Определение критических температур нагрева арматуры классов АСП и АБП

  Определение критических температур нагрева

арматуры классов АСП и АБП

1.1          Состояние вопроса. Цели и задачи исследования

В процессе изготовления и эксплуатации бетонные конструкции с полимерной арматурой могут находиться в нагретом состоянии: пропаривание при ускоренном твердении бетона;  элементы конструкций горячих цехов; пожары.

В связи с этим необходимо в зависимости от температурных воздействий определить физико-механические характеристики полимерных арматур, при которых возможно их применение в конструкциях.

 Результаты таких исследований, проведенных Л.П.Зайцевой в НПО «Белстройнаука» приведены  в работах[1], [2].

В   данных работах была поставлена задача, изучить влияние высоких температур на прочностные свойства базальтовой (АБП) и стеклопластиковой (АСП) арматуры.

Целью настоящей работы является исследование реологических свойств   базальтовой (АБП) и стеклопластиковой (АСП) арматуры под нагрузкой при  температурных воздействиях.

1.2. Методика экспериментальных исследований

Поставленная задача  исследования потребовала  изучения существующих методов испытаний, создания необходимого стенда, позволяющего провести испытания по методике, приведенной  в документе  «Рабочая программа на испытания для разработки стандарта организации» (раздел 3.10)

1.2.1.  Номенклатура и конструкция опытных образцов

Образцы были  изготовлены в соответствие с  п.3.1.2  «Рабочая программа на испытания для разработки стандарта организации». При изготовлении образцов использовались:

Стеклонить (ровинг)  ГОСТ 17139-2000;

Смола эпоксидная ЭД-20 ГОСТ 10587-84;

Отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА)  ТУ 2413-357-00203447-99.

Для исключения проскальзывания образцов в зажимах перед формированием стеклопластиковых утолщений стержни расклинивались отрезками стержня на расстоянии 60-80 мм от концов.

Для закрепления на испытательных стендах были использованы цанговые зажимы (Фото 1.1)  

Фото 1.1   Образцы арматуры АСП и АБП перед испытаниями

Фото 1. 2 Образцы арматуры АСП и АБП  после испытаний

Испытывались образцы:

- АСП 5 рабочее сечение  12,56мм?  (? 4мм);

- АСП 12 рабочее сечение  81,67мм? (? 10.2мм);

- АБП 5 рабочее сечение  12,56мм?  (? 4мм);

- АБП 12 рабочее сечение  75,39мм?  (? 9.8мм).

1.2.2 Методика испытаний образцов

Физико-механические свойства арматурных образцов определяются в трех состояниях:

а) в естественных условиях  образцов (20-25°С);

б) во время высокотемпературного воздействия на арматурные образцы при температурах 50, 100, 150, 200, 250°С;

в) при фиксированной нагрузке  10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80% от временного сопротивления.

В естественных условиях, при температуре 20-25°С определялись временное сопротивление и удлинение при разрыве образцов арматуры, как исходные величины для проведения испытаний по пунктам  «б» и «в».

Установление влияния высокой температуры на механические свойства арматуры в нагретом состоянии. Температуры нагрева  50, 100, 150, 200, 250°С. Образцы сначала нагревали  до требуемой температуры со скоростью 3-5°С в минуту, выдерживали при этой температуре 1 час и испытывали на растяжение с замером деформаций от нагрузки.

Установление влияния высокой температуры на изменение механических свойств арматуры в напряженном и нагретом состоянии.  Образцы нагружали  на 10 % от временного сопротивления и затем нагревали до разрушения с подъемом температуры  3-5°С в минуту. Нагружали  на 20%  от разрушающей нагрузки и затем нагревали до разрушения с подъемом температуры 3-5°С в минуту. Повторили операцию для нагрузки  30%, 40%, 50%, 60%, 70, 80% от разрушающей нагрузки в холодном состоянии.

При испытании в нагретом состоянии, прогреву подвергалась часть рабочего участка образца. Схема установки показана на рисунке 1.1

Рисунок 1. 1 Схема измерения критических температур

Для измерения прочностных показателей использовалась машина разрывная гидравлическая универсальная  ЦД- 100 . Для нагревания образцов использовалась  трубчатая лабораторная печь СУОЛ 06/11 с автоматической регулировкой температуры. Для контроля температуры на образце использовалась термопара хромель-алюмель с показывающим прибором.

1.3.  Результаты испытаний

Результаты испытаний приведены в таблицах 1.1 – 1.9 и на рисунках1.2 - 1.7.

1.3.1. Прочность образцов арматуры испытанные в естественных условиях.

Образцы АСП 5  ? 4.0 мм, рабочее сечение S=12,56мм?

Таблица 1.1