Целью работы являлась разработка методики определения объемной деформации усадки и ползучести бетона железобетонных конструкций, которая заключается в определении не только продольных, но и поперечных деформаций при испытаниях на ползучесть. Современные нормативные документы предусматривают определение только продольных относительных деформаций. Полученное значение поперечной деформации в свою очередь даст возможность точно определить такую деформационную характеристику, как коэффициент поперечной деформации бетона при длительном действии нагрузки или коэффициент поперечной деформации ползучести бетона vb.∞. Этой проблемой в свое время занималось большое количество специалистов, как в нашей стране, так и за рубежом.
Было проведено значительное количество экспериментов, но полученные результаты разными авторами сильно отличались вплоть, до диаметрально противоположных. И примерно в 70-ых годах прошлого века коэффициент бетона vb.∞ приняли равным коэффициенту Пуассона и равным 0,2. На тот момент времени такой ход позволил значительно упростить целый ряд вычислительных задач, в которых приходилось решать интегральные и дифференциальные уравнения, поскольку все эти вычисления проводились в ручном режиме. В настоящее время, учитывая бурное развитие компьютерных расчетов и соответствующего математического программного обеспечения, появилась возможность такие расчеты проводить значительно быстрее и необходимость использовать приближенные значения коэффициента поперечной деформации ползучести бетона отпала, поэтому и появилась необходимость в разработке методики по его определению.
Экспериментальные исследования ползучести и усадки бетона проводятся с целью точного установления характеристик бетона возводимого объекта, в первую очередь, такие исследования проводятся при строительстве уникальных и ответственных зданий и сооружений: объекты атомной промышленности, объекты гидротехнического строительства, высотные здания.
В ходе работ в рамках НИОКР по теме «Разработка методики определения объемной деформации были получены следующие результаты, которые являются обоснованными и новыми.
1. Разработаны системы оснастки, состоящей из металлических рамок, позволяющие определять одновременно как продольные, так и поперечные деформации бетонных образцов. Отработана методика установки данной оснастки, проведены экспериментальные исследования.
2. Полученные значения коэффициента поперечной деформации ползучести являются новыми и отличаются от принятых в литературе значений vb.∞= vb.P (μ) =0,2.
3. Предлагается использовать разработанную методику определения объемных деформаций ползучести (которая включает в себя не только определение относительных продольных деформаций ползучести, но также и относительных поперечных деформаций ползучести) при проведении стандартных длительных испытаний бетонных образцов.
4. Выявлено, что подход, принятый в данном ГОСТ, когда образцы при испытаниях на усадку устанавливаются сразу после распалубливания дает существенные погрешности при определении поперечных деформаций. Предлагается, для учета быстро натекающей деформации усадки при определении поперечных деформаций ползучести дополнительно изготавливать одну серию призм, выдерживать их
после распалубливания в условиях, соответствующих условиям выдерживания образцов подготовленных к испытаниям на ползучесть и начинать испытания на усадку одновременно с испытаниями на ползучесть.
5. Разработана система оснастки бетонных образцов для определения продольных и поперечных деформаций при трехосном сжатии, состоящая из металлических труб двух типов жесткости, в которые заливается бетонная смесь и металлических штампов (поршней).
Результаты работы предполагается использовать при актуализации ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести». В первую очередь это будет приложение к ГОСТ с рекомендациями по определению поперечной деформации, а также рекомендации по определению продольной и поперечной деформации при трехосном напряженном состоянии образца, будут предложены схемы установки и методика монтажа измерительного оборудования для определения искомых деформаций при трехосном сжатии. Будут расширены рекомендации по проведению испытаний на усадку, в частности при испытаниях на усадку совместно с испытаниями на ползучесть необходимо будет изготовлять дополнительные образцы, чтобы учесть эффект быстро натекающей усадки, обнаруженный при проведении данной работы.
При проведении данной работы были получены новые научные результаты, которые позволяют создать нормативную базу для определения параметров (поперечные деформации при длительном загружении) бетона конструкций, ранее отсутствующую.
По результатам работы обнаружено существенное влияние усадки на ползучесть бетона, учесть которое существующие нормативные документы в полной мере не позволяют. Европейские нормы, в отличие от наших, разделяют усадку на несколько составляющих. Выявлена необходимость в проведении экспериментально-теоретических исследований усадки бетона, в частность необходима гармонизация с Европейскими нормами.