Аналитические зависимости влияния плотности материала на прочность и деформативность конструкционного бетона при осевом сжатии

Исследование прочности материалов и использование в дальнейших расчетах основных аналитических зависимостей, получаемых на базе проводимых экспериментальных исследований, всегда являлось актуальной и повседневной задачей для ученых и инженеров, занимающихся проектированием новых материальных объектов, в числе которых здания и сооружения, возводимые строителями. В ходе проделанной работы были выведены аналитические зависимости влияния плотности материала на прочность и деформативность конструкционного бетона при осевом сжатии; для этого в статье был рассмотрен процесс разрушения бетона, проанализированы существующие взгляды на причины разрушения и гипотезы прочности тел, современные строительные нормы и правила. Установлено, что современный подход к определению прочности уже не может в полной мере описать процесс деформирования материала, устанавливающий зависимость между напряжениями и относительными деформациями. На основании результатов проведенных испытаний опытных образцов-кубиков 40х40х40, 70х70х70 мм и призм 40х40х160, 70х70х280 мм из мелкозернистого шлакобетона (МЗШБ) были получены унифицированные формулы для определения прочности при сжатии, начального модуля упругости и предельных (максимальных) относительных деформаций в зависимости от плотности материала. Опытные и расчетные прочностные и деформационные характеристики МЗШБ приведены в статье. Таким образом, основным параметром, определяющим прочность, является начальный модуль упругости материала, в связи с этим в работе более подробно был рассмотрен физический смысл модуля упругости.

Н.Н. ЧЕРНОУСОВ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Б.А. БОНДАРЕВ², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. СТУРОВА², аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Б. БОНДАРЕВ², канд. техн. наук,
А.А. ЛИВЕНЦЕВА², студентка

¹ ООО «НТО»ЭКСПЕРТ» (398059, г. Липецк, Коммунальная пл., 9, оф. 314)
² Липецкий государственный технический университет (398055, г. Липецк, ул. Московская, 30)

1. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков: ХГУ, 1968. 324 с.
2. Кричевский А.П., Лихачев В.Д., Попов В.В. Конструкционный шлакопемзобетон для промышленного строительства. М.: Стройиздат, 1986. 84 с.
3. Черноусов Н.Н., Пантелькин И.И. Железобетонные конструкции с использованием дисперсно-армированного шлакопемзобетона. М.: АСВ, 1998. 230 с.
4. Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Суханов А.В. Исследование механики работы мелкозернистого шлакобетона при осевом растяжении и сжатии // Строительные материалы. 2014. № 12. С. 59–63.
5. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Исследование прочностных свойств сталефиброшлакобетона при осевом растяжении и сжатии с учетом его возраста // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 20–24.
6. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Исследование деформативных свойств сталефиброшлакобетона при осевом растяжении и сжатии с учетом его возраста // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8. № 1. С. 18–31.
7. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Динамический и статический модуль упругости сталефиброшлакобетона (СФШБ) // Colloquium-journal. 2019. № 15–1 (39). С. 4–6.
8. Бондарев Б.А., Черноусов Р.Н. Определение модуля упругости и предела прочности сталефибробетона при растяжении методом расклинивания // Научный вестник ВГАСУ, строительство и архитектура. 2008. № 3 (11). С. 67–71.
9. Патент РФ 2402008. Способ испытания дисперсно-армированных бетонов на растяжение / Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н. Заявл. 07.12.2009. Опубл. 20.10.2010. Бюл. № 29.
10. Патент РФ 2544299. Способ испытания образцов строительных материалов на растяжение / Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Суханов А.В., Прокофьев А.Н. Заявл. 23.07.2013. Опубл. 20.03.15. Бюл. № 8.
11. Никишкин В.А. Влияние структуры и плотности на прочность и деформативность плотного строительного бетона и его составляющих. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 269 с.
12. Савченко Н.Л., Сабина Т.Ю., Севостьянова И.Н., Буякова С.П., Кульков С.Н. Деформация и разрушение пористых хрупких материалов при различных схемах нагружения // Известия вузов. Физика. 2015. Т. 58. № 11. С. 56–60.
13. Кухлинг Х. Справочник по физике. М.: Мир, 1982. 520 с.
14. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. 344 с.