автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Метод компьютерного моделирования капиллярной поровой структуры тяжелого бетона

На правах рукописи

ТОМРАЧЕВ СЕМЕН АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕТОД КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КАПИЛЛЯРНОЙ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск - 2005

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном университете на кафедре «Технология строительного производства»

Научный руководитель

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент Подласова Ирина Анатольевна

доктор технических наук, профессор Гныря Алексей Игнатьевич

доктор технических наук, профессор Кудяков Александр Иванович

кандидат технических наук, доцент Ильина Лилия Владимировна

ОАО Томская домостроительная компания, г. Томск

Защита состоится «23» декабря 2005 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 Томского государственного архитектурно-строительного университета по адресу: 634003 г. Томск, пл. Соляная, 2, корпус 5, ауд. 307.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «23>> ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Н.К. Скрипникова

Ш* ЧШ557

Актуальность темы. В прогнозировании стойкости, долговечности бетона поровая структура играет основную роль. Ее характеристики определяют процесс разрушения бетона конструкции. В теории расчета долговечности бетона конструкций наряду с другими факторами установлена взаимосвязь дифференциальной структуры пор и коэффициентов интенсивности напряжений, определяющими эксплуатационный ресурс конструкции. Однако определение этих характеристик, из-за отсутствия других способов, осуществляется экспериментально или на основании полуэмпирических зависимостей. Оценивая общую пористость, эти зависимости не дают ответы на вопросы, связанные с формой пор, количественным и вероятностным распределением пор по размеру.

Известно, что наиболее многочисленная и ответственная за свойства бетона доля пор - капилляры. Они проницаемы для воды, являются причиной проникания ее внутрь бетона конструкции, способствуют накоплению и развитию трещин. Основные свойства бетона зависят от характеристик капиллярной поровой структуры, формирование которой начинается на ранней стадии твердения цемента.

Проблемы экспериментального исследования характеристик пор капиллярного диапазона связаны со сложностями подготовки образцов, часто искажающей структуру. Несмотря на существование интегральных методов исследования поровой структуры бетона, методы исследования дифференциальной пористости требуют дальнейшего развития.

Для прогнозирования капиллярных пор перспективным является метод компьютерного моделирования, который в последнее время активно применяется для прогноза морозостойкости и долговечности бетона.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическими планами научно-технических работ Томского ГАСУ, в частности по теме 2.1.6.1 «Формирование структуры цементного камня на раннем этапе твердения» в рамках отраслевой научно-технической Министерства образования РФ «Строительство и архитектура», 1997 г. Объект исследования - цементный камень тяжелого бетона. Предмет исследования - процесс формирования поровой структуры

капиллярного диапазона.

РОС. НАЦИОНАЛЫ БИБЛИОТЕКА >

Цель работы: разработка вероятностной математической модели формирования структуры капиллярных пор цементного камня, основанной на случайном характере распределения частиц цемента, для прогнозирования долговечности тяжелого бетона конструкций, работающих в условиях отсутствия динамических нагрузок и сильноагрессивных воздействий.

Для достижения цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать вероятностную физико-математическую модель структуры капиллярных пор цементного камня, учитывающую взаимодействие цементных частиц через водную прослойку, и алгоритм ее реализации.

2. Разработать метод экспериментальной оценки структуры капиллярных пор цементного камня по сколу образца, позволяющий получать вероятностное и количественное распределения пор по размеру и форме.

3. Установить применимость модели в расчете долговечности тяжелого бетона конструкций по результатам сравнения данных моделирования и экспериментальной оценки распределения капиллярных пор цементного камня по их размеру.

4. Разработать алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации.

Методы исследования. В работе, кроме стандартных методик исследования, применялись методы компьютерного моделирования, теории вероятности, математической статистики, седиментационного анализа гранулометрического состава порошков, растровой электронной микроскопии.

Научная новизна работы:

1. Установлено, что учет энергии взаимодействия цементных частиц через водную прослойку и их распределения по размеру позволяет разработать с достаточной для практических задач адекватностью физико-математическую модель структуры капиллярных пор цементного камня, позволяющую с большей надежностью прогнози-

ровать долговечность тяжелого бетона несущих строительных конструкций.

2. Установлено, что при экспериментальном исследовании капиллярной поровой структуры цементного камня эффект ее искажения устраняется изучением скола образца, полученного ударным воздействием сосредоточенной нагрузкой, что обеспечивает возможность адекватного анализа распределения пор по слоям структуры на основе изображений при использовании метода растровой электронной микроскопии.

Практическая значимость:

1. Разработана вероятностная физико-математическая модель структуры капиллярных пор цементного камня, алгоритм и компьютерная программа ее реализации для прогноза долговечности тяжелого бетона несущих строительных конструкций.

2. Разработана методика определения характеристик структуры капиллярных пор цементного камня путем обработки изображений, полученных в поле отраженных электронов со скола образца, методом растровой электронной микроскопии.

3. Разработан алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации.

4. Разработан и защищен патентом на изобретение способ прогнозирования капиллярной поровой структуры цементного камня, позволяющий с большей надежностью прогнозировать долговечность тяжелого бетона строительных конструкций.

5. Результаты исследования использованы:

- при строительстве монолитной железобетонной водопропускной трубы в г. Томске со средней толщиной стен 1,2 м;

- для чтения лекций по вопросам бетоноведения в курсах дисциплин «Технология строительных процессов», подготовке магистерских диссертаций и дипломных работ на строительном факультете ТГАСУ.

Достоверность содержащихся в работе результатов обеспечена

корректностью применения апробированных методов строительного

материаловедения, математического аппарата, необходимым объемом

статистических данных, применением современных поверенных средств измерений требуемого диапазона, согласованностью результатов теоретических положений с данными, полученными автором экспериментальным путем и с данными других исследователей.

На защиту автор выносит:

1. Вероятностную физико-математическую модель, имитирующую процесс формирования структуры капиллярных пор цементного камня и алгоритм ее реализации.

2. Методику определения характеристик структуры капиллярных пор цементного камня путем обработки изображений скола образца, полученных методом растровой электронной микроскопии.

3. Результаты исследования влияния гранулометрического состава цемента на дифференциальную капиллярную пористость цементного камня.

4. Алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоце-ментного отношения и пластифицирующих добавок для бетонных и железобетонных конструкций с заданным сроком эксплуатации в условиях отсутствия динамических и сильноагрессивных воздействий.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на III международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах. Структурно- энергетические превращения в конденсированных средах» Алтайский ГТУ, Барнаул, 1996, Международном конгрессе «Ресурсо- и энергосберегающие технологии реконструкции и нового строительства» в г. Новосибирске, 1998 и 2000 г.; 10-й Сибирской (международной) конференции по железобетону в Новосибирске, 2005 г.; II Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. Бетон и железобетон - пути развития. Москва, 2005 г, на ежегодных научно-технических конференциях Томского ГАСУ в 1996-2005 гг.

Публикации. Материалы опубликованы в 17 печатных работах, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК, и в описании патента «Способ прогнозирования капиллярной поровой структуры цементного камня» (Ks 2242743, 2004 г.).

Личный вклад соискателя состоит в: научном обосновании способа прогнозирования капиллярной поровой структуры цементного

камня; разработке вероятностной математической модели структуры капиллярных пор цементного камня; разработке метода экспериментальной оценки структуры капиллярных пор с применением растровой электронной микроскопии; обработке и анализе экспериментальных данных; в разработке алгоритма подбора компонентов цементно-водной составляющей тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности для заданных условий эксплуатации; участии в реализации результатов работы.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав и имеет общий объем 132 страниц машинописного текста; основных выводов; списка используемой литературы из 128 наименований; 10 таблиц и 53 рисунка.

Диссертационная работа выполнялась в ТГАСУ. Эксперименты проводились в лабораториях ТГАСУ, ТГУ, ТПУ, Институте физики прочности СОР АН.

Соискатель выражает особую благодарность и признательность научному консультанту д.т.н., профессору А. И. Гныре, д.т.н., профессору Ю.С. Саркисову, к. ф-м. н„ доценту Б. В. Дудке, к. ф.-м. н„ доценту Д. В. Лычагину за оказанную помощь, ценные советы и консультации при выполнении работы. Автор благодарит сотрудников лаборатории ООО «Оргтехстрой» г. Томска, директора департамента градостроительства и перспективного развития администрации г. Томска В. Ю. Чернету за помощь в предоставлении оборудования для проведения экспериментов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы.

Первая глава содержит анализ влияния капиллярной поровой структуры бетона на долговечность бетонных и железобетонных конструкций, экспериментальных методик ее исследования и способов моделирования.

К капиллярному диапазону относят поры размером от 0,1 мкм, так как поры меньшего размера непроницаемы для воды. Согласно исследованиям, содержание пор цементного камня капиллярного размера

составляет около 60%. В диссертации приведены классификации пор цементного камня.

В работах Ахвердова И.Н., Баженова Ю.М., Вербецкого Г.П., Горчакова Г.И., Иванова Ф.М., Капкина М.М., Москвина В.М, Скрам-таева Б.Г., Шейкина А.Е. и др. показано влияние капиллярной поровой структуры на свойства тяжелого бетона и выявлены факторы, ее определяющие. Однако данных о дифференциальных характеристиках пор капиллярного диапазона мало и этот вопрос требует дальнейшего изучения.

В основу теории прогнозирования долговечности, разработанной Гузеевым Е.А., Пирадовым К.А., Леоновичем С.Н. и др. положена гипотеза о капиллярно-поровых дефектах как трещинах, в вершинах которых создаются максимально высокие напряжения вследствие изменяющихся внешних воздействий. В теории использованы инвариантный энергетический и силовой параметры характеристик свойств структуры бетона. Коэффициенты интенсивности напряжений (КИН), меняющиеся от температурно-влажностного и коррозионного воздействия, зависят от состава бетона, характеристик его компонентов: объемного содержания цементного камня, гранулометрического состава и количества заполнителя. Преимуществом подхода является учет комплекса факторов, влияющих на рост трещин. Влияние каждого диапазона пор определяется расчетом соответствующего значения КИН при температурно-влажностном и силовом воздействии. Долговечность (эксплуатационный ресурс) конструкции определяется отношением разности критического значения и КИН от нагрузки, к разности значений этого параметра в зимнее и летнее время. Анализом данных работы установлено, что вклад капиллярных пор в суммарную величину КИН составляет около 70%. Для оценки дифференциальной пористости использован детерминированный, а не вероятностный подход, что приводит к дополнительной идеализации поровой структуры и неизбежно снижает точность расчета.

В главе выполнен анализ экспериментальных способов исследования структуры пор цементного камня и бетона. Условно их можно разделить на две группы: первая связана с оценкой параметров структуры при воздействии на образец жидкостей или газов, вторая - с анализом изображений структуры, полученных методами микроскопии.

Метод электронной микроскопии позволяет подробно изучить диапазон микропор, в том числе, и капиллярный, без нарушения структуры. Основной сложностью электронной микроскопии для бетона и цементного камня является отсутствие достаточно надежной методики подготовки образцов и получения количественных характеристик поро-вой структуры по полученным изображениям.

Моделирование структуры порового пространства цементного камня и бетона как капиллярно-пористого тела начиналось с систем из сферических и несферических частиц. В работах Ахвердова И. Н., Бле-щика Н. П., Бугрима С.Ф., Лагойды A.B., Кудякова А. И., Смирнова А. Г. и др. они использовалась для прогноза реологических свойств смеси, проницаемости бетона, межзернового пространства, пористости и прочности.

Более сложные упаковки с реальным распределением по размерам и случайным расположением частиц в пространстве, применялись в работах Воробьева В.А. и др. для минимизации межзернового пространства крупного заполнителя в бетоне. Полак А.Ф. использовал стохастическую модель для прогноза свойств вяжущих и материалов на их основе. Гусев Б.В., Parrott L. G., Guang Ye, К. Van Breugel применяли вероятностные модели для прогноза морозостойкости и проницаемости бетона и цементного камня. Подобные модели Young, J.F., Bentz D.P., Garboczi E.J. и др. использовали как средство исследования коррозионной стойкости и долговечности бетона. Однако в перечисленных работах не учитываются процессы формирования капиллярной структуры раннего возраста цементного камня и бетона, которые определяют их структуру в остальные периоды.

Для выявления факторов, оказывающих существенное влияние на микроструктуру бетона, в главе выполнен анализ периодов формирования структуры капиллярных пор цементного камня с точки зрения теории твердения вяжущих веществ.

Выводы, сделанные на основании представлений Ахвердова И.Н., Байкова A.A., Баженова Ю.М., Выродова И.П., Гранковского И.Г., Круглицкого H.H., Ле-Шателье и Михаэлиса, Ребиндера П.А., Сычева М.М. и др. сводятся к следующему. Процесс формирования капиллярных пор начинается на стадии формирования коагуляционной структуры в период, предшествующий- схватыванию цемента.

Взаимодействие частиц, приводящее к образованию коагуля-ционной структуры системы «цемент-вода», определяется поверхностными силами. Эти силы являются дальнодействующими и связаны с полями электростатической и электромагнитной природы.

При теоретическом обосновании экспериментальных данных в исследованиях свойств вяжущих веществ широкое применение находят потенциальные кривые энергии взаимодействия частиц. Однако, несмотря на перспективность работ в этом направлении, по отношению к цементно-водным системам пока не разработано зависимостей влияния компонентов смеси и температуры на энергию взаимодействия цементных частиц через прослойку жидкости, определяющих характеристики поровой структуры цементного камня.

Во второй главе приведены характеристики материалов, используемых в работе, и описание методик исследования.

Для изучения и оценки параметров и свойств цементно-водной системы, цементного камня использованы как стандартные методики, регламентируемые нормативными документами, так и нестандартные, используемые в строительном материаловедении.

В качестве исходных компонентов использованы портландце-менты Топкинского цементного завода ПЦ М500 и ПЦ М400-Д20. Приведены химический и минералогический составы применяемых цементов.

Гранулометрический состав цементов определялся двумя методами - седиментационным и оптическим, с применением микроскопа. В первом случае использовался седиментометр ВС-3 с автоматизированным анализом. Сравнение полученных кривых распределений частиц показало хорошую сходимость результатов и соответствие имеющимся в литературных источниках данным.

Так как в энергии взаимодействия частиц цемента важную роль играет диэлектрическая проницаемость, эта величина измерялась экспериментально методом высокочастотной диэлькометрии.

По полученным данным определяли зависимость диэлектрической проницаемости от водоцементного отношения на момент начала схватывания цемента. Например, для исследуемых цементов эти зависимости имеют вид:

^5оо=^-(1-^4-365(В///-0'194') (2)

где е„- диэлектрическая проницаемость воды, В/Ц - водоце-ментное отношение, t - температура.

ев= 87,74 (3)

Экспериментальное исследование поровой структуры цементного камня проводили на образцах размером 20x20x20 мм. Количество параллельных образцов принималось не менее 6 шт. Для эксперимента применяли водоцементное отношение 0,25; 0,3; 0,4. Границы изменения фактора выбраны с позиции технологии изготовления образцов, применимости в бетонных смесях с пластифицирующими добавками и близкими значениями водоцементного отношения (с учетом водопоглоще-ния заполнителя). Для определения влияния температурного фактора в период, предшествующий схватыванию, формы с образцами сразу после изготовления помещались в заранее прогретую до заданной температуры камеру. Температурное воздействие (20, 40, 60, 80 °С) производили в начальный период, предшествующий схватыванию. Для исключения испарения воды металлические формы тщательно укрывались полиэтиленовой пленкой. После 4-х часовой тепловой обработки образцы твердели в нормальных условиях 28 суток. Затем определялась прочность, общая и капиллярная пористость образцов. Степень гидратации цемента определялась по потерям при прокаливании.

Исследование поровой структуры капиллярного диапазона производилось с применением растровой электронной микроскопии (РЭМ). Подготовка образцов заключается в получении поверхности с оптимально ровным профилем излома заданного размера, полученного ударным воздействием сосредоточенной нагрузкой.

Изображения из микроскопа передавались в компьютер при помощи специального блока и программы, минуя операции, связанные с обычной фотографией объекта. Подбор увеличения выполнялся по признаку максимального количества пор изучаемого диапазона и оптимального соотношения информативной и остальной площади изображения. Путем пробных снимков и их обработки определено, что более технологичными для обработки являются увеличения в 2000 и в 1000

раз. Количественная обработка снимков производилась специально разработанной программой, определяющей поры и их площади. Идентификация пор происходила по отношению к уровню яркости изображения.

Анализ капиллярных пор производился по шести изображениям скола образцов площадью 10,8103 мкм2. Отделение информативной и остальной площади изображения производилось по критерию размеров измеряемых объектов: неровностями и дефектами считались объекты размером более 10 мкм и менее 0, 5 мкм с приведением результатов к единице площади по формуле:

/•„ - площадь пор радиусом более 10 мкм (неровности и дефекты поверхности).

Выходными параметрами анализа были количество пор и вероятность распределения пор по размерам, средний размер и форма пор.

В третьей главе рассмотрен порядок и принцип моделирования капиллярной поровой структуры цементного и анализ адекватности модели сравнением экспериментальных и расчетных характеристик.

Компьютерное моделирование выполнялось по следующим

этапам:

1. Формулировка стохастической модели структуры.

2. Разработка алгоритма процесса моделирования структурообразова-

3. Реализация стохастической модели и получение результата в виде матрицы обобщенных координат всех элементов упаковки данной структуры.

4. Создание и реализация алгоритмов для исследования свойств полученных статистических математических моделей структуры.

5. Проверка адекватности и корректировка модели.

В работе предлагается компьютерная модель коагуляционной структуры цементного камня на момент времени, предшествующий началу схватывания, состоящей из упакованных случайным образом ша-

(4)

где - количество пор на мкм2, Рт- площадь одного снимка,

ния.

рообразных недеформируемых обводненных частиц цемента с заданным законом распределения их радиуса, определенным экспериментально. Затем, на основании расчета энергии взаимодействия между частицами, определялось такое их взаиморасположение, которое соответствует минимуму потенциальной энергии системы. Процесс гидратации имитировался ростом оболочек вокруг частиц до величины, ограниченной степенью гидратации цемента.

Расчет энергии взаимодействия частиц производился согласно зависимости:

2 n -R. IL

и = (У, + и, + ия)—-—(5) т Л.+Лг

где и„ ие, ит - соответственно структурная, электростатическая и молекулярная составляющие энергии взаимодействия частиц;

2 п Л, ¡^ _ Придлижение Дерягина для переходясгг плоского контакта к контакту двух сферических частиц разного радаусаД, и Л2.

и,(Н) = К, Ь2-ехр(-И/ Ь), ' (6)

где К, - характеризует величину силы при А О, Ь - характеризует длину корреляции структурной упорядоченности.

= + (7)

2 - "А.

где

2 С - обратная толщина ионной атмосферы,

Це-Ь-Я-Г

которая характеризует расстояние от поверхности, на котором потенциал у0 снижается в е раз, С - концентрация ионов в растворе, е - диэлектрическая проницаемость жидкой фазы, %электрическая постоянная, Я - универсальная газовая постоянная, Т - абсолютная температура.

I/. =--

. 2 ( у /

П-С-Л I £„| £т А

1440--А2

(8)

где Й - постоянная Планка; с - скорость света; Ец и еоо — статические диэлектрические проницаемости частиц и среды соответственно (е0] = 6,

Еоо рассчитывалась по формулам (1, 2)); А £ш_ | = 0,4 - функция, значе-

- и«.;

ния которой приняты из литературы.

На основе полученного потенциала взаимодействия частиц цемента через прослойку жидкости были построены потенциальные кривые, показывающие влияние водоцементного отношения и температуры на энергию взаимодействия в момент, предшествующий схватыванию цемента. Под схватыванием цемента понимается время, определяемое стандартной методикой по прибору Вика. Для примера показаны кривые цементно-водной смеси на портландцементе Топкинского завода ПЦ М500 и ПЦ М400-Д20. (рис. 1-2). и.Дж

Рис. 1. Потенциальная кривая (ПЦ М500, В/Ц=0.3).

При В/Ц=0,3 на разных марках цемента температурные изменения потенциальной кривой различны: на ПЦ М500 наблюдается «классический» вид кривых на диапазоне температур 20-60 °С с двумя минимумами, кроме температуры 80 °С. У цемента ПЦ М400-Д20, помимо изменения величины энергии, меняется характер потенциальной кривой при повышении температуры: от почти экспоненциальной зависимости до кривой с двумя минимумами. Это связано с изменением диэлектрической проницаемости цементно-водной системы, различной для двух цементов.

и.Дж

Поиск взаиморасположения частиц цемента, соответствующего минимуму энергии системы производился с помощью компьютерной программы разработанной с применением метода Монте - Карло.

На основе полученной модели системы «цемент-вода» производилось моделирование изменения структуры капиллярных пор цементного камня в процессе гидратации. Это достигалось путем увеличения радиусов частиц до получения капиллярной пористости цементного камня, соответствующей степени гидратации цемента. Для оценки капиллярной пористости цементного камня в зависимости от степени гидратации цемента использовалась зависимость (9):

_ Рц-(В!Ц-0,42• а) (9)

1 + рцв/ц

где Пк~ капиллярная пористость цементного камня; В/Ц- водоцемент-ное отношение по массе; рц - плотность цемента; а - степень гидратации цемента на данный момент времени (экспериментальная или расчетная).

Для построения одной модели использовалось от 4000 до 20000 частиц в зависимости от водоцементного отношения и гранулометрического состава цемента (см. рис.4). Размер одной модели 150x150 мкм.

а) б)

Рис. 3. Модель капиллярных пор цементного камня а) после релаксации и б) через 28 суток твердения (В/Ц = 0.4,1 = 20 °С, ПЦ М500).

Сравнение модельной и реальной структуры капиллярных пор цементного камня производили на основании обработки изображений, полученных методом РЭМ и в результате моделирования. Необходимые для расчета характеристики - гранулометрический состав и диэлектрическая проницаемость принимались по полученным выше зависимостям.

Сравниваемые модельные и экспериментальные характеристики были приведены к одной площади, равной 4,32-104 мкм2. Критериями сравнения были две характеристики: количество пор, приведенное к одной площади и вероятность распределения пор по размерам.

Отличия модельной и экспериментальной дифференциальной кривой наблюдаются в диапазоне менее 2 мкм. Это связано с точностью определения реальной пористости. Остальной диапазон пор (радиусом 2-5 мкм) хорошо согласуется с моделью. Показатель вероятности распределения пор по размеру показал лучшую адекватность модели реальной структуре.

В работе приведено сравнение полученных результатов с данными, определенными методом ртутной порометрии. Анализ показал, что характер распределения пор капиллярного диапазона имеет схожий характер.

В четвертой главе рассмотрены вопросы влияния факторов, определяющих структуру капиллярных пор цементного камня и прогно-

чирования долговечности конструкций с использованием разработанной модели.

Для анализа влияния факторов, определяющих структуру капиллярных пор, выделены водоцементное отношение, температура, гранулометрический состав и пластифицирующая добавка.

Из перечисленных большее значение, как и предполагалось, оказывают водоцементное отношение и гранулометрический состав, присутствие пластификатора. Температура начального периода твердения, оказала влияние на характер распределения пор только на структуру цементного камня из ПЦ М400-Д20 (рис. 4). Это хорошо согласуется с потенциальной кривой, показанной на рис. 2. Структура пор камня на цементе ПЦ М500 от температуры существенно не изменилась.

Снижение водоцементного отношения сдвигает кривую распределения в область мелких пор. Например, диапазон размеров и максимальная доля пор уменьшаются на 50 % при уменьшении водоцементного отношения на 33 %. Применение цемента с более мелкой фракцией также смещает кривую распределения в область мелких пор (рис. 5). Диапазон пор уменьшается в рассмотренных вариантах от 4 до 1,35 мкм.

Радиус пор, мкм

Рис. 4. Влияние температуры начального периода на дифференциальную капиллярную пористость цементного камня. Данные приведены для цемента ПЦ М400-Д20, В/Ц=0,3. Площадь 21,9- 103 мкм2.

4.5

3.5

2.5

1.5

0.5 0.0

~Г Mln-Max □ Среднее значение

№1 №2 №3 №4 №5 Рис. 5. Дифференциальная пористость цементного камня из портландцемента марки: 1 - ПЦ М400-Д20, 2 - ПЦ М500, 3 - 5 -гранулометрические составы, показанные на рис. 6.

12 1.8 20 2.4 28 3 2 36 4.0 4 4 4 8 ОЦЕМ, МКМ Рис. 6. Гранулометрические составы цементов: 1 - ПЦ М400-Д20, 2 - ПЦ М500, 3 - 5 - проектируемые составы, Р - вероятность (Р = Н/ЕЫ,), где N. - количество зерен цемента ¡-того диапазона.

Подобный эффект происходит с введением в смесь пластификатора. В качестве такового использовался суперпластификатор (МСФ). Его влияние учитывалось изменением потенциала цемента. В резуль-

тате потенциальная кривая взаимодействия цементных частиц в смеси «цемент- вода» имеет другой вид (рис. 7), из которого видно, что в системе преобладают силы отталкивания. В конечном итоге это способствует формированию структуры капиллярных пор с лучшими показателями (рис. 8).

и.Дж

Ь, мкм

Рис. 7. Потенциальная кривая взаимодействия цементных частиц в смеси «цемент- вода» с добавкой суперпластификатора меламин-сульфонафт (МСФ).

без добавки

I-1 МСФ 1%

\ Г!!']!,1 я-г.

0 5 1.0 1.5 2.0 2.5 30 К^, МКМ

Рис. 8. Вероятностное распределение пор в цементном камне с добавкой суперпластификатора меламинсульфонафт (МСФ) и без него.

Результаты исследования влияния факторов, определяющих структуру капиллярных пор, на прочность, модуль упругости, общую пористость цементного камня показывают, что перечисленные свойства

связаны со структурой капиллярных пор косвенно. Эти особенности проявляются при действии комплекса факторов - силовой нагрузки, температурно-влажностного воздействия, что в полной мере воспроизвести в лабораторных условиях сложно. Такую возможность дает теория расчета долговечности, учитывающая перечисленный спектр воздействий.

Возможность применения модели в расчете стойкости тяжелого бетона несущих конструкций оценивали по результатам сравнения данных моделирования и экспериментального распределения капиллярных пор цементного камня по размеру. Для этого выполнен расчет срока безремонтной эксплуатации забивной железобетонной сваи, бетон которой разрушился в зоне промерзания через 13 лет эксплуатации при требуемой долговечности 50 лет в температурно-влажностных условиях Первомайского месторождения Томской области. Данные по обследованию 876 свайных фундаментов - опор линий электропередач, 33 % которых требовали усиления, получены из научно-технического отчета кафедры «Строительные конструкции» ТГАСУ. Исходными параметрами для расчета являлись: температура и влажность зимнего и летнего периодов, прочность, количество и модуль крупности заполнителя, общая пористость, доля цементного камня в бетоне, силовая нагрузка на сваю. Необходимые данные, связанные с составом и пористостью бетона, были получены из фрагмента подобной сваи, не испытавшей силовых нагрузок и тепловлажностных воздействий.

Для условий работы конструкции был спроектирован гранулометрический состав цемента, обеспечивающий требуемый срок эксплуатации.

При постоянных остальных параметрах переменным принимали распределение капиллярных пор. Расчет производили по 3 вариантам. Вариант 1: данные, полученные на основании формул типа (9). Вариант 2: данные капиллярной пористости, полученные методом РЭМ по описанной выше методике из фрагмента бетона сваи. Вариант 3: модельная структура, полученная по предлагаемой методике. Вариант 4: проектируемый гранулометрический состав цемента, который при прочих неизменяемых факторах обеспечит требуемый срок эксплуатации конструкции.

Результаты расчета приведены в табл .1. Как видно, использование данных, полученных в результате моделирования капиллярных пор цементного камня, не только приводит к более точному прогнозу срока эксплуатации конструкции, но и позволяет подбирать такой гранулометрический состав цемента, В/Ц, добавку, которые при остальных равных условиях обеспечивают требуемую долговечность.

Таблица 1.

Варианты расчета долговечности железобетонной сваи с реальным сроком эксплуатации 13 лет.

Вар-т Описание варианта 1, лет

1 Расчет пористости по формулам типа (9) 25,6

2 Поровая структура реальной конструкции (РЭМ) 14,9

3 Модельная структура, соответствующая варианту 3 14,2

4 Модельная структура на цементе проектируемого гранулометрического состава 52,3

В работе рекомендовано выполнять подбор компонентов це-

ментно-водной составляющей тяжелого бетона на стадии проектирования конструкций. Алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации состоит в следующем:

1) определение параметров тепловлажностных условий работы конструкции, силовых нагрузок;

2) подбор состава бетонной смеси под требуемую прочность и морозостойкость на стандартном цементе;

3) расчет долговечности бетона конструкции от характеристик компонентов принятого состава и условий эксплуатации с расчетом дифференциальной капиллярной пористости;

4) сравнение расчетного срока эксплуатации с требуемым;

5) при несоответствии расчетного срока эксплуатации требуемому корректировка состава цементно-водной композиции: изменение гранулометрического состава повышением доли мелкой фракции, добавление пластификатора, изменение водоцементного отношения;

6) определение активности цемента проектируемого гранулометрического состава, корректировка состава бетонной смеси;

7) повторный расчет долговечности бетона конструкции от характеристик компонентов скорректированного состава и условий эксплуатации.

В условиях производства получение цементов заданного гранулометрического состава достигается рассевом или дополнительным измельчением стандартного цемента.

Определены пути дальнейшего развития работы: разработка трехмерной модели поровой структуры и совершенствование этапа моделирования изменения капиллярной пористости с возрастом бетона.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Для разработки модели формирования капиллярных пор цементного камня необходимо учитывать взаимодействие цементных частиц через водную прослойку, их распределение по размеру, случайность их взаиморасположения в цементно-водной системе и степень гидратации цемента. Адекватность физико-математической модели, разработанной на указанных принципах, подтверждена экспериментально.

2. Энергия взаимодействия между цементными частицами и вид потенциальной кривой в начальный период твердения влияет на процесс образования флокул, впоследствии оказывающего влияние на размер и распределение пор цементного камня.

3. По сравнению с другими методами, метод растровой электронной микроскопии позволяет достаточно объективно оценивать характеристики капиллярной поровой структуры цементного камня и получать количественные характеристики капиллярных пор оперативно и без искажения поровой структуры. Это достигается путем обработки изоповерхности скола образца цементного камня.

4. Дифференциальные характеристики капиллярной поровой структу-

ры цементного камня в различной степени зависят от водоцемент-ного отношения, температуры раннего периода, гранулометрического состава цемента и пластифицирующей добавки. Например, диапазон размеров и максимальная доля пор уменьшаются на 60 % при уменьшении среднего зерна цемента на 38 %, уменьшение во-доцементного отношения и присутствие пластифицирующей до-

22

бавки на 33 % уменьшает показатели на 50%, увеличение температуры смеси с водоцементным отношением 0,4 от 20 до 80 °С увеличило показатели на 16 %. По степени влияния их можно расположить в следующей последовательности: гранулометрический состав, водоцементное отношение и пластифицирующая добавка, температура раннего периода.

5. Модель применима в расчете долговечности бетонных и железобетонных конструкций в части расчета дифференциальной пористости капиллярного диапазона. Сравнительный анализ результатов расчета для забивной железобетонной сваи с реальным сроком эксплуатации показал, что предлагаемый способ количественной оценки пор капиллярного диапазона развивает теорию расчета долговечности бетонных и железобетонных конструкций.

6. Разработан алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации в условиях отсутствия динамических нагрузок и сильноагрессивных воздействий.

7. Опытно-промышленное апробирование результатов работы подтверждает ее целесообразность.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дудка Б. В., Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Те-рентьева И. А., Петрухин A.B. Имитация структурообразования пористых материалов. Тез. докладов III международная школа-семинар «Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах. Структурно- энергетические превращения в конденсированных средах» 1996. Алт. ПТУ, Барнаул, с. 53.

2. Дудка Б. В., Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Петрухин A.B. Моделирование структуры пористых тел // Заводская лаборатория. - 1997. - №7. - с. 11-17.

3. Дудка Б. В., Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Те-рентьева И. А., Петрухин A.B. Математическое моделирование структуры пористых материалов// Деп. в ВИНИТИ № 202-В98, 23.01.98,41 с.

Дудка Б. В., Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Пет-рухин A.B. Определение структурных характеристик пористых тел методом математического моделирования И Тез. докл. XV межрегиональной научно-технической конференции. Расчеты и конструирование сооружений, автомобильных дорог, технологии и материалы, экологические проблемы региона.-Красно-ярск,-1997.-е. 24.

Гныря А.И., Дудка Б.В., Томрачев С.А., Подласова И.А. Модель для определения методов повышения качества специальных бетонов при реконструкции зданий и сооружений.// Тезисы докладов международного конгресса «Ресурсосберегающие и энергосберегающие технологии реконструкции и нового строительства» - Новосибирск: Изд-во НГАСУ.- 1998.-е. 9. Подласова И.А., Томрачев С.А., Дудка Б. В.. Совершенствование технологии электротермообработки бетона на основе имитационной модели структуры цементной пасты И Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок: Тезисы докладов научно-технической конференции. - Томск: Изд-во ТГАСУ. -1999.- с. 46.

Подласова И.А., Томрачев С.А., Дудка Б. В. Расчет энергосберегающих режимов выдерживания бетона // Нетрадиционные технологии в строительстве. Тезисы докладов научно-технической конференции. - Томск: изд-во ТГАСУ.- 1999. - с. 37.

Томрачев С.А., Подласова И.А., Петрухин A.B. Ресурсосберегающий метод разработки технологий изготовления подземных бетонных и железобетонных конструкций. Н Тезисы докладов И международного конгресса «Ресурсо- и энергосбережение в реконструкции и новом строительстве». - Новосибирск: Изд-во НГАСУ.-1999.-с. 26.

Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Дудка Б. В. Оптимизация режимов тепловой обработки бетона с целью повышения долговечности бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений // Тезисы докладов III международного конгресса «Ресурсо- и энергосбережение в реконструкции и но-

вом строительстве». Новосибирск: Изд-во НГАСУ. - 2000. с. 62.

10. Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Дудка Б. В. Моделирование структуры порового пространства цементного камня // Вестник ТГАСУ. - № 1. - 2000. - с. 32-41.

11. Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Дудка Б. В. Исследование энергосберегающих технологий в монолитном домостроении // Научно-технический отчет. - Исх. № 044584 от 4.08.2000.

12. Томрачев С. А., Подласова И. А., Лычагин Д. В. Исследование структуры капиллярных пор цементного камня методом растровой электронной микроскопии// Вестник ТГАСУ. - №1. -2001.-С. 120-136.

13. Подласова И. А., Томрачев С. А., Гусаков А. М. Анализ структуры капиллярных пор цементного камня по его изображениям, полученным методом растровой микроскопии // Вестник ТГАСУ. - №1. - 2004. - С. 98-106.

14. Подласова И.А., Томрачев С.А., Гусаков A.M. Неизотермический массоперенос в бетонных конструкциях на ранней стадии выдерживания // Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. - Новосибирск. - 2005 г. - с. 137-140.

15. Подласова И.А., Томрачев С.А., Гусаков A.M. Внутренний массоперенос в бетоне конструкций, возводимых в зимних условиях // Материалы II Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. Бетон и железобетон - пути развития. Москва, 5-9 сентября 2005 г. - С. 363-371.

16. Подласова И.А., Томрачев С.А., Гусаков A.M. Внутренний массоперенос в бетоне конструкций, возводимых в зимних условиях// Бетон и железобетон. - № 4. - 2005. - С. 22-26.

17. Пат. 2242743 С1 Российская Федерация, МПК G 01 15/08. Способ прогнозирования поровой структуры цементного камня/ Подласова И.А., Томрачев С.А., Дудка Б.В.; заявитель и патентообладатель Томский государственный архитектурно-строительный университет - № 2003124089/28; заявл. 31.07.2003; опубл. 20. 12. 2004. БИ№ 35.

Изд. Лицензия №021253 от 31.10.97. подписано в печать 22. Н05 Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Тираж 100 экз. Заказ №

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2 Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ. 634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15

)

I

» í

it

¡

I

t

i

!

1

!

> 5 4 76

РНБ Русский фонд

2006-4 27229

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ КАПИЛЛЯРНОЙ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. СПОСОБЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ.

1.1. Влияние капиллярных пор на свойства бетона.

1.2. Влияние капиллярной поровой структуры бетона на долговечность ^ бетонных и железобетонных конструкций.

1.3. Экспериментальные способы определения структуры капиллярных пор цементного камня и бетона.

1.4. Формирование структуры капиллярных пор цементного камня в современной теории твердения цементного камня.

1.5. Основные положения физико-химии дисперсных систем применительно к процессам структурообразования цементных дисперсий.

1.6. Общие сведения о моделях структуры капиллярно-пористого тела.

1.7. Цель и задачи работы.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ.:.

2.1. Характеристика материалов и технология изготовления

• образцов.

2.2. Методика получения исходных данных по гранулометрическому составу цементов методом седиментации из поверхностного слоя.

2.3. Методика исследования капиллярной пористости цементного камня и бетона методом растровой электронной микроскопии.

2.4. Методики исследования физико-механических свойств образцов цементного камня.

2.5. Методика определения показателей пористости цементного камня и бетона по кинетике их водопоглощения.

2.6. Методика исследования диэлектрической проницаемости системы «цемент - вода».

2.7. Выводы.

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ КАПИЛЛЯРНОЙ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ.

3.1. Получение исходных данных для реализации модели и формулировка критериев сравнения модельной и реальной структуры капиллярных пор цементного камня.

3.1.1. Результаты исследования диэлектрической проницаемости цементной пасты.

3.1.2. Определение гранулометрического состава цемента.

3.2. Разработка модели капиллярной структуры цементного камня.

3.2.1. Модель структуры цементной пасты до начала схватывания цемента.

3.2.2. Расчет энергии взаимодействия между частицами в системе "цемент-вода".

3.2.3. Моделирование структуры цементных дисперсий с учетом энергии взаимодействия частиц цемента.

3.2.4. Моделирование изменения капиллярной поровой структуры цементного камня в процессе его твердения.

3.3. Проверка адекватности модели.

3.3.1. Результаты сравнения модельной и реальной структуры капиллярных пор цементного камня тяжелого бетона.

3.3.2. Результаты сравнения модельной и реальной структуры капиллярных пор раствора и тяжелого бетона.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ КАПИЛЛЯРНЫХ ПОР ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ В РАСЧЕТЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

4.1. Влияние факторов, определяющих структуру капиллярных пор, на ее дифференциальные характеристики.

4.2. Влияние факторов определяющих структуру капиллярных пор на свойства цементного камня и бетона.

4.3. Применение модели в расчете долговечности.

4.4. Алгоритм подбора компонентов цементно-водной составляющей тяжелого бетона.

4.5. Выводы.

Актуальность работы. В прогнозировании стойкости, долговечности бетона ведущую роль занимает поровая структура. Ее характеристики определяют процесс разрушения бетона конструкции. В теории расчета долговечности бетона конструкций наряду с другими факторами установлена взаимосвязь и ведущая роль дифференциальной структуры пор и коэффициентов интенсивности напряжений, определяющими эксплуатационный ресурс конструкции. Однако определение этих характеристик, из-за отсутствия других способов, осуществляется экспериментально или на основании полуэмпирических зависимостей. Оценивая общую пористость, эти зависимости не дают ответы на вопросы, связанные с формой пор, количественным и вероятностным распределением пор по размеру.

Известно, что наиболее многочисленная и ответственная за свойства бетона доля пор — капилляры. Они проницаемы для воды и являются причиной проникания ее внутрь бетона конструкции, способствуют накоплению и развитию трещин. Основные свойства бетона зависят от характеристик капиллярной поровой структуры, формирование которой начинается на ранней стадии твердения цемента.

Проблемы экспериментального исследования характеристик пор капиллярного диапазона связаны со сложностями подготовки образцов, часто искажающей структуру. Несмотря на существование интегральных методов исследования поровой структуры бетона, методы исследования дифференциальной пористости требуют дальнейшего развития.

Для прогнозирования капиллярных пор перспективным является метод компьютерного моделирования который в последнее время активно применяется для прогноза морозостойкости и долговечности бетона.

Работа выполнялась в соответствии с тематическими планами научно-технических работ Томского ГАСУ, в частности по теме 2.1.6.1 «Формирование структуры цементного камня на раннем этапе твердения» в рамках отраслевой научно-технической Министерства образования РФ «Строительство и архитектура», 1997 г.

Цель работы состояла в разработке вероятностной математической модели формирования структуры капиллярных пор цементного камня, основанной на случайном характере распределения частиц цемента, для прогнозирования долговечности тяжелого бетона конструкций, работающих в условиях отсутствия динамических нагрузок и сильноагрессивных воздействий.

Поставленной целью определены следующие задачи исследования.

1. Разработать вероятностную физико-математическую модель структуры капиллярных пор цементного камня, учитывающую взаимодействие цементных частиц через водную прослойку, и алгоритм ее реализации.

2. Разработать метод экспериментальной оценки структуры капиллярных пор цементного камня по сколу образца, позволяющий получать вероятностное и количественное распределения пор по размеру и форме.

3. Установить применимость модели в расчете долговечности тяжелого бетона конструкций по результатам сравнения данных моделирования и экспериментальной оценки распределения капиллярных пор цементного камня по их размеру.

4. Разработать алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации.

Методы исследования. В работе, кроме стандартных методик исследования, применялись методы компьютерного моделирования, теории вероятности, математической статистики, седиментационного анализа гранулометрического состава порошков, растровой электронной микроскопии.

Научная новизна работы.

1. Установлено, что учет энергии взаимодействия цементных частиц через водную прослойку и их распределения по размеру позволяет разработать с достаточной для практических задач адекватностью физико-математическую модель структуры капиллярных пор цементного камня, позволяющую с большей надежностью прогнозировать долговечность тяжелого бетона несущих строительных конструкций.

2. Установлено, что при экспериментальном исследовании капиллярной по-ровой структуры цементного камня эффект ее искажения устраняется изучением скола образца, полученного ударным воздействием сосредоточенной нагрузкой, что обеспечивает возможность адекватного анализа распределения пор по слоям структуры на основе изображений при использовании метода растровой электронной микроскопии. Практическая значимость работы.

1. Разработана вероятностная физико-математическая модель структуры капиллярных пор цементного камня, алгоритм и компьютерная программа ее реализации для прогноза долговечности тяжелого бетона несущих строительных конструкций.

2. Разработана методика определения характеристик структуры капиллярных пор цементного камня путем обработки изображений, полученных в поле отраженных электронов со скола образца, методом растровой электронной микроскопии.

3. Разработан алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, во-доцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации.

4. Разработан и защищен патентом на изобретение способ прогнозирования капиллярной поровой структуры цементного камня, позволяющий с большей надежностью прогнозировать долговечность тяжелого бетона строительных конструкций.

5. Результаты исследования использованы:

- при строительстве монолитной железобетонной водопропускной трубы в г. Томске со средней толщиной стен 1,2 м;

- для чтения лекций по вопросам бетоноведения в курсах дисциплин «Технология строительных процессов», подготовке магистерских диссертаций и дипломных работ на строительном факультете ТГАСУ.

Достоверность содержащихся в работе результатов обеспечена корректностью применения апробированных методов строительного материаловедения, математического аппарата, необходимым объемом статистических данных, применением современных поверенных средств измерений требуемого диапазона, согласованностью результатов теоретических положений с данными, полученными автором экспериментальным путем и с данными других исследователей.

На защиту выносятся.

1. Вероятностная физико-математическая модель, имитирующая процесс формирования структуры капиллярных пор цементного камня и алгоритм ее реализации.

2. Методика определения характеристик структуры капиллярных пор цементного камня путем обработки изображений скола образца, полученных методом растровой электронной микроскопии.

3. Результаты исследования влияния гранулометрического состава цемента на дифференциальную капиллярную пористость цементного камня. •

4. Алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоце-ментного отношения и пластифицирующих добавок для бетонных и железобетонных конструкций с заданным сроком эксплуатации в условиях отсутствия динамических и сильноагрессивных воздействий.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на III международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах. Структурно- энергетические превращения в конденсированных средах» Алтайский ГТУ, Барнаул, 1996, Международном конгрессе «Ресурсо- и энергосберегающие технологии реконструкции и нового строительства» в г. Новосибирске, 1998 и 2000 г.; 10-й Сибирской (международной) конференции по железобетону в Новосибирске, 2005 г.; II Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. Бетон и железобетон -пути развития. Москва, 2005 г, на ежегодных научно-технических конференциях Томского ГАСУ в 1996-2005 гг.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав и имеет общий объем 132 страниц машинописного текста; основных выводов; списка используемой литературы из 128 наименований; 10 таблиц и 53 рисунка.

Диссертационная работа выполнялась в ТГАСУ. Эксперименты проводились в лабораториях ТГАСУ, ТГУ, ТЕГУ, Институте физики прочности СОР АН.

Соискатель выражает особую благодарность и признательность научному консультанту д.т.н., профессору А. И. Гныре, д.т.н., профессору Ю.С. Сарки-сову, к. ф-м. н., доценту Б. В. Дудке, к. ф.-м. н., доценту Д. В. Лычагину за оказанную помощь, ценные советы и консультации при выполнении работы. Автор благодарит сотрудников лаборатории ОАО «Оргтехстрой» г. Томска, директора департамента градостроительства и перспективного развития администрации г. Томска В. Ю. Чернету за помощь в предоставлении оборудования для проведения экспериментов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Для разработки модели формирования капиллярных пор цементного камня необходимо учитывать взаимодействие цементных частиц через водную прослойку, их распределение по размеру, случайность их взаиморасположения в цементно-водной системе и степень гидратации цемента. Адекватность физико-математической модели, разработанной на указанных принципах, подтверждена экспериментально. Энергия взаимодействия между цементными частицами и вид потенциальной кривой в начальный период твердения влияет на процесс образования флокул, впоследствии определяющий размер и распределение пор цементного камня.

По сравнению с другими методами, метод растровой электронной микроскопии позволяет достаточно объективно оценивать характеристики капиллярной поровой структуры цементного камня и получать количественные характеристики капиллярных пор оперативно и без искажения поровой структуры. Это достигается путем обработки изо-поверхности скола образца цементного камня, полученного при ударном воздействии сосредоточенной нагрузкой, методом растровой электронной микроскопии.

Дифференциальные характеристики капиллярной поровой структуры цементного камня в различной степени зависят от водоцементного отношения, температуры раннего периода, гранулометрического состава цемента и пластифицирующей добавки. Например, диапазон размеров и максимальная доля пор уменьшаются на 60 % при уменьшении среднего зерна цемента на 38 %, уменьшение водоцементного отношения и присутствие пластифицирующей добавки на 33 % уменьшает показатели на 50%, увеличение температуры смеси с во-доцементным отношением 0,4 от 20 до 80 °С увеличило показатели на 16 %. По степени влияния их можно расположить в следующей последовательности: гранулометрический состав, водоцементное отношение и пластифицирующая добавка, температура раннего периода. Определено расчетным путем, и подтверждено экспериментально, что влияние температуры начального периода выдерживания на формирование капиллярных пор цементного камня зависит от марки цемента и обусловлено характером межчастичного взаимодействия в указанный период.

Установлена количественная взаимосвязь влияния пластифицирующей добавки и дифференциальной капиллярной пористости цементного камня. Добавка изменяет вид потенциальной кривой энергии взаимодействия между цементными частицами за счет изменения £ -потенциала на поверхности частиц, что сказывается на характеристиках поровой структуры цементного камня. Например, наличие 1% пластификатора меламинсульфонафта (МСФ) в 1.5 раза увеличивает содержание мелких пор (менее 1 мкм) и уменьшает долю крупных пор, по сравнению с составом без добавки.

Модель применима в расчете долговечности бетонных и железобетонных конструкций в части расчета дифференциальной пористости капиллярного диапазона. Сравнительный анализ результатов расчета для забивной железобетонной сваи с реальным сроком эксплуатации показал, что предлагаемый способ количественной оценки пор капиллярного диапазона развивает теорию расчета долговечности бетонных и железобетонных конструкций.

Разработан алгоритм подбора гранулометрического состава цемента, водоцементного отношения и пластифицирующих добавок для тяжелого бетона конструкций требуемой долговечности при заданных условиях эксплуатации при отсутствии динамических нагрузок и сильноагрессивных воздействий.

Опытно-промышленное апробирование результатов работы подтверждает ее целесообразность.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Т - температура, К; t - температура, °С

Е5 - энергия активации топохимической реакции; Еа - энергия активации диффузии; а - степень гидратации цемента;

В - константа полностью запаздывающих дисперсионных сил; е- диэлектрическая проницаемость;

Я - универсальная газовая постоянная;

Р — вероятность;

N — количество пор; у/- потенциал взаимодействия;

С — концентрация ионов в растворе, моль/м3;

8- приведенная толщина диффузного слоя;

С,- дзета-потенциал;

2 — валентность ионов;

Т7— постоянная Фарадея;

В - константа полностью запаздывающих дисперсионных сил X - обратная толщина ионной атмосферы; и5(к) - структурная составляющая энергии взаимодействия частиц; ие(к) - электростатическая составляющая энергии взаимодействия частиц; ит(Ь) - молекулярная составляющие энергии взаимодействия частиц;

Япор - радиус пор, мкм; Лг/' - количество пор на мкм2; Рт- площадь снимка, мкм2; Яь Я2 - радиус частиц; К5 — константа структурной составляющей; Пк- капиллярная пористость цементного камня; В/Ц— водоцементное отношение по массе; рц— плотность цемента; Яа — прочность заполнителя, МПа; Ж— влажность бетона; К.с — активность цемента, МПа;

Каг — количество крупного заполнителя в единице объема бетона; сг ки - предельное значение коэффициента интенсивности напряжений (КИН), МПа-м1/2;

N т

К1 — КИН при действии силовой нагрузки, МПа-м ; ш кщ — КИН при температурно-влажностном воздействии в зимнее время, МПа-м1/2; ш КИН при температурно-влажностном воздействии в летнее время, МПа-м1/2;

V - концентрационный критерий; ¡л - коэффициент Пуассона; е — основание натурального логарифма; I — показатель среднего размера открытых капиллярных пор;

5 — тангенс угла диэлектрических потерь; С(г, 28)- мера ползучести.

133

1. Алешин Н.П., Лупачев В.Г. Ультразвуковая дефектоскопия. - Минск: Выш. шк., 1987.-271 с.

2. A.C. № 1226175 (СССР). Способ седиментационного анализа. Кве-ско Н.Г., Ходаков Г.С., Пачин В.Н. Опубл. В Б.И., 1986, № 15.

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

4. Бабков В.В., Мохов В.Н., Капитонов С.М., Комохов П.Г. Структурооб-разование и разрушение цементных бетонов. — Уфа: ГУЛ «Уфимский полиграфкомбинат», 2002. 376 с.

5. Баженов Ю.М., Бабаев Ш.Т., Груз А.И. и др. Высокопрочный бетон на основе суперпластификаторов// Строительные материалы. — 1978. №9.-С. 18-19.

6. Баженов Ю.М., Мамаевский В.Н, Щуров А.Ф. и др. Высокопрочный бетон с химическими добавками// Бетон и железобетон. 1977. №8. -С. 29-31.

7. Байков A.A. Труды в области вяжущих веществ и огнеупорных материалов. Т.2. Л.: Изд. АН СССР, 1948. - 592 с.

8. Баранова В.И., Бибик Е.Е. Расчеты и задачи по коллоидной химии. М.: Химия, 1987.- 168 с.

9. Батудаева A.B., Кардумян Г.С., Каприелов С.С. Высокопрочные модифицированные бетоны из самовыравнивающихся смесей// Бетон и железобетон. 2005. №4. - С. 14 - 18.

10. Блещик Н.П. Структурно-механические свойства и реология бетонной смеси и прессвакуумбетона. Минск: Изд-во Наука и техника, 1977. -232 с.

11. Бутников П.П. Химия и технология окислых и силикатных материалов. Киев.: Наукова думка, 1970. - 520 с.

12. Бугрим С. Ф. Исследование физической структуры цементного камня и бетона с целью повышения их стойкости к воздействию низких температур: Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1977. 51 с.

13. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портландцемент (минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации). М., Стройиздат, 1974, 328 с.

14. Бутт Ю.М., Тимашев В.В., Бакшутов B.C., Илюхин В.В. Структура цементного камня многолетнего твердения// Цемент. 1969. № 10. — С. 14-17.

15. Вагнер Г.Р. Физико-химия процессов активации цементных дисперсий. — Киев: Наукова думка, 1980. — 200 с.

16. Вербецкий Г.П. Прочность и долговечность бетона в водной среде.-М.: Стройиздат, 1976. 127 с.

17. Верещагин В.И., Квеско Н.Г. Физико-химические принципы слоевой седиментации с активным дезагрегированием твердой фазы// Деп. в ОНИИТЭХИМ. Черкассы, 1987, № 788хп-87, - 24 с.

18. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества. — М.: Стройиздат, 1986.-464 с.

19. Воробьев В.А., Кивран В.К., Корякин В.П. Применение физико-математических методов в исследовании свойств бетона. — М.: Высш. школа, 1977.-271 с.

20. Выродов И.П., Падалкина Г.Л. Обобщенная формула зависимости прочности бетона от водоцементного отношения// Известия СКНЦ ВШ. Технические науки. 1977. № 3 - С. 105.

21. Выродов И.П. О некоторых основных аспектах теории гидратации минеральных вяжущих веществ и формирования прочности цементного камня: Автореф. дис. докт. техн. наук. Л., 1970. 24 с.

22. Гарашин В.Р., Ларионова З.М. Методика электронномикроскопическо-го исследования цементного камня и бетона// Заводская лаборатория. — 1966.-№2.-С. 38-42.

23. Глухарев Н.Ф. Электрофизический способ интенсификации помола// Цемент и его применение. — 2004. №1. — С. 31- 34.

24. Глухарев Н.Ф. Интенсификация замкнутых систем помола// Цемент и его применение. 2005. №1. - С. 42 - 46.

25. Голосов П.С., Смирнов В.А., Дудка Б.В. Расчеты упорядочения атомов в сплавах с решеткой типа Cu3Au методом Монте-Карло// Известия вузов. Физика. 1973. №2 - С. 53 - 56.

26. Горчаков Г.И., Капкин М.М., Скрамтаев Б.Г. Повышение морозостойкости бетона. -М.: Стройиздат, 1953. 195 с.

27. ГОСТ 12730.0 78. Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости. - М.: Изд-во стандартов, 1978.-3 с.

28. ГОСТ 12730.3 78. Бетоны. Метод определения водопоглощения. -М.: Изд-во стандартов, 1978. - 3 с.

29. ГОСТ 12730.4-78. Бетоны. Методы определения показателей пористости. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 6 с.

30. Гранковский И.Г., Круглицкий H.H. О кинетике твердения минеральных вяжущих веществ. ДАН СССР, 1970, Т. 194, №1, С. 147-148.

31. Гузеев Е.А., Леонович С.Н., Милованов А.Ф., Пирадов К.А., Сейланов Л.А. Разрушение бетона и его долговечность. — Минск: Изд-во журнала "Тыдзень", 1997. 170 с.

32. Гузеев Е.А., Леонович С.Н., Пирадов К.А. Механика разрушения бетона: вопросы теории и практики. — Брест: Брестский политехнический институт, 1999. — 216 с.

33. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985.-396 с.

34. Добролюбов Д.Г., Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. — М.: Стройиздат, 1983. — 212 с.

35. Дуда В. Цемент. М.: Стройиздат, 1981. - 464 с.

36. Дудка Б. В., Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Петрухин A.B. Моделирование структуры пористых тел // Заводская лаборатория. -1997. №7.-С. 11-17.

37. Дудка Б. В., Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Терентьева И. А., Петрухин A.B. Математическое моделирование структуры пористых материалов// Деп. в ВИНИТИ № 202-В98, 23.01.98, 41 с.

38. Замалин В.М., Норман Г.Э., Филинов B.C. Метод Монте-Карло в статистической термодинамике. — М.: Наука, 1977. 228 с.

39. Ефремов И.Ф. Периодические коллоидные структуры. Л.: Химия, 1971.- 130 с.

40. Капранов В.В. Твердение вяжущих веществ и изделий на их основе. — Челябинск, 1976.- 191 с.

41. Каприелов С.С., Батраков В.Г., Шейнфельд A.B. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива// Бетон и железобетон. 1999. №6. - С. 6 - 10.

42. Квеско Н.Т. Закономерности процесса слоевой седиментации частиц в жидкой среде применительно к практической гранулометрии: Дисс. . докт. техн. наук. Томск ТПУ, 2002. — 255 с.

43. Келли А. Высокопрочные материалы. -М.: Мир, 1976. — 261 с.

44. Кудяков А.И. Управление процессами структурообразования и качеством бетона на мелкозернистых песках: Автореф. дис. . докт. техн. наук. ЛИСИ-Л., 1990.-49 с.

45. Лагойда A.B. Теоретические основы технологии бетона с противомо-розными добавками: Дисс. . докт. техн. наук. Москва. 1987.

46. Ламкин М.С., Пащенко В.И. Определение критического значения коэффициента интенсивности напряжений для бетона// Известия ВНИИГ.- 1972. Т. 90.-С. 234-239.

47. Ларионова З.М. Формирование структуры цементного камня и бетона. -М.: Стройиздат, 1971. 161с.

48. Леонович С.Н., Лихачевский А.Я. Влияние объемной концентрации высокопрочного заполнителя на прочность и трещиностойкость тяжелого бетона с позиций механики разрушения// Известия ВУЗов. Строительство. 1995. № 12. - С. 48-50.

49. Лукьянович В.М. Электронная микроскопия в физико-механических исследования. М., 1960. - 170 с.

50. Лыков A.B. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. - 480 с.

51. Машинное моделирование при исследовании материалов/Сборник переводов под ред. Д.Б. Позднеева. М.: Мир, 1974. - 414 с.

52. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло)/ Под ред. Ю.А. Шрейдера. М.: Физматгиз, 1962. - 332 с.

53. Миронов С.А. Теория и методы зимнего бетонирования. М.: Стройиз-дат, 1975.-700 с.

54. Михайлов Г.А. Некоторые вопросы теории методов Монте-Карло. -Новосибирск: Наука, 1974. 142 с.

55. Москвин В.М., Капкин М.М., Савицкий А.Н., Ярмаковский В.Н. Бетон для строительства в суровых климатических условиях. — JL: Стройиз-дат, 1973.- 168 с.

56. Мосвкин В.М., Капкин М.М., Мазур Б.М., Подвальный A.M. Стойкость бетона и железобетона при отрицательной температуре. — М.: Изд-во литературы по строительству, 1967. — 132 с.

57. Обследование технического состояния и разработка технических решений по обеспечению эксплуатационной надежности опор BJI35 на Первомайском месторождении. Научно-технический отчет по х/д795. ТГАСУ: Томск, 1997.

58. Пауэре Т.К. Физическая структура портландцементного теста// Химия цемента: Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Изд-во литературы по строительству, 1969 С. 300-319.

59. Пирадов А.Б., Габуния Г.Ш. К методике определения критического коэффициента интенсивности напряжений бетона// Известия ВУЗов. Строительство. 1989. № 1. - С. 9-11.

60. Подласова И.А., Томрачев С.А., Гусаков A.M. Анализ структуры капиллярных пор цементного камня по его изображениям полученным методом растровой электронной микроскопии// Вестник ТГАСУ. — 2004. №1.-С. 98-106.

61. Подласова И.А., Томрачев С.А., Гусаков A.M. Неизотермический мас-соперенос в бетонных конструкциях на ранней стадии выдерживания // Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. Новосибирск. - 2005 г. - С. 137-140.

62. Подласова И.А., Томрачев С.А., Гусаков A.M. Внутренний массопере-нос в бетоне конструкций, возводимых в зимних условиях// Бетон и железобетон. 2005. № 4. - С. 22-26.

63. Подласова И.А., Томрачев С.А., Дудка Б. В. Расчет энергосберегающих режимов выдерживания бетона // Нетрадиционные технологии в строительстве. Тезисы докладов научно-технической конференции. -Томск: изд-во ТГАСУ.- 1999. С. 37.

64. Подласова И.А., Гныря А. И., Томрачев С.А., Дудка Б. В. Моделирование структуры порового пространства цементного камня // Вестник ТГАСУ. 2000. № 1. - С. 32-41.

65. Полак А.Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ. М.: Стройиздат, 1966.-208 с.

66. Полак А.Ф., Бабков В.В. Элементы геометрии анизотропных пористых структур// Сб.тр. НИИпромстроя. М., 1971.-Вып. Х - С.85-92.

67. Предтеченский М.В. Влияние кремнеземной пыли на формирование свойств высокопрочных бетонов// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2001. №11. — С. 8 — 9.

68. Проблемы химии силикатов: Сб. науч. тр. /Института химии силикатов имени И.В. Гребенщикова/ Отв. ред. М.М. Шульц. Л.: Наука, 1974. -319 с.

69. Розенталь О.М., Ефремов И.Ф. Особенности межфазового переноса на первых этапах формирования структуры цементного камня // Журнал прикладной химии. 1975. Т. 48. Вып. 11.- С. 2411 - 2415.

70. Ратионов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. — М.: Стройиздат, 1989.- 188 с.

71. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. Избранные труды. М.: Наука, 1970. - 384 с.

72. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978. - 368 с.

73. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика — новая отрасль науки. -М.: Знание, 1958.-64 с.

74. Ребиндер П.А. Физико-химические представления о механизме схватывания и твердения минеральных вяжущих веществ.// Труды совещания по химии цемента. М.: Промстройиздат, 1956. С. 125-137.

75. Рекомендации по производству бетонных работ в зимнее время. Новосибирск: Западно-Сибирское книжное издательство, 1979. — 86 с.

76. Робинсон Р., Стоке Р. Растворы электролитов. — М.: ИЛ, 1963. 360 с.

77. Розенталь О.М., Сычев М.М., Подкин Ю.Г. Электрические свойства цементных паст// Журнал прикладной химии. — 1975. Т.45, № 9. С. 1932.

78. Сахаров А.И. Методические особенности ртутной порометрии// Журнал физической химии. 1963. Т. 37. — С. 79-83.

79. Сегалова Е.Е., Ребиндер П.А. Современные физико-химические представления о процессах твердения минеральных вяжущих веществ// Строительные материалы. 1960. №1. - С. 21.

80. Соломатов В.И., Бредихин В.В. О силах взаимодействия в дисперсной системе// Известия вузов. Строительство. 1996. №3. - С. 49 — 52.

81. Соломинский Д.С., Ходаков Г.С. Прибор для определения удельной поверхности дисперсных материалов методом низкотемпературной адсорбции азота. Науч. Сообщ. ВНИИТИСМ. М., 1957, № 23.

82. Состав, структура и свойства цементных бетонов/ Г.И. Горчаков, Л.П. Орентлихер, В.И. Савин и др./ Под ред. Г.И. Горчакова. — М.: Строй-издат, 1976. 143 с.

83. Структура и свойства цементных, силикатных и гипсовых материалов: Сб. науч. тр./ Дальневосточного политехнического института/ Отв. ред. ' П.П. Ступанченко. — Владивосток: типография Дальневосточного политехнического института, 1964. — том. 63. — 110 с.

84. Сычев М.М. Твердение вяжущих веществ. Л.: Стройиздат, 1974. 80 с.

85. Сычев М.М. Некоторые вопросы химии межзерновой конденсации при твердении цементов// Цемент. 1982. №8. — С. 7-9.

86. Теория цемента/ Под ред. А.А. Пащенко. Киев: Буд1вельник, 1991. -168 с.

87. Тейлор X. Химия цемента, пер. с англ. М.: Мир, 1996. - 560 с.

88. Технология бетона: Учебник/ Ю.М. Баженов М.: АСВ, 2003. - 500 с.

89. Томрачев С.А., Подласова И.А., Лычагин Д.В. Исследование структуры капиллярных пор цементного камня методом растровой электронной микроскопии// Вестник ТГАСУ. 2001. №1. - С. 120-136.

90. Трапезников Л.П. О критерии распространения трещин при хрупком разрушении стареющих материалов, обладающих свойством ползучести// Известия АН СССР. Механика твердого тела. — 1976. № 6. — С. 130-136.

91. Фигурновский H.A. Кинетика взаимного вытеснения жидкости из пор пористого тела и характеристика пористости. — Журнал физической химии. 1938, т. 12, вып. 5 — 6.

92. Физическая химия. В 2 кн. Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ: Учеб. Для вузов/ К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Гордеев и др./ Под ред. К.С. Краснова. М.: Высш. шк., 1995. - 319 с.

93. Физико-химическая механика дисперсных структур: Сб. науч. тр.- г /Института коллоидной химии и химии воды имени A.B.'Думанского/

94. Отв. ред. H.H. Круглицкий. Киев: Наук, думка, 1983. - 216 с.

95. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. -368 с.

96. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. -М.: Стройиздат, 1972. 239 с.

97. Чемоданов Д.И., Круглицкий H.H., Саркисов Ю.С. Физико-химическая механика оксидных систем. Томск: Изд-во ТГУ, 1989. -230 с.

98. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974.-640 с.

99. Чеховский Ю.В. Понижение проницаемости бетона. М.: Стройиздат, 1968.

100. Чеховский Ю.В., Берлин JI.E. О кинетике формирования пористой структуры цементного камня// Шестой Международный конгресс по химии цемента. Т. II — I. М.: Стройиздат, 1976. - С. 294-297.

101. Чураев Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в пористых телах. М.:, 1990.-272 с.

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

103. Эдельман JI.H., Соломинский Д.С., Копчикова Н.В. Исследования распределения пор по размерам в цементном камне// Коллоидный журнал,- 1961. Т. XXIII, вып. 2.-С. 34-41.

104. Эксперимент в области технического минералообразования/ Отв. ред. В.А. Жариков. М.: Наука, 1975. - 232 с.

105. Янчиков В.Ф. Зависимость прочности цементного камня от степени развития процессов гидратации: Сб. науч. тр. СибАДИ, 1975. — вып. 46.- С. 115- 122.114. 8-th International Congress on the Chemistry of Cement. Rio-de-Janerio. — V. 3. - 357 p.

106. Andrade, C., Diez, J.M., and Alonso, C. Mathematical Modeling of a" Concrete Surface "Skin Effect" on Diffusion in Chloride Contaminated Media, Advanced Cement-Based Materials, Vol. 6, 39-44, 1997.

107. Bechhold N. Kolloidstudien mit der Filtration methode. Ztschr. Phys. Chem., 1907, Bd. 60, 1907.

108. Bentz, D.P. A Computer Model to Predict the Surface Temperature and Time-of-Wetness of Concrete Pavements and Bridge Decks NISTIR 6551, U.S. Department of Commerce, August 2000.

109. Bentz, D.P., Garboczi, E.J., and Lagergren, E. S. Multi-Scale Microstructural Modeling of Concrete Diffusivity: Identification of Significant Variables, Cement, Concrete, and Aggregates, Vol. 20 (1), 129-139, 1998.

110. Doob J.L. Stochastic Processes, New York, Wiley, 1953, chap. 5 and 10.

111. Garboczi, E.J., and Berryman, J.G. New Effective Medium Theory for the Diffusivity or Conductivity of a Concrete Microstructure Model, Concrete Science and Engineering, 2, 88-96, 2000.

112. Garboczi, E.J., and Bentz, D.P., Modelling of the Microstructure and Transport Properties of Concrete. Construction and Building Materials, 10 (5), 293-300, 1996.

113. Manegold E., Solf K. Die Zechnerische und experimentalle Bes-timung des Hohlraumvolumens in kompakter kohärenter Materie Kolloid Z., 1937, Bd. 81.

114. Metropolis N., Rosenbluth A.W., Rosenbluth M.N., Teller A.H., Teller E. J. Chem. Phys., 1953, v. 21, p. 720.

115. E. Negele, P. Ney. Cem. Concr. Res. 12, 535 536, 1982.

116. Wood W.W., Parker F.R. J. Chem. Phys., 1957, v. 27, p. 720.

117. Wood W.W., Jacobson J.D. J. Chem. Phys., 1957, v. 27, p. 1207.

118. Wood W.W., Parker F.R., Jacobson J.D. Nuovo Cimento, Suppl., 1958, v. 9, p. 133.

119. Wood W.W., Jacobson J.D. Proc. Western Joint Computer Conf., San . Francisco, 1959, p. 261.

120. Российская Федерация Акционерное общество Корпорация «Трансстрой» Открытое акционерное общество1. ТОМСКТРАНССТРОЙ634009 г. Томск, ул. К.Маркса 56 тел. (3822) 722199, факс (3822) 7221971. Исх.от « /2 » //а 200 ^года.

121. АКТ ВНЕДРЕНИЯ диссертационных исследований Томрачева С.А.