1. Betonning yuk ta'siridagi xususiyatlari Betonning siqilishdagi mustaxkamligi

5-Ma'ruza
Mavzu. Umumiy ma'lumotlar. Betonning tuzilishi va uning mustaxkamligi, beton deformatsiyasi. Betonning kirishishi va okuvchanligi.
Reja:
1.Betonning yuk ta'siridagi xususiyatlari
2.Betonning siqilishdagi mustaxkamligi
3.Betonning egilishdagi - cho‘zilish mustaxkamligi
4. Beton mustaxkamligining tarkibiga bog‘liqligi
5. Beton qorishmasining birlamchi cho‘kish deformatsiyasi
5.Betonning qotish jarayonidagi cho‘kish deformatsiyasi

Betonning mustahkamligi bir qator omillarga bog‘liq bo‘lib, tarkibi, tayyorlanish jarayoni va qotish sharoiti bir-xil bo‘lganda ham o‘zgaruvchan xossalarga ega bo‘ladi. Uning mustahkamligi, asosan, ishlatiladigan mate-riallarning sifatiga, tarkibining samarali tanlanganligiga, g‘ovakligiga, qotish sharoitiga, sinalayotgan namunaning shakli va o‘lchamlariga hamda kuchlanish holatining tavsifiga bog‘liq bo‘ladi.

Beton tarkibini tashkil etuvchi to‘ldiruvchilarning joylanishida aniq qonuniyat bo‘lmaganligi va g‘ovaklarning tartibsiz joylanishi natijasida bir-xil qorishmadan tayyorlangan namunalarni sinashda har-xil qarshilik olinadi. Bundan tashqari, namunalarni bir-xil bo‘lmagan sharoit va turli-xil tezlikda sinash ham beton mustahkamligining o‘zgaruvchanligiga olib keladi.
Beton siqilishga yaxshi qarshilik ko‘rsatadi, biroq cho‘zilishga va kesi-lishga mustahkamligi ancha kamdir. Shu sababli konstruksiyalar shunday loyixalanadiki, bunda beton faqat siquvchi kuchlarni qabul qilishi kerak. Betonning cho‘ziluvchi qismiga esa cho‘zuvchi zo‘riqishlarni qabul qilishi uchun po‘lat armatura o‘rnatiladi.
Betonning mustahkamligi integralli tavsifdan iborat bo‘lib, u beton tarkibini tashkil qiluvchi komponentlarga bog‘liqdir. Shuningdek, uning mustahkamligi bir qator boshqa omillar tasiriga ham bog‘liq bo‘lib, aniq qonuniyatga bo‘ysunmaydi.
Betonning mustahkamligi undan yasalgan namunalarni kuch tasirida sinab ko‘rish orqali aniqlanadi. Betonning kuch tasiridagi holati va buzilish tavsifi juda ko‘p tajribalar orqali o‘rganilgan. Bunda betonning buzilishi asosan uch xil ko‘rinishda sodir bo‘ladi (5.1-rasm).
Birinchi holatda to‘ldiruvchilarning cho‘zilishga bo‘lgan mustaxkamligi sement toshining (qorishmaning) mustahkamligidan katta bo‘lsa, tarkibning buzilishi sement toshi bo‘yicha sodir bo‘ladi va buzilishlar to‘ldiruvchi donalari atrofidan o‘tadi (5.1 a-rasm). Ikkinchi holatda, yani to‘ldi-ruvchilarning mustahkamligi sement toshi mustahkamligidan past bo‘lsa, buzilish to‘ldiruvchilar orqali o‘tadi (5.1 b-rasm). Uchinchi holatda esa, to‘ldiruvchilar va sement toshining mustahkamliklari o‘zaro yaqin bo‘lganida tarkibning buzilishi aralash holda ro‘y beradi (5.1 v-rasm). Bunda tarkibning qaysi joyidagi mustahkamligi pastroq va g‘ovaklar bor bo‘lsa, buzilish shu yerdan o‘tadi.
Betonning buzilish jarayonini o‘rganish natijasida B. G. Skramtaev be-ton mustaxkamligining uch xil gipotezasini taklif qilgan. Birinchi gipoteza sement toshi va to‘ldiruvchilar o‘rtasidagi me'yoriy zo‘riqish-larning bo‘linishi ularning elastiklik moduliga mos kelishiga asoslangan, ya'ni materialning elastiklik moduli yuqori bo‘lgan joylarida zo‘riqishlar shu joyga to‘planishi nazarda tutilgan. Ikkinchi gipotezaga ko‘ra betonning siqilishdagi buzilishi qiya yuzalardagi kesilish oqibatida ro‘y beradi. Uchinchi gipoteza bo‘yicha beton siqilish ta'siridagi ko‘ndalang kengayishi natijasida buziladi.

Bunday buzilishlar quyidagi sabablarga ko‘ra yuz berishi mumkin: sement toshining uzilishi natijasida; sement toshi va to‘ldiruvchilar ora-sidagi bog‘lanishning buzilishi natijasida; to‘ldiruvchi donalarining uzilishi natijasida.

Beton mustaxkamligi bo‘yicha taklif qilingan gipotezalar tajribaviy ma'lumotlar bilan tekshirib ko‘rilganda, uchinchi gipotezaning haqiqatga ancha yaqinligi va birinchi gipoteza qisman to‘g‘ri ekanligi ma'lum bo‘ldi. Bu xolatlar betonning yuk ta'sirida o‘zgarishi va buzilishi xususiyatlarini o‘tkazilgan tajribalar tasdiqlaydi.
Beton tarkibining buzilish jarayonini mikroskopli va ultrotovushli usullar orqali o‘rganish natijalaridan ma'lumki, betonda buzilishdan ancha oldin mikrodarzlar paydo bo‘ladi. Kuzatilgan faktlarning nazariy asosi-ni, ya'ni betondagi kuchlanishlar maydonini taxlil etgan A.A.Gvozdev ishlab chiqqan. Yuk ta'sirida yuzaga kelgan kuchlanishlar maydoni materialning bir jinsli bo‘lmaganligi natijasida yuzaga kelgan kuchlanish maydoni bilan ta'sirlashadi, natijada darz hosil bo‘lishiga sabab bo‘ladigan ichki kuch-lanishlarning bir joyda to‘planishi sodir bo‘ladi. Betonning kuch tasiri-dagi buzilishi jarayonining zamonaviy ilmiy taxlil va tajribalar asosi-dagi mexanizmi quyidagicha bo‘ladi:
1. Betonning buzilishi bosqichma-bosqich sodir bo‘ladi. Bunda kuch tasi-rida beton tanasida zo‘riqishlar maydoni vujudga keladi. So‘ngra alohida joylarida mahalliy zo‘riqishlar yig‘iladi (g‘ovaklarda va to‘ldiruvchi bilan sement toshining birikkan joylarida). Natijada alohida mikrohajmlarda mikroyoriqlar paydo bo‘ladi. So‘ngra tashqi kuch tasirining ortishi natija-sida ichki zo‘riqishlar ortib boradi va u beton tanasi bo‘yicha taqsimlanib, mikroyoriqlarni bir-biriga ulaydi va tarkibda mikroyoriqlarni vujudga keltiradi. Bunday yoriqlar asosan tarkibning mustahkamligi kamroq bo‘lgan joylarida ko‘proq hosil bo‘ladi. Natijada betonning qarshilik qilish qobiliyati keskin kamayadi, binobarin yoriqlar kengayib beton buziladi.
2. Siqilgan betonning buzilishi, kuchning tasir qilish yo‘nalishiga parallel vaziyatda hosil bo‘ladigan mikroyoriqlarning uzilishi bilan boshlanadi. Bunda beton namuna hajmi kengaygandek bo‘ladi, xaqiqatda esa tarkibning bir jinsliligi buziladi. Mikroyoriqlarning rivojlanish jarayoni esa betonning tarkibi bilan tavsiflanadi (yani qaerda g‘ovaklar va kamchiliklar bo‘lsa, shu yerda yoriqlar tez rivojlanadi).
3. Betonning buzilish jarayoniga sezilarli tasir qiluvchi omil, bu-suyuq fazadir. Tarkibdagi bug‘lanmay qolgan suv betonning plastik defor-matsiyalanishini osonlashtiradi, tarkibiy bug‘lanishlarni kuchsizlantiradi va mustahkamligini pasaytiradi. Ushbu omilning ta'sir darajasi yukning qo‘yilish tezligiga bog‘liqdir.
4. Betonning mustahkamligi va deformatsiyalanishi sement toshining tarkibi va tuzilishi orqali aniqlanadi. Sement toshining tarkibi va tuzi-lishi esa uning mineralogik tarkibiga, suv-sement nisbatiga, sementning
mayda tuyilganligiga, qo‘shilmalar miqdoriga, qorishmani tayyorlash sharoi-tiga va sh.k bog‘liq bo‘ladi. Shuningdek, betonning tuzilishi to‘ldiruvchilar-ning xili va sifatiga, ularning tarkibiga ham bog‘liqdir.
Keyingi vaqtlarda u yoki bu texnologik usullarni qo‘llash, masalan, titratib aralashtirish, qo‘shilmalar qo‘shish orqali betonning mustahkam-ligi va deformatsion hossalarini ancha yaxshilish mumkinligi isbotlandi. Ba'zi hollarda betonning xossalari 1,5...2 martagacha o‘zgargani kuzatilgan. Betonning xossalari to‘ldiruvchining turi, sifati va tarkibiga ko‘proq bog‘liq bo‘ladi. Bir hil sement ishlatilgan, suv sement nisbati bir hil lekin turli to‘ldiruvchilar ishlatilgan betonning mustahkamligi bir-biridan 1,5...2 marta farq qilishi mumkin.
Demak betonning buzilish jarayoni xaqiqatdan ham murakkab bo‘lib, yuqorida ko‘rsatilganidan ham ko‘proq omillar tasiriga bog‘liqdir. Shu sababli ushbu muammo hozirgi kunga qadar to‘liq yoritilmagan va qo‘shimcha ilmiy izlanishlarni talab qiladi.
Betonning mustahkamligini aniqlashda unga bir qancha omillar tasir qilishini kuzatish mumkin. Yani bir qorishmadan tayyorlangan, bir-xil sharoitda qotirilgan va bitta press uskunasida sinab ko‘rilgan beton namunalar har-xil mustahkamlik ko‘rsatkichlargi ega bo‘lishadi. Sinash paytida ozgina chetlanish sodir bo‘lsa mustahkamlik ko‘rsatkichlaridagi farq ancha katta bo‘lishi mumkin. Shu narsani esda tutish kerakki, betonning sinab ko‘rilgan mustahkamlik ko‘rsatkichi materialning o‘zigagina emas, qandaydir darajada, sinash usuliga ham bog‘liq bo‘ladi. Shuning uchun sinash uslublariga qat'iy amal qilish va sinovlarni maksimal darajada bir hil o‘tkazish lozim.
Yuqorida aytilganlarning isboti uchun betonning siqilishdagi mustah-kamligiga namunalarni tayyorlash va sinash bilan bog‘liq bo‘lgan turli omillarning qanday ta'sir qilishini ko‘rib chiqamiz. Shartli ravishda bu omillarni uch guruhga bo‘lish mumkin: texnologik, uslubiy va statistik omillar.
Ma'lumki, tuzilishi mutloq bir hil bo‘lgan beton namunalarni olish imkoni yo‘q. Beton alohida komponentlarining taqsimlanishida, paydo bo‘ladigan kamchiliklar (g‘ovaklar va mikrodarzlar) tizimida, sement va to‘ldiruvchi tarkibidagi donalar xususiyatida (kam bo‘lsa ham) farq bo‘ladi. Natijada material tuzilishi ma'lum darajada bir hil bo‘lmaydi va u sinov natijalariga ta'sir ko‘rsatadi.
Namunani tayorlash va uning sifati bilan bog‘liq jarayonlar texnologik omillar hisoblanadi. Sinov natijalariga namuna qirralarining parallel-ligi, to‘g‘riligi, yuzasining silliqligi va tayyorlanish sharoiti ta'sir qiladi. Misol uchun ko‘p suv ishlatilgan plastik qorishmadan beton namunasi tayyorlanganda ko‘pincha to‘ldiruvchi donalari ostida, sedimentatsiya natajasida, bo‘shashgan joylar paydo bo‘ladi. Yon tomonidan kuch qo‘yib sinalgan namunalar siqilish ta'siriga tushirilganda, bo‘shashgan bo‘shliq-lar siquvchi kuchining yo‘nalishiga mos kelib qolsa natija past bo‘ladi.
Bunday holatda bo‘sh joylarning mavjudligi namunaning gorizontal yo‘nalishdagi tortuvchi kuchga qarshiligini jiddiy kamaytiradi va uning buzilishiga olib keladi. Yon tomoni bilan qo‘yib sinalgan namunaning mustahkamligi namuna qoliplangan holatda sinalganidan 15...20 % kam bo‘lishi mumkin. Shuning uchun sinash vaqtida aytib o‘tilgan omillarni albatta hisobga olish va namunalarni pressga bir hil holatda qo‘yish kerak. Qo‘shiimcha mustahkamlikka ega bo‘lish uchun kubni odatda yon tomoniga qo‘yib sinab ko‘riladi.
Uslubiy omillarga sinash usulining turli jihatlari kiradi va ular-ning har biri sinash natijalariga ta'sir qiladi. Pressning konstruksiyasi va xususiyatlari, namunaning o‘lchami, press bilan namunaning bir-biriga ta'sir qilish sharoiti, yuklash tezligi, betonning namligi yakuniy natijaga, ya'ni betonning mustahqamlik chegarasini aniqlashga katta ta'sir qilishi mumkin.
Beton namunasi pressda sinab ko‘rilganda kuchlanish namunadan tashqari press plitalarida ham hosil bo‘ladi. Po‘latning elastiklik moduli beton elastiklik modulidan yuqori bo‘lgani uchun press plitasida hosil bo‘ladigan bir-hil yo‘nalishdagi deformatsiyalar, shu jumladan, cho‘zuvchi kuchlanishlar ta'sirida bo‘ladigan ko‘ndalang deformatsiya ham beton deformatsiyasiga nisbatan kam bo‘ladi. Press plitalari va namuna o‘rtasiga ishqalanish kuchi ta'sir etadi, natijada pressga tegib turgan beton namuna yuzasidagi deformatsiya bilan plita deformatsiyasi bir hil bo‘ladi. Ushbu deformatsiya-lar boshqa qyesimlardagi deformatsiyalardan ancha kam bo‘ladi va deformatsiya-lar chegaraviy miqdorga yetib yoriqlar ko‘payganda namuna buzilib ketadi.
Press plitasi unga tegib turgan beton qatlamlarining deformatsiyasini kamaytirib ularni tutib turadi va buzilishdan saqlaydi. Bu hodisa “oboyma samarasi” deb ataladi va deformatsiya namunaning o‘rta qismida ayniqsa ko‘proq bo‘lgani uchun beton kublar bir-biriga o‘xshash tarzda buziladi.
Kubning buzilishi natijasida yon tomonlaridan ikkita uchburchak shaklidagi beton siniqlari ajralib chiqadi. Namunaning o‘zi esa kichik asoslari bir-biriga tutashgan ikkita kesik piramida shakliga o‘xshab qoladi (5.2 a-rasm).
+
R₁>R₂>R₃ E_npbst
5.2-rasm. Betonning siqilishdagi mustahkamligini aniqlash sxemalari. a - oddiy sinash sxemasi (shtrixlangan chiziqlar bilan oboyma samarasi ta'sir doirasi ko‘rsatilgan); b - tayanch yuzlariga maxsus moy surtilgan; v – siljuvchi qoplama qo‘yilgan.
Beton namunaning bunday sxema bo‘yicha buzilishiga asosiy sabab, press plitalari bilan namuna sirti orasida hosil bo‘ladigan ishqalanish kuch-laridir. Bu kuchlar namunaning ichkarisiga qarab yo‘nalgan bo‘lib, betonning ko‘ndalang yo‘nalish bo‘yicha deformatsiyalanishini cheklaydi. Namuna sirti-dan uzoqlashgan sari bu kuchlarning qiymati kamayib boradi.
Agar press plitasi bilan namuna sirti orasida hosil bo‘ladigan ishqa-lanish kuchlari yo‘qotilsa, (masalan, moy surtib), beton namunaning buzili-shi umuman boshqa sxema bo‘yicha sodir bo‘ladi (5.2 b, v-rasmlar). Yani namunada kuch yo‘nalishiga parallel bo‘lgan yoriqlar paydo bo‘ladi. Ishqala-nish kuchlari yo‘q bo‘lganligi sababli namuna ko‘ndalang yo‘nalish bo‘yicha erkin deformatsiyalanadi. Bunda betonning qarshiligi 20...30 % gacha kamayadi. Shuning uchun davlat standarti bo‘yicha betonning mustahkamligi birinchi sxema asosida, ya'ni beton namunalarning sirti yog‘lanmasdan yoki siljuvchi qoplama qo‘yilmasdan aniqlanadi.
Tajribalardan ma'lumki, ishqalanishni batamom yo‘q qilish mumkin emas va moy ishqalanish koeffitsientini qandaydir darajada kamaytiradi, holos. Ishqalanishning o‘zi esa beton tuzilishining mustahkamligi va bir qancha boshqa omillarga bog‘liq bo‘ladi. moylash sinov sharoitining noaniq bo‘lishiga olib keladi, olinadigan natijalardagi farqni oshirib yuboradi. Shuning uchun betonning haqiqiy mustahkamligini bilish uchun oboyma samarasining tutib turuvchi ta'sirini yo‘q qiluvchi boshqa usul, ya'ni, prizmalarni sinash usuli qabul qilindi.
Agar press plitasi bilan namuna o‘rtasiga deformatsiya moduli beton deformatsiyasi modulidan kam bo‘lgan qalin qoplama qo‘yilsa unda beton deformatsiyasidan yuqori bo‘lgan cho‘zilish deformatsiyasi hosil bo‘ladi, nati-jada qoplama betonning parchalanishiga yordam beradi va nazorat kublari-ning mustahkamligi standart usul bilan sinalgandan 35...50 % kam chiqishi mumkin (5.2 v-rasm).
Oboyma samarasi sababli sinov natijasiga namunaninng o‘lcham va shakli katta ta'sir qiladi. Oboyma samarasi betonning press plitasiga tegib turgan yuqa qatlamida hosil bo‘ladi. shuning uchun press plitasi qancha keng ochilgan bo‘lsa, ya'ni namunaning o‘lchami qancha katta bo‘lsa, oboyma samarasi ham shuncha kam bo‘lib, sinovlar vaqtida bir xil betondan olinib va bir xil sharoitda qotirilgan namunalar mustahkamligi ancha kam ekanligini kuzatish mumkin.
Prizmalar sinab ko‘rilganda betonning o‘lchami mustahkamlikka ta'sir qilishi ayniqsa ko‘proq kuzatiladi. Agar press plitalari o‘rtasidagi masofa uzaytirilib va oraliq h/a o‘zgartirib borilsa mustahkamlik bir necha marotabagacha o‘zgarishi mumkin. Yupqa namunalarda u baland prizma-larga qaraganda 2...3 marta kattaroq bo‘ladi. Og‘ir betondan tayyorlangan prizmalarning mustahkamligi kublarni sinash ko‘rsatkichidan 20...30 % kam bo‘ladi. tajribalardan ma'lumki, h/a>3 bo‘lganda, h/a qiymati bundan kattalashishi bilan beton mustahkamligi o‘zgarmaydi, ya'ni oboyma samarasi va boshqa omillarning ta'siri deyarli sezilmaydi, shuning uchun temirbeton konstruksiyalarni loyihalashtirishda ulardagi betonning haqiqiy mustah-kamligini yuqori darajada tavsiflovchi prizma shaklidagi betonning mus-tahkamligi olinadi.