автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Долговечность бетонов в ограждающих конструкциях при совместном действии влаги и знакопеременных температур

На правах рукописи

□03056101

ОСЬКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ БЕТОНОВ В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ ВЛАГИ И ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР

Специальность: 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2007

003056101

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет имени Н.П.Огарева».

Научный руководитель:

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Селяев Владимир Павлович

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Рахимов Равиль Зуфарович

кандидат технических наук, доцент Желтов Павел Константинович

Ведущая организация:

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, г. Пенза

Защита состоится «26» апреля 2007 года в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.05 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет» (СГТУ) по адресу: 410054, РФ, г. Саратов, Политехническая, 77.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Саратовского государственного технического университета (СГТУ).

Автореферат разослан «. » «At¿y>/t) О » 2007 г.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.К. Иноземцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных условиях, несмотря на разработку и внедрение новых эффективных строительных материалов и конструкций, цементный бетон по-прежнему занимает лидирующее положение в производстве ограждающих конструкций для зданий и сооружений различного функционального назначения. С каждым годом всё более наблюдается тенденция к увеличению темпов роста капитального строительства новых зданий и сооружений и реконструкции возведённых ранее, а, следовательно, потребность в конструкциях, изготовленных из цементных бетонов, будет постоянно расти.

Практика эксплуатации ограждающих конструкций жилых, гражданских и промышленных зданий, резервуаров, бункеров, силосов показала, что наблюдается быстрое разрушение конструкций из-за большого числа различных повреждений, которые выводят конструкцию из строя ранее расчетного срока эксплуатации или уменьшают эффективность её работы. Одной из важнейших причин появления большого числа повреждений бетонных ограждающих конструкций является морозная деструкция.

Если учесть, что Северная строительно-климатическая зона, характеризующаяся суровостью климата, занимает около 60% территории России, то морозостойкость бетонов является одним из основных факторов, обеспечивающих высокую долговечность и работоспособность ограждающих конструкций.

Ограждающие конструкции жилых, гражданских и промышленных зданий, резервуаров, бункеров, силосов систематически подвергаются совместному воздействию влаги (атмосферные осадки, технологические среды) и знакопеременных температур. При этом не всегда удается конструктивными мероприятиями обеспечить нормативную долговечность конструкций. Достаточно часто можно наблюдать как при комплексном воздействии воды и знакопеременных температур ограждающие конструкции разрушаются. Разрушение происходит послойно и этот процесс можно прогнозировать, а, следовательно, можно определить межремонтные сроки для восстановления разрушенного слоя.

Однако до сих пор задача прогнозирования (расчета) срока службы ограждающих конструкций при совместном действии воды и знакопеременных температур не ставилась и не решалась и до сих пор нет моделей позволяющих прогнозировать поведение ограждающих конструкций в этих условиях эксплуатации.

Поэтому проблема прогнозирования и повышения долговечности ограждающих конструкций при совместном действии воды и знакопеременных температур является актуальной и требует незамедлительного разрешения.

Цель работы: разработка методов прогнозирования долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, и способов (методов) повышения их долговечности за счет использования минеральных наполнителей, химических добавок, демпфирующих компонентов и применения различных видов защитных покрытии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- установить связь между структурными характеристиками цементной системы и морозостойкостью цементного композита и изучить явления вла-гопереноса в капиллярно-пористых телах в случае насыщения пористой среды жидкостью;

- экспериментально изучить зависимость прочности и характеристик пористости наполненных цементных композитов от количества вводимого минерального наполнителя и водоцементного отношения, а также их влияния на долговечность цементных композитов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- исследовать изменение прочности и характеристик порового пространства цементных композитов по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур;

- с помощью метода определения склерометрической микротвердости изучить характер и особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур;

- разработать модель деградации и метод прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, учитывающих первоначальное улучшение прочностных свойств цементного композита;

- экспериментально изучить влияние введения в бетонную смесь демпфирующих компонентов на долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- экспериментально изучить влияние введения в бетонную смесь интегрально-капиллярной системы на долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- провести экспериментальные исследования влияния нанесения на наружную поверхность ограждающих конструкций различных видов защитных покрытий на их долговечность при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур.

Научная новизна работы состоит в разработке, экспериментальном и теоретическом обосновании метода прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, основанного на применении деградационных функции, а также разработке способов (методов) повышения долговечности цементных композитов ограждающих конструкций при данных условиях эксплуатации.

Новизна работы подтверждается следующими результатами:

- теоретически обоснована зависимость морозостойкости цементного композита от структурных характеристик цементной системы и получены характеристики поровой среды материала, выраженные с помощью функции плотности вероятности распределения кривизны порового пространства капиллярно-пористого тела по радиусам;

- экспериментально исследовано изменение прочности и характеристик порового пространства цементных композитов по высоте поперечного сечения ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур;

- разработан метод прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- разработана феноменологическая модель деградации цементных ком-

позитов, учитывающая эффект временного улучшения прочностных свойств материала под действием агрессивной среды;

- получена полиномиальная модель зависимости и характеристик пористости наполненных цементных композитов от количества вводимого минерального наполнителя и водоцементного отношения, а также изучено их влияния на долговечность цементных композитов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- с использованием метода определения склерометрической микротвердости изучены характер и особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур

- разработаны способы (методы) повышения долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, за счет использования минеральных наполнителей, химических добавок, демпфирующих компонентов и применения различных видов защитных покрытии.

Практическое значение работы заключается в создании способов (методов) повышения долговечности цементных бетонов ограждающих, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Предложены составы цементных композитов, обладающие повышенной стойкостью в подобных условиях эксплуатации. Предложен минеральный наполнитель для цементных вяжущих, снижающий расход цемента при улучшении конструкционных свойств материала и повышении его долговечности при циклическом морозном воздействии. Разработана методика оценки долговечности ограждающих конструкций на основе цементных вяжущих с учетом одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных, россииских, региональных и республиканских научно-технических конференциях и семинарах: Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы строительного материаловедения. Первые Соломатовские чтения" (Саранск, 2002 г.), Международной научно-технической конференции "Актуальные вопросы строительства" (Саранск, 2004-2005 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Использование отходов промышленности и местных сырьевых ресурсов регионов при получении строительных материалов и изделий. Третьи Соломатовские чтения" (Саранск, 2005 г.), Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы современного строительства. Строительные материалы и конструкции" (Пенза, 2005 г.), научно-технической конференции Долговечность строительных материалов и конструкций" (Саранск, 2006 г.), Академических чтениях РААСН "Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения" (Казань, 2006), Общем собрании РААСН "Проект и реализация - гаранты безопасности жизнедеятельности" (Санкт-Петербург, 2006).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 14 работ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы из 197

наименований, изложена на 232 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка, 17 таблиц и приложения.

Работа выполнена на кафедре "Строительные конструкции" архитектурно-строительного факультета Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва".

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю член-корреспонденту РААСН, доктору технических наук, профессору Селяеву Владимиру Павловичу и научному консультанту кандидату технических наук, доценту Куприяшкиной Людмиле Ивановне за консультации и помощь при подготовке и выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, цель и задачи исследований, формулируется научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава содержит аналитический обзор литературных данных, посвященных вопросам морозостойкости цементных бетонов, методам ее определения и прогнозирования, а также методам (способам) повышения долговечности цементных композитов, работающих в условиях комплексного воздействия влаги и знакопеременных температур.

Анализ литературных источников показывает, что к настоящему времени накоплен большой объем экспериментальных и теоретических данных, посвященных проблеме морозостойкости цементных композиционных материалов. Значительный вклад в решение данной проблемы внесли исследования Г.И. Горчакова, В.М. Москвина, О.В. Кунцевича, В.Б. Ратинова, В.Г. Батракова, O.E. Власова, С.А. Миронова, В.В. Стольникова, Ф.М. Иванова, C.B. Александровского, А.Г. Шлаена, И.И. Лифанова, Л.А. Алимова, A.M. Подвального, М.М. Капкина, Б.М. Мазура, Л.М. Добшица, А.Е. Шейкина, Т. Пауэрса, Б. Уарисса.

В литературе структуру бетона и бетонной смеси предложено представлять на нескольких уровнях однородности. Этот подход нашел наибольшее развитие в исследованиях академика РААСН В.И. Соломатова и учеников его научной школы в виде полиструктурной теории композиционных строительных материалов. Сущность полиструктурнои теории заключается в представлении структуры композита в виде многих взаимосвязанных структур -от атомно-молекулярного уровня до грубых конгломератных структур, прорастающих одна в другую и формирующихся по единому принципу "структура в структуре". В. И. Соломатовым показано, что с инженерной точки зрения структуру цементного бетона достаточно рассматривать на трех основных уровнях: микроструктура - структура цементного камня; мезострук-тура - структура цементно-песчаного pàcTBOpa; макроструктура - двухком-понентная система, образованная растворной частью и крупным заполнителем.

Многочисленными исследованиями установлено, что морозостойкость цементных бетонов во многом зависит от его микроструктуры (строения цементного камня), основными структурными составляющими которой являются кристаллический сросток (упругий каркас), тоберморитовый гель, не до конца гидратированные зерна цемента и поровое пространство, образованное порами и капиллярами. При этом многими исследователями отмечается, что именно характеристики порового пространства цементного камня определя-

ют его способность противостоять морозной деструкции во влагонасыщен-ном состоянии.

В настоящее время большинство исследователей считают, что основополагающей причиной морозной деструкции цементных бетонов при комплексном воздействии влаги и отрицательных температур является фазовый переход содержащейся в поровом пространстве жидкости в лед, сопровождающийся увеличением ее объема (на 9,05%) и возникновением при этом напряжений в жестком каркасе цементного камня. В зависимости от условий, при которых происходит замораживание бетона (температура и скорость промерзания), строения (структуры) бетонов и состава окружающей среды, конкретными причинами морозной деструкции могут быть: гидростатическое давление жидкости на стенки пор и капилляров цементного камня в процессе льдообразования; гидравлическое давление не замерзшей жидкости при ее отжатии от фронта промерзания растущими кристаллами льда в резервные (не заполненные водой) поры и капилляры; непосредственное давление растущих кристаллов льда на стенки пор и капилляров; осмотическое давление, возникающее в капиллярах и порах цементного камня, в процессе массо- и теплопереноса при замораживании и оттаивании бетона; температурные напряжения, возникающие в бетоне из-за различных коэффициентов температурных деформаций жесткого скелета и льда. Очевидно, что причиной морозной деструкции бетона может один или одновременно несколько вышеперечисленных факторов. *

Проведенный анализ литературных данных позволяет заключить, что снижение прочности бетона в насыщенном водой состоянии при многократном замораживании и оттаивании обусловлено накоплением местных (локальных) повреждений его структуры при фазовом переходе воды в лед. Однако сам механизм накоплений этих локальных напряжений структуры бетона при его замораживании и оттаивании, как и физическая природа напряженного состояния бетона при его замораживании, все еще остается недостаточно ясной, а поэтому дальнейшее исследование морозной деструкции должно продолжаться.

В литературных источниках содержатся обширные сведения, посвященные вопросам повышения морозостойкости цементных бетонов, из которых следует, что морозостойкость бетонов зависит от большого числа различных факторов: химико-минералогического состава применяемого вяжущего, его дисперсности и расхода на 1 м бетона; водоцементного отношения; вида заполнителей и наполнителей и их свойств; количества и вида применяемых добавок.

Анализ литературных данных показывает, что для повышения морозостойкости бетонов строительных конструкций на практике наибольшее распространение получило использование различных химических модификаторов бетона, среди которых особо отмечается применение гидрофобизирую-щих и гидрофилизирующих поверхностно-активных добавок, различного функционального назначения. Однако многими исследователями особо подчеркивается, что эффективность применения ПАВ во многом определяется технологией приготовления бетонной смеси, нарушение которой приводит к значительной потери морозостойкости бетона.

В последние годы проводятся многочисленные работы по повышению морозостойкости цементных бетонов строительных конструкций путем введения в состав бетонных смесей специальных видов заполнителей и наполнителей: наполнители и заполнители с развитой внутренней структурой по-рового пространства (тонкомолотый ячеистый бетон и цементный камень, керамзитовый песок, пустотелые пластиковые микросферы и др.), высокодисперсные наполнители, различные демпфирующие компоненты (керамзи-

товый песок, пенополистирол, диспергированная резина), интегрально-капиллярные системы ("Акватрон", "Пенетрон", "Стримсмесь" и др.); а также путем поверхностной защиты бетонных конструкций различными видами покрытий и пропиток.

В настоящее время на территории России определение морозостойкости цементных бетонов регламентируется ГОСТ 10060.0-95 "Методы определения морозостойкости. Общие требования". При этом в литературных источниках приведены сведения о различных, альтернативных стандартным, методах определения и прогнозирования морозостойкости бетонов. Одна часть данных методов основывается на ужесточении условий испытаний, другая -на взаимосвязи морозостойкости цементного бетона с его структурными и прочностными характеристиками. Однако следует отметить, что одни методы не позволяют вести оперативный контроль морозостойкости изготовляемого бетона из-за длительности проведения необходимого числа циклов испытаний, другие методы требуют специального дорогостоящего оборудования, что делает их применение весьма ограниченным. Кроме того, подавляющее число методов основано на определении морозостойкости бетона при объемном замораживании образцов, хотя большое количество строительных конструкции, а именно ограждающих конструкций, работают в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур.

Наиболее перспективным методом прогнозирования долговечности строительных материалов является метод деградационных функций. В.И. Соломатовым, В.П. Селяевым, Л.И. Куприяшкиной, Л.М. Ошкиной, В.В. Леоновым для прогнозирования химического сопротивления композиционных материалов предлагается метод деградационных функций, основанный на применении функциональных зависимостей, выражающих изменение во времени относительных значений механических характеристик конструкционных элементов, учитывающих химические и диффузионные параметры среды, характер распределения свойств материала. Однако в настоящее время не разработаны феноменологические модели деградации, описывающие процессы, происходящие при морозной деструкции цементных бетонов, что затрудняет производить учет изменения свойств материала конструкции во времени.

Во второй главе приводятся характеристики применяемых материалов и описываются методы экспериментальных исследований.--

В качестве вяжущего в работе использовался портландцемент марки "400", изготовленный в соответствии с ГОСТ 10178 - 85 на Алексеевском цементном заводе ОАО "Мордовцемент". Минералогический состав применяемого портландцемента (%): С3Б - 63,0; СгБ - 15,5; С3А - 6,5; С4АР - 14,7; Са504-2Н20 - 2,0.

В качестве мелкого заполнителя для бетона использовали песок Смоль-ненского песчаного карьера Ичалковского района республики Мордовия (месторождение расположено в 1 км севернее п. Смольный) с М,ф=1,27. Наполнителями являлись: природная цеолитсодержащая порода в виде размолотого в шаровой мельнице дисперсного порошка из исходного минерального сырья (клиноптилотит Атяшевского месторождения Республики Мордовия), интегрально-капиллярная система "Акватрон-6" (смесь сухая растворная) производства ОАО БХК по ТУ 5745-080-07508005-2000 (Россия, Алтайский край, г. Бийск).

В качестве демпфирующих компонентов, водимых в состав бетонных смесей, в работе использовалась диспергированная резиновая крошка, получаемая путем дробления резины из отходов производства ОАО "Саранский завод "Резинотехника" Республики Мордовия, с размерами частиц от 0,9 до

1,25 мм и насыпной плотностью 437 кг/м и с размерами частиц от 0,14 до 0,315 мм и насыпной плотностью 392 кг/м .

Для проведения испытаний фрагментов ограждающих конструкций использовалась специальная установка, состоящая из морозильной камеры, исследуемой ограждающей конструкции и измерительной аппаратуры (рис. 1). Из бетонных образцов собирался фрагмент ограждающей конструкции толщиной 150 мм (вертикальные швы между образцами заполняются пористой резиной), помещенный в теплоизолирующии контейнер и, после одностороннего насыщения водой, помещался на морозильную камеру, где подвергались одностороннему воздействию отрицательной температуры (температура со стороны охлаждаемой поверхности (внутри морозильной камеры) составляла -25±2 С, температура со стороны неохлаждаемой поверхности -+18+2 С) в течение 12 часов. После одностороннего замораживания производилось оттаивание образцов в воде при температуре +20±2 С в течение 12 ч (уровень воды составлял 2/3 от высоты контейнера).

Для изучения изменения свойств материала по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции, подверженной циклическому одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, производился отбор проб путем распила по толщине фрагмента испытываемой конструкции на слои толщиной 15 мм, на которых определялись прочностные характеристики и параметры поровой структуры цементных композитов.

Водопоглощение и параметры пористости цементных композитов определяли по методике в соответствии с ГОСТ 12730.4-94.

Упруго-прочностные характеристики цементных композиционных материалов определяли по стандартной методике. Микромеханические свойства материала определялись методом измерения микротвердости царапанием по ГОСТ 21318-78*.

щшшшш^Ш^ У

if ' J5 □ СГ5- г

Рис. 1. Схема установки для проведения испытания бетона фрагмента ограждающей конструкции при одностороннем замораживании: 1 - Морозильная камера; 2 - Блок управления морозильной камерой; 3 - Исследуемый фрагмент ограждающей конструкции; 4 - Теплоизолирующая кассета; 5 -Датчик температуры внутри морозильной камеры; 6 - Вентилятор; 7 - Блок измерения температуры "Термодат-13 ЕУВ"; 8 - Термопары ХК(Ь); 9 - Слой изолирующего прокладочного материала.

Обработка и анализ экспериментальных данных проводилась с применением статистических методов и ЭВМ.

В третьей главе предложено теоретическое обоснование зависимости морозостойкости цементного композита от начальных структурных характеристик цементной системы, степени гидратации цементных зерен и начального водоцементного отношения.

Для этого рассмотрена модель цементной (монодисперсной) системы

о.

(рис. 2) объемом Ь , состоящая из Л^ зерен цемента и -N,) пустот, образованных за счет вакансий системы (М>|пи- максимальное число частиц, при котором вакансии системы отсутствуют).

Частицы цемента с момента затворения цементных зерен водой находятся во флокулентном состоянии, то есть, не имея непосредственного контакта, они фиксируются на определенном расстоянии 5, образуя связанную упруго-пластическую систему. В модели монодисперсной системы зерна цемента расположены по гексагональной упаковке с зазорами 5 между ними. Размер между центрами соседних зерен в направлении одного ряда с" - параметр решетки.

Принимая, что все зерна цемента геометрически подобны между собой, то между объемом "V", поверхностью "5" любой частицы и ее характерным размером "а" существуют зависимости:

V = у а\ Б = цаг, (1)

где у, ц - коэффициенты пропорциональности; а- характерный размер частицы.

Пустотность цементной системы, образованная за счет объема пустот вакансий системы и объема пустот, заключенных между зернами, можно записать в следующем виде:

где к- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения зерен цемента по объему системы (при гексагональной упаковке ¿=1,13); у, /и, а-коэффициенты пропорциональности и характерный размер частиц цемента,

ь

Рис. 2. Модель цементной (монодисперсной) системы в плоскости

(2)

2К- координационное число укладки частиц цементной системы.

Выражение (2) показывает пустотность цементной системы в начальный момент времени и не учитывает ее изменений, происходящих при гидратации цементных зерен. Используя выражение (2) и учитывая плотность цемента (р( =3,15 г/см3), плотность твердой фазы гидрата (р,идр =2,52г/см3) и степень гидратации цемента (а), пустотность цементной системы в определенный момент времени описывается выражением:

Я,=1-(1 + 0,584 а):

л/Зк*

(3)

(1 + 8/а)'

где а - степень гидратации цемента к данному моменту времени.

Г.И. Горчаковым установлена зависимость морозостойкости М (выраженной в стандартных циклах замораживания и оттаивания) от пустотности Пк в виде формулы:

М = (12-Як)2'7 (4)

Подставляя значение Пк из (3) в выражение (4) получаем зависимость морозостойкости цементной системы от координационного числа укладки частиц системы и степени гидратации цементных зерен:

М =

2+ 10(1+ 0,584 а):

л/3*'

-Ж

(5)

3 ^(l + S/aJ

Установлено, что для описания цементных частиц системы характерны следующие коэффициенты пропорциональности: у = 0,51 и ц = 3,3, а монодисперсные зерна цемента неопределенной геометрической формы при произвольной укладке имеют координационное число 4-10 при центре распределения 7.

В результате решения выражения (5) были построены кривые изменения морозостойкости цементного камня от координационного числа системы Z, при различной величине отношения 8/а и степени гидратации цементных зерен а (рис. 3).

500 ■

а=0,75

а=0,5 а=0,25

4 5 6 7 8 9 10

Координационное число укладки частиц цементной системы

Рис. 3. Зависимость изменения морозостойкости цементного камня от координационного числа системы при различной степени гидратации цемента а и 6 / а = 0,1742

Полученные выражения позволяют оценивать морозостойкость цементных композитов на стадии их изготовления и к определенному моменту их

твердения, а также показывают, что при применении специальных видов укладки цементных систем возможно увеличение морозостойкости цементного камня в 2-2,5 раза при равных начальных условиях.

Анализ выражения (5) показал, что морозостойкость цементного композита может быть увеличена либо путем повышения плотности и однородности упаковки цементной системы, либо путем замены части цементных зерен на зерна наполнителя, соответствующей дисперсности с заданными характеристиками пористости.

Рассмотрены явления влагопереноса в капиллярно-пористых телах в случае одно- и двухфазного насыщения пористой среды жидкостью. Из решения уравнений Навье-Стокса и Дарси с учетом функции Лаверетга и уравнения Букингама-Шведова получены выражения для определения характеристик поровой среды материала, выраженные с помощью функции плотности вероятности распределения кривизны порового пространства капиллярно-пористого тела по радиусам.

Предложена феноменологическая модель деградации и получены дегра-дационные функции для цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, учитывающие временное повышение упруго-прочностных характеристик цементных композитов в начальный период времени при взаимодействии с агрессивной средой.

В четвертой главе представлены экспериментальные данные о влиянии одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур на свойства цементных композитов ограждающих конструкций в зависимости от во-доцементного отношения и степени наполнения цеолитсодержащей породой.

На первоначальном этапе экспериментальной работы проводилось исследование совместного влияния водоцементного отношения и степени наполнения цеолитсодержащей породы (клиноптилотит Атяшевского месторождения Республики Мордовия) на прочностные и физико-механические свойства цементных композитов. В результате постановки и проведения двухфакторного эксперимента методом регрессионного анализа экспериментальных данных получены полиноминальные модели изменения прочности (Rcx), средней плотности (рср), общего объема пор (77^), объема открытых пор объема условно-закрытых пор (/7"J), показателя микропористо-

сти (KJ, показателя среднего размера пор (Я) и показателя однородности пор по размерам (а) в зависимости от водоцементного отношения (X,) и содержания цеолитсодержащей породы (Х2):

R x = 17,86 - 7,149 • X, +1,96 • Х2 - 0,874 • X, • Х2 + 5,559 • X2 + 4,093 • Х\; рср = 1,545 - 0,058 • X, - 0,021 • Хг - 0,004 • X, • Хг - 0,004 • X,2 + 0,043 • X2;

=41,042 +1,798• X, + 0,356• Х2 + 0,011 • X, • Хг -0,315• X2 -2,628• X2; я;;; = 30,558 + 2,179 • X, + 0,824 • Хг + 0,399 • х, • Х2 + 0,504 • X,2 -1,857 • X2; П2 = 10,485-0,382-Х,-0,468-Х3 -0,392-Х,-Х2-0,816-Х,2 -0,777-Х2; Км = 0,462 - 0,041 • X, + 0,024 • Х2 + 0,006 • X, • Х2 - 0,003 • X,2 + 0,045 • X2; А = 1,042 + 0,154• X, + 0,665• Х2 -0,211 • X, • Х2 + 0,186• X,2 + 0,573• X2; а = 0,478 + 0,012• X, -0,047 • Х2 -0,077 • X, • Х2 + 0,015• X2 + 0,144 • X2.

Из анализа полиноминальных моделей следует, что наибольшее влияние на прочность и интегральные характеристики пористости оказывает начальное водоцементное отношение, в то же время на дифференциальные характеристики пористости наибольшее влияние имеет степень наполнения композита цеолитсодержащей породой. Установлено, что при оптимальной степени наполнения цементного композита цеолитсодержащей породой в 18-20% происходит увеличение прочности (до 20%), увеличение однородности пор (до 10%), их размеров (в 2-2,7 раза) и доли микропор (1,05-1,11 раза) по сравнению с ненаполненными композитами.

На последующих этапах экспериментальных исследований проводилось изучение послойного изменения прочности и характеристик порового пространства цементных композитов по толщине ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур.

Экспериментально показано, что по высоте сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, происходит неравномерное изменение прочности цементного композита конструкции. При этом по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции можно выделить 3 зоны: 1) деструкции; 2) с повышенными по сравнению с начальными прочностными характеристиками; 3) с начальными прочностными характеристиками. Разрушение материала конструкции носит послойный характер. Независимо от исследуемых составов цементных композитов изменение прочности по высоте сечения ограждающей конструкции имеет подобный характер, однако интенсивность данных изменений определяется как водоцементным отношением, так и степенью наполнения цеолитсодержащей породой. Причем следует отметить, что наибольшее влияние на интенсивность изменения прочности оказывает степень наполнения цеолитсодержащей породой. При использовании 20% наполнения цеолитсодержащей породы наблюдается значительное снижение скорости разрушения материала ограждающей конструкции, работающей в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур (рис. 4).

Анализ экспериментальных данных по изменению характеристик порового пространства цементных композитов по высоте сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, показывает, что для всех исследуемых составов изменение характеристик пористости носит подобный характер; наиболее подвержены изменениям в процессе морозной деструкции цементного бетона дифференциальные параметры пористости (показатель среднего размера пор (увеличение в 1,5-9 раза), коэффициент однородности пор по размерам (уве-, личение в 1,2-1,5 раза) в то время как интегральные (общий объем пор, объем открытых и условно-закрытых пор (увеличение или уменьшение на 2-3%) практически не изменяются, причем максимальные изменения данных параметров наблюдаются в слоях, подверженных замораживанию; введение 20% цеолитсодержащей породы, благодаря ее развитой внутренней пористости (поры преимущественно представлены микрополостями и микрокапиллярами), значительно уменьшает скорость морозной деструкции независимо от начального водоцементного отношения.

Номер ело* сечения образца

Рис. 4. Изменение относительного предела прочности при сжатии цементного композита по слоям конструкции, подверженной одностороннему замораживанию - оттаиванию:

а) состав №1 (В/Ц=0,45, степень наполнения цеолитсодержащей породой - 0%);

б) состав №4 (В/Ц=0,45, степень наполнения цеолитсодержащей породой -10%);

в) состав №7 (В/Ц=0,45, степень наполнения цеолитсодержащей породой - 20%).

С использованием метода определения склерометрической микротвердости изучены и конкретизированы некоторые особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур. Установлено, что в результате морозного воздействия микроструктура композита приобретает более однородный (по сравнению с исходной) характер, причем максимальным изменениям подвержены те ее области, где отмечаются начальные повышенные упруго-прочностные характеристики (80-180 МПа), при этом области со средними (40-80 МПа) и невысокими (20-40 МПа) значениями упруго-прочностных характеристик практически не подвержены разрушению; разрушение структуры композита начинается уже при первых циклах замораживания-опаивания и выражается появлением локальных микроразрушений его жесткого каркаса, при последующих циклах их число возрастает и происходит процесс образования дефектных зон (рис. 5).

Рис, 5. Распределение микротвердости по поверхности цементного композита (состав №7 - В/Ц=0,45, степень наполнения цеолите одержащей породой - 20%) 1 слоя ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, после: а) 0, б) 10, в) 30 и г) 100 циклов замораживания - оттаивания

На основе экспериментальных данных по изменению прочности цементных композитов по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции были построены модели и получены функции деградации для оценки долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур.

Экспериментально показано, что введение в состав бетонной смеси молотого наполнителя из цеолитсодержащей породы приводит к повышению долговечности бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. При этом установлено, что при введении 20% наполнителя долговечность ограждающих конструкций может быть повышена в 2-2,5 раза.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований по повышению долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур путем введения в состав бетонной смеси демпфирующих компонентов (резиновая крошка), применения интегрально-капиллярной системы "Акватрон-6" и нанесения на наружную поверхность ограждающей конструкции различных видов защитных покрытий.

Результаты экспериментальных исследований цементных бетонов с демпфирующими компонентами показывают, что при замене части объема естественных плотных заполнителей на соответствующий объем резиновой крошки (не зависимо от ее крупности) происходит значительное уменьшение начальной прочности в сравнении с контрольным составом (тал. 1).

Использование для приготовления бетона демпирующих компонентов наблюдается увеличение его долговечности в условиях морозного воздействия (рис. 6).

Таблица 1.

Составы цементных бетонов с демпфирующими компонентами __и их прочность__1_

Состав Размер частиц резиновой крошки, мм. Масса, кг Расплыв Ь, мм ^СЖ» МПа

цемент песок резиновая крошка вода

К-1 - 100 300 - ЙО 137x138 14,08

Кр1-1 0,9-1,25 100 240 18,1 67,5 138x136 10,02

Кр1-2 0,9-1,25 100 180 36,2 65 138x138 7,11

Кр2-1 0,315-0,63 100 240 16,2 71 136x139 10,43

Кр2-2 0,315-0,63 100 180 32,4 77 138x139 6,7

Установлено, что заменой 20% объема песка на соответствующий объем резиновой крошки с крупностью частиц 0,9-1,25 мм достигается оптимальное соотношение между увеличением долговечности мелкозернистого бетона при морозном воздействии и уменьшением его начальной прочности

1 2 3 4 5 6 7 8

Номер слоя сечения образца

-контроль —о—Кр]-] —л—Кр!-2 •• • -- Кр2-1 •• * •• Кр2-2

Рис. 6. Изменение относительного предела прочности при сжатии бетонов при введении демпфирующих компонентов по слоям ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, после проведения 150 циклов замораживания - оттаивания

Проведено исследование влияния интегрально-капиллярной системы на свойства цементного бетона ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур. В качестве используемой интегрально-капиллярной системы был выбран герметик "Акватрон-6".

Экспериментальные исследования показали, что на всех составах с добавкой герметика фиксируется увеличение прочности на 34-65% в сравнении с контрольным (бездобавочным) составом. Оптимальным является состав с добавкой 10% (к массе цемента) интегрально-капиллярной системы "Аква-трон-6" (табл. 2).

Из анализа данных по определению характеристик пористости бетонов экспериментальных составов следует, что применение герметика "Акватрон-6" оказывает значительное влияние на структуру порового пространства бетона. Так у бетонов с добавкой "Акватрон-6" в сравнении с контрольным составом наблюдается увеличение плотности бетона на 2-4%; уменьшение общей пористости на 11-22%; уменьшение объема открытых пор 11-24%; происходит увеличение однородности пор и уменьшение в 2,2-3,3 показателя среднего размера пор.

Таблица 2.

Составы цементных бетонов с добавкой интегрально-капиллярной системы

Состав Масса, кг Расплыв Ь, мм ^СЖ' 1 МПа

цемент песок «Акватрон-6» вода

К-1 100 300 - 80,0 137x138 14,08

А-1 100 300 5 75,5 138x139 18,96

А-2 100 300 10 72,5 136x138 23,27

А-3 100 300 15 71,5 137x135 21,41

А-4 100 300 20 70,0 138x138 19,10

Анализ данных по изменению прочности цементных бетонов с добавкой герметика "Акватрон-6" по высоте сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, показывает, что на всем исследуемом интервале значений введенного количества герметика наблюдается увеличение долговечности конструкций. Установлено, что среди исследуемых составов бетонов ограждающих конструкций наилучшими показателями по долговечности имеет состав с добавлением 10% по массе цемента интегрально-капиллярной системы "Аква-трон-6" (рис.7).

Экспериментально показано, что нанесение на поверхность ограждающей конструкции интегрально-капиллярной системы "Акватрон-6" также оказывает положительное влияние на ее долговечность при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур, причем наибольший положительный эффект достигается при дополнительном увлажнении нанесенного слоя герметизирующего состава.

I в 1 5 ■

3 4 5 6

Номер слоя сечения образца

-контроль -о— А-1 -Л-А-2 -о—А-3 А-4

Рис. 7. Изменение относительного предела прочности при сжатии бетонов с интегрально-капиллярной системой "Акватрон-6" по слоям ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, после проведения 150 циклов замораживания - оттаивания

Проведены исследования работы ограждающих конструкций при нанесении на их наружную поверхность различных защитно-декоративных лакокрасочных покрытий в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Установлено, что значительного повышения долговечности ограждающих конструкций, работающих в данных условиях, можно добиться путем нанесения на наружную поверхность конструкций защитных полимерных покрытий на основе эпоксидных связующих, при этом наилучшие результаты достигаются в случае предварительной пропитки и последующего нанесения покрытия (рис. 8).

3 4 5 6

Номер слоя сечения образца —♦—без покрытия покрытие пропитка —о— пропитка+покрытие

Рис. 8. Изменение относительного предела прочности при сжатии бетона контрольного состава по слоям ограждающей конструкции с защитными полимерными покрытиями на основе эпоксидного связующего после проведения 150 циклов одностороннего замораживания - оттаивания

Проведенные исследования работы ограждающих конструкций с применением лакокрасочных покрытий на основе эмали алкидной ПФ-115, краски масляной МА-15 и краски вододисперсионной "PARADE F20" показали показали, что последние не обеспечивают повышения долговечности и надежной защиты конструкций от морозной деструкции по причине их невысокой долговечности при непосредственном контакте покрытия с влагой в условиях знакопеременных температур, при этом можно отметить, что данные лакокрасочные покрытия в этих условиях несут лишь декоративные функции (рис. 9).

3 4 5 6 7 8 Номер слоя сечения образца

-*—без покрытия -о— эмаль алкидная ПФ-115 краска масляная МА-15 -о— краска вододисперсионная "PARADE F20"

Рис. 9. Изменение относительного предела прочности при сжатии бетона контрольного состава по слоям ограждающей конструкции с защитными окрасочными покрытиями после проведения 150 циклов одностороннего замораживания - оттаивания

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан метод прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих стеновых конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Впервые предложена феноменологическая модель деградации цементных композитов, пригодная для описания процессов, происходящих в материалах ограждающих конструкций под односторонним воздействием влаги и знакопеременных температур, и учитывающая позитивный эффект взаимодействия материала конструкции с агрессивной средой.

2. Рассмотрена модель цементной (монодисперсной) системы. Предложена аналитическая зависимость для определения морозостойкости цементного композита от начальных геометрических характеристик цементной системы (координационного числа укладки частиц системы, характерного размера и коэффициентов пропорциональности частицы цемента), начального водоцементного отношения и степени гидратации цементных зерен. Показано, что при увеличении координационного числа укладки частиц системы при применении специальных видов укладки цементных систем, возможно увеличение морозостойкости цементного камня в 2-2,5 раза.

3. Рассмотрены явления влагопереноса в капиллярно-пористых телах в случае одно- и двухфазного насыщения пористой среды жидкостью. Получены характеристики поровой среды материала ограждающей конструкции, выраженные с помощью функции плотности вероятности распределения кривизны порового пространства капиллярно-пористого тела по радиусам.

4. Изучено влияние циклического одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур на изменение прочностных и физико-механических свойств цементных композитов по толщине ограждающих конструкций. Установлено, что по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, происходит неравномерное изменение прочности цементного композита конструкции. При этом можно выделить 3 зоны: 1) деструкции; 2) с повышенными (по сравнению с начальными) прочностными характеристиками; 3) с начальными прочностными характеристиками.

5. В ходе проведенных экспериментов исследовано влияние односто-

5оннего воздействия влаги и знакопеременных температур на прочностные и изико-механические свойства цементных композитов по толщине ограждающих конструкций в зависимости от водоцементного отношения и степени наполнения композита цеолитсодержащей породой.

Экспериментально установлено, что характер изменения кривых, описывающих послойное изменение характеристик пористости, и кривых деградации цементных композитов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, практически не зависит от степени наполнения и водоцементного отношения.

6. Установлено, что при оптимальной степени наполнения цементного композита в 18-20% происходит увеличение прочности (на 15-20%), увеличение однородности пор (в 1,02-1,1 раза), их размеров (в 2-2,7 раза) и доли микропор (в 1,05-1,11 раза) по сравнению с ненаполненными композитами.

Долговечность ограждающих стеновых конструкций, изготовленных из наполненных цементных композитов (степень наполнения цеолитсодержащей породой 20%) работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур повышена в 2,5-3 раза.

7. С использованием метода определения склерометрической микротвердости изучены и конкретизированы некоторые особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при односто-

роннем воздействии влаги и знакопеременных температур. Установлено, что разрушение структуры цементного композита начинается уже при первых циклах замораживания - оттаивания и выражается появлением локальных микроразрушений его жесткого каркаса, максимальным разрушениям подвержены те ее области, где отмечаются повышенные значения упруго-прочностных характеристик (80-180 МПа), при этом области со средними (40-80 МПа) и невысокими (20-40 МПа) значениями упруго-прочностных характеристик практически не подвержены разрушению.

8. Экспериментально исследовано влияние введения в бетонную смесь демпфирующих компонентов (диспергированной резиновой крошки) на долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Установлено, что замена части объема плотного заполнителя на соответствующий объем демпфирующего компонента приводит к значительной потери начальной прочности бетона при увеличении его морозостойкости.

9. Показано, что применение в качестве добавки в бетонную смесь инте-гралыю-капиллярной системы "Акватрон-6" приводит к существенному увеличению прочности бетона (до 65% при введении 10% от массы цемента), а также его долговечности в ограждающих конструкциях, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур.

10. Экспериментально установлено, что нанесение на поверхность ограждающей конструкции герметика «Акватрон-6» оказывает положительное влияние на ее долговечность при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур, причем наибольший положительный эффект достигается при дополнительном увлажнении нанесенного слоя герметизирующего состава.

11. Установлено, что значительного повышения долговечности ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, можно добиться путем нанесения на наружную поверхность конструкций защитных полимерных покрытий на основе эпоксидных связующих, а также различных гидрофобных защитных покрытий.

12. Проведенные исследования работы ограждающих конструкций при нанесении на их наружную поверхность защитно-декоративных лакокрасочных покрытий на основе эмали алкидной ПФ-115, краски масляной МА-15 и краски вододисперсионной "PARADE F20" показали, что последние не обеспечивают повышения долговечности и надежной защиты конструкций от морозной деструкции по причине их невысокой долговечности при непосредственном контакте покрытия с влагой и в условиях знакопеременных температур.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Оськин К.В. Долговечность бетонных ограждающих конструкций при совместном действии воды и знакопеременных температур/ ВЛ. Селяев, Л.И. Куприяшкина, П.В. Селяев, К.В. Оськин, И.Н. Нагорняк// Проблемы строительного материаловедения. 1-е Соломатовские чтения. Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2002. - С. 310-314.

2. Оськин К.В. Разрушение ячеистого бетона при одностороннем циклическом замораживании/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Актуальные вопросы строительства. Материалы Международной научно-технической конференции. - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2004.-С. 325-331.

- 3. Оськин K.B. Деградация ячеистого бетона под воздействием влаги и отрицательных температур/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Актуальные проблемы современного строительства. Строительные материалы и конструкции. Материалы международной научно-технической конференции. - Пенза: ПГУАС, 2005. - С. 216-220.

4. Оськин К.В. Изменение глубины зоны разрушения наполненных цементных композитов при одностороннем действии влаги и циклических знакопеременных температур/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Использование отходов промышленности и местных сырьевых ресурсов регионов при получении строительных материалов и изделий. 3-й Соломатов-ские чтения. - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2005. - С. 125-129.

5. Оськин К.В. Изменение прочностных характеристик материала ограждающих конструкций при действии влаги и знакопеременных температур/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Актуальные вопросы строительства. Материалы Международной научно-технической конференции. -Саранск: Издательство Мордовского университета, 2005. - С. 432-436.

6. Оськин К.В. Влияние действия влаги и отрицательных температур на упруго-прочностные характеристики ячеистого бетона/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Долговечность строительных материалов и конструкций: Материалы научно-практической конференции. - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2005. - С. 31-35.

7. Оськин К.В. Способы повышения теплозащитных свойств стеновых ограждающих конструкций/ Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Наука и инновации в Республике Мордовия. Материалы IV республиканской научно-практической конференции. - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2005. - С. 528-534.

8. Оськин К.В. Методы (способы) повышения морозостойкости цементных бетонов ограждающих конструкций/ К.В. Оськин, H.A. Овчинников, М.Н. Сарайкина// Материалы XI научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева. Технические науки. - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2006. - С. 38-41.

9. Оськин К.В. Исследование структуры порового пространства цементного камня, подверженного одностороннему циклическому воздействию влаги и знакопеременных температур/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедении. Десятые Академические чтения РААСН. - Казань: Издательство Казанского государственного архитектурно-строительного университета, 2006. - С. 60-64.

10. Оськин К.В. Долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций при действии влаги и знакопеременных температур/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Проект и реализация - гаранты безопасности жизнедеятельности. Труды общего собрания РААСН 2006 г. - СПб.: Санкт-петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2006. - С. 222-226.

11. Оськин К.В. Исследование температурного режима ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур/ В.П. Селяев, К.В. Оськин// Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред. Сборник научных трудов. - Саратов: Издательство Саратовского государственного технического университета, 2006. - С. 98-101.

12. Оськин К.В. Морозная деструкция цементных композитов/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оськин// Academia. Архитектура и строитель-

ство. - М.: Редакционно-издательский отдел РААСН, 2006. - №4 - С. 52-57.

13. Оеькин К.В. Активация наполненных цементных композиций/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, М.А. Ваганов, К.В. Оеькин// Известия Тульского государственного университета. Серия. Строительные материалы, конструкции и сооружения. Выпуск 10. - Тула: Издательство ТулГУ, 2006. - С. 99103.

14. Оеькин К.В. Связь параметров структуры цементного камня с его морозостойкостью/ В.П. Селяев, Л.И. Куприяшкина, К.В. Оеькин// Известия Тульского государственного университета. Серия. Строительные материалы, конструкции и сооружения. Выпуск 10. - Тула: Издательство ТулГУ, 2006. -С. 116-122.

Подписано в печать 22.03.07. Объем 1,25 п. л Тираж 100 экз. Заказ № 564. Типография Издательства Мордовского университета 430000, г. Саранск, ул. Советская, 24

Введение.

1. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ.

1.1. Морозостойкость цементных бетонов. Связь структуры цементного бетона с его морозостойкостью.

1.2. Физический механизм разрушения цементных бетонов под действием влаги и знакопеременных температур.

1.3. Методы определения и прогнозирования морозостойкости бетона.

1.4. Методы (способы) повышения морозостойкости цементных бетонов

1.5. Цели и задачи исследования.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы и технология изготовления цементных композитов.

2.2. Методы экспериментальных исследований и применяемое оборудование.

2.3. Планирование эксперимента и статистические методы анализа экспериментальных данных.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ БЕТОНОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ.

3.1. Модель и структурные характеристики цементной (монодисперсной) системы. Зависимость морозостойкости цементного композита от характеристик цементной системы.

3.2. Особенности переноса влаги в материале ограждающей конструкции

3.3. Модели деградации цементных композитов, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур. Аналитическое определение деградационных функций и параметров деградации.

3.4. Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОДНОСТОРОННЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЛАГИ И ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ.

4.1. Зависимость физико-механических характеристик цементных композитов от степени наполнения цеолитсодержащей породой при различном значении водоцементного отношения.

4.2. Исследование температурного состояния ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур.

4.3. Изменение прочностных характеристик цементных композитов при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур.

4.4. Изменение характеристик порового пространства цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур.

4.5. Склерометрическое исследование механизма разрушения цементных композитов ограждающих конструкции, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур.

4.6. Применение метода деградационных функций для оценки долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур.

4.7. Выводы.

5. МЕТОДЫ (СПОСОБЫ) ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ОДНОСТОРОННЕМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ВЛАГИ И ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР.

5.1. Повышение долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, путем применения демпфирующих компонентов.

5.2. Повышение долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, путем применения интегрально-капиллярной системы "Акватрон-6".

5.3. Повышение долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, путем нанесения на наружную поверхность конструкций защитных покрытий.

5.4. Выводы.

Актуальность темы. В современных условиях, несмотря на разработку и внедрение новых эффективных строительных материалов и конструкций, цементный бетон по-прежнему занимает лидирующее положение в производстве ограждающих конструкций для зданий и сооружений различного функционального назначения. С каждым годом всё более наблюдается тенденция к увеличению темпов роста капитального строительства новых зданий и сооружений и реконструкции возведённых ранее, а, следовательно, потребность в конструкциях, изготовленных из цементных бетонов, будет постоянно расти.

Практика эксплуатации ограждающих конструкций жилых, гражданских и промышленных зданий, резервуаров, бункеров, силосов показала, что наблюдается быстрое разрушение конструкций из-за большого числа различных повреждений, которые выводят конструкцию из строя ранее расчетного срока эксплуатации или уменьшают эффективность её работы. Одной из важнейших причин появления большого числа повреждений бетонных ограждающих конструкций является морозная деструкция.

Если учесть, что Северная строительно-климатическая зона, характеризующаяся суровостью климата, занимает около 60% территории России, то морозостойкость бетонов является одним из основных факторов, обеспечивающих высокую долговечность и работоспособность ограждающих конструкций.

Ограждающие конструкции жилых, гражданских и промышленных зданий, резервуаров, бункеров, силосов систематически подвергаются совместному воздействию влаги (атмосферные осадки, технологические среды) и знакопеременных температур. При этом не всегда удается конструктивными мероприятиями обеспечить нормативную долговечность конструкций. Достаточно часто можно наблюдать как при комплексном воздействии воды и знакопеременных температур ограждающие конструкции разрушаются. Разрушение происходит послойно и этот процесс можно прогнозировать, а, следовательно, можно определить межремонтные сроки для восстановления разрушенного слоя.

Однако до сих пор задача прогнозирования (расчета) срока службы ограждающих конструкций при совместном действии воды и знакопеременных температур не ставилась и не решалась и до сих пор нет моделей позволяющих прогнозировать поведение ограждающих конструкций в этих условиях эксплуатации.

Поэтому проблема прогнозирования и повышения долговечности ограждающих конструкций при совместном действии воды и знакопеременных температур является актуальной и требует незамедлительного разрешения.

Цель работы: разработка методов прогнозирования долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, и способов (методов) повышения их долговечности за счет использования минеральных наполнителей, химических добавок, демпфирующих компонентов и применения различных видов защитных покрытий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- установить связь между структурными характеристиками цементной системы и морозостойкостью цементного композита и изучить явления влагопереноса в капиллярно-пористых телах в случае насыщения пористой среды жидкостью;

- экспериментально изучить зависимость прочности и характеристик пористости наполненных цементных композитов от количества вводимого минерального наполнителя и водоцементного отношения, а также их влияния на долговечность цементных композитов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- исследовать изменение прочности и характеристик порового пространства цементных композитов по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур;

- с помощью метода определения склерометрической микротвердости изучить характер и особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур;

- разработать модель деградации и метод прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, учитывающих первоначальное улучшение прочностных свойств цементного композита;

- экспериментально изучить влияние введения в бетонную смесь демпфирующих компонентов на долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- экспериментально изучить влияние введения в бетонную смесь интегрально-капиллярной системы на долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- провести экспериментальные исследования влияния нанесения на наружную поверхность ограждающих конструкций различных видов защитных покрытий на их долговечность при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур.

Научная новизна работы состоит в разработке, экспериментальном и теоретическом обосновании метода прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, основанного на применении деградационных функций, а также разработке способов (методов) повышения долговечности цементных композитов ограждающих конструкций при данных условиях эксплуатации.

Новизна работы подтверждается следующими результатами:

- теоретически обоснована зависимость морозостойкости цементного композита от структурных характеристик цементной системы и получены характеристики поровой среды материала, выраженные с помощью функции плотности вероятности распределения кривизны порового пространства капиллярно-пористого тела по радиусам;

- экспериментально исследовано изменение прочности и характеристик порового пространства цементных композитов по высоте поперечного сечения ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур;

- разработан метод прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- разработана феноменологическая модель деградации цементных композитов, учитывающая эффект временного улучшения прочностных свойств материала под действием агрессивной среды;

- получена полиномиальная модель зависимости прочности и характеристик пористости наполненных цементных композитов от количества вводимого минерального наполнителя и водоцементного отношения, а также изучено их влияния на долговечность цементных композитов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур;

- с использованием метода определения склерометрической микротвердости изучены характер и особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур;

- разработаны способы (методы) повышения долговечности цементных композиционных материалов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, за счет использования минеральных наполнителей, химических добавок, демпфирующих компонентов и применения различных видов защитных покрытий;

Практическое значение работы заключается в создании способов (методов) повышения долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Предложены составы цементных композитов, обладающие повышенной стойкостью в подобных условиях эксплуатации. Предложен минеральный наполнитель для цементных вяжущих, снижающий расход цемента при улучшении конструкционных свойств материала и повышении его долговечности при циклическом морозном воздействии. Разработана методика оценки долговечности ограждающих конструкций на основе цементных вяжущих с учетом одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных, российских, региональных и республиканских научно-технических конференциях и семинарах: Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы строительного материаловедения. Первые Соломатовские чтения" (Саранск, 2002 г.), Международной научно-технической конференции "Актуальные вопросы строительства" (Саранск, 2004-2005 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Использование отходов промышленности и местных сырьевых ресурсов регионов при получении строительных материалов и изделий. Третьи Соломатовские чтения" (Саранск, 2005 г.), Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы современного строительства. Строительные материалы и конструкции" (Пенза, 2005 г.), научно-технической конференции "Долговечность строительных материалов и конструкций" (Саранск, 2006 г.), Академических чтениях РААСН "Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения" (Казань, 2006), Общем собрании РААСН "Проект и реализация - гаранты безопасности жизнедеятельности" (Санкт-Петербург, 2006).

Результаты исследований использованы при производстве бетонных и железобетонных изделий, элементов и конструкций на предприятии ОАО «Железобетон» (г. Саранск, Республика Мордовия) и производстве сухих строительных смесей (участие в разработке 4 технических условий) на предприятии ОАО «Мордовцемент» (п. Комсомольский, Республика Мордовия).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 14 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы из 197 наименований, изложена на 232 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка, 17 таблиц и приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан метод прогнозирования долговечности цементных композиционных материалов ограждающих стеновых конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Впервые предложена феноменологическая модель деградации цементных композитов, пригодная для описания процессов, происходящих в материалах ограждающих конструкций под односторонним воздействием влаги и знакопеременных температур, и учитывающая позитивный эффект взаимодействия материала конструкции с агрессивной средой.

2. Рассмотрена модель цементной (монодисперсной) системы. Предложена аналитическая зависимость для определения морозостойкости цементного композита от начальных геометрических характеристик цементной системы (координационного числа укладки частиц системы, характерного размера и коэффициентов пропорциональности частицы цемента), начального водоцементного отношения и степени гидратации цементных зерен. Показано, что при увеличении координационного числа укладки частиц системы при применении специальных видов укладки цементных систем, возможно увеличение морозостойкости цементного камня в 2-2,5 раза.

3. Рассмотрены явления влагопереноса в капиллярно-пористых телах в случае одно- и двухфазного насыщения пористой среды жидкостью. Получены характеристики поровой среды материала ограждающей конструкции, выраженные с помощью функции плотности вероятности распределения кривизны порового пространства капиллярно-пористого тела по радиусам.

4. Изучено влияние циклического одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур на изменение прочностных и физико-механических свойств цементных композитов по толщине ограждающих конструкций. Установлено, что по высоте поперечного сечения ограждающей конструкции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, происходит неравномерное изменение прочности цементного композита конструкции. При этом можно выделить 3 зоны: 1) деструкции; 2) с повышенными (по сравнению с начальными) прочностными характеристиками; 3) с начальными прочностными характеристиками.

5. В ходе проведенных экспериментов исследовано влияние одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур на прочностные и физико-механические свойства цементных композитов по толщине ограждающих конструкций в зависимости от водоцементного отношения и степени наполнения композита цеолитсодержащей породой.

Экспериментально установлено, что характер изменения кривых, описывающих послойное изменение характеристик пористости, и кривых деградации цементных композитов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, практически не зависит от степени наполнения и водоцементного отношения.

6. Установлено, что при оптимальной степени наполнения цементного композита в 18-20% происходит увеличение прочности (на 15-20%), увеличение однородности пор (в 1,02-1,1 раза), их размеров (в 2-2,7 раза) и доли микропор (в 1,05-1,11 раза) по сравнению с ненаполненными композитами.

Долговечность ограждающих стеновых конструкций, изготовленных из наполненных цементных композитов (степень наполнения цеолитсодержащей породой 20%) работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур повышена в 2,5-3 раза.

7. С использованием метода определения склерометрической микротвердости изучены и конкретизированы некоторые особенности механизма деградации цементных композитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур. Установлено, что разрушение структуры цементного композита начинается уже при первых циклах замораживания - оттаивания и выражается появлением локальных микроразрушений его жесткого каркаса. Максимальным разрушениям подвержены те ее области, где отмечаются повышенные значения упруго-прочностных характеристик (80-180 МПа), при этом области со средними (40-80 МПа) и невысокими (20-40 МПа) значениями упруго-прочностных характеристик практически не подвержены разрушению.

8. Экспериментально исследовано влияние введения в бетонную смесь демпфирующих компонентов (диспергированной резиновой крошки) на долговечность цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур. Установлено, что замена части объема плотного заполнителя на соответствующий объем демпфирующего компонента приводит к значительной потери начальной прочности бетона при увеличении его морозостойкости.

9. Показано, что применение в качестве добавки в бетонную смесь интегрально-капиллярной системы "Акватрон-6" приводит к существенному увеличению прочности бетона (до 65% при введении 10% от массы цемента), а также его долговечности в ограждающих конструкциях, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур.

10. Экспериментально установлено, что нанесение на поверхность ограждающей конструкции герметика «Акватрон-6» оказывает положительное влияние на ее долговечность при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур, причем наибольший положительный эффект достигается при дополнительном увлажнении нанесенного слоя герметизирующего состава.

11. Установлено, что значительного повышения долговечности ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур, можно добиться путем нанесения на наружную поверхность конструкций защитных полимерных покрытий на основе эпоксидных связующих, а также различных гидрофобных защитных покрытий.

12. Проведенные исследования работы ограждающих конструкций при нанесении на их наружную поверхность защитно-декоративных лакокрасочных покрытий на основе эмали алкидной ПФ-115, краски масляной МА-15 и краски вододисперсионной "PARADE F20" показали, что последние не обеспечивают повышения долговечности и надежной защиты конструкций от морозной деструкции по причине их невысокой долговечности при непосредственном контакте покрытия с влагой и в условиях знакопеременных температур.

1. ГОСТ 10060.0 95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования. - Взамен ГОСТ 10060 - 87 в части первого метода определения морозостойкости; Введ. 1.09.96. - М.: Изд-во стандартов, 1996. -4 с.

2. ГОСТ 10060.1 95. Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости. - Взамен ГОСТ 10060 - 87 в части первого метода определения морозостойкости; Введ. 1.09.96. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 3 с.

3. ГОСТ 10060.3 95. Бетоны. Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости. - Введ. 1.09.96. - М.: Изд-во стандартов, 1996.-6 е.: ил.

4. ГОСТ 10060.4 95. Бетоны. Структурно-механический метод ускоренного определения морозостойкости. - Введ. 1.09.96. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 10 е.: ил.

5. Беркман А.С. Структура и морозостойкость стеновых материалов/ А.С. Беркман, И.Г. Мельникова. Л.: Госстройиздат: Ленинградское отделение, 1962. -166 с.

6. Бетон для строительства в суровых климатических условиях/ В.М. Москвин, P.M. Капкин, А.Н. Савицкий, В.Н. Ярмаковский. Л.: Стройиз-дат: Ленинградское отделение, 1973. - 167 с.

7. Горчаков Г.И. Повышение морозостойкости и прочности бетона. -М.: Промстройиздат, 1956. 107 с.

8. Горчаков Г.И. Повышение морозостойкости бетона промышленных и гражданских сооружений/ Г.И. Горчаков, М.М. Капкин, Б.Г. Скрамтаев.-М.: Стройиздат, 1965. 195 с.

9. Иванов Ф.М. Защита железобетонных транспортных сооружений от коррозии. М.: Транспорт, 1968. - 176 с.

10. Невиль A.M. Свойства бетона/ Пер. с англ. под ред. Ф.М. Иванова. М.: Стройиздат, 1972. - 344 с.

11. Стойкость бетона и железобетона при отрицательной температуре/

12. B.М. Москвин, М.М. Капкин, Б.И. Мазур, A.M. Подвальный. М.: Стройиздат, 1967.- 132 с.

13. Шейнин A.M. О проблеме определения морозостойкости бетона// Бетон и железобетон. 1998. - №2. - С. 28-30.

14. Шестоперов С.В. Долговечность бетона. М.: Автотрансиздат, 1970.-267 с.

15. Пауэре Т.К. Физическая структура портландцементного теста. Химия цемента/ Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Стройиздат, 1969. - 501 с.

16. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат, 1981. -464 с.

17. Гордон С.С. Структура и свойства тяжелых бетонов на различных заполнителях. -М.: Стройиздат, 1969. 151 с.

18. Горчаков Г.И. Состав, структура и свойства цементных бетонов/ Г.И. Горчаков, Л.П. Орентлихер, В.И. Савин. М.: Стройиздат, 1976. -145 с.

19. Соломатов В.И. Физические особенности формирования структуры композиционных строительных материалов/ В.И. Соломатов, В.Н. Вы-ровой// Известия вузов. Строительство и архитектура. 1984. - №8.1. C. 59-64.

20. Соломатов В.И. Химическое сопротивление материалов, 2-е изд., перераб. и дополн./ В.И. Соломатов, В.П. Селяев, Ю.А. Соколова М.: РААСН, 2001. - 284 с.

21. Выровой В.Н. Макроструктура бетона, как композиционного материала/ В.Н. Выровой, В.И. Соломатов// Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений/ МИИТ. М., 1986. - С. 87-94.

22. Выровой В.Н. Микроструктура бетона, как композиционного материала/ В.Н. Выровой, В.И. Соломатов// Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений/ МИИТ. М., 1986. - С. 55-69.

23. Бунин М.В. Структура и механические свойства дорожных цементных бетонов/ М.В. Бунин, И.М. Грушко, А.Г. Ильин. Харьков: Изд-во Харьковского ун-та, 1968. - 199 с.

24. Шейкин А.Е. Структура и свойства цементных бетонов/ А.Е. Шей-кин, Ю.В. Чеховский, М.И. Бруссер. М.: Стройиздат, 1979. - 344 с.

25. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1962. - 96 с.

26. Бруссер М.И. Методика определения параметров поровой структуры материалов по кинетике их водопоглощения// Гидратация и структу-рообразование неорганических вяжущих. Материалы координационного совещания при НИИЖБ/ НИИЖБ. М., 1977. - С. 97-103.

27. Зависимость морозостойкости бетонов от их структуры и температурных деформаций/ Г.И. Горчаков, Л.И., Алимов, В.В. Воронин, А.В. Акимов// Бетон и железобетон. 1972. - №12. - С. 7-10.

28. Рамачандран B.C. Наука о бетоне: Физико-химическое бетонове-дение/ B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, Д.Д. Бодуэн; Пер. с англ. к.х.н. Т.И. Розенберг, Ю.Б. Ратиновой под ред. д.х.н. В.Б. Ратинова М.: Стройиздат, 1986.-280 с.

29. Миронов С.А. Бетоны, твердеющие на морозе/ С.А. Миронов, А.В. Лагойда. М.: Стройиздат, 1975. - 263 с.

30. Стольников В.В. О теоретических основах сопротивляемости цементного камня чередующимся циклам замораживания и оттаивания. Л.: Энергия, 1972. - 67 с.

31. Ступаченко П.П. Структурная пористость и ее связь со свойствами цементных, силикатных и гипсовых материалов// Труды Дальневосточного политехнического института им В.В. Куйбышева. Владивосток, 1964. -С. 63-66.

32. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1965. - 472 с.

33. Дубинин М.М., Жук Г.С., Заверина Е.Д. Исследование пористой структуры твердых тел сорбционными методами// Журнал физической химии №7, 1957.-С. 1256-1261.

34. Шейкин А.Е. Цементные бетоны высокой морозостойкости/ А.Е. Шейкин, J1.M. Добшиц. Д.: Стройиздат: Ленинградское отделение, 1989. -128 с.

35. Добшиц Л.М. Морозостойкость бетонов транспортных сооружений: Учебное пособие/ Л.М. Добшиц, И.Г. Портнов, В.И. Соломатов. М.: МИИТ, 1999.-236 с.

36. Добшиц Л.М. Моделирование процесса циклического замораживания бетона и оттаивания бетона транспортных сооружений/ Л.М. Добшиц, И.Г. Портнов// Транспортное строительство. 1998. - №12. -С. 12-13.

37. Добшиц Л.М. Влияние свойств цемента на морозостойкость бетонов/ Л.М. Добшиц, В.И. Соломатов// Актуальные проблемы современного строительства. Материалы XXX Всероссийской научно-технической конференции. Пенза: ПГАСА, 1999. - С. 39-42.

38. Нуриев Ю.Г. О внутренних напряжениях, возникающих в капиллярно-пористых телах при росте и тепловом расширении кристаллов/ Ю.Г. Нуриев, А.Ф. Полак //Труды НИИПромстроя/ НИИпромстроя Уфа, 1977 -С. 85-98.

39. Бутт Ю.М. Исследование влияния структуры цементного камня на морозостойкость/ Ю.М. Бутт, В.М. Колбасов, JI.E. Берлин// Бетон и железобетон. 1972. - № 1. - С. 21 -23.

40. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974. - 192 с.

41. Ли Ф.М. Химия цемента и бетона. М.: Госстройиздат, 1961. -647 с.

42. Власов О.Е. Физические основы теории морозостойкости// Труды НИИстройфизика вып. 3: Сборник научных трудов/ НИИстройфизика. -М., 1967-С. 163-168.

43. Кунцевич О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат, 1983. - 132 с.

44. Горчаков Г.И. Ускоренное прогнозирование морозостойкости ячеистых бетонов// Бетон и железобетон. 1975. - №9. - С. 22-25.

45. Зимнее бетонирование и тепловая обработка бетона / С.А. Миронов, О.С. Иванова, Л.А. Малинина, Б.А. Крылов. М.: Стройиздат, 1975. -248 с.

46. Добшиц Л.М. Долговечность бетонов транспортных сооружений// Транспортное строительство. 1995. - №3. - С. 17-20.

47. Маккинис К. Морозостойкость цементного теста в связи с его применением для пред напряженного бетона// V международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1973. - 299 с.

48. Бергстрем С. Влияние замораживания на физические и механические свойства бетонов// Второй международный симпозиум по зимнемубетонированию. Генеральные доклады, дискуссия. М,: Стройиздат, 1978. -267 с.

49. Крантов Ф.М. К вопросу о движении воды в бетоне при его замораживании/ Ф.М. Крантов, А.Г. Шлаен. Инженерно-физический журнал. - 1983.-Т.45.-С. 621-625.

50. Красильников К.Г. Замерзание воды в порах цементного камня и его деформация/ К.Г. Красильников, А.Ф. Тарасов// Второй международный симпозиум по зимнему бетонированию: В 2 т. М.: Стройиздат, 1975. -С. 191-195.

51. Лермит Р. Проблемы бетона. М.: Госстройиздат, 1958. - 293 с.

52. Кладько С.Р. Повышение надежности речных бетонных гидротехнических сооружений. М.: Транспорт, 1983. - 207 с.

53. Мощанский Н.А. Повышение стойкости строительных материалов и конструкций, работающих в условиях агрессивных сред. М.: Госстройиздат, 1962.-235 с.

54. Повышение трещиностойкости и водостойкости легких бетонов для ограждающих конструкций/ Г.И. Горчаков, Л.П. Орентлихер, И.И. Ли-фанов, Э.Г. Муралов. -М.: Стройиздат, 1971. 158 с.

55. Подвальный A.M. Об испытании бетона на морозостойкость// Бетон и железобетон. 1996. - №4. - С. 26-29.

56. Красный И.М. Исследование морозостойкости мелкозернистых бетонов// Бетон и железобетон. 1969. -№12.-С. 33-35.

57. Туркестанов В.Д. пористость цементного камня и качество бето-на//Бетон и железобетон. 1964. -№1. - С. 13-15.

58. Житкевич Н.А. Бетон и бетоны работы. С. Петербург, 1912. -524 с.

59. Москвин В.М. Коррозия бетона. М.: Стройиздат, 1952. - 341 с.

60. Москвин В.М. Расчетно-экспериментальные методы оценки морозостойкости бетона/ В.М. Москвин, Н.Д. Голубых// Бетон и железобетон. -1975.-№9.-С. 19-22.

61. Капкин М.М. Морозостойкость бетонов при низких отрицательных температурах/ М.М. Капкин, Б.М. Мазур// Бетон и железобетон. -1964.-№7.-С. 7-10.

62. Мазур Б.М. О методике испытаний морозостойкости бетонов// Третье координационное совещание по гидротехнике. Вып. 41. -Л.:Энергия, 1963. С. 72-77.

63. Подвальный A.M. Расчетная оценка факторов, влияющих на морозостойкость бетона// Инженерно-физический журнал. 1974. - №6. -С. 1034-1042.

64. Солнцева В.А. Влияние добавок на пористость цементно-песчаного раствора/ В.А. Солнцева, Л.Д. Шклярова//Структура, прочность и деформативность бетона. М.: Стройиздат, 1971. - С. 38-47.

65. Чеховский Ю.В. Понижение проницаемости бетона. М.: Энергия, 1968.-192 с.

66. Лыков А.В. Тепломассообмен. -М.: Энергия, 1972. 560 с.

67. Уикс У., Ассур. Разрушение озерного и морского льда// Разрушение. В 12 т. -М.: Мир, 1976.-С. 127-138.

68. Франк А. Рост кристаллов. М.: Наука, 1956. - 257 с.

69. Коррозия железобетона и методы защиты// Труды НИИЖБ №9/ НИИЖБ.-М, 1959.-148 с.

70. Коррозия железобетона и методы защиты// Труды НИИЖБ №15/ НИИЖБ.-М., 1960.-132 с.

71. Коррозия железобетона и методы защиты// Труды НИИЖБ №28/1. НИИЖБ.-М, 1962.-212 с.

72. Методические рекомендации по испытанию дорожного бетона на коррозионную стойкость против совместного действия хлористых солей и мороза. М.: СоюздорНИИ, 1975. - 10 с.

73. Алексеев С.Н., Установка для ускорения испытаний морозостойкости// Труды НИИЖБ №12/ НИИЖБ. М., 1959. - С. 113-124.

74. Батраков В.Г. Повышение долговечности бетона добавками крем-нийорганических соединений. -М.: Стройиздат, 1968. 133 с.

75. Мощанский Н.А. Повышение стойкости строительных материалов и конструкций, работающих в условиях агрессивных сред. М.: Госстрой-издат, 1962. - 235 с.

76. Кисилев В.И. Сравнительные испытания бетона на морозостойкость// Труды НИИЖБ №12/ НИИЖБ. М., 1959. - С. 109-112.

77. Бугрим С.Ф. Руководство по ускоренному методу оценки морозостойкости бетона. М.: ЦНТИ ВНИИСТа, 1975. - 26 с.

78. Иванов Ф.М. Определение морозостойкости бетона ускоренным методом/ Ф.М. Иванов, B.C. Гладков, О.А. Виноградов. Д.: Энергия, 1969.-57 с.

79. Маркова О.А. Определение морозостойкости пористых материалов/ О.А. Маркова, А.П. Меркин// Строительные материалы. 1965. - №11 -С. 23-24.

80. Литишенко В.И. Новая методика изучения морозостойкости бетона// Бетон и железобетон. 1975. - №9. - С. 17-19.

81. Кунцевич О.В. Исследование прочности и морозостойкости растворов с комплексными добавками/ О.В. Кунцевич, И.И. Магомедэминов// Повышение долговечности бетона транспортных сооружений: Межвузовский сборник научных трудов/ МИИТ. М., 1980. - С. 26-34.

82. Лифанов И.И К вопросу прогнозирования долговечности бетона// Сборник трудов МИСИ/ МИСИ. М., 1977. - С. 74-86.

83. Контроль морозостойкости бетона в процессе производства/ Г.Ф. Воевода, А.А. Алимов, В.В. Воронин, Б.А. Ефимов// Бетон и железобетон.- 1979.-№10.-С. 35-37.

84. А.с. 8022874. Способ определения морозостойкости образцов строительных материалов/ Капкин А.С., Розенберг Т.И., Кунцевич О.В. -Открытия. Изобретения. 1985. -№30.

85. Кунцевич О.В. Морозостойкость центрифугированного мелкозернистого бетона с добавками ПАВ// Применение бетонов повышенной прочности и долговечности в железнодорожном строительстве. Д.: ЛИ-ИЖТ, 1983.-С. 40-45.

86. Паленых Ю.Г. Назначение проектной марки бетона по морозостойкости при строительстве объектов на Дальневосточном побережье/ Ю.Г. Паленых, В.И. Коломиец, Ю.П. Черепанов// Бетон и железобетон. -1975.-№9.-С. 10-11.

87. Шейкин А.Е. О связи критерия морозостойкости с реальной морозостойкостью бетонов/ А.Е. Шейкин, JI.M. Добшиц// Бетон и железобетон.- 1981. —№1. — С. 19-20.

88. Журков С.Н. Микромеханика разрушения полимеров/ С.Н. Жур-ков, B.C. Куксенко, А.И. Слуцкер// Проблемы прочности. 1972. - №2. -С. 45-50.

89. Бартенев Г.М., Зуев Ю.С. Прочность и разрушение высокоэластичных материалов/ Г.М. Бартенев, Ю.С. Зуев. М.: Химия, 1964. -127 с.

90. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров. М.: Химия, 1978.-309 с.

91. Селяев В.П. Основы теории расчета композиционных конструкций с учетом действия агрессивных сред: Автореферат диссертации доктора технических наук. М.,1984. - 36 с.

92. Болотин В.В. Строительная механика. Современное состояние иперспективы развития. М.: Стройиздат, 1972. - 192 с.

93. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1966. - 479 с.

94. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров. М.: Химия, 1978. -328 с.

95. Петров В.В. Расчет элементов конструкции, взаимодействующих с агрессивной средой/ В.В. Петров, И.Г. Овчинников, Ю.М. Шихов. Саратов. Издательство Саратовского университета, 1987. - 288 с.

96. Селяев В.П. Теоретические основы деградации пластмасс// Композиционные материалы и конструкции для сельскохозяйственного строительства. Саранск, 1980. - С. 57-63.

97. Селяев В.П. Феноменологические модели деградации пластмасс/ В.П. Селяев, В.И. Соломатов// Работоспособность строительных материалов в условиях воздействия различных эксплуатационных факторов. Казань, 1980. - С. 15-19.

98. Селяев В.П. Химическое сопротивление наполненных цементных композитов/ В.П. Селяев, В.И. Соломатов, Л.М. Ошкина. Саранск: Издательство Мордовского университета, 2001. - 152 с.

99. Селяев В.П. Композиционные строительные материалы каркасной структуры/ В.П. Селяев, В.И. Соломатов, В.Т. Ерофеев. Саранск: Издательство Мордовского университета, 1993. - 168 с.

100. Селяев В.П. Химическое сопротивление и долговечность строительных материалов, изделий, конструкций/ В.П. Селяев, Т.А. Низина,

101. B.Н. Уткина. Саранск: Издательство Мордовского университета, 2003. -48 с.

102. Селяев В.П. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов/В.П. Селяев, В.И. Соломатов. М.: Стройиздат, 1987. - 264 с.

103. Журавлева В.Н. Экспериментальный метод определения деградационных функций для полимербетонов/ В.Н. Журавлева, В.П. Селяев, В.И. Соломатов// Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений. М, 1980. - С. 86-95.

104. Дворкин Л.И. Проектирование составов бетонов с заданными свойствами/ Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин. Ровно: РГТУ, 1999. - 202 с.

105. Добшиц Л.М. Влияние свойств цемента на морозостойкость бетонов/ Л.М. Добшиц, В.И. Соломатов// Бетон и железобетон. 1999. - №3. -С. 19-21.

106. Шестоперов С.В. Технология бетона. М.: Стройиздат, 1977. -432 с.

107. Шлаен А.Г. Определение морозостойкости бетона по компенсационному фактору// Бетон и железобетон. 1979. - №10. - С. 37-38.

108. Шлаен А.Г. Расчет морозостойкости бетона гидромелиоративных сооружений// Гидротехника и мелиорация. 1986. -№3. - С. 21-23.

109. Иванова О.С. Физико-химические процессы в бетоне при замораживании/ О.С. Иванова, Л.А. Белова// Второй международный симпозиум по зимнему бетонированию: В 2 томах. М.: Стройиздат, 1975.1. C. 178-191.

110. Баженов Б.М. Технология бетона. М.: Высшая школа, 1987. -415 с.

111. Соломатов В.И. Полиструктурная теория композиционных материалов в строительстве// Новые композиционные материалы в строительстве. Саратов, 1981. - С. 5-9.

112. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов// Известия вузов. Строительство и архитектура. 1985. - №8. - С. 58-64.

113. Требования к цементам для дорожного и аэродромного строительства/ З.Б. Энтин, JT.A. Феднер, A.M. Шейнин, С.В. Эккель// Цемент и его применение. 1997. - №3. - С. 30-33.

114. Цементные бетоны минеральными наполнителями/ Л.И. Дворкин, В.И. Соломатов, В.Н. Выровой, С.М. Чудновский. К.: Будивэльник, 1991. -136 с.

115. Горчаков Г.И. Строительные материалы/ Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов. М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

116. Кузнецова Т.В. Активированные минеральные добавки и их применение/ Т.В. Кузнецова, З.Б. Эйтин// Цемент. 1981. - №10. - С. 6-8.

117. Малинина Л.Н. Проблема использования в бетонах цементов с активными добавками// Цемент. 1981. - №10. - С. 3-5.

118. Соломатов В.И. Технология полимербетонов и армополимербе-тонных изделий. -М.: Стройиздат, 1984. 141 с.

119. Соломатов В.И. Наполненные цементы и бетоны и перспективы их применения на предприятиях стройиндустрии Молдавской ССР/ В.И. Соломатов, В.Н. Выровой, В.И. Литвяк. Кишинев: МолдНИИНТИ, 1986. -76 с.

120. Эйтин З.Б. Зольные цементы, технология и механизм гидратации// Использование отходов в цементной промышленности. Труды института НИИЦемент/ НИИЦемент. М., 1982. - С. 46-50.

121. Гильперина Т.Я. Сульфатостойкий портландцемент с добавкой нефелинового шлама/ Т.Я. Гильперина, С.Н. Быкова, Л.Д. Гречко// Цемент. 1980.-№5.-С. 3-14.

122. Сатарин В.И. Шлакопортландцемент// Труды VI Международного конгресса по химии цемента. М., 1976. - С. 312-315.

123. Агаджанов В.И. Экономика повышения долговечности и коррозийной стойкости строительных конструкций. М., 1976. - 112 с.

124. Давыденкова Н.Н. Использование тонкомолотого гранулированного шлака в бетонных и растворных смесях// Бетон и железобетон. 1990. -№12.-С. 2-6.

125. Высокопрочные наполненные бетоны с применением золы-уноса/ Л.И. Дворкин, И.Б. Шабман, С.М. Чудновский, A.M. Ковтун, О.В. Якименко// Бетон и железобетон. 1993. - №1. - С. 23-24.

126. Золощелочные бетоны/ Л.И. Дворкин, Л.В. Мироненко, В.М. Орловский, И.Т. Пресман// Бетон и железобетон. 1991. - №5. - С. 18-20.

127. Красный И.М. О механизме повышения прочности бетона при введении микронаполнителя// Бетон и железобетон. 1987. - №5. -С. 10-11.

128. Куприяшкина Л.И. Пористость наполненных цементных композиций// Долговечность строительных материалов и конструкций. Тезисы докладов Международной научной конференции. Саранск, 1995. -С. 35-39.

129. Рыбьев И.А. Общий курс строительных материалов/ И.А. Рыбьев, Т.И. Арефьева, Н.С. Баскаков. М.: Высшая школа, 1987. - 584 с.

130. Опыт применения золошлаковой смеси в производстве бетона и железобетона/ Н.А. Ракитина, А.В. Кирпичников, П.К. Хардаев, А.Б. Панов// Бетон и железобетон. 1992. - №9. - С. 29-30.

131. Рояк С.М. Шлакопортландцемент на основе доменных шлаков/ С.М. Рояк, Я.Ш. Школьник, Г.С. Рояк// Цемент. 1981. - №10. - С. 8-10.

132. Скрамтаев В.Г. Экономия цемента в бетоне путем замены части цемента молотыми добавками// Цемент. 1989. - №9. - С. 24-26.

133. Батраков В.Г. Комплексные модификаторы свойств бетона// Бетон и железобетон. 1977. - №7. - С. 4-6.

134. Батраков В.Г. Повышение долговечности железобетона добавками-модификаторами// Бетон и железобетон. 1987. - №7. - С. 40-42.

135. Рамачандран B.C. Добавки в бетон: Справочное пособие/ B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди; Пер. с англ. Т.И. Розенберг, С.А. Болдырев. М.: Стройиздат, 1988. - 575 с.

136. Дьяченко С.С. Добавка полифункционального действия в бетоны/ С.С. Дьяченко, О.Н. Коваленко// Бетон и железобетон. 1990. - №10. -С. 20-21.

137. Комар А.Г. Технология производства строительных материалов/ А.Г. Комар, Ю.М. Баженов, JI.M. Сулименко. М.: Высшая школа, 1990. -446 с.

138. Кунцевич О.В. Использование водорастворимых смол в качестве добавок к бетону/ О.В. Кунцевич, О.В. Попова// Бетон и железобетон. -1977.-№7.-С. 12-13.

139. Рекитар Я.А. Эффективность и перспективы применения прогрессивных материалов в строительстве. М.: Стройиздат, 1978. - 89 с.

140. Руководство по применению химических добавок к бетону. -М.: Стройиздат, 1975. 64 с.

141. Баженов Ю.М. Совершенствование технологии и свойств бетона важнейший резерв экономии ресурсов// Цемент. - 1983. - №5. - С. 7-8.

142. Ратинов В.Б. Добавки в бетон/ В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. -М.: Стройиздат, 1973.-207 с.

143. Гладков B.C. Технология изготовления конструкций из долговечного бетона// Труды ЦНИИС №78/ ЦНИИС. М., 1974. - С. 31-37.

144. Гладков B.C. О разрушении гидротехнического бетона при многократном замораживании и оттаивании в нестационарном режиме// Третье координационное совещание по гидротехнике/ ВНИИГ им. Веденеева. -М.: Энергия: Ленинградское отделение, 1972 С. 138-143.

145. Костяев П.С. Безобогревное бетонирование транспортных сооружений зимой. М.: Транспорт, 1978. - 208 с.

146. Добшиц Л.М. Пути повышения морозостойкости цементных бетонов// Асфальтовые и цементные бетоны для условий Сибири. Сборник научных трудов/ ОмПИ. Омск, 1989. - С. 132-137.

147. Добшиц Л.М. Технология повышения долговечности бетонов тоннельных конструкций// Исследования по применению новых материалов в тоннеле- и метростроении. Сборник научных трудов ЦНИИС. М.: ЦНИИС, 1991.-С. 51-64.

148. Добшиц Л.М. Бетонирование транспортных сооружений повышенной долговечности в зимних условиях// Транспортное строительство. -1995.-№6.-С. 21-24.

149. Добшиц Л.М. Бетоны повышенной долговечности для транспортных сооружений// Новое в строительном материаловедении. Юбилейный сборник научных трудов/ МИИТ М.: МИИТ, 1997. - С. 83-86.

150. А.с. 551284 ССР. Комплексная добавка/ Шейкин А.Е., Костяев П.С., Конова Л.Ф., Добшиц Л.М., Аммосов П.В. МИИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. - 1977. -№11.

151. А.с. 563383 СССР. Комплексная добавка для цементно-бетонных смесей/ Шейкин А.Е., Костяев П.С., Добшиц JI.M., Аммосов П.В. МИИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. - 1977. - №24.

152. А.с. 638563 СССР. Комплексная добавка в бетонную смесь/ Аммосов П.В., Добшиц JI.M., Королева О.Е., Костяев П.С., Лагойда А.В. -НИИЖБ (СССР). Открытия. Изобретения. - 1978. - №47.

153. А.с. 700489 СССР. Добавка в бетонную смесь/ Иванова О.С., Смолянский В.М., Анин Ю.М., Добшиц Л.М. МИИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. - 1979. -№44.

154. А.с. 1174406 СССР. Бетонная смесь/ Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. МИИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. - 1985. - №30.

155. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. -М.: "Легкая индустрия", 1974. 342 с.

156. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Финансы и статистика, 1981.-263 с.

157. Меркулов Ю.И. О расчете структуры цементного камня и бетона/ Ю.И. Меркулов, Ю.Ф. Драган// Труды НИИПромстроя/ НИИПромстроя. -Уфа, 1977.-С. 74-84.

158. Рейнер М. Реология. -М.: Наука, 1965. 223 с.

159. Уилкинсон У. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964. -216 с.

160. Жернов И.Е. Динамика подземных вод. Киев: Вища Школа, 1982.-324 с.

161. Глобус A.M. Физика неизотермического внутрипочвенного вла-гообмена. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 279 с.

162. Leverett М.С. Capillary behavior in porous solids. Trans, of AIME, 1941, v. 142, p. 151.

163. Кристеа H. Подземная гидравлика. Л.: Гостоптехиздат, 1962. -491 с.

164. Эфрос Д.А. Исследование фильтрации неоднородных систем. -Л: Гостоптехиздат, 1963. 351 с.

165. Бондаренко Н.Ф. Физика движения подземных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. -215 с.

166. Богомолова А.Ф. Количественная характеристика структуры порового пространства/ А.Ф. Богомолова, Н.А.Орлова// ПМТФ. 1961. - №4. -С. 77-81.

167. СТ СЭВ 4419-83. Защита от коррозии в строительстве. Конструкции строительные. -М.: Издательство стандартов, 1983. 64 с.

168. Структурообразование и разрушение цементных бетонов/ В.В. Бабков, В.Н. Мохов, С.М. Капитонов, П.Г. Комохов. Уфа: ГУП "Уфимский полиграфкомбинат", 2002. - 376 с.

169. Нуриев Ю.Г. Исследование усадочных напряжений и их влияние на физико-механические свойства бетона/ Ю.Г. Нуриев, В.В. Бабков, Г.Д. Шепелев// Строительные конструкции и материалы. Труды НИИпромстроя/ НИИпромстроя. Уфа, 1984. - С. 34-46.

170. Пантилеенко В.Н. Морозостойкость бетона с добавками вспененного полистирола// Материалы конференций и совещаний по гидротехнике/ ВНИИгидротехники им. Веденеева. М.: Энергия: Ленинградское отделение, 1978.-С. 37-40.