормальных трещин выполнялись на уровне центра тяжести стальной рабочей арматуры, а наклонных -вместе их наибольшего раскрытия.

Литература

1. П.П. Польской, Д.Р. Маилян «Композитные материалы - как основа эффективности в строительстве и реконструкции зданий и сооружений» : Эл. журнал «Инженерный вестник дона», № 4,Ростов-на-дону,2012.

2. П.П. Польской, Мерват Хишмах, Михуб Ахмад. «О влиянии стеклопластиковой арматуры на прочность нормальных сечений изгибаемых элементов из тяжелого бетона». : Эл. Журнал «Инженерный вестник Дона» №4, Ростов-на-Дону, 2012.

3. СП63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.М.:ФАУ«ФЦС»,2012.С.155.

4. ГОСТ 10180-90 Бетоны . Методы определения прочности по контрольным образцам.-Введ.1991-01-01.-М.:Изд-во стандартов,1990. с.36

5. ГОСТ 12004-81: Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение. -Введ.01.07.1983.-М.:Изд-во стандартов,1981.

6. ГОСТ 25.601-80 «Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов) Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах».

7. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами. Под руководством д.т.н., проф. В.А. Клевцова. - М.: НИИЖБ, 2006 -48с.

8. ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний загружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости. - Взамен ГОСТ 8829-85;введ. 01.01.1998. -М.: Госстрой России ГУП ЦПП, 1997 - 33с.

9. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. ACI 440.2R-02. American Concrete Institute.

10. Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete tructures. ACI 440.2R-08. American Concrete Institute.

11. Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, 2004.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.