автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Анализ влияния внутренних поверхностей раздела на распределение усадочных деформаций в грубогетерогенных материалах

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМ1Я БУДШНИЦТВА ТА АРХГГЕКТУРИ

РТ6 м

АРРОБ Абдеррах1М

УДК 666.973: 53

АНАЛ13 ВПЛИВУ ВНУТР1ШН1Х ПОВЕРХЕНЬ РОЗД1ЛУ НА РОЗПОД1Л УСАДОЧНИХ ДЕФОРМАЦ1Й В ГРУБОГЕТЕРОГЕННИХ МАТЕР1АЛАХ

Спещальшсть 05.23. 05 - Буд1'вельш матер^али та вироби

АВТОРЕФЕРАТ Дисертаци на здобутгя наукового ступени кандидата техшчних наук

ОДЕСА -1998

Дисертащао е рукопис

Робота вяконана в ОдеськШ державши академи

буд1вншггва та архгсектури (ОДАБА) Miнicтepcтвa осв1ти Украши

Науковий кер1вник - доктор техшчних наук, професор

ВИРОВИЙ Валерий Миколайович, ОДАБА, завщувач кафедри "Виробкицгво буд1велышх вироб!в 1 конструкщй"

Офодйн! опонента - доктор техшчних наук, професор

ВОЗНЕСЕНСЬКИЙ Вггалш Анатолшович, ОДАБА, завадувач кафедри "Процеси та апарати в технологи будгвельних материал!«" - кандидат техшчних наук ГНИЛ Ольга Павлшна, директор по виробнищву вщкритого акщ'онерного товариства "Сшкат"

Провщна установа - Донбаська державна академш бутивництва

та архитектур и, кафедра "Буд1вельш матер¡али 1 виробницгво бушвелышх конструкщй (м. Макпвка)

Захист вщбудеться "Л" Ъ&р&Н.¿С 1998р. о ~ годит на засщанш спеш'алЬовано! вчено! ради Д 05.09.02 в Одеськш державши академи буд1вшщтва та архггектури за адресого: 270029, м. Одеса, вул. Дщр1хсона, 4.

3 дисертащао можна ознайошггись у б^блютещ Одесько! державно!' академи буд1вн1пцва та архитектур« за адресою: 270029, м.Одеса вул.Дщлхсона,4-

Автореферат розюланий ИШ^И998р.

Вчений секретар спещашзовано! вчено! ради Л/гм* Малахова Н.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыпсть дослвджень. Спзико-мехашчш, ф1зико-техшчш характеристики та експлуатацнша надшшсть композицшних буд1вельних матер1;шв (КБМ) залежать «¡д кшькосп та розподшу в них технолопчних дефект - дефекта, що виникають та розвиваються в пер ¡од тexнoлoriчнoí переробки матер1'алу в вироби. Одшего з причин утворення дефекпв с об'емш деформащ'1, що супроводжують явгаца твердпшя. При цьому можуть виникати внутрппш гтоверхш роздшу (ПР), на яких виявляються совокупш поверхнев1 ефекти 1 явища, I яга здап» спрнймати 1 перерозподшяти об'еши деформаци. Таю локальш деформаци систем, що твердиоть, визначають 1нтегральш деформаци материалу, оформленому . у вигляд1 зразка або конструкци. Наявшсть внутршних поверхень роздшу у затвердцвшому мaтepiaлi веде до чергових еташ'в переоргатзацп деформадш. До основних причин утворення внутрцпшх ПР можна вщнести - утворення дискретних структур в перюд opгaнiзaцií структури в'яжучих; зародження та розвиток трицин в результат! взашодп тверд1"ючого матричного матер1алу 1 заповню-вач1в; град1енти об'ешшх деформаций, що залежать вщ геометричних параметр1в зразка, вироба або конструкци. Керувати цими процесами можна шляхом направлено! змпш як початкового складу, так \ технолопчними режимами переробки матер!алу в кшцевий продукт. Тому важливою 1 актуальною задачею е з'ясування рол! внутршшх ПР на перерозподдл власних об'емних деформацш КБМ з метою прогнозування екснлуатацшпо! надпшост! буд1всльшгх конструкцш.

Робота виконувалась в рамках програми Мшосвгги УкраЬш (напрямок № 6) зг1дно дербюджетних тем "Технолопчна пошгаджешпсть та и вплив на основш ф1знко-мехашчш 1 експлуаташйш властивосп буд^велышх композита" та "Технолопчна спадковють та й вплив на властивосп КБМ та конструкцш".

Мета робота. Прогнозування перерозпод1лу усадочшк деформацш гетерогенних матер1ал!в з урахуванням внутр1шшх поверхень роздшу, кшьшсть \ розподш яких можна зм1нювати при регулювашн технолопчними факторами.

Для виконання поставлено! мети були визначеш наступш задач1 дослщжень:

1. Проанашувати роль внутрпших ПР (технолопчних, спадкових, за-лишкових тр1щин) на виникнення i розподш об'смиих деформацш усадки.

2. Розробити мехашзм розподшу усадочних деформацш в мaтepiaлax з внутршийми ПР.

3. Вивчити вплив внутрпших ПР на локалъну i ¿нтегральну усадки буд}вельних композит.

4. Вивчити вплив ягасного i кшьюсного склад1в заповшовач1в на пере-розподш усадочних деформацш в твердючих та затверд1вших бетонах.

5. Розробити рекомендаци по врахуванню виутршшх ПР на змшювання усадки бетошв.

Наукова новизна роботи. Запропонована i переварена методика анал1зу розподшу усадочних деформащй в залежиоеп в1д геометричних параметр ¡в зразка (конструкци, вироба) i наявносп в материал! внутршшх поверхень роздшу. Розроблешш мехашзм розподшу усадочних деформащй у твердйочих гетерогенних материалах. Запропоновано аналгшчну залежшсть зм1нювання величини усадки пщ впливом BHyrpiinHix ПР i показано, що за рахунок зм1шовакня юлькоеп та якосгп заповнювач1в змшюеться характер внутршшього трпцшоутворговання, що веде до змши розподшу усадочних деформащй в твердйочих грубогетерогешшх матср1алах.

Практичне значения. Запропонований i розроблений метод врахування впливу внутршшх ПР на розподш усадочних деформацш, що дозволяе бшьш об'ективно ощнити вплив склад1'в i технолопчних режилнв виробницгва на величину усадки в твердйочих грубогетерогенних Maxepiajiax. Розроблеш метода прогнозування усадочних деформацш в грубогетерогенних MaTepianax шляхом направлено™ створення BnyxpimHix ПР i рекомендаци по врахувашпо внутршнк ПР при ощнщ локальних i штегралышх усадочних деформацш. На ochobi проведених досл1джень подаш рекомендаци по зниженю тршцшоутворювання в плитах, яга використаш TOB "Будгаршггсерв1с" при виготовлеш 150м2 декоративних моза\чних плит.

Апробашя роботи. Основш положения дисертацн i результата дослцркень представлеш i обговореш на науково-техшчних конференцкх: "Моделирование в материаловедешш", Одеса, 1995; "Моделирование и

вычислительный эксперимент в материаловедении", Одеса, 1996; "Энергосбережение в строительстве", Чершвщ, 1996; "Ресурсоемка матер1али, конструкцп, буд1ВЛ1 та споруди", PiBue, 1996; "Науково-практичш проблеми сучасного за;пзобетоиу", Ки1в, 1996; "Компьютерное материаловедение и обеспечение качества", Одеса, 1997.

Публпсацп. OcHOBui результата дисертацн опублжоваш в 9 наукових роботах, 3 з яких в вид1 статей в зб]'рниках наукових праць, 6 в матер1алах у вигляд1 тезюв мюснародних ceMinapie та науково-техмчних конференцш.

Дисертащя складаеться i3 3Micry, вступу, основно! частили (4 роздыа), вис-новк1в, а також списку викорисганих лп-ературних джерел та додатка Загалышй обсяг робота становить 135 сторшок, з яких 90 cropiHOK основного тексту, 40 рисунюв на 35 стор., 9 таблиць, список викорисганих джерел з 130 найменувань на 9 стор., 1 стор. додатюв.

3MICTРОБОТИ

У встуш обгрунтована актуалыисть дослщжень по вивченшо впливу внутршшх поверхонь розд1лу на перерозподи усадочних деформацш, що дозволило сформулювати мету i визначити задач1 дослщжень.

Перший розд1пг м(стить вщомосп про причини вшшкнення i розвитку усадочних деформаций у композтшних бущвельних Marepianax, впливи склад1в i технолопчних режилпв на величину усадки, утворення BHyrpirnmx ПР у грубогетерогенних матер1'алах.

Багато дослщншав (С. В. Александровський, В. В. Некрасов, Ф. М. 1ванов, 3. Н. Щлосаш та ш.) вщзначають, що в понятгя усадки, як об'емних деформашй, сл1д включати зменшення об'ему початковоУ систем» i за рахунок зв'язування води з утворенням гщратних сполучень (xiMi4Ha усадка), i за рахунок випаровування води з катлярно-пор1стих тш (ф!зична усадка). При цьому В1дзначасться вплив природи в'яжучого i його юльгасть на к1'нетику i велич1шу усадочних деформацш, а також решши твердшня (А.С.Шейюн, П.Б.Будносов, Ю.М.Бутт, С.В.Александровський, 1.Н.Ахвердов). На величину усадки твердиочих та затвердшпих матер1алт впливае мльккть, виг ляд на-

повшовач1в в мшеральних в'яжучих (А.В.Волженський, 1.М.Грушко. ГЛ.Горчаков, А.е.Десов, В.В.Некрасов, В.В.Имашов, В.Н.Юнг), природа, к1льк1Сть, фракцшний склад i деформативш характеристики др1бного i крупного заповнювач1в (Б.Н.Виноградов, С.МЛцкович, С.С.Гордон, Р.Лермгг)

Ряд дослижень присвячено формуванню напруженого стану в матричному Marepiani при зменшенш його об'сму навколо заповнювач^в для композицш на ocHoei мшеральних в'яжучих (Б.Н. Винофадов, Г.1. Горчаков, А.М. Пщвальний), тшмерних систем (Г.М. Бартенев, В.В. Болотш, Ю.С. Лтатов), композицш з металевою матрицею (Г.С. Сршов, Я.С. Гегузш, Б.Н. Ушаков). Деформаци i напруження, що виникають, можуть виоикати трщиноутворювання матричного матер1алу i створювати в ньому залишкове поле деформацш i напруг. Вщзначаегься (A.B. Ликов, A.C. Шейкш), що в результат неравно\прного випаровувашш вологи з катлярно-пористих тш вщбувасться ix неравновкна усадка, i це може призвести до розвитку деформащй розтягу та появи i збшьшгння трйцин (ефект некомпенсованоУ усадки).

Вщшчаеться, що рез)'льтатом усадочних деформащй е поява дефекпв у вигляд1 трщин на границях контакта з заповнювачами, арматурою i в периферйтих областях самого матричного матер1алу (О.Я. Берг, A.I. Булатов, Г.П. Вербицький, С.С. Гордон, B.C. Колокольников). Частково для мшераль-них в'яжучих таи ефекти фжсуються у вигляд1 контракцшноУ пористослч (Ю.М. Бутг, В.В. Тимашов, П.Г. Комохов, Ф.М. Л1). В продовження nix дocлiджeнь показано (ВЛ.Соломатов, А.Н. Бобришев, В.М. Вировий), що в результат; \пжчасткових взаемодш в дисперсиих в'яжучих утворюються структур!» блоки, яю подьлеш поверхнями роздшу, що збер!гають спроможшсть розвиватися до технолопчних трщин. Под^бнг трицини можуть зароджуватися як результат взаемоди матричного матер¡алу i заповшовач1в, а також за рахунок виникнення град1ент1'в усадки i а неравном]'рного розвитку по об' ему матер1алу ¿з-за геометричних особливостей зразка або вироба.

Береги трщин можуть бути уявлеш як своерщш внутршпн noeepxHi розд1лу, яю здатш сприймати i перерозподшяти деформаци усадки, до того ж поза причинами, що ix викликають. Це повинно призвести до локального перерозподшу усадочних деформацш i змнновання величини штегралыгаТ усадки по об'ему гетерогенного материалу.

Врахування впливу перерозподшу усадочних деформащй на внутршних i зовшшшх поверхнях роздшу дозволить бьчьш об'ективно ощнити результати протжання усадочних деформащй в твердпочих 1 затверд1'вших грубогетерогегашх матер1алах ! в!фобах з них, виявити роль окремих складових на мехашзм пропкашы локальних усадочних деформащй I ощнити розвиток деформащйних процеав тд Д1сю експлуатащйних навантажень, що зв'язаш з температурно-волопсними град1'ентами.

Другий розд1л присвячений опису прийнятих метод1в дослщження 1 характеристики використовшшх матер1ал!в. Наводяться характеристики матер1алш - цемента М400 Одеського цементного заводу, клшкера Одеського цементного заводу, епоксидно! смоли ЕД-20, пoлieфipнoi смоли, глини Орловського родовища - модельних матер ¡ал ¡в матрищ КБМ та заповнювач1в (кварцевий щсок, щебень, керамзитовий грав1Й).

Розподш усадочних деформащй на поверхнях роздигу вивчали графо-анаштичним методом, методом фотопружносп паралельно з визначенням величини усадки стандартами засобами. Ширину розкритгя тршин визначали за допомогою втирювального М1'кроскопу типу У1М-21 1 масштабним фотографуванням. Тршшни в цементному камеш, poзчlшi 1 бетош виявляли [ ф¿кcyвaли шляхом занурювання зразмв в розчини тонина (патент У краши №5735).

Об'емне змпповання твердиочих матер ¡а!¡в вивчали за допомогою заповшовач1в-датчшав. В1^р оптималышх значень фактор1в проводився з викростшшям експериментально-статистичних моделей, розрахованих в систем! СОМРЕХ (В. А. Вознесенський).

В третьему роздин иаведеш результата анал1зу розподшу усадочних деформащй в грубогетерогенних матер1алах з урахуванням виутршппх 1 зовшшшх ПР.

За допомогою прийнятого графо-аналггичного методу побудувано эгвори пepeмiщeння п-базових точок в перерез! зразюв, що зазншоть усадку в залежносгп в]'д кшькосп 1 ор1ентування внyтpiшнix ПР в вигляд1 трщин (рис. 1, а).

Рис.1. Розподш усадочних деформацш, отриманих графо-аналггичним методом (а) та методом фотопружносп (б): 1- результуюч1 перемщень окремих точок; 2 - эпюра перемвдень; 3 - трвдини; 4 -штереферентш полоси.

Графо-анаштичний метод ана;пзу розподшу усадочних деформацш в зразках дозволяе оцшити направления [ вщносну величину м омел ив их персм!щень. Якшо, визначити усадку стандартним методом, то можна оцннти перемвдення е практично будь-яко'1 точки зразка або вироба по залежност1

£ = к„Ес, (1)

де £с - усадка, що визначаеться стандартним методом; к„ - коефццент, що враховуе змиповання величина усадки п-1 точки.

Анал1з розподшу усадочних деформацш в зразках з внутршн^ми ПР показав, що деформацп проявляются на берегах трщин як внутршпих ПР,

викликаючи яюсно шший IX розподш. При цьому вщбуваеться збшьшення ширили розкриття ТрИЩШ.

Дослщження показали, що для зразка розм1'ром а * а х 4а, в якому будуть вщстуш внутринш ПР, значеты е можуть змшюватися вщ 0 до 1,0.

Яюсна картина розподшу деформащй в зразках гндтверджена засобами фотопружносгп, рис.1, б.

В залежноси тд реолопчного стану мaтepiaлy, градкити усадки за величиною Де та напрямку Аа здатш змшювати форму внутршпйх ПР (для твердцочих матер1ал1в) 1 викликати появу деформащй зсуву (для затверд1вших матер1ал1"в). В тому 1 нппому випадках деформаци, що сприймають внутршш ПР (береги трнцин), не передаються на зовшшш ПР зразка, що ускладиюе отримання об'ективноГ картшш повноГ усадки. Тому, для кшьмсно! оцшки ¡нтегральних усадочних • деформацш Е; зразюв пропонуеться до усадки ес (що визначаеться стандартними засобами), додати велич1шу змпповання ширини розкриття ш трицин, розташованих перпендикулярно oci, вздовж яко!' втнргоеться 1х ширина А Ь.

ш

е;=ес+2ДЬ (2)

Експериментальне ощшовання усадки при висиханш зpaзкiв з глини, твердночих цементних композицш з р1зними В/Ц (вщ 0.4 до 0.45), показали, що з урахуванням змпповання ширини розкриття трицин нггегральна усадка с ■, може в 1.5... 2,4 раза перевшцувати усадку сс. При цьому показано, що змша масштабного фактору веде до змши кшькосп трещин в зразку без змши питомоТ деформаци усадки.

Розподш деформацш в твердточих зразках, виготовленних з piзниx матерципв, носить нелшпппш характер бо сума перемщень окремих дшьниць зразка не р^внясться деформациям самого зразка. По м1р1 змпповання реолопчних характеристик матер1'алу в процеа твердшня при перехода з пластичнопружного стану в пружнопластичний { пружний стан спостер^гаеться адитившсть усадки окремих дшьниць I всього матер1алу при висутпосп внутршшх ПР. Кшьгасш значения град1енпв, що вшшкшоть, були визначеш як на спещалышх моделях, яы складалися з набору податливих елеменпв, так 1 на реальних материалах. Застосувшшя моделыпгх

систем дозволило проалшгаувати розподш усадочних деформащй р1зномаштними силами зв'язку на внутриншх ПР - вщ вщсутносп сил зв'язк

ДО ЖОрСТКИХ ЗВ'яЗК1В.

В силу того, що деформаци усадки починають розвиватися в перю, твердання матер1алу, то град1енти деформацш, що виникають, викликают] формозмшу не тшьки зовншпнх, але 1 внутриншх ПР. Це приводить д< шдив ¡дуально} змнш протилежних берепв технолопчних тршцш Я1 внутршпих ПР. Як показав проведений анал1з, внутршш ПР с додатковнм! поверхнями, через яю вщбуваеться випаровування вологи, що веде дс штенсифнсацн розкриття тр1щин 1 до формування иццпндуального мкрО' рельефу кожно! гранищ роздшу.

Проведет дослщження дозволили зробити висновок, що внутршш ГО здатш сприймати I перерозподшяти усадочш деформаци в твердиочих те затверд1вншх материалах. При цьому яысна картина розподшу деформацш не залежить вщ причин, що викликають зменшення об'ему матер1ала. Природа матер1алу, його склад 1 технолопчш умови переробки 1 твердйшя визначають кщыасш значения деформащйних процес1в, що розвившоться.

В четвертому роздш проанал1зовано вплив внутриншх ПРна розвигок усадочних деформащй в 1рубогетерогенних матер!алах типу бетошв.

При анализ! мехашзм^в розподшу усадочних деформащй в бетонах, як грубогетерогенних матер ¡ад ах, було прийнято, що заповнювач1 певним чином розподшеш в матричному матер1аи. Матричний магер1ал розглядався як однорщне I ¡зотропне середовнще. При цьому виходили з ирипущення, що внутрипш ПР формуються водночас з утворенням бетонно! сум1ип 1 визначаються границами роздшу матричного матер1алу 1 поверхнею заповнювач!в. Таким чином, заповшовач1 своею поверхнею утворюють систему внутр1шшх ПР. Попередшй анализ показав, що внутршлш ПР викликають перерозподш об'емних деформацш в матер!а!н 1 впливають на ¡нтегральну усадку. Це дае змогу заключити, що границ! роздшу розчину з поверхнею заповнювач!в (своерщш внутрннш ПР) повинш викликати локальний розподш усадочних деформацш 1 визначати ¡нтегральну усадку бетону.

Анаш мехашзм1в розподшу усадочних -деформацш проводили на моделях сгруктурних осередшв бетону. Яюсний анашз проводився графо-

анаштичним методом 1 методом фотопружносп. Кшьюсш значения деформацш на границях роздшу матричного матер1'алу I заповшовачш визначали за допомогою спещалыпк заповнювач1в-датчик1в. Анал13ували модел1 з одиничшш заповнювачем 1 з '¿х групою.

При вивченш впливу юлькосп запошповач1в 1 складу матричного материалу на величину 1 кинетику проткання усадочних деформацш на границях IX роздшу була прийнята модель осередка бетону з одиничним включениям (типу кшьця Лерм1та). Як незалежш змппп в експерименп були прийюгп: Х1 - товщина кшьця матричного матер1алу навколо заповнювача, що висловлюеться через рад ¡у с г заповнговач1в (Х1 =(0.6±0.2)г) 1 Х2 -кшьюсть суперпластифжатора С-3 (Х2 = 0.5+0.5 % вщ маси цементу). Введения модифжуючо'! добавки при постшпй рухливост1 цементного т1ста змпповало В/Ц вщ 0.25 до 0.19. Зокрема анатзувались експер1ментальш результата для перюда твердйгня 1 -7 Д16 в нормалышх умовах.

Анайз результат показав, що при прийнятих товщинах ильця навколо одшшчного заповнювача усадка матер1алу викликае збшыненш рагцусу заповшовача-датчика. Вщбуваеться не стискання заповнювача, а вщрив матричного матер1алу вщ його поверхш. Технолопчний aнaлiз отриманих моделей показав, що штотний вклад в розвиток деформацш вносить геометричний фактор - товщина обмазки матричного матер1алу навколо заповнювача, особливо в бшьш шзшй термш твердшня.

Паралелыю при тих же нез&тежних змшних проводився експеримент на зразках розм1'ром 4 х 4 х Ь (см). Змша довжини зразюв (Ь - 11.6; 12.4 1 13.2 см) зв'язана з забезпеченням задано/ вщсташ Ь М1Ж заповшовачамн при чотирьох заповгаовачах. Як заповшовач1 були прийняп цшнндри - податлив! (щшьний пеноспрол) 1 жорстю - (металев1 цилшдри) висотою 4 см та г = 1,0 см. Для контрольного експерименту (С-3 = 0%; Ь = 0.8г) на металев1 зановнювач1 були одягнеш гумов1 чохли, аналопчш поверхш' заповнювач1в-датчишв. Контролювали мвдпсть на розтяг при вигиш Кри, усадку е 1 якь стний характер трвдиноутворювання матричного матер1'алу навколо заповнювач1в.

Аналп отриманих результата показав, що вид заповнювач1в в умовах

нашого дослщу практично не впливае на змшу величини усадки зразюв, рис. 2,а.

Рис.2. - Вплив пружних характеристик заповнювача на усадку (а) 1 характер трициноутворювання (б) матричного матер1'алу 1 - заповнювач з пол1стиролу; 2 - заповнювач в випици сталевих цилшдр1в; 3 - тршшни в матричному матср1аш.

Змша характеру трщиноутворювання на гранищ розд1пу з жорстким заповнювачем викликала зниження Кр„ у пор^внянш з податливим заповнювачем. Вплив прийнятих фактор1в воображений в моделях мщнослл Яр,, для жорсткого (3) 1 податливого (4) заповнювач1в:

Кри= 13.1+6.4 х,+1.4 х2+6.9 х,2+2.7 х22+0.2 х,х2 , МПа (3)

Яри = 7.1+1.7 х,+3.5 х2+4.9 х^+2.2 х22 - 5.1 х,х2> МПа. (4)

Оцшити вплив поверхень заповнювач1в на основ! модел! з одиничним включишям на формування локального 1 загального напруженого стану достатньо важко, бо змша розм!р1в, к1лькост1 1 засоб1в укладки заповнювач1в порушують симетричшсть розподшу матричного матер1алу

навколо кожного зерна. Тому були прийняп ф1зичш модел1 структурних осередюв бетону з групою заповшовач1в, на яких вивчали розподш деформащй 1 характер тршцшоутворювання. При цьому моделыпши матричними матер1алами були цементш' композици, глина, гкшеф1рна смола.

Розподш усадочних деформащй залежить вщ кшькосп заповтовач1в, засоб1в його укладки 1 стввшюшення розлнр!В поруч розташованих зерен.

Град1'енти усадочних деформащй, що вшшкають, ведуть до змши якосп внутршшк ПР. При тому можна визначити три характерних випадки, що визначають вид внутршшх ПР: 1 - за вщсутносп адгезн до поверхш заповшовач1в внyтpiшнi ПР змипоють свою форму, що сприяс зародженшо трщин в зонах максимального формозмиповання; 2 - при досконалш адгези форма грашць роздшу м1ж матрицею 1 заповшовачами не змiнюeтьcя, але виникае шов1рш'сть зародження 1 розвитку .тр1щин в матрищ мЬк заповнювачами; 3 - виборча адгезия викликае як часткове формозмиповання на кордош роздшу, так 1 появу нових ПР в об'ем1 матрищ.

В залежносгп вщ явтц, що проп катать на границях роздшу матриця-заповнювач, змнпоеться характер трпшшоутворювання матрищ, що веде для кожного вндшеного випадку до свого розподапу усадочних деформащй. Загальним для вЫх випадюв е локагнзащя усадки на внутрштх ПР, що ускладнюе ощнку ¡цтегрально) усадки бетону 1 не враховуеться стандартними методами П втнрювання.

Eкcпepимeнтaльнi результата на ф1зичних моделях бетону показали, що для об'ективного анашзу при ощнщ величини усадки бетону необхцщо враховувати трпшши зцеплення 1 тршдаш в матричному матер1ал1, на берегах яких виявляються вс! об' емш деформацн, яю викликають 1х шднвиуальне деформування. Вигляд 1 розподш трщин залежить, при шших р1'вних умовах, В1Д сгаввщношення адгези I когезп на границях розподшу (найбшьш непередбачений характер трнциноутворювання спостер1гасться при виборч1Й адгези). Технолопчними засобами можна знижувати адгезию, наприклад, за рахунок пдрофоб1зацп керамзитового гравпо (О. А. Кучеренко, В.М. Вировий) або сприяти И збшьшеншо, наприклад, за рахунок електро- 1 х1.\пчно1 активацп (О.Г. Ольгшський, В. М. Матв1енко, М. Ш. Файнер).

Проведений анатз дозволив розробити конструкгивш та технолопчш засоби шдвшцення тродиностшкост1 бущвелышх вироб1в в тому чисти: визначення оптималышх геометричних параметр Bnpo6iB, Bn6ip рационального po3Mipy заповшовач1в i сшввщношення фракцш, коректування складу бетону. 3 використанням рекомсндацш дисертаци ТОВ "Будгарантсервис" виготовлено 150 м2 декоративних мозаГчних тротуарних плит та шших др1бноштучних вироб1в, що знаходяться без пошкоджень в експлуатацп.

висновки

1. Проведет анашз i дослщження дозволяють укласги, що Biiyrpiuini noBepxHi роздшу, шд якими розумйоться береги технолопчних трвдин i зони роздшу матричного матер1алу та заповнювач1в, виявляють ¡стотний вплив на розподш усадочних деформацш твердиочих та затверд1вших матер1ал1в. Прогнозування впливу внутршцих ПР на перерозподш усадочних деформацш дае змогу тдвшциш трйциностопасть гетерогенних матер1алш.

2. Проведеш дослщження показали, що внутршып ПР спроможш сприймати i перерозподшяти усадочш деформацй. Це веде до шдив!дуально1 змпш М1крорельефу 6eperiB трпцин i збшынення ширшш Тхнього розкритгя. Киьюсть та орюггувашш трпцин в значнш Mipi визначають град1енти деформацш по величиш, яка може змиповатися по вщношеншо до величини усадки,що визначасться стандартним методом вщ 0 до 1, та i по напрямку ix

3. Встановлено, що внутршш ПР викликають появу локальних усадочних деформацш в гетерогенному MaTcpiani. При цьому, сума деформацш окремих дшьшць не р1вна деформаци зразка, що не дозволяе об'ективно оцшити вплив того чи йппого технолопчного заходу по зменшеншо деформацш усадки. Встановлено, що змша ширшш розкритгя BiiyrpiiiiHix ПР в окремих випадках в два рази бшьше, шж усадка, яка ощнюегься стандартними методами. Запропонована залежшсть для ощнки штсгралыкн усадки зразив з внутренними ПР.

4. Формувашш поверхн1 роздшу матричного Marepiany з заповнювачем залежить вщ сгаввщношеннь адгезшно! та когезШно! мщюсп. Встановлено,

що в залежносп вщ стану поверхн1 розподшу змпшэсться характер трнциноутверговання матричного матер1алу. Це веде до зниження мщносп на розтяг при згиш в 1,5 pa3iB. Досшдження показали, що при ощнщ усадки бетону необхщно враховувати зм1ну ширини розкриття трвдин як на границ розчину з запов!повачами, так i трццин в самому розчиш.

5. Проведеш дослщження по впливу внутренних ПР на розподш усадочних деформащй в зразках з грубогетерогенного матер1алу дозволили рекомендувати засоби змешпення град1енпв усадки, в тому чиcлi при роз-робщ тако! форми зразка (конструкци або iT елеменга), що не викликае появи деформащй сдвигу; пщбору заповшовач1в, яга мйим1зують град1снти усадки на noBepxHi роздшу. 3 урахувшшям результат1в досл1джень розроблено технолопчш рекомендащ! для TOB "Будгарантсерв1с", яга використаш при виготовлеш 150 м2 декоративних мозаГчних тротуарних плит.

Основш результати роботи в1дображеш в публ!кац1ях:

1. Выровой В.Н., Вшюградский В.М., Макарова С.С., Ширяева Н.Ю., Заволока М.Ю., Дорофеев A.B., Арроб А. Технологическая наследственность и ее влияние на свойства и ресурсоемкость строительных композитов // Сб.Строительные материалы, конструкции и инженерные системы.-Одесса:ОГАСА, 1996.-С. 186-202.

2. Арроб А., Выровой В.Н. Моделирование процессов распределения усадочных деформаций в гетерогенных материалах // Сб.междун.семинара МОК-37: Моделирование в материаловедении.-Одесса:Изд.Астропринт в ОГУ, 1998.-С.67-68.

3. Выровой В.Н., Арроб А. Влияние технологической поврежденности на трещиностойкость строительных материалов и конструкций // Тези допо-В1дей: "Долговечность строительных материалов и конструкций". -Саранск: Мордовский ГУ, 1995. -С.43-44.

4. Выровой В.Н., Макарова С.С., Арроб А. Влияние технологической наследственности на трещиностойкость композиционных строительных материалов // Матер, науково-техн. конф.: "Ресурсоекономш матер1али, конструкци, будшл! та споруди". -Pibho: Украшська ДАВГ, 1996. -С.29.

5. Выровой В.Н., Арроб А., Дорофеев A.B. Направленное структурооб-разование строительных композитов как эффективный путь решения задач

их энергосбережения // Матер.науково-техи. конф.: "Энергосбережение в строительстве". -Черновцы: НПФ "Композит". -1996. -С.32.

6. Влияние наполнителей на трещиностойкость цементных композиций / Н.И.Ширяева, В.Н.Выровой, С.С.Макарова, А.Арроб // Матер, допо-вщей:"Моделирование в материаловедешш".-Одесса:ОГАСА, 1995.-С.43.

7. Моделирование и оптимизация объемных изменений твердеющих цементных композиций / В.Н.Выровой, А.Арроб, В.Н.Мурашев, О.А.Коробко // Матер1али семшару: "Моделирование и вычислительный эксперимент в материаловедении (МОК 35).".-Одесса: ОГАСиА, 1996. -С.ЗЗ

8. Механизмы формирования технологической повержденности композиционных строительных материалов и конструкций / Выровой В.Н., Арроб А., Дорофеев A.B., Коробко O.A. // 36. тез: "Науково-практичш проблеми су-часного залвобетону". -Кшв: ДНДШК, 1996. -С.224-225.

9. Арроб А. Моделирование процессов усадки гетерогенних материалов // Матер1али семшару: "Компьютерное материаловедение и обеспечение качества (МОК 36). -Одесса: ОГАСиА, 1997. -С.68.

Особиста участь здобувача в працях: [1] - проведения експерименталь-них дослщжень по ощнюванню трщиноспйкосп матер1ашв; [2] - дослщ-ження усадки та трйциноутворювання цементних композит; [3], [4] -анашз мехашзму усадочних деформацш; [5] - експериментальне гадтвердженш роз-подшу усадочних деформацш в бетонних зразках; [6] - описания i пщтверд-женш мехашзму розподшу власних деформацш матер1ал1в; [7] дослщження процес'ш розподшу напрут в твердночих зразках; [8] - дослщження трнцино-CTifiKOCTi та иггерпретащя результата з точки зору технолопчноТ заошкод-женносп.

АНОТАЦШ

Арроб.А. Анал1з впливу внугршшх поверхень роздигу на розподш усадочних деформащй в грубогетерогешшх матер1алах. - Рукопис.

Дисертацш на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук за спещальшстью 05.23.05 - Буд1вельш матер ¡али та вироби. Одеська державна академ1я буд^виицтва та архггектури. Одеса-1997.

Дисерташ'я присвячена анал1зу впливу внутрйишх поверхень роздшу (технолопчних трицин, зон контакту матричного матер1алу та заповнювач1'в) на розподш усадочних деформацш в зразках матср1алу. Побудован 1 проанагизован комплекс моделей для середовщц з р1зшм ступенем гетерогенности. Встановлено, що в залежное™ вщ геометричних параметр1В середевшца вшшкають ) мають розвиток гращенти усадочних деформащй за величиною та напрямком. 3 використанням комплекса метод1в (графо-анаштичного, фотопружносп та ш.) показано, що внутршш поверхш роздшв визивають перерозподш усадочних деформащй твердиочих та затверд1вших зразюв I змшюють характер трщиноутворювання матер1ал1в. Надано практичш рекомендаци по шдвшцешпо трнщшостшкосгп буд1вельних композита, що реалооваш в практичних умовах.

Ключов1 слова: внутршш поверхш роздшу, усадочш деформаци, трщгагоутворговання, геометр1я зразюв.

АШЮТАЦИЯ

Арроб Абдеррахим. Анализ влияния внутрешшх поверхностей раздела на распределение усадочных деформаций в грубогетерогенных материалах. -Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - Строительные материалы и изделия, Одесская государственная академия строительства и архитектуры, Одесса, 1998 г.

Диссертация посвящена анализу влияния внутренних поверхностей раздела (технологических трещин, зон контакта матричного материала и заполнителей) на распределение усадочных деформаций в образцах материала. Построен и проанализирован комплекс моделей для сред с различной степенью гетерогенности. Установлено, что в зависимости от геометрических параметров среды возникают и развиваются градиенты усадочных деформаций по величине и направлешпо. С использованием комплекса методов (графоаналитического, фотоупругости и т.д.) показано, что внутренние поверхности разделов вызывают перераспределение усадочных деформацш! твердеющих и

затвердевших образцов и изменяют характер трещинообразования материала. Даны практические рекомендации по повышению трещиностойкости строительных композитов, реализованные в производственных условиях.

Ключевые слова: внутренние поверхности раздела, усадочные деформации, трещинообразование, геометрия образцов.

THE SUMMARY

Arrob Abderrahim. Analysis of the interior division surfaces and its influence on the shrinkage strains in the coarse heterogenous materials. -Manuscript.

The dissertation for getting the PhD Degree on speciality 05.23.05 - Building Materials and Articles. - The Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture, Odessa, 1998.

The dissertation concerns the analysis of the interior division surfaces (technological checks, ranges of the matrix materials and fillers interaction) influence on the shrinkage strains in the samples of material. The complex of models for medium with different degrees of heterogenous have been built and examined. It was determined that the gradients in the shrinkage strains by quantity and direction appeared and developed depending on the medium geometric parameters. Applying the complex of methods (graphic analytic and photo-elasticity methods, etc.) it was showed that the interior division surfaces caused the redistribution of the shrinkage strains in the hardering and hard materials and changed the type of fracturing in the materials. The practical advices for amelioration of the resistance to fracturing in the building compounds what had been realized in the productional conditions have been done.

Key words: interior division surfaces, shrinkage strains, fracturing, geometry of samples.

Подписано до друку 28.04.98. Формат 60x84 1/16. Умовн. друк. арк. 1,0. Тираж 100 прим. Одеська державна академия буд|'вництва та архп-ектури

Вщдруковано в Пол1граф'1чному центр! ф1рми ^^сув^д. Одеса 270078, вул. Космонавтш, 34, офю 11

Тел: (0482) 619-130, 698-978.