Бетондарды соққы жүктемелерімен сынау

Бетондардың, полимербетондардың, полимерцементті фибробетондардың және бетонполимерлердің тәжірибелік үлгілерін сынау бойынша эксперименттік жұмыстардың келесі кезеңі «Ә.С.Ахметов атындағы Наноинженерлік зерттеу әдістері» ҒЗЗ орындалды. Эксперименттер "BR24992867-Қазақстанның су шаруашылығы мен қайта өңдеу өнеркәсібін дамыту және басқару үшін ресурс үнемдейтін технологияларды әзірлеу, инновациялық инжинирингтік орталық құру" бағдарламасын іске асыру аясында жүргізілді. ҒЗЖ бағдарламаның күнтізбелік жоспарының келесі міндеттерін орындауды қамтиды:

1) 2.5.1 Жаңа құрылыс материалдарының сапасын, құрылымдардың геометриялық өлшемдері мен пішінін зерттеу;

2) 2.5.2 Гидротехникалық полимербетондардың құрылымы мен физикалық-механикалық және пайдалану қасиеттерін зерттеу;

3) 2.5.3 Полимербетон алудың технологиялық параметрлерін әзірлеу.

Сынақ жұмыстары АҒҚ, PhD Е.И. Атеновтың және АҒҚ, магистр Н.А. Шаншабаевтың қатысуымен т.ғ.д. И.И. Бекбасаровтың жетекшілігімен жүргізілді.

Зерттеудің алғашқы кезеңдерінде бетондардың үлгілері жасалған. Бірнеше рет қайталанатын динамикалық (соққы) жүктемелердің әсерінен оларды сынау үшін соққы жасайтын арнайы зертханалық механикалық қондырғы әзірленіп, дайындалды (1-сурет).

1-П-тәрізді тірек жақтауы; 2 - тірек бөлігі; 3 - бағыттаушы білік; 4 – қаққыш; 5 - сынақ үлгісі; 6 - тірек тақталары.

1-сурет – Соққылық сынақтарға арналған зертханалық қондырғы

Бетон үлгілерін соққы жүктемелеріне сынау нәтижелері 2-суреттегі диаграммалар түрінде берілген. Әртүрлі қанығу кезеңіндегі үлгілердің орташа соққы беріктігі деректерінің стандартты ауытқулары 3-суретте көрсетілген. Олардың максималды мәндері 0,45 кДж-ден аспайды, бұл бұзылуға жұмсалатын энергия шығындарының орташа мәндерінің сенімділігін көрсетеді. Сынақтар мен сынамалардың үзінділері 4-суретте көрсетілген.

2-сурет - Үлгінің зақымдана бастауының орташа жиынтық энергиясы, кДж

3-сурет - Зақымданудың басталу сатысында судың қанығуының әртүрлі кезеңдері үшін үлгілердің орташа әсер ету беріктігі деректерінің стандартты ауытқулары

4-сурет - Бетон үлгілерін соққы жүктемелерімен сынау және бұзу фрагменттері: а) бастапқы күй; ә) зақымданудың басталу кезеңі; б) үдемелі жойылу кезеңі; в) толық жойылу кезеңі.

(1) формула бойынша есептелген S_E бетон үлгілерінің зақымдана бастауы сатысында салыстырмалы энергия сыйымдылығы коэффициентінің мәндерін анықтау нәтижелері 1-кестеде және 5-суретте көрсетілген.

мұндағы:  – үлгі үшін соққылардың энергия сыйымдылығы, кДж;  – бақылау үлгісі үшін соққылардың энергия сыйымдылығы, кДж; n – үлгі түрі.

1-кесте -бетон үлгілерінің зақымдана бастау сатысындағы салыстырмалы энергия сыйымдылығы коэффициентінің мәні

5-сурет -  бетон үлгілерінің зақымдана бастау сатысындағы салыстырмалы энергия сыйымдылығы коэффициентінің судың қанығу ұзақтығына тәуелділігі

6-суретте көрсетілген графиктер келесі сызықтық функциямен сипатталады

мұндағы: k және o – бетонның түріне байланысты 2-кесте бойынша қабылданатын параметрлер; t - бетонның сумен қанығу ұзақтығы, тәулік.

2-кесте - (2) формуладағы k және o параметрлерінің мәндері

1-суретте және 1-кестеде келтірілген бетон үлгілерінің зақымдануын бастау сатысындағы сынақ нәтижелерін талдау келесі қорытындылар жасауға мүмкіндік береді:

- полимербетондардың соққы жүктемелеріне ұшыраған кезде бұзылуға төзімділігі бақылау бетондарына қарағанда орта есеппен 1,07-2,35 есе жоғары;

- PN-609-21m (Ke) полиэфир шайырымен өңделген бетонополимерлердің, сондай-ақ Полипласт СП-1 (FPP) және MasterRHEOBUILD 1033 (FMR) қоспалары бар полимерцементті бетондардың соққыға төзімділігі бақылау бетондарымен (K)салыстырғанда 1,07-1,09 есе жоғары;

- masterrheobuild 1033 (FPCMR) және Полипласт СП-1 (FPCPP) қоспалары бар полимерцементті фибробетондар, сондай-ақ полипропиленді фибробетондар (FC) бақылау бетондарының (K_i)үлгілерімен салыстырғанда соққыға төзімділіктің 2,06-2,35 есе жоғарылауымен сипатталады;

- үлгілерді сумен қанықтыру кезеңінің 20, 40 және 60 тәулікке дейін ұлғаюымен үлгілердің соққы жүктемелеріне төзімділігінің тиісінше 4-7%, 7-15% және 11-22 төмендегені тіркелді%;

- 20, 40 және 60 тәулікке тең сумен қанықтыру кезеңінде соққы беріктігінің шегі төмендеді: FC, FPCMR және FPCPP үлгілерінде-тиісінше 4, 7 және 11%; Ke үлгілерінде – 7, 14 және 20%; ал FMR және FPP үлгілерінде қажетті сипаттаманың 14 және 20% төмендеуі% үлгілерді 40 және 60 тәулікте сумен қанықтыру кезінде анықталды.