Выполнен анализ публикаций, в которых исследованы другие способы снижения расхода цемента для изготовления изгибаемых железобетонных конструкций, в которых применялись пустотообразователи, вкладыши, шлаки, оптимальный подбор размеров и соотношений песка и щебня, тепловая обработка, замена портландцемента шлакощелочным вяжущим, добавлением в бетон золы.
Предмет исследования. В статье приведены исследования по снижению расхода цемента при изготовлении железобетонных изгибаемых конструкций без предварительного напряжения на примерах: 1) сборная балка; 2) монолитная плита перекрытия, 3) сборная плита перекрытия с пустотами круглого сечения.
Материалы и методы. Обоснованы актуальность, возможность и целесообразность реализации поставленной задачи по снижению расхода цемента при изготовлении изгибаемых железобетонных конструкций. Обращено внимание на то, что бетон в растянутой зоне фактически не влияет на несущую способность изгибаемой конструкции, так как прочность бетона на растяжение очень мала и поэтому в расчётах не учитывается. Также обращено внимание на то, что в настоящее время в растянутой зоне применяется бетон той же прочности, что и в сжатой зоне. В растянутой зоне предлагается применять бетон пониженной прочности, а при конструировании и расчёте элементов изгибаемых конструкций учитывать, что в отдельных элементах бетон меняет несущую способность, а именно: сжатие на растяжение и наоборот, растяжение на сжатие. В таких местах, а это, как правило, опорные участки в неразрезных конструкциях, необходимо устанавливать дополнительную поперечную и продольную арматуру. Приведены примеры расчётов снижения расхода цемента: 1) для сборной балки размером 600×60×20 см, 2) монолитной железобетонной плиты перекрытия толщиной 24 см, 3) сборной балочной плиты перекрытий размерами 630×150×22 см с пустотами круглого сечения диаметром 159 мм.
Результаты. Предлагаемый способ позволяет снижать расход цемента на 22% при изготовлении балки, 32% при изготовлении монолитной железобетонной плиты перекрытия и 33% при изготовлении сборной балочной плиты перекрытия размером 630×150×22 см.
Выводы. Предлагаемый способ снижения расхода цемента при изготовлении изгибаемых железобетонных конструкций без предварительного напряжения возможен и целесообразен, а также является хорошим дополнением к известным способам снижения расхода цемента, приведённым в разделе «Обзор литературы». Отличие других способов от предложенного состоит в том, что в растянутых и сжатых зонах изгибаемых конструкций применяется бетон одинаковой прочности (класса), то есть в предложенном способе принято новое, ранее не применявшееся, решение: снижение расхода цемента в растянутой зоне изгибаемых конструкций. Реализация предложенного способа не предусматривает особых дополнительных затрат. В дальнейшем, планируется провести исследование возможности и целесообразности распространения предложенного способа на предварительно напряженные железобетонные изгибаемые конструкции, провести испытания натурных образцов, выполнить оптимизацию снижения класса бетона в растянутой зоне изгибаемых конструкций, а также сравнение теоретических и практических результатов.
An analysis was made of publications in which other methods of reducing the consumption of cement for the manufacture of bent reinforced concrete structures were studied, in which void formers, liners, slags were used, optimal selection of sizes and ratios of sand and crushed stone, heat treatment, replacement of Portland cement with slag-alkali binder, addition of ash to concrete.
Subject of study. The article presents studies on reducing the consumption of cement in the manufacture of reinforced concrete bending structures without prestressing on examples: 1) prefabricated beam; 2) monolithic floor slab, 3) prefabricated floor slab with round voids.
Materials and methods. The relevance, possibility and expediency of implementing the task of reducing the consumption of cement in the manufacture of bent reinforced concrete structures are substantiated. Attention is drawn to the fact that concrete in the tension zone does not actually affect the bearing capacity of the bending structure, since the tensile strength of concrete is very low and therefore is not taken into account in the calculations. Attention is also drawn to the fact that currently concrete of the same strength is used in the tension zone as in the compressed zone. In the tensile zone, it is proposed to use low-strength concrete, and when designing and calculating elements of bending structures, take into account that in individual elements concrete changes its bearing capacity, namely: compression to tension and vice versa, tension to compression. In such places, and these are, as a rule, supporting sections in continuous structures, it is necessary to install additional transverse and longitudinal reinforcement. Examples of calculations for reducing cement consumption are given: 1) for a prefabricated beam 600×60×20 cm in size, 2) a monolithic reinforced concrete floor slab 24 cm thick, 3) a prefabricated beam floor slab with dimensions 630×150×22 cm with round voids with a diameter of 159 mm.
Results. The proposed method allows to reduce the consumption of cement by 22% in the manufacture of beams, 32% in the manufacture of a monolithic reinforced concrete floor slab and 33% in the manufacture of a prefabricated beam floor slab measuring 630×150×22 cm.
Conclusions. The proposed method for reducing cement consumption in the manufacture of bent reinforced concrete structures without prestressing is possible and expedient, and is also a good addition to the known methods for reducing cement consumption given in the Literature Review section. The difference of other methods from the proposed one is that concrete of the same strength (class) is used in the stretched and compressed zones of the bent structures, that is, in the proposed method, a new, previously not used, solution is adopted: reducing the consumption of cement in the stretched zone of the bent structures. The implementation of the proposed method does not provide for special additional costs. In the future, it is planned to study the possibility and feasibility of extending the proposed method to prestressed reinforced concrete bent structures, test full-scale samples, optimize the reduction in the concrete class in the stretched zone of bent structures, as well as compare theoretical and practical results.
полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru