автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Прогнозирование напряженно-деформированного состояния железобетонных мостовых пролетных строений с учетом хлоридной коррозии и карбонизации

ООЗОВЗ143 На правах рукописи

Маринин Александр Николаевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ С УЧЕТОМ ХЛОРИДНОЙ КОРРОЗИИ И КАРБОНИЗАЦИИ

Специальность 05 23 11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2007 2 4 МАЙ 2007

003063143

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» и в ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Овчинников Игорь Георгиевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Столяров Виктор Васильевич, кандидат технических наук Макаров Владимир Николаевич

Ведущая организация - ОАО «Волгомост», г Саратов

Защита состоится «ЗЪ> мая 2007 года в 13 часов на заседании диссертационного совета К 212 026 02 при ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу 400074, г Волгоград, ул Академическая 1,ауд Б-203

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан «25?» апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Казначеев С. В

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

В процессе эксплуатации железобетонные транспортные сооружения подвергаются воздействию не только эксплуатационных нагрузок, но также и агрессивных сред При проникании в бетон пролетных строений и других элементов мостовых конструкций и взаимодействии с ним агрессивная среда вызывает изменение механических свойств, коррозионный износ арматуры и т д В результате происходит значительное снижение несущей способности и долговечности железобетонных конструкций мостов, что может вызвать необходимость их преждевременного ремонта или замены Моделирование напряженно-деформированного состояния железобетонных мостовых пролетных строений с учетом коррозионных эффектов позволит прогнозировать наступление неблагоприятных ситуаций и тем самым избежать возможного наступления аварийного состояния и организовать проведение ремонта в наиболее оптимальное время

Коррозионное разрушение железобетонных конструкций, особенно мостовых сооружений, в основном, происходит из-за таких факторов, как карбонизация и хлоридная коррозия, причем часто эти факторы действуют совместно Карбонизация происходит в результате диффузии углекислого газа, который в необходимом количестве содержится в воздухе Хлориды попадают в бетон в результате использования солей-антиобледенителей, эксплуатации конструкции в приморской атмосфере

К сожалению, до настоящего времени, хотя в процессе обследования сооружений эти факторы диагностируются, но оценка их влияния на несущую способность и тем более долговечность конструкций носит скорее качественный, чем количественный характер

Вопросами прогнозирования и обеспечения долговечности железобетонных конструкций занимались И Ю Белуцкий, В М Бондаренко, А И Васильев, Л И Иосилевский, В М Круглое, В О Осипов, А М Подвальный, А А Потапкин, И Д Сахарова, А Р Соловьянчик, А П Сычев, А А Цернант, В П Чирков, В И Шестериков, С Bob, A Paeglitis и другие ученые Проблема прогнозирования долговечности транспортных сооружений с учетом воз-

действия эксплуатационных агрессивных сред рассматривалась в работах И Г Овчинникова и В В Петрова с учениками и сотрудниками

Проведенный анализ публикаций показывает, что в научных центрах России и за рубежом ведется определенная работа по разработке методов прогнозирования состояния железобетонных конструкций пролетных строений и других элементов мостов с учетом вчияния агрессивных сред, но публикаций, посвященных учету совместного влияния и карбонизации и хло-ридной коррозии на напряженно-деформированное состояние железобетонных элементов конструкций мало, хотя такое сочетание агрессивных сред весьма широко распространено

Эти обстоятельства и определяют актуальность диссертационной работы Цель н задачи диссертационной работы:

Целью работы является разработка моделей и методик расчета нагруженных железобетонных пролетных строений и других элементов мостов с учетом совместного действия карбонизации и хлоридной коррозии

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи

- анализ изменений, вызываемых воздействием карбонизации и хлоридсо-держащих сред на железобетонные пролетные строения мостов,

- разработка моделей деформирования и разрушения поврежденных железобетонных элементов мостовых конструкций, с учетом совместного влияния карбонизации и хлоридной коррозии при одновременном действии нагрузки,

- разработка методик идентификации построенных моделей деформирования и разрушения железобетонных мостовых пролетных строений при работе их в агрессивных средах по экспериментальным данным,

- разработка методик расчета железобетонных стержневых, балочных, пластинчатых элементов мостовых конструкций с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридной коррозии, проведение численных экспериментов и исследование влияния совместного воздействия карбонизации и хлоридсодержащих сред на изменение напряженно-

деформированного состояния и долговечности указанных элементов конструкций

Научная новизна работы заключается в следующем:

- проведен выборочный анализ мостового парка РФ с точки зрения коррозионных повреждений, вызванных влиянием хлоридной коррозии и карбонизации,

- приведен анализ экспериментальных данных по хлоридной коррозии и карбонизации, полученных на реально действующих мостах и в лабораторных условиях, которые позволили отметить степень и интенсивность коррозионного поражения железобетонных конструкций,

- на основании анализа экспериментальных данных по кинетике этих процессов предложена модель, учитывающая одновременное влияние и хлоридной коррозии и карбонизации на напряженно-деформированное состояние несущих мостовых конструкций в процессе эксплуатации и основанная на использовании деформационного подхода к моделированию поведения железобетонных конструкций,

- получены уравнения, описывающие поведение железобетонных мостовых конструкций при совместном влиянии на них карбонизации и хлоридной коррозии, разработана методика расчета этих конструкций и проведено численное исследование и сопоставление с экспериментом, подтвердившее возможность использования построенных моделей для прогнозирования поведения железобетонных пролетных строений мостовых сооружений в агрессивных условиях эксплуатации Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные модели и методики расчета могут быть применены при диагностике для прогнозирования напряженно-деформированного состояния нагруженных мостовых и строительных конструкций, работающих в условиях совместного воздействия карбонизации и хлоридной коррозии

Реализация работы.

Результаты работы приняты к использованию ФГУП «Росдорнии», ОАО «Мостострой-11» для диагностики, прогнозировании поведения, оценки остаточного ресурса железобетонных мостовых конструкций и своевременного планирования мероприятий по обследованию и ремонту В Саратовском го-

сударственном техническом университете (СГТУ), Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете (ВолгГАСУ) результаты работы используются при проведении занятий со студентами специальностей «Мосты и транспортные тоннели» и «Автомобильные дороги и аэродромы»

Достоверность результатов работы обеспечивается, сопоставлением результатов численного моделирования с имеющимися экспериментальными данными, а также с некоторыми результатами численного моделирования, произведенного другими авторами, и решением ряда тестовых задач

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на студенческой научно-практической конференции «Молодые специалисты железнодорожному транспорту» (г Саратов, 2002 г), на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы строительного материаловедения» (г Саранск, 2002 г), на ряде Всероссийских научно-технических конференциях «Актуальные вопросы строительства» (г Саранск, 2002, 2003, 2005 гг), на III Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (г Волгоград, 2003 г ), на I и III Всероссийских научно-технических конференциях «Математическое моделирование и краевые задачи» (г Самара, 2004, 2006 гг), на Международном научно-методическом межвузовском семинаре «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь» (г Могилев, 2005 г), на II Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (г Воронеж, 2005 г), на IV Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г Пенза, 2006 г ), на II Международной научно-технической конференции «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (г Саранск, 2006 г), на Ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава (г Волгоград, 2006 г), на VII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г Тула, 2006 г), на I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г Омск, 2006) Работа докладывалась на заседании кафедры «Мосты

и транспортные сооружения» СГТУ в январе 2007 г , а также на расширенном заседании кафедры «Мосты и сооружения на дорогах» Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (ВолгГАСУ) в марте 2007 г

Публикации.

Основные результаты диссертационной работы отражены в 16 публикациях, в том числе в двух учебных пособиях и методических указаниях Одна статья опубликована в издании, рекомендованном ВАК РФ Объем работы.

Диссертация объемом 196 страниц машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 191 наименования, 6 приложений и включает 118 рисунков и 70 таблиц На защиту выносятся:

- результаты выборочного анализа состояния мостового парка РФ с учетом повреждений, вызванных хлоридной коррозией и карбонизацией,

- результаты анализа экспериментальных данных по хлоридной коррозии и карбонизации на реально действующих мостах и в лабораторных условиях, которые позволили отметить степень и интенсивность коррозионного поражения железобетонных пролетных строений,

- расчетная модель железобетонных элементов мостовых конструкций, учитывающая одновременное влияние и хлоридной коррозии и карбонизации на напряженно-деформированное состояние конструкций в процессе эксплуатации и основанная на использовании деформационного подхода к моделированию поведения железобетонных конструкций,

- уравнения, описывающие поведение железобетонных мостовых конструкций при совместном влиянии на них карбонизации и хлоридной коррозии, методика расчета этих конструкций и результаты численного прогнозирования поведения железобетонных конструкций с учетом воздействия карбонизации и хлоридной коррозии, подтвердившие возможность использования построенных моделей для моделирования и прогнозирования поведения элементов железобетонных мостовых пролетных строений в агрессивных условиях эксплуатации

Автор приносит свою глубокую благодарность д.т.и., проф. Овчинникову И.Г. за постоянное внимание и неоценимую помощь в работе над диссертацией, к.т.н. Раткину В. В - за консультации и ценные советы, данные а ходе выполнения работы. Также автор благодарит НТЦ Госстроя России ООО «Институт П р ое ктм осторе к о и стру к ц и я » (г. Саратов) за предоставленную возможность ознакомиться с результатами обследований ряда железобетонных мостов.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и основные задачи исследования, научные результаты и аргументирована практическая ценность, приведено краткое содержание ее глав.

Перми глава диссертации посвящена особенностям работы железобетонных пролётных строений с учётом влияния агрессивных эксплуатационных сред.

Проанализированы дефекты, повреждения и аварии железобетонных мостовых конструкций, вызванные совместным влиянием коррозии и нагрузки (рис. 1, 2), а также методы и средства оценки состояния железобетонных мостов при Проведении обследования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Рис. I. Разрушение бетона балки пролетного строении

Рис. 2, Повреждение сваи н морской воде

Приводятся эксплуатационные факторы деградации железобетонных пролетных строений мостов и делается вывод, что наиболее распространенными являются карбонизация и хлоридная коррозия

Анализируются существующие нормативные документы на предмет учета влияния агрессивности воздействия на железобетон и прогноза долговечности элементов железобетонных мостов Анализ показал, что определенные подвижки в оценке долговечности железобетонных конструкций мостов есть, но практически все они сводятся к назначению нормативных сроков службы Прогнозирование же реальных сроков службы мостов - еще не до конца изученная проблема

Далее приводится обзор существующих методов прогнозирования состояния железобетонных констру кций

Во второй главе содержится обзор работ, описывающих факторы, влияющие на процесс карбонизации технологические факторы (состав бетона, водоцементное отношение, вид и содержание вяжущего, заполнители, добавки, плотность и проницаемость защитного слоя, его поровая структура, условия твердения), условия эксплуатации (агрессивность среды, содержание углекислого газа, влажность, солнечная радиация, наличие трещин, температура, направление ветра, давление), а также работ, описывающих влияние карбонизации на характеристики железобетона

Процесс карбонизации достаточно подробно изучался в работах С Н Алексеева, Е А Гузеева, В М Москвина, Н К Розенталя, В Ф Степановой, М N Рагскв, Т ЬЫа, К К^ЬПаш, К Маека\уа, К КеБсИе, V в Рарасккю и других исследователей Однако влияние карбонизации на характеристики арматуры и бетона железобетонных конструкций до настоящего времени исследовано еще недостаточно В основном, карбонизация определяется только для выявления инкубационного периода коррозии арматуры

В настоящее время существует ряд моделей, описывающих процесс карбонизации Сюда можно отнести как простые модели вида

б = а + 6л/7, (1)

которые позволяют определять только глубину карбонизации 5 в момент времени /, так и сложные модели, в которых физические и химические процессы карбонизации бетона представлены в виде элементарных процессов,

каждый из которых описан дифференциальным уравнением Однако использование сложных моделей весьма затруднительно прежде всего из-за трудностей идентификации, связанной как с большим количеством подлежащих определению коэффициентов и функций, так и с недостатком и трудностью определения необходимых для этого экспериментальных данных

Поэтому возникла необходимость в построении модели, которая, с одной стороны, позволяла бы достаточно просто, но в то же время корректно, описывать процесс карбонизации, а с другой стороны, позволяла бы прогнозировать изменение напряженно-деформированного состояния железобетонных конструктивных элементов в условиях карбонизации

Для построения модели процесс карбонизации, который продолжается в карбонизированном слое бетона при увеличении концентрации СаСОз до полного израсходования Са(ОН)2 (рис 3,а,б,в), описывается с использованием специально вводимого параметра ц, изменяющегося от 0 до 1 (рис 3, г)

(-<СаСО, тах

где С^ - концентрация СаСОъ в заданной точке сечения, С^'"3 - максимальная концентрация СаС03 (реакция уже завершилась)

Скалярный параметр химического взаимодействия ц (0 < ц < 1) характеризует уровень химических превращений в точке конструкции при взаимодействии углекислого газа с гидроксидом кальция, при котором образуется карбонат кальция При ц = 0 - карбонизация в точке еще не началась, при 0 < ц < 1 - происходит процесс карбонизации, при ц = 1 процесс карбонизации завершился (рис 3, г)

Анализ кинетики происходящих реакций позволяет конкретизировать уравнение химического взаимодействия в виде

$ = (3)

си

где д - коэффициент, учитывающий свойства бетона и интенсивность воздействия окружающей среды

со 2 а)

[моль/л]

р"

в)

д: [см]

х [см]

Рис 3 Распределение углекислого газа (а), гидроксида и карбоната кальция (б), водородного показателя (в) и параметра химического взаимодействия ц (г) по глубине бетонного сечения в моменты времени t\ и t2

Решение уравнения (3) при q = const имеет вид логистической кривой,

д = (1+£0£Г«') , яо = (1-РоУИо, (4)

график которой приведен на рис 4 пунктиром

Так как при / < /„ изменений свойств бетона еще не происходит, а при / > 1К уже не происходит, то логистическую кривую без особой погрешности можно аппроксимировать трехзвенной ломаной (сплошная линия на рис 4)

Тогда кинетика взаимодействия будет описываться трехчленной функцией ц(1)

О, при г<?н,

д = < (Г-г.Ж-О. ПРИ '« <'<'«, (5)

1 при

где /„ = т}С" — продолжительность инкубационного периода, в течение которого не происходит изменение свойств материала, 1К = у С4 - момент завер-

шения химических превращений в материале Здесь 77, у, т, к — константы материала, С = С(х,у,г,1) - концентрация углекислого газа в точке с координатами х,у,г в момент времени / Ц

Ы N I

Рис 4 Изменение параметра химического взаимодействия ц во времени

В качестве модели проникания углекислого газа в бетон на основании экспериментальных данных используется уравнение диффузии При одномерном процессе диффузии во многих случаях хорошие результаты дает использование более простой модели проникания в форме размытого фронта

ГО, х>Ь{1),

сМ=

С„

* п х

(б)

где х - координата точки сечения, 1 - время, С0 - концентрация агрессивной среды на поверхности конструктивного элемента, а, Р - коэффициенты, £(/) - закон продвижения границы размытого фронта карбонизации вглубь конструктивного элемента-

Щ = Х(Г, (7)

где \ г - эмпирические коэффициенты

Исследования показали, что прочность бетона после карбонизации изменяется (возрастает или уменьшается в зависимости от вида цемента)

По имеющимся экспериментальным данным была построена модель деформирования бетона при карбонизации

(8)

где

Л(ц) = АоМ =А0( 1-// (ц)), Я(ц) = Вох2(ц) = В„(\-/2 (ц))

(9)

06

04

02

0

00 01 02 03 04 05 06

/М

Рис 5 Изменение значений функцииДц) в зависимости от параметра ц

Для разных значений параметра ц были получены диаграммы деформирования бетона(рис 6)

Рис 6 Диаграммы деформирования бетона (при сжатии), соответствующие различной степени карбонизации 1 -11 = 0-0,7, 2-ц = 0,86, 3 - ц = 0,9, 4-ц = 1

В третьей главе приводятся экспериментальные данные по кинетике проникания хлоридсодержащей среды в бетонные и железобетонные конструктивные элементы, по влиянию хлоридсодержащей среды на механические характеристики бетона и арматуры, по кинетике коррозионного износа арматуры в хлоридной среде

Далее рассматривается модель деформирования бетона при совместном действии карбонизации и хлоридной коррозии Модель в данном случае представляет собой сочетание моделей нагружения, конструктивного эле-

50

1

0

о 0 0005 0 001 0 0015 0 002 0 0025

г м

мента, воздействия агрессивной среды (карбонизации и хлоридной коррозии), деформирования материала с учетом изменений, вызванных действием агрессивной среды и модели коррозионного износа арматуры

Бетон рассматривается как нелинейный, разномодульный композитный материал Диаграмма деформирования бетона принимается в виде кубической параболы

учитывающей различную работу бетона при растяжении (р) и сжатии (с)

При совместном воздействии хлоридной коррозии и карбонизации диаграмма деформирования бетона принимается в виде

где ц/(С) - функция влияния хлоридной коррозии, х(и) - функция влияния карбонизации, С - концентрация хлоридов

Модель коррозионного износа арматуры принимается в виде

ст>0, ст<0,

(10)

(12)

где 6 - глубина коррозии арматуры, 1,пс- инкубационный период

С. с:, Сгр

X

При карбонизации бетона критическая концентрация хлоридов, при которой начинается коррозия арматуры, уменьшается в два раза, т е

С;=с;/2 (рис 7) Следова-

X

тельно, и инкубационный период при карбонизации будет меньше,те С® <СГФ

'тс

без карб

Ц т

Рис 7 Схема проникания хлоридов и углекислого газа в железобетонный элемент

Таблица 1

Случаи воздействия агрессивной среды на железобетонный элемент мостового сооружения

\Случан воз-\ действия ИзмеряХ емыйпа-\ раиетр \ Нет агрессивного воздействия Только С02 Только С1 Совместное воздействие С02 и С1

«Фронт» карбонизации не достиг арматуры «Фронт» карбонизации достиг арматуры «Фронт» хлоридов не достиг арматуры «Фронт» хлоридов достиг арматуры «Фронты» не достигли арматуры «Фронт» хлоридов достиг арматуры «Фронт» карбонизации достиг арматуры Оба «фроита» достигли арматуры

Время эксплуатации конструкции / = 0 . > ,карб *" 1ГК к С /ПС Г>ГС' тс '<С? 1<1а тс ■ ,карб г> * — тс . > ,ирб 1 ~~1тс ^ > ^«зрб ?>ГСТ тс

Параметр химического взаимодействия на уровне арматуры ц = 0 Й^Ркр ц = 0 Р<Ркр М>Ркр

Концентрация хлоридов на уровне арматуры С = 0 С = 0 С<С*р С>Скр С<СКр С>Скр С<Скр С>Скр

Напряжение в бетоне, ств АоЪ-Во Б3 -4а Х1(М) е - -Во Хг(ц) е3 лоу1(С)е-.воу2(С)е3 Ло XI&0 ЧМО Е - Во Хг(м-) Уг(С) е 3

Напряжение в арматуре а„ = аЕга

Глубина коррозии арматуры, 5 0 а(/-Ср6)Р 0 «о-о* 0 <х(г-Ср6)р

Учитывается, что коррозия арматуры может начаться не только при воздействии хлоридов, но и в результате карбонизации По аналогии с хлорид-ной коррозией принято, что коррозия арматуры начинается при достижении у ее поверхности некоторой критической величины параметра химического взаимодействия цкр

В табл 1 приводятся случаи воздействия агрессивной среды (на примере хлоридов и углекислого газа) на железобетонный конструктивный элемент, где под «фронтом» понимается наличие в данной точке железобетонного элемента величины С = Скр или ц =(лкр

Четвертая глава посвящена вопросам расчета напряженно-деформированного состояния и долговечности элементов железобетонных мостовых конструкций (стойки, балки, плиты проезжей части), подвергающихся воздействию хлоридсодержащей среды и карбонизации с использованием построенных моделей Для этих конструктивных элементов получены разрешающие уравнения, позволяющие определять их напряженно-деформированное состояние с учетом действия агрессивных условий эксплуатации Разработана методика расчета указанных конструкций и приводятся результаты численных экспериментов

Уравнение равновесия для сжимаемой круглой стойки опоры имеет вид N = NS + NC, (13)

где Ы- действующее на стойку сжимающее усилие, Ы, - усилие, воспринимаемое арматурой, А^ - усилие, воспринимаемое бетоном

(14)

1*1

Л

Мс = \\ас = ]Ч(С,ц,г)2тфф (15)

к 0

где / - время, а, - напряжение в арматуре, Кя(1) - площадь сечения г-того арматурного стержня, и5 - количество арматурных стержней, сс(С,ц,/) - напряжение в бетоне, - площадь поперечного сечения элемента, занятая бетоном, р — координата вдоль радиуса круглого сечения (0 < р < /?)

Уравнение (13) путем интегрирования можно привести к виду

N = еа„ -е3а,2 + е"'а,3,

(16)

где а„ - коэффициенты, зависящие от стадии работы элемента г

Для прямоугольной железобетонной балки, подверженной агрессивному воздействию уравнения равновесия имеют вид

^ С)

М + ст\А,(1) + ^Л{1) + Ь | ар(С,\1,1)с1: + Ь | ас (С,|Д,?)<£: = О,

(17)

-'»(О

МО

Интегрируя уравнения (17), получим

(ф (0)" - [-(=0 (О)' Л>. + (=» ('))' ^ + (--а (О)2 Л« +

+-о(<К,„ + -[(=0(*))'- -о-Л,п]ф(') = Л/, (18)

Г /7 , . (!{?) Х[ --2

м

"тЬИ'Ш-^М-«, 2

"(^('»'^--СО-.-^]

где вид коэффициентов зависит от стадии работы элемента г

Расчет нагруженных элементов, подвергающихся воздействию хлорид-ной коррозии и карбонизации, производится в три этапа этап силового на-гружения, этап погружения элемента в агрессивную среду и этап деформирования конструктивного элемента во времени с учетом изменения механических свойств материала под влиянием среды

Результаты расчета прямоугольной железобетонной балки для случая воздействия агрессивной среды одновременно на верхнюю и нижнюю ее поверхности приведены на рис 8, 9 и в табл 2

10 15 20 Время, голы

-Напряжение в растянутой арматуре -Напряжение в сжатой арматуре

-*-1=0

■ Iпред

Рис 8 Изменение напряжений в арматуре с течением времени

----о 125-1

Напряжение МПа

Рис 9 Эпюра напряжений в бетоне в сечении балки в начальный момент времени и в момент наступления предельного состояния

Таблица 2

Продолжительность инкубационного периода 1тс и время наступления прс-

Карбонизация Критическая концентрация хлоридов, % от веса цемента /тс, С)Т ^пред9 СуТ

нет 0,4 1194 12751

есть 0,2 997 12554

ОСПОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

В диссертации разработаны расчетные модели и методики расчета поврежденных железобетонных пролетных строений и других элементов мостовых конструкций, подвергающихся совместному действию карбонизации и хлоридной агрессии, то есть агрессивных сред, наиболее характерных для мостовых конструкций

В процессе исследований выполнено следующее 1 Проведен анализ состояния железобетонного мостового парка России с точки зрения коррозионных повреждений и показано, что агрессивные среды являются весьма важным внешним фактором, влияющим на долговечность пролетных строений мостов В мостовых сооружениях особенно ярко проявляются такие факторы, как карбонизация и хлоридная коррозия К сожалению, до настоящего времени в процессе обследования сооружений эти фак-

торы диагностировались, но их влияние на оценку несущей способности пролетных строений и других эле!\1ентов железобетонных мостов было скорее качественное, чем копичестиспное

2 Проведен анализ экспериментальных данных по влиянию карбонизации хлоридсодержащих сред на прочностные и деформативные характеристики компонентов железобетонных конструкций мостовых пролетных строений и показан характер неоднородной по объему деградации механических свойств

3 Построена система моделей, описывающих деформирование и разрушение нагруженных стоечных, балочных и плитных элементов железобетонных мостовых конструкций с учетом одновременного деструктирующего воздействия карбонизации и хлоридсодержащей среды одновременном действии нагрузки

4 Разработана модель взаимодействия железобетонных элементов мостовых конструкций с окружающей средой, приводящей к развитию процесса карбонизации Также построена модель взаимодействия железобетонного конструктивного элемента с окружающей средой, приводящей к развитию процессов одновременно и карбонизации и хлоридной коррозии в нагруженном элементе

5 Проведена идентификация построенных моделей по экспериментальным данным и получен набор коэффициентов, позволяющий проводить компьютерное моделирование и исследование влияния различных факторов на напряженно-деформированное состояние стержневых, балочных и плитных элементов железобетонных мостовых конструкций

6 Разработаны методики расчета железобетонной стойки опоры, балочных и плитных железобетонных элементов мостовых сооружений с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридсодержащей среды

7 С использованием построенных моделей проведено исследование концентрационных полей и напряженно-деформированного состояния стержневых, балочных железобетонных элементов мостовых конструкций с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридсодержащей среды

8 Для расчета железобетонных элементов мостовых конструкций, подвергающихся совместному воздействию карбонизации и хлоридной коррозии

применена деформационная теория, позволившая корректно связать статическую, геометрическую и физическую стороны задачи расчета напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций

9 Проведенный анализ показал сильное влияние хлоридной коррозии и карбонизации на характер напряженно-деформированного состояния и долговечность элементов железобетонных мостовых конструкций Тем самым подтверждается необходимость обязательного учета воздействия хлоридсодержа-щих сред и процесса карбонизации при прогнозировании поведения элементов железобетонных мостовых конструкций в реальных условиях эксплуатации

10 Технико-экономическая эффективность проведенного диссертационного исследования заключается в использовании результатов работы ФГУП «Росдорнии» и ОАО «Мостострой-11» для диагностики, прогнозировании поведения, оценки остаточного ресурса железобетонных мостовых конструкций и своевременного планирования мероприятий по обследованию и ремонту

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях

1 Маринин, А Н Прогнозирование напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций при воздействии хлоридной коррозии и карбонизации /АН Маринин, Г А Наумова, И Г Овчинников // ВестникВолгГАСУ -2007 -Вып 6(23) -С 85-93

2 Маринин, А Н Состояние железобетонных мостов Саратовской области /АН Маринин, И Г Овчинников // Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций материалы III Междунар науч -техн конф - Волгоград ВолгГАСА, 2003 - Ч I - С 92-95

3 Маринин, А Н Исследование наличия хлоридов и карбонизации в бетоне российских автодорожных мостов /АН Маринин И Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь • сб науч тр междунар науч -метод межвуз. семинара - Могилев ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет", 2006 -С 271-276

4 Маринин, А Н Прогнозирование долговечности изгибаемого железобетонного элемента при воздействии агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации / В В Раткин, А. Н Маринин // Физико-математическое

моделирование систем материалы II Междунар семинара - Воронеж Воронеж гос техн ун-т, 2005 -Ч 2 - С 53-58

5 Маринин, А H Исследования наличия хлоридов и карбонизации в бетоне отечественных автодорожных мостов /АН Маринин // Актуальные вопросы строительства материалы Междунар науч -техн конф - Саранск Изд-воМордов ун-та, 2005 - С 625-630

6 Маринин, А H Прогнозирование напряженного состояния изгибаемого железобетонного элемента при воздействии хлоридсодержащей среды и карбонизации / В В Раткнн, А H Маринин // Материалы и технологии XXI века сборник статей IV Международной науч -техн конф - Пенза НОУ "Приволжский Дом знаний", 2006 - С 190-193

7 Маринин, А H К вопросу построения модели деформирования бетона с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридной коррозии /АН Маринин // Сборник материалов VII Междунар науч -техн конф "Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии" — Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 22

8 Маринин, А H К вопросу построения кинетической модели карбонизации железобетонных мостовых конструкций /АН Маринин // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений . материалы I Всерос научно-практ конф - Омск Изд-во СибАДИ, 2006 -Кн 1 -С 226-232

9 Маринин, А H Учет хлоридной коррозии при прогнозировании срока службы железобетонных пролетных строений /АН Маринин И Проблемы строительного материаловедения Первые Соломатовские чтения материалы Всерос науч -техн конф — Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2002 -С 209-213

10 Маринин, А H К вопросу об учете хлоридной коррозии при использовании нормативных методов расчета железобетонных мостовых конструкций /АН Маринин // Актуальные вопросы строительства Вторые Соломатовские чтения материалы Всерос науч техн конф - Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2003 - С 417-421

11 Маринин, А H Сравнительный анализ различных моделей проникания агрессивных сред в железобетонные элементы конструкций /АН

Маринин // Математическое моделирование и краевые задачи труды Всерос науч. конф - Самара СамГТУ, 2004 -Ч 1 -С 135-139

12 Маринин, AHO построении кинетической модели карбонизации железобетонных конструкций транспортных сооружений /АН Маринин // Математическое моделирование и краевые задачи труды Третьей Всерос науч конф -Самара СамГТУ,2006 - Ч 1 -С 145-148

13 Маринин, AHO прогнозировании срока службы железобетонного пролетного строения /АН Маринин // Молодые специалисты - железнодорожному транспорту тезисы докладов студенческой науч -практич конф -Саратов Изд-во "Надежда", 2002 -С 38-42

14 Маринин, А Н Определение содержания хлоридов в железобетонных конструкциях мостовых сооружений Методические указания /АН Маринин - Саратов СГТУ, 2004 - 20 с

15 Эксплуатация транспортных сооружений учеб пособие /АН Маринин [и др ] - Саратов СГТУ, 2005 - 88 с

16 Пример разработки проекта ремонта железобетонного моста . учеб пособие/А Н Маринин [и др] -Саратов СГТУ, 2005 - 194с

Маринин Александр Николаевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ХЛОРНДНОЙ КОРРОЗИИ И КАРБОНИЗАЦИИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 25 апреля 2007 г Формат 60x84'/i6 Печать трафаретная Бумага офсетная Уел пен л 1,4 Уч-изд л 1,6 Гарнитура Times New Roman Тираж 100 Заказ № 353 Отпечатано в типографии ООО «Издательство «Станица-2» 400131, г Волгоград, ул Коммунистическая, 21 Тел (8442)23-42-62

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ С УЧЁТОМ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕД.

1.1. Дефекты, повреждения или аварии конструкций транспортных сооружений, вызванные совместным влиянием коррозии и нагрузки.

1.1.1. Методы и средства диагностики элементов железобетонных мостов при проведении обследования.

1.1.1.1. Определение величины защитного слоя.

1.1.1.2. Определение ширины раскрытия и глубины трещин.

1.1.1.3. Определение прочностных характеристик бетона.

1.1.1.4. Определение глубины карбонизации бетона.

1.1.1.5. Определение содержания хлоридов в бетоне.

1.1.2. Примеры дефектов и повреждений железобетонных мостовых конструкций.

1.2. Эксплуатационные факторы деградации железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений.

1.3. Требования нормативных документов по обеспечению долговечности и коррозионной стойкости железобетонных конструкций транспортных сооружений.

1.3.1. Учет долговечности в нормативных документах.

1.3.2. Классификация агрессивных воздействий на бетон и железобетон в нормативных документах и требования к защитным свойствам материалов.

1.4.Существующие методы прогнозирования долговечности железобетонных конструкций транспортных сооружений.

1.4.1. Классификация методов прогнозирования.

1.4.2. Методы прогнозирования сроков службы мостов.

1.4.2.1. Методы прогнозирования, основанные на теории надежности.

1.4.2.2. Метод прогнозирования, основанный на показателях износа конструкций.

1.4.2.3. Прогноз сроков службы для железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах.

1.4.2.4. Экономические методы прогнозирования срока службы железобетонных мостов.

1.4.2.5. Комбинированные методы прогнозирования срока службы железобетонных мостов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАРБОНИЗАЦИИ НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ 97 2.1.Факторы, влияющие на карбонизацию.

2.1.1. Влияние характеристик бетона на скорость карбонизации.

2.1.1.1. Влияние водоцементного отношения на карбонизацию.

2.1.1.2. Влияние вида и состава цемента на карбонизацию.

2.1.1.3. Влияние трещин в бетоне на карбонизацию.

2.1.2. Влияние внешней среды на скорость карбонизации.

2.1.2.1. Влияние влажности на карбонизацию бетона.

2.1.2.2. Влияние температуры, ветра и места расположения конструкции на карбонизацию бетона.

2.2.Влияние карбонизации на характеристики бетона.

2.3. Физико-химический процесс карбонизации.

2.4.Модели проникания фронта карбонизации.

2.5. Построение математической модели процесса карбонизации.

2.6. Построение модели деформирования бетона, подверженного карбонизации.

2.6.1. Нелинейнаяразномодульная модель деформирования бетона без учета воздействия карбонизации.

2.6.2. Учет влияния карбонизации при построении модели деформирования бетона.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОВМЕСТНОГО ВЛИЯНИЯ ХЛОРИД-НОЙ КОРРОЗИИ И КАРБОНИЗАЦИИ НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

ЗЛ.Кинетика проникания хлоридсодержащей среды в железобетонные конструкции.

3.1.1. Экспериментальные данные по кинетике проникания хлоридсодержащей среды в железобетонные конструктивные элементы.

3.1.2. Моделирование кинетики проникания хлоридсодержащей среды в железобетонные конструктивные элементы.

3.2.Влияние хлоридсодержащей среды на механические характеристики бетона.

3.3.Влияние хлоридсодержащей среды на механические характеристики стальной арматуры.

3.4.Деформирование бетона в условиях воздействия хлоридсодержащей среды.

3.4.1. Модель деградации механических свойств бетона, вызванной воздействием хлоридсодержащей среды.

3.4.2. Идентификация модели деформирования бетона по экспериментальным данным.

3.5.Деформирование стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащей среды.

3.5.1. Модель деформирования стальной арматуры в железобетонной конструкции, подверженной воздействию хлоридной коррозии.

3.5.2. Характеристики коррозионного поражения стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащей среды.

3.5.3. Модели коррозионного износа материала конструкции.

3.5.4. Модель коррозионной поврежденности стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащей среды.

3.5.5. Влияние коррозионного поражения на работу армирующего элемента.

3.6. Совместное воздействие карбонизации и хлоридной коррозии на железобетонные элементы транспортных сооружений.

3.6.1. Обзор работ, посвященных совместному влиянию карбонизации и хлоридной коррозии на железобетонный конструктивные элементы.

3.6.2. Построение модели деформирование железобетона в условиях совместного воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации.

3.6.2.1. Модель деформирования бетона в условиях совместного воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации.

3.6.2.2. Модель деформирования арматуры в условиях совместного воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации.

3.6.2.3. Модель коррозионной поврежденности стальной арматуры в условиях совместного воздействия хлоридсодержащих сред и карбонизации.

3.6.2.4. Случаи воздействия агрессивной среды (на примере хлоридов и углекислого газа) на железобетонный конструктивный элемент транспортного сооружения.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

4. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ КАРБОНИЗАЦИИ И ХЛОРИДНОЙ КОРРОЗИИ.

4.1. Характерные типы железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений и варианты воздействия на них карбонизации и хлоридной коррозии

4.2. Особенности работы балок, подверженных воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды.

4.3. Модель деформирования сжимаемого железобетонного конструктивного элемента транспортного сооружения, подвергающегося воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации.

4.3.1. Вывод уравнений деформирования железобетонной стойки опоры, подвергающейся воздействию нагрузки, агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации.

4.3.2. Методология и результаты расчета железобетонной стойки опоры при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации.

4.3.2.1. Результаты расчета железобетонной стойки опоры при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации.

4.3.2.2. Верификация построенной модели сжимаемой железобетонной стойки опоры.

4.4. Модель деформирования изгибаемого железобетонного элемента транспортного сооружения, подвергающегося воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации.

4.4.1. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся воздействию нагрузки, агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации.

4.4.1.1. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся воздействию нагрузки, хлоридсодержащей среды и карбонизации для случая, когда агрессивная среда проникает с боковых поверхностей балки.

4.4.1.2. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся воздействию нагрузки, хлоридсодержащей среды и карбонизации для случая, когда хлориды и углекислый газ проникают с верху и с низу сечения.

4.4.1.3. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся всестороннему воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды, карбонизации и нагрузки.

4.4.2. Методология и результаты расчета железобетонной балки при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации

4.4.2.1. Результаты расчета железобетонной балки при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации

4.4.2.2. Верификация построенной модели изгибаемого железобетонного конструктивного элемента.

4.5. Уравнение деформирования изгибаемой железобетонной плиты проезжей части, подвергающейся воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

Актуальность темы.

В процессе эксплуатации железобетонные транспортные сооружения на автомобильных дорогах подвергаются воздействию не только эксплуатационных нагрузок, но также и агрессивных сред. При проникании в бетон элементов конструкций транспортных сооружений и взаимодействии с ним агрессивная среда вызывает изменение механических свойств, коррозионный износ арматуры и т.д. В результате происходит значительное снижение несущей способности и долговечности железобетонных конструкций транспортных сооружений, что может вызвать необходимость их преждевременного ремонта или замены. Моделирование напряженно-деформированного состояния конструкций транспортных сооружений с учетом коррозионных эффектов позволит прогнозировать наступление неблагоприятных ситуаций и тем самым избежать возможного наступления аварийного состояния и организовать проведение ремонта в наиболее оптимальное время.

Проблема борьбы с коррозией железобетонных конструкций транспортных сооружений, в частности пролетных строений мостов, под воздействием агрессивных сред в последнее время приобретает особую актуальность.

Теоретически наличие защитного слоя бетона в железобетонных конструкциях транспортных сооружений обеспечивает их долговечную безопасную работу. Однако, из-за несоблюдения толщины защитного слоя, из-за плохого качества материала, из-за непредусмотренных параметров внешней агрессивной среды, не соответствующих проектным, имеют место нарушения этой ситуации и коррозия всё равно происходит. В результате этого значительно возрастают затраты на эксплуатацию конструкций, которые могут превышать затраты на капитальное строительство. Причем такое положение дел характерно и для западных стран, и для России.

Коррозионное разрушение железобетонных конструкций транспортных сооружений, особенно мостов, в основном, происходит из-за таких факторов, как карбонизация и хлоридная коррозия, причем часто эти факторы действуют совместно. Карбонизация происходит в результате диффузии углекислого газа, который в необходимом количестве содержится в воздухе. Хлориды попадают в бетон в результате использования солей-антиобледенителей, эксплуатации конструкции в приморской атмосфере.

К сожалению, до настоящего времени, хотя в процессе обследования сооружений эти факторы диагностируются, но оценка их влияния на несущую способность и тем более долговечность конструкций носит скорее качественный, чем количественный характер.

Вопросами прогнозирования и обеспечения долговечности железобетонных конструкций, в том числе и транспортных сооружений, занимались И.Ю. Белуцкий, В.М. Бондаренко, А.И. Васильев, Л.И. Иосилевский, В.М. Круглов, В.О. Осипов, A.M. Подвальный, А.А. Потапкин, И.Д. Сахарова, А.Р. Соловьянчик, А.П. Сычев, А.А. Цернант, В.П. Чирков, В.И. Шестериков, С. Bob, A. Paeglitis и другие ученые. Проблема прогнозирования долговечности транспортных сооружений с учетом воздействия эксплуатационных агрессивных сред рассматривалась в работах И.Г. Овчинникова и В.В. Петрова с учениками и сотрудниками. В работах В.В. Раткина, Н.С. Дядькина рассматривались вопросы, связанные с моделированием поведения железобетона, контактирующего с хлоридсодержащей средой; в работах А.В. Кривцова моделировалось поведение плитных железобетонных конструкций в хлоридсодержащей среде; Т.С. Фаизов рассматривал поведение сталежелезобетонных конструкций в агрессивной среде, Р.Б. Гарибов с P.P. Инамовым исследовали поведение железобетонных конструкций в условиях как хлоридной, так и сульфатной коррозии с учетом эффектов ползучести. В работах А.И. Овчинниковой рассматривалось поведение железобетонных водопропускных труб с учетом хлоридной агрессии, а в работах И.И. Овчинникова - поведение предварительно напряженных железобетонных конструкций с учетом коррозионного растрескивания арматуры.

Проведенный анализ публикаций показывает, что в научных центрах России и за рубежом ведется определенная работа по разработке методов прогнозирования состояния железобетонных конструкций пролетных строений мостов и других элементов транспортных сооружений на автомобильных дорогах с учетом влияния агрессивных сред, но публикаций, посвященных учету совместного влияния и карбонизации и хлоридной коррозии на напряженно-деформированное состояние железобетонных элементов конструкций мало, хотя такое сочетание агрессивных сред весьма широко распространено.

Эти обстоятельства и определяют актуальность диссертационной работы.

Цель диссертационной работы: Целью работы является разработка моделей и методики расчёта нагруженных железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений с учетом совместного действия карбонизации и хлоридной коррозии.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- анализ изменений, вызываемых воздействием карбонизации и хлоридсо-держащих сред на железобетонные конструктивные элементы транспортных сооружений на автомобильных дорогах;

- разработка моделей деформирования и разрушения поврежденных железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений, с учетом совместного влияния карбонизации и хлоридной коррозии при одновременном действии нагрузки;

- разработка методик идентификации построенных моделей деформирования и разрушения железобетонных конструкций транспортных сооружений при работе их в агрессивных средах по экспериментальным данным;

- разработка методик расчета железобетонных стержневых, балочных, пластинчатых элементов конструкций транспортных сооружений с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридной коррозии, проведение численных экспериментов и исследование влияния совместного воздействия карбонизации и хлоридсодержащих сред на изменение напряженно-деформированного состояния и долговечности указанных элементов конструкций.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- проведен выборочный анализ автодорожного мостового парка РФ с точки зрения коррозионных повреждений, вызванных влиянием хлоридной коррозии и карбонизации;

- приведен анализ экспериментальных данных по хлоридной коррозии и карбонизации, полученных на реально действующих мостах и в лабораторных условиях, которые позволили отметить степень и интенсивность коррозионного поражения железобетонных конструкций;

- на основании анализа экспериментальных данных по кинетике этих процессов предложена модель, учитывающая одновременное влияние и хлоридной коррозии и карбонизации на напряженно-деформированное состояние несущих мостовых конструкций в процессе эксплуатации и основанная на использовании деформационного подхода к моделированию поведения железобетонных конструкций;

- получены уравнения, описывающие поведение железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений при совместном влиянии на них карбонизации и хлоридной коррозии, разработана методика расчета элементов этих конструкций и проведено численное исследование, и сопоставление с экспериментом, подтвердившее возможность использования построенных моделей для прогнозирования поведения железобетонных конструкций транспортных сооружений в агрессивных условиях эксплуатации.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные модели и методики расчета могут быть применены при диагностике для прогнозирования напряженно-деформированного состояния нагруженных конструкций транспортных сооружений на автомобильных дорогах, работающих в условиях совместного воздействия карбонизации и хлоридной коррозии.

Реализация работы.

Результаты работы приняты к использованию ФГУП «Росдорнии», ОАО «Мостострой-11» для диагностики, прогнозирования поведения, оценки остаточного ресурса железобетонных мостовых конструкций и своевременного планирования мероприятий по обследованию и ремонту. В Саратовском государственном техническом университете (СГТУ), Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете (ВолгГАСУ) результаты работы используются при проведении занятий со студентами специальностей «Мосты и транспортные тоннели» и «Автомобильные дороги и аэродромы».

Достоверность результатов работы обеспечивается, сопоставлением результатов численного моделирования с имеющимися экспериментальными данными, а также с некоторыми результатами численного моделирования, произведенного другими авторами, и решением ряда тестовых задач.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на студенческой научно-практической конференции «Молодые специалисты железнодорожному транспорту» (г. Саратов, 2002 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы строительного материаловедения» (г. Саранск, 2002 г.); на ряде Всероссийских научно-технических конференциях «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2002, 2003, 2005 гг.); на III Международной научно-технической конференции «Надёжность и долговечность строительных материалов и конструкций» (г. Волгоград, 2003 г.); на I и III Всероссийских научно-технических конференциях «Математическое моделирование и краевые задачи» (г. Самара, 2004, 2006 гг.); на Международном научно-методическом межвузовском семинаре «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь» (г. Могилев, 2005 г.); на II Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (г. Воронеж, 2005 г.); на IV Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2006 г.); на II Международной научно-технической конференции «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (г. Саранск, 2006 г.); на Ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава (г. Волгоград, 2006 г.); на VII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г.Тула, 2006 г.); на I Всероссийской научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г. Омск, 2006). Работа докладывалась на расширенном заседании кафедры «Мосты и транспортные сооружения» СГТУ в сентябре 2007 г., а также на заседании кафедры «Мосты и сооружения на дорогах» Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (ВолгГА-СУ) в сентябре 2007 г.

Публикации.

Основные результаты диссертационной работы отражены в 17 публикациях, в том числе в двух учебных пособиях и методических указаниях. Одна статья опубликована в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объем работы.

Диссертация объемом 196 страница машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 191 наименований, 6 приложений и включает 118 рисунков и 70 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Проведен анализ состояния железобетонного мостового парка России с точки зрения коррозионных повреждений и показано, что агрессивные среды являются весьма важным внешним фактором, влияющим на долговечность пролетных строений мостовых сооружений. Установлено, что в мостах и других транспортных сооружениях особенно ярко проявляются такие факторы, как карбонизация и хлоридная коррозия. До настоящего времени эти факторы диагностировались, но учет их влияния на несущую способность пролетных строений и других элементов железобетонных мостов практически не проводился.

2. Проведен анализ экспериментальных данных по влиянию карбонизации и хлоридсодержащих сред на прочностные и деформативные характеристики компонентов железобетонных конструкций транспортных сооружений и установлен характер неоднородной по объему деградации механических свойств.

3. Построена система моделей, описывающих деформирование и разрушение нагруженных стоечных, балочных и плитных элементов железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом одновременного деструкти-рующего воздействия карбонизации и хлоридсодержащей среды при одновременном действии нагрузки.

4. Разработана модель взаимодействия железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений с окружающей средой, приводящей к развитию процесса карбонизации. Построена модель взаимодействия железобетонного конструктивного элемента транспортного сооружения с окружающей средой, приводящей к развитию процессов одновременно и карбонизации и хлоридной коррозии в нагруженном элементе.

5. Проведена идентификация построенных моделей по экспериментальным данным и определены коэффициенты, позволяющие проводить компьютерное моделирование и исследование влияния различных факторов на напряженно-деформированное состояние железобетонных стоек, балочных и плитных конструкций транспортных сооружений и прогнозировать его изменение.

6. Разработаны методики расчета железобетонной стойки опоры, балочных и плитных железобетонных элементов транспортных сооружений с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридсодержащей среды, позволяющие прогнозировать их состояние.

7. С использованием построенных моделей проведено исследование напряженно-деформированного состояния железобетонных стоек и балок мостовых сооружений с учетом совместного действия карбонизации и хлоридной коррозии.

8. Для расчета железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений, подвергающихся совместному воздействию карбонизации и хлоридной коррозии применена деформационная теория, позволившая корректно связать статическую, геометрическую и физическую стороны задачи расчета напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций.

9. В результате проведенного анализа установлено сильное деструктирующее влияние хлоридной коррозии и карбонизации на характер напряженно-деформированного состояния и долговечность элементов железобетонных конструкций транспортных сооружений. Тем самым подтверждается необходимость обязательного учета воздействия хлоридсодержащих сред и процесса карбонизации при прогнозировании поведения элементов железобетонных конструкций транспортных сооружений в реальных условиях эксплуатации.

10. Технико-экономическая эффективность проведенного диссертационного исследования заключается в использовании результатов работы ФГУП «Росдорнии» и ОАО «Мостострой-11» для диагностики, прогнозировании поведения, оценки остаточного ресурса железобетонных мостовых конструкций и своевременного планирования мероприятий по обследованию и ремонту.

1. Агафонов В.В. Разработка физико-математической модели атмосферной коррозии металлов и метода прогнозирования их коррозионной стойкости в различных климатических районах. Автореф. дисс. . канд. техн. наук / В.В. Агафонов. -М.: НИФХИ, 1978. - 25 с.

2. Алексеев С.Н. Долговечность железобетона в агрессивных средах / С.Н. Алексеев, Ф.М. Иванов, С. Модры, П. Шиссль. М.: Стройиздат, 1990. -320 с.

3. Алексеев С.Н. Кинетика карбонизации бетона / С.Н. Алексеев, Н.К. Розенталь // Бетон и железобетон. 1969. - №4. - С. 22-23.

4. Алексеев С.Н. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде / С.Н. Алексеев, Н.К. Розенталь. М.: Стройиздат, 1976. - 205 с.

5. Анисимов А.В. Деградационные процессы в железобетоне мостовых конструкций. Методы оценки и прогнозирования: Дисс. . канд. техн. наук / А.В. Анисимов. Пенза, 2003. - 186 с.

6. Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов / П.А. Антикайн. М.: Энергия, 1980. - 424 с.

7. Артамонов B.C. Защита от коррозии транспортных сооружений: Справочная книга / B.C. Артамонов, Г.М. Молгина; под ред. С.Г. Веденкина. М.: Транспорт, 1976. - 192 с.

8. Атакузиев Т.А. Изучение кислотной коррозии цементов: Дисс. . канд. техн. наук / Т.А. Атакузиев. Ташкент, 1964. - 130 с.

9. Ахмедов P.M. Методика определения межремонтных сроков службы автодорожных мостов / P.M. Ахмедов // Тез. респ. науч.-практ. конф. Молодых ученых. Душанбе, 1990. - С. 140-141.

10. Байков В.Н. Об уточнении аналитических зависимостей диаграммы растяжения арматурных сталей / В.Н. Байков, С.А. Мадатян, J1.C. Дудоладов, В.М. Митасов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1983. - № 9. -С. 1-5.

11. Бережное К.П. Коррозионно-механическая прочность строительных сталей в агрессивных средах / К.П. Бережнов, В.В. Филиппов // Цветная металлургия. 1986. - № 9. - С. 70-72.

12. Берукштис Г.К. Коррозионная устойчивость металлов и металлических покрытий в атмосферных условиях / Г.К. Берукштис, Г.Б. Кларк. -М.: Наука, 1971. 159 с.

13. Бондаренко В.М. Расчетные модели силового сопротивления железобетона: Монография / В.М. Бондаренко, В.И. Колчунов. М.: Изд-во АСВ, 2004. - 472 с.

14. Васильев А.И. Вероятностная оценка остаточного ресурса физического срока службы железобетонных мостов / А.И. Васильев // Труды ЦНИИС. М.: ЦНИИС, 2002. - Вып. 208. - С. 101-120.

15. Васильев А.И. Методология системного подхода к нормированию и натурным исследованиям автодорожных мостов:: Автореф. дис. . д-ра техн. наук: 05.23.11/ А.И. Васильев; Науч.-исслед. ин-ст транспортного строительства. М., 2003. - 65 с.

16. Васильев А.И. Прогноз коррозии арматуры железобетонных конструкций автодорожных мостов в условиях хлоридной агрессии и карбонизации / А.И. Васильев, A.M. Подвальный // Бетон и железобетон, -№6,-2002,-С. 27-32.

17. Васильев А.И. Расчетные сроки эксплуатации мостов / А.И. Васильев // Транспортное строительство. 1980. - №3. - С. 39-37, 49.

18. Виноградский Д.Ю. Эксплуатация и долговечность мостов / Д.Ю. Виноградский, Ю.Д. Руденко, А.А. Шкуратовский. К.: Буд1вельник, 1985. -104 с.

19. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990. - 38 с.

20. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

21. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности.

22. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

23. ГОСТ 22904-93. Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры.

24. Гусев Б.В. Математические модели процессов коррозии бетона / Б.В. Гусев, А.С. Файвусович, В.Ф. Степанова, Н.К. Розенталь. М.: Информационно-издательский центр «ТИМР», 1996. - 104 с.

25. Гуща Ю.П. Исследование характера упруго-пластических деформаций стержневой арматуры / Ю.П. Гуща, Б.П. Горячев, О.М. Рыбаков // Эффективные виды арматуры железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1970. -255 с.

26. Долинский В.М. Расчет нагруженных труб, подверженных коррозии / В.М. Долинский // Химическое и нефтяное машиностроение. 1967. - № 2. -С. 9-10.

27. Долинский В.М. Расчет элементов конструкций, подверженных равномерной коррозии / В.М. Долинский // Исследования по теории оболочек. Казань, 1976. - Вып.7. - С. 37-42.

28. Дороненков КМ. Исследование коррозии материалов в строительных конструкциях и защита от коррозии в химических производствах: Дисс. канд. техн. наук / И.М. Дороненков. М., 1961.-330 с.

29. Дымченко В.Г. Коррозия железобетона под действием углекислого газа / В.Г. Дымченко и др. // Строительные материалы и конструкции. -1990. №1. - С.29-30.

30. Еремеев В.П. Классификация дефектов автодорожных мостов / В.П. Еремеев, И.В. Ярцев // Автомобильные дороги. 1982. - №3. - С.22-23.

31. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: справочник. В 2 т. Т. 2. / Под ред. А.А. Герасименко. М.: Машиностроение, 1987. - 784 с.

32. Землянский А.А. Обследование и испытание зданий и сооружений: учебное пособие / А.А. Землянский. М.: Изд-во АСВ, 2001. - 240 с.

33. Иванов Ф.М. Длительные испытания бетона в растворах хлористых солей / Ф.М. Иванов, Н.Н. Янбых // Бетон и железобетон. 1982. - № 6. - С. 26-27.

34. Иванов Ф.М. Коррозионные процессы и стойкость бетона в агрессивных средах. Автореф. дис. . д-ра техн. наук / Ф.М. Иванов; Научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ). М., 1969. -38 с.

35. Иванов Ф.М. Оценка воздействий внешней среды на бетон в нормативных документах / Ф.М. Иванов, Н.К. Розенталь // Бетон и железобетон. 1990.-№11.- С. 42-44.

36. Инструкция по проведению осмотров мостов и труб на автомобильных дорогах (ВСН 4-81)/Минавтодор РСФСР. М.: Транспорт, 1981.-32 с.

37. Иосилевский Л.И. О прогнозировании долговечности мостовых железобетонных конструкций / Л.И. Иосилевский, В.П. Чирков // Транспортное строительство. 1973. -№10. - С. 41-43.

38. Иосилевский Л.И. Практические методы управления надёжностью железобетонных мостов / Л.И. Иосилевский М.: Науч.изд.центр «Инженер», 2001.-296с.

39. Кадыров М.Х. Прогнозирование коррозии металлов в закрытых помещениях / М.Х. Кадыров, А.И. Голубев, Б.Б. Заикин // Промышленное строительство. 1971. - № 8. - С. 43-44.

40. Карпенко Г.В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов / Г.В. Карпенко. К.: Наукова думка, 1976. - 125 с.

41. Карпунин В.Г. К расчету гибких физически нелинейных пластин с учетом сплошной коррозии / В.Г. Карпунин // Исследования по теории оболочек. Казань, 1976. - Вып.7. - С. 37-42.

42. Карпунин В.Г. К расчету пластин и оболочек с учетом общей коррозии / В.Г. Карпунин, С.И. Клещев, М.С. Корнишин // Труды X Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин. Тбилиси: Мецниереба, 1975.-Т.1.-С. 166-174.

43. Кошелев Г.Г. Коррозионная устойчивость малоуглеродистых и низколегированных сталей в морской воде / Г.Г. Кошелев, И.Л. Розенфельд // Исследования коррозии металлов. М., 1960. - С. 333-344.

44. Кудайбергенов Н.Б. Основы обеспечения долговечности стальных строительных конструкций промзданий в агрессивных средах: Автореф. дисс. . д.т.н. / Н.Б. Кудайбергенов. М., 1994. - 31 с.

45. Лукаш П.А. Основы нелинейной строительной механики / П.А. Лукаш. М.: Стройиздат, 1978. - 204 с.

46. Мадатян С.А. Диаграмма растяжения высокопрочной арматурной стали в состоянии поставки / С.А. Мадатян // Бетон и железобетон. 1985. -№2.-С. 12-13.

47. Майер Г.Г. Система европейских стандартов на бетон и составляющие материалы / Г.Г. Майер // Бетон и железобетон. 2002. - №1. -С. 2-4.

48. Матвеев В.К. Современные методы обследования автодорожных мостов, опыт Т.К.М. / В.К. Матвеев, В.К. Блохин, О.В. Крутиков // Сборник трудовМИИТак 100-тию института.-М., 1998.-С. 141-163.

49. Маринин А.Н. Сравнительный анализ различных моделей проникания агрессивных сред в железобетонные элементы конструкций /

50. A.Н. Маринин // Математическое моделирование и краевые задачи: труды Всерос. науч. конф. Самара: СамГТУ, 2004. - Ч. 1. - С. 135-139.

51. МГСН 5.02-99. Проектирование городских мостовых сооружений. -М.: ГУП «НИАЦ», 1999

52. Методика определения содержания хлоридов в железобетонных конструкциях мостовых сооружений /Росавтодор. М., 2002. - 20 с.

53. Методика расчётного прогнозирования срока службы железобетонных пролётных строений автодорожных мостов / ГП РОСДОРНИИ. М.: ПО «Вёрстка», 2001.- 128 с.

54. Минас А.И. Солевая форма физической коррозии строительных материалов и методы борьбы с ней: Дисс. докт. техн. наук / А.И. Минас. М., 1961.-Т. 2.-215 с.

55. Михайловский Ю.Н. Физико-математическое моделирование коррозии стали в атмосферных условиях / Ю.Н. Михайловский, В.В. Агафонов, В.А. Саньков // Защита металлов. 1977. -№ 5. - С. 515-522.

56. Москвин В.М. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В.М. Москвин, Ф.М. Иванов, С.Н. Алексеев, Е.А. Гузеев; под общ. ред. В.М. Москвина. М.: Стройиздат, 1980. - 536 с.

57. Москвин В.М. Применение предварительно напряженных железобетонных конструкций в промышленных сооружениях с агрессивной средой / В.М. Москвин // Бетон и железобетон. 1964. - №11. - С. 481-486.

58. Москвин В.М. Трещины в железобетоне и коррозия арматуры /

59. B.М. Москвин, С.Н. Алексеев, Г.П. Вербецкий, В.И. Новгородский. М.: Стройиздат, 1971. - 144 с.

60. Мещанский Н.А. Определение сравнительной агрессивности главнейших газов к стали, бетону и защитным органическим покрытиям / Н.А. Мощанский, Е.А. Пучинина // Коррозия железобетона и методы защиты. Труды НИИЖБ. М., 1962. - Вып. 28. - С. 5-27.

61. Найвельт В.В. Почему разрушаются мосты / В.В. Найвельт, А.Н. Слободчиков, JI.A. Феднер // Автомобильные дороги. 1989. - № 10. - С. 1011.

62. Наумова Г.А. Моделирование коррозионных и деформационных процессов в конструкциях, взаимодействующих с агрессивной средой / Г.А. Наумова, И.И. Овчинников. Волгоград: ВолгГАСУ, 2006. - 60 с.

63. Овчинников ИГ. Деформирование и разрушение цилиндрических оболочек из нелинейно-упругих материалов с учетом диффузии агрессивной среды / И.Г. Овчинников, Е.В. Гарбуз. Саратов: Саратов, политехи, ин-т, 1983. - 37 с. Деп. в ВИНИТИ 25.10.83, № 5822-83.

64. Овчинников И.Г. Моделирование поведения железобетонных элементов конструкций в условиях воздействия хлоридсодержащих сред / И.Г. Овчинников, В.В. Раткин, А.А. Землянский. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2000.-232 с.

65. Овчинников И.Г. Моделирование ползучести железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений в агрессивных средах / И.Г. Овчинников, М.С. Пшеничников, В.В. Раткин. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001 - 140 с.

66. Овчинников ИГ. Об одной модели коррозионного разрушения / И.Г. Овчинников // Механика деформируемых сред. Саратов: СПИ, 1979. -Вып.б.-С. 183-188.

67. Овчинников И.Г. Прочность и долговечность железобетонных элементов конструкций в условиях сульфатной агрессии / И.Г. Овчинников, P.P. Инамов, Р.Б. Гарибов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001- 164 с.

68. Овчинников И.Г. Работоспособность конструкций в условиях высокотемпературной водородной коррозии / И.Г. Овчинников, Т.А. Хвалько. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. - 176 с.

69. Овчинников И.Г. Работоспособность сталежелезобетонных элементов конструкций в условиях воздействия хлоридсодержащих сред / И.Г. Овчинников, В.В. Раткин, Р.Б. Гарибов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та,2002.- 156 с.

70. Овчинников И.Г Расчёт элементов конструкций с наведённой неоднородностью при различных схемах воздействия хлоридсодержащих сред / И.Г. Овчинников, Н.С. Дядькин. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т,2003.-240 с.

71. Овчинников И.Г. Расчетные модели и методы расчета элементов конструкций, работающих при воздействии агрессивных сред. Автореф. дисс. . докт. техн. наук/И.Г. Овчинников. -М., 1988.-35 с.

72. ОДМ 218.0.018-03 Определение износа конструкций и элементов мостовых сооружений на автомобильных дорогах. М.: Росавтодор, 2003. -97 с.

73. ОДН. Нормы износа и сроков службы мостовых сооружений на автомобильных дорогах. ГП РосдорНИИ (проект, контракт 109-03.017-01Д).

74. ОДН 218.017-2003 Руководство по оценке транспортно-эксплуатационного состояния мостовых конструкций. М.: ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР», 2004. - 49 с.

75. Острейковский В.А. Теория надежности / В.А. Острейковский. -М.: Высшая школа, 2003. 464 с.

76. Павлов П.А. Прочность сталей в коррозионных средах / П.А. Павлов, Б.А. Кадырбеков, В.А. Колесников. Алма-Ата: Наука, 1987. - 272 с.

77. Перкинс Ф. Железобетонные сооружения: Ремонт, гидроизоляция и защита / Ф. Перкинс; пер с англ.; под ред. М.Ф. Цитрона. М.: Стройиздат, 1980.-256 с.

78. Петров В.В. Расчет пластинок и оболочек из нелинейно-упругого материала / В.В. Петров, И.Г. Овчинников, В.И. Ярославский. Саратов: Изд-во СГУ, 1976. - 132 с.

79. Подвальный A.M. Стойкость бетона в напряженном состоянии в агрессивных средах / A.M. Подвальный // Коррозия железобетона и методы защиты. Труды НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1960. - Вып. 15. - 132 с.

80. Полак А.Ф. Математическая модель процесса коррозии бетона в жидких средах / А.Ф. Полак // Повышение долговечности строительных конструкций в агрессивных средах. Уфа, 1987. - С. 29-33.

81. Попеско А.И. Работоспособность железобетонных конструкций, подверженных коррозии / А.И. Попеско. СПб.: СПб гос. архит.-строит. ун-т, 1996.- 182 с.

82. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. -М.: АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ», 1997 . 112 с.

83. Потапкин А.А. Оценка ресурсов мостов с учётом дефектов и повреждений / А.А. Потапкин // Вестник мостостроения. 1997. - №3. - С. 22-23.

84. Пухонто JI.M. Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений: (силосов, бункеров, резервуаров, водонапорных башен, подпорных стен) / JI.M. Пухонто. М.: Изд-во АСВ, 2004. - 424 с.

85. Ратинов В.Б. Химия в строительстве / В.Б. Ратинов, Ф.М. Иванов. М.: Стройиздат, 1977. - 220 с.

86. РДН 218.05.14-2000. Определение и прогнозирование износа мостовых сооружений на автомобильных дорогах Краснодарского края / ГП РОСДОРНИИ. М.: Фирма «Верстка», 2001.-130 с.

87. Рискинд Б.Я. Работа стержневой арматуры на сжатие / Б.Я. Рискинд, Г.И. Шорникова // Бетон и железобетон. 1974. - № 10. - С. 3-4.

88. Розенталь Н.К. Защитные свойства бетона и их изменение во времени / Н.К. Розенталь //Бетон и железобетон. 1970. - №6. - С. 40-41.

89. Розенталь Н.К. Карбонизация бетона в условиях тропического климата / Н.К. Розенталь, X. Суаснабар // Бетон и железобетон. 1986. - №7. -С. 11-13.

90. Руфферт Г. Дефекты бетонных конструкций / Г. Руфферт; пер. с нем. И.Г. Зеленцова; под ред. В.Б. Семенова. М.: Стройиздат, 1987. - 111 с.

91. Рысева О.П. Долговечность изделий из железобетона для промзданий на Крайнем Севере с эксплуатационной средой, содержащей хлор. Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.05, 05.23.01/ О.П. Рысева; Киевский инж.-строит. ин-т. Киев, 1990. - 19 с.

92. Сетков В.Ю. Действие углекислого газа на железобетонные балки и плиты промышленных зданий и сооружений / В.Ю. Сетков, И.С. Шибанова, О.П. Рысева // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - №2. -С.4-6.

93. Сетков В.Ю. Разрушение железобетонных конструкций промышленных зданий при действии хлора / В.Ю. Сетков, И.С. Шибанова, О.П. Рысева // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1989. -№11.-С.6-10.

94. Сетков В.Ю. Срок службы монолитных железобетонных перекрытий промзданий в среде, содержащей хлор / В.Ю. Сетков, И.С. Шибанова, О.П. Рысева // Бетон и железобетон. 1991. - №9. - С.27-28.

95. Силаенков Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов / Е.С. Силаенков. М.: Стройиздат, 1986. - 176 с.

96. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: Госстрой, 1985. - 56 с.

97. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы М.: Госстрой, 1996. - 213 с.

98. СНиП 3.06.04-91. Мосты и трубы. -М.:ГУПЦПП, 1997.- 166 с.

99. СНиП 3.06.07-86. Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 40 с.

100. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. М.: Госстрой России, 2002. - 58 с.

101. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: Госстрой, 2004. - 26 с.

102. Соколовский В.В. Теория пластичности / В.В. Соколовский. М.: Высшая школа, 1969. - 608 с.

103. СП 52-101-03. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: Госстрой России, 2003. - 127 с.

104. СТ СЭВ 2440-80. Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Классификация агрессивных сред, 1980

105. Степанов Р.Д. Расчет на прочность конструкций из пластмасс, работающих в жидких средах / Р.Д. Степанов, О.Ф. Шленский. М.: Машиностроение, 1981. - 136 с.

106. Степанова В.Ф. Теоретические основы и практическое обеспечение сохранности арматуры в бетонах на пористых заполнителях :: Дис. д-ра техн. наук : 05.23.05 / В. Ф. Степанова. М., 2003. - 268 с.

107. Строительные материалы. Учебно-справочное пособие / Под ред. Г.А. Айрапетова, Г.В. Несветаева. Ростов н/Д: Изд-во «Феникс», 2004 - 608 с.

108. Сытник В.И. О результатах экспериментальных исследований прочностных и деформативных характеристик бетонов М600-1000 / В.И. Сытник, Ю.А. Иванов. Киев: НИИСК, 1962. - 120 с.

109. Тумас Е.В. Состояние свайных и стоечных опор мостов / Е.В. Тумас, П.В. Рутгерс // Автомобильные дороги. 1974. - №7. - С. 12-13.

110. Тысячук В.В. Карбонизация цементного камня в ячеистых бетонах неавтоклавного твердения /В.В. Тысячук, А.В. Свинарев. Электронный ресурс: http://www.penostroy.ru/stat004.html, 2005

111. Холмянский М.М. Бетон и железобетон: Деформативность и прочность / М.М. Холмянский. М.: Стройиздат, 1997. - 576 с.

112. Чирков В.П. Прогнозирование сроков службы железобетонных конструкций. Учебное пособие / В.П. Чирков. М.: МИИТ, 1997. - 56 с.

113. Шварц Г. А. Коррозия статически напряженных сталей в растворах галоидных солей, содержащих окислители / Г.А. Шварц // Конструкционные неметаллические материалы и коррозия металлов. Труды НИИХИММАШ. -М.: Наука, 1954. Вып. 17. - 176 с.

114. Шестериков В.И. Оценка и прогнозирование состояния мостов на автомобильных дорогах в системе управления их эксплуатацией:: Автореф. дис. . д-ра техн. наук: 05.23.11/ В.И. Шестериков; ГП «Росдорнии». М., 2004. - 60 с.

115. Berke N.S. Predicting Chloride Profiles in Concrete / N.S. Berke, M.C. Hicks // Corrosion (USA). 1994. - 50. - № 3. - P. 234-239.

116. Berman H.A. Determination of Chloride in Hardened Portland Cement Paste, Mortar and Concrete / H.A. Berman // Rept. FHWA-RD-72-12. Federal Highway Administration. Washington: Federal Highway Administration, 1972. -22 pp.

117. Berver E. W. Effects of Wrapping Chloride Contaminated Concrete with Fiber Reinforced Plastics / E.W. Berver, J.O. Jirsa, D.W. Fowler, H.G. Wheat, T. Moon. Austin, Texas: The University of Texas at Austin, 2001. - 112 pp.

118. Bob C. Probabilistic Assessment of Concrete Structures Durability / C. Bob // Safety, Risk, Reliability -Trends In Engineering. Malta, 2001.

119. Brown R.D. Design Prediction of the Life for Reinforced Concrete in Marine and Other Chloride Environments / R.D. Brown // Durability of Building Materials. Amsterdam: Elsevier Scientific, 1982. - Vol. 1. - P. 113-125.

120. Cady P.D. Corrosion of Reinforcing Steel / P.D. Cady // Significance of Tests and Properties of Concrete and Concrete-Making Materials, STP-169B, ASTM. Philadelphia, 1978. - P. 275-299.

121. Cady P.D. Predicting service life of concrete bridge decks subjected to reinforcement corrosion / P.D. Cady, R.E. Weyers // Proc. Corrosion Forms & Control for Infrastructure. San Diego, 1992.

122. Cavalier P.G. Investigation and Repair of Reinforcement Corrosion in a Bridge Deck / P.G. Cavalier, P.R. Vassie // Proc. Inst, of Civil Engineers (London). 1981.-Vol. 70.-P. 461-480.

123. Ciampoli M. Probability-based durability design of reinforced concrete structures / M. Ciampoli, P. Giovenale, L. Petrichella // Proceedings of First International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management. -Barcelona, July 2002.

124. Clear K.C. Evaluation of Portland Cement Concrete for Permanent Bridge Deck Repair / K.C. Clear // Rept. FHWA-RD-74-5. Federal Highway Administration. Washington: Federal Highway Administration, 1974. - 48 pp.

125. Concrete Repairs // New Zealand concrete. 2001. - December. - P. 911.

126. Di Maio A. A. Chloride profiles and diffusion coefficients in structures located in marine environments / A.A. Di Maio, L.J. Lima, L.P. Traversa // Structural Concrete. 2004. - 5. - №1. - P. 1-4.

127. Duzelis M. Experience of reconstructing short span bridges in Latvia // 25th International Baltic Road Conference, 2003. Электронный ресурс : http://www.balticroads.org/conference25/files/duzelis-m.pdf, 2005. - 7 pp.

128. EN 206-1. Concrete Part 1: Specification, performance, production and conformity. - CEN, 2000.

129. Frangopol D.M. Reliability of reinforced concrete girders under corrosion attack / D.M. Frangopol, K.Y. Lin, A.C. Estes // Struct. Engrg., ASCE. -1997.- 123(3).-P. 286-297.

130. Guttman H. Measurement of Atmospheric Factors Affecting the Corrosion of Metals / H. Guttman, P.I. Sereda // Metal Corrosion in the Atmosphere (ASTM STP). 1968. - № 425. - P. 326-354.

131. Hausmann D.A. Steel Corrosion in Concrete / D.A. Hausmann // Materials Protection. 1967. -№ 11. - P. 19-23.

132. Haynic F.H. Materials Protection and Performance / F.H. Haynic, I.B. Upham. 1970.-Vol.9.-№ 8.-P. 35-40.

133. Houst Y.F. Influence of porosity and water content on the diffusivity of C02 and 02 through hydrated cement paste / Y.F. Houst, F.H. Wittmann // Cement and Concrete Research. 1994. - 24(6). - P. 1165-1176.

134. Ishida T. Modeling of ph profile in pore water based on mass transport and chemical equilibrium theory / T. Ishida, K. Maekawa // Proceedings of JSCE. -2000.-V.47.-№648.

135. Ishida T. Modeling of pH profile in pore water based on mass transport and chemical equilibrium theory / T. Ishida, K. Maekawa // Concrete Library of JSCE. 2001 -37. P. 131-146.

136. Ishida T. Theoretically Identified Strong Coupling of Carbonation Rate and Thermodynamic Moisture States in Micropores of Concrete / T. Ishida, K. Maekawa, M. Soltani // Journal of Advanced Concrete Technology. 2004. - Vol. 2,-№2.- P. 213-222.

137. Jurka I. Experience of bridge maintenance and reconstruction in Latvia // 25th International Baltic Road Conference, 2003. Электронный ресурс: http://www.balticroads.org/conference25/files/jurka-i.pdf, 2005. - 7 pp.

138. Jurka /. Problems of bridge maintenance, rehabilitation and reconstruction in Latvia // 24th International Baltic Road Conference, 2000. -Электронный ресурс: http://www.balticroads.org/pdf/06JurkaLVeng.pdf, 2005.-5 pp.

139. Klinghoffer O. Rebar Corrosion Rate Measurements for Service Life Estimates / O. Klinghoffer, T. Frolund, E. Poulsen //ACI Fall Convention 2000. -Toronto, 2000.- 14 pp.

140. Lentz A. Half-cell potential measurements for condition assessment / A. Lentz, Т. H. Johnsen, M. H. Faber // IAMAS. Barcelona, 2002.

141. Lewis D.A. Some Aspects of the Corrosion of Steel in Concrete / D.A. Lewis // Proc. I Int. Congr. «Metal Corrosion». London, 1962. - P. 547-555.

142. Lounis Z. Decision Support Tools For Life Prediction And Rehabilitation Of Concrete Bridge Decks / Z. Lounis, B. Martin-Perez, 0. Hunaidi // APWA International Public Works Congress. Philadelphia, 2001. - P.67-77.

143. Maekawa K. Multi-scale Modeling of Concrete Performance. Integrated Material and Structural Mechanics / K. Maekawa, T. Ishida, T. Kishi //Journal of Advanced Concrete Technology. 2003. - Vol. 1, - №2. - P. 91-126.

144. Mejlhede J.O. Chloride Ingress in Cement Paste and Mortar Measured by Electron Probe Micro Analysis / J.O. Mejlhede // Technical Report Series R No.51. Department of Structural Engineering and Materials, Technical University of Denmark, 1999.

145. Mohammed M. Effect of Rusting of Reinforcing Steel on Its Mechanical Properties and Bond With Concrete / M. Mohammed, M.A. Ibrahim, J. Ghazi, I. Abdulaziz, N.A. Sahel // ACI Materials J. 1990. - 87, № 5. - P. 496-502.

146. Ngala V.T. Effects of carbonation on pore structure and diffusion properties of hydrated cement pastes / V.T. Ngala, C.L. Page // Cement and Concrete Research. 1997. - 27(7). - P. 995-1007.

147. Paeglitis A. Durability Design Approach For Concrete Bridges // 24th International Baltic Road Conference, 2000. Электронный ресурс : http://www.balticroads.org/pdf/01PaeglitisLVeng.pdf, 2005. - 5 pp.

148. Papadakis V.G. Effect of Composition, Environmental Factors and Cement-lime Mortar Coating on Concrete Carbonation / V.G. Papadakis, M.N. Fardis, C.G. Vayenas // Materials and Structures. 1992. - Vol.25. - №149. - P. 293-304.

149. Papadakis V.G. Physical and chemical characteristics affecting the durability of concrete / V.G. Papadakis, G.G. Vayenas, M.N. Fardis // ACI Material journal.- 1991 -88(2).-P. 186-196.

150. Papadakis V.G., Fardis M.N., Vayenas C.G. Fundamental concrete carbonation model and application to durability of reinforced concrete. // ЦИОНТ ПИК ВИНИТИ. №14. - с.27-38

151. Papadakis V.G. Fundamental modeling and experimental investigation of concrete carbonation / V.G. Papadakis, G.G. Vayenas, M.N. Fardis // ACI Material journal. 1991 -88(4).-P. 363-373.

152. Performance Based Methods for Service Life Prediction. Service Life Methodologies Prediction of Service Life for Buildings and Components. -Rotterdam: CIB, 2004. 95 pp.

153. Roelfstra G. The Condition Evolution of Concrete Bridges Based on a Segmental Approach, Nondestructive Test Methods, and Deterioration Models / G. Roelfstra, B. Adey, R. Hajdin, E. Bruhwiler // IAMAS. Barcelona, 2002.

154. Saeki T. Mechanism of carbonation and predicting of carbonation process of concrete / T. Saeki, H. Ohga, S. Nagataki // Concrete Library of JSCE. -1991.-17. P. 23-36.

155. Saetta A. Coupled environmental-mechanical damage model of RC structures / A. Saetta, R. Scotta, R. Vitaliani // Journal of engineering mechanics. -1999. -August -pp. 930-940.

156. Salta M.M. Long Term Durability Concrete With Fly Ash / M.M. Salta // LNEC, IABSE (GPEE), FIP Int. Conf. "New Technologies in Structural Engineering". Lisbon, 1997, July 2-5. - Vol. 1. Session 1. - P. 299-303.

157. Savor Z. Maintenance and repair of large concrete arch bridges / Z.Savor, J. Radic, G. Puz //I AM AS. Barcelona, 2002.

158. Service Life Prediction of Reinforced Concrete Structures. Sydney: Austroads, 2000, - 79pp.

159. Shizawa M. Influence of Ionic Species on Alkali-Aggregate Reaction / M. Shizawa, I. Ice, H. Kotani // 8 Int. Congr. «Chemistry of Cement». Brazil, 1986.-Vol. 5.-P. 135-140.

160. Smith J.L. Materials And Methods For Corrosion Control Of Reinforced And Prestressed Concrete Structures In New Construction / J.L. Smith, Y.P. Virmani; Federal Highway Administration. McLean: Federal Highway Administration, 2000. - 82 pp.

161. Spellman D.L. Chlorides and Bridge Deck Deterioration / D.L. Spellman, R.F. Stratfull // Highway Res. Rec. 1970. - № 328. - P. 38-49.

162. Stanners I.F. Use of Environmental Date in Atmospheric Corrosion Studies / I.F. Stanners // British Corrosion Journal. 1970. - Vol.5. - № 3. p. 117-121.

163. Status of the Nations Highways and Bridges: Conditions, Performance, and Capital Investment Requirements. Washington: Federal Highway Administration, 1991.

164. Stratfull R.F. Corrosion Testing of Bridge Decks / R.F. Stratfull, W.J. Joukovich, D.L. Spellman // Transportation Research Record № 539. Transportation Research Board. 1975. P. 50-59.

165. The European Community Brite EuRam Project BE95-1347. Environmental Actions and Response Survey, Inspection and Measurement Working Report. - March, 1999, p.62

166. Thoft-Christensen P. Deterioration of concrete structures / P. Thofi-Christensen // Proceedings of First International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management. Barcelona, July 2002.

167. Toda К. Diagnosis of Concrete Deterioration by Nondestructive Evaluation / K. Toda, H. Hatanaka, Y. Hayashi, Y. Kawano, M. Iketani // IHI Engineering Review. 2004. - Vol. 37. - №3. - P. 98-102.

168. Tomsett H.N. Site testing of concrete. Brit. J. Non-Destructive Testing, May 1976

169. Tomsett H.N. The non destructive testing of floor slabs, Concrete, London (March 1974), pp.41 and 42

170. Tomsett H.N. Ultra-sonic testing for large pours. / H.N. Tomsett // Paper at the Concrete Society Symposium on Large Pours. Birmingham, 1973. - 4 pp.

171. Tula L. Tensile strength reduction of corroded stainless steel rebars / L. Tula, P. Helene // Proceeding of CONPAT'99. Montevideo (in Spanish), - 10 pp.

172. Uval G. NDT Protocols for The Diagnostics and Maintenance of Early Reinforced Concrete Structures: A Case Study / G. Uval, M. Mezzina, C. Dentamaro, F. Porcol //1 AM AS. Barcelona, 2002.

173. Watters D. Wireless Sensors Will Monitor Bridge Decks / D. Watters // Better Roads Magazine. 2003.

174. Zivica V. Corrosion of reinforcement induced by environment containing chloride and carbon dioxide / V. Zivica // Bulletin of Materials Science. 2003. Vol. 26. - № 6. - P. 605-608.

175. Persson M. Investigation of the impact of load-induced cracking on the initiation time on steel corrosion in concrete / M. Persson. Dundee, Scotland: Lulea University of Technology, 2000. - 70 pp.