автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка метода ускоренного определения морозостойкости тяжёлых бетонов

На правах рукописи

АЛЬ-ОМАИС ДЖАЛАЛЬ Х\СЬЙН

РАЗРАБОТКА МЕТОДА УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ

ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ

Специальность 05 23 05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0031594В5

Мосжва - 2007

003159465

Работа выполнена на кафедре «Строительные материалы и технология» «Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Добшиц Лев Михайлович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Курушин Алексей Дмитриевич,

кандидат технических наук, доцеит Евланов Сергей Федорович

Ведущая организация - ГУП «НИИМосстрой», г Москва

Защита состоится « ¿ty » CKIf^fiJ 2007 года в /' на заседании диссертационного совета Д 218 OOS 05 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу 127994 г Москва, ул Образцова. 15, ауд Secut^r/sccs >' (/ s>r.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

Автореферат разослан « » 007

Ученый секретарь диссертационного совета к т н , доцент

М В Шавыкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бетон и железобетон в настоящее время являются одними из основных строительных материалов, следовательно, материальный ущерб от устранения повреждений или восстановления поврежденных бетонных и железобетонных конструкций является также значительным Взаимодействие бетонов с окружающей средой приводит к возникновению и развитию в них деструктивных процессов и, как следствие, к ограничению срока службы зданий и сооружений

Большие разрушения бетонов вызывает морозная деструкция, являющаяся следствием их недостаточной морозостойкости

Морозостойкость во многом определяет долговечность бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, и является одной их основных причин их преждевременного разрушения Следовательно, изучение и прогнозирование морозостойкости является актуальным и необходимым

Все решения по предотвращению морозной деструкции бетона или ее существенному замедлению являются дорогостоящими, трудоемкими и по отдельности не дают должного эффекта Поэтому, бетоны высокой морозостойкости можно получить, только решая задачу морозостойкости в комплексе и последовательно

Во-первых, необходимо обосновано назначить проектную нормативную морозостойкость бетона будущей конструкции или сооружения Затем, на стадии проектирования состава бетона, необходимо оценить, возможно ли на данных составляющих бетонной смеси и имеющемся технологическом оборудовании получить требуемую морозостойкость, и, в случае необходимости, внести требуемые коррективы Далее необходимо подобрать состав бетона с учетом требований о морозостойкости Если есть необходимость, то вводить в состав бетонных смесей специальные добавки или приготавливать бетон на специальных вяжущих, а также строго контролировать расход составляющих бетона и особенно его водоцементное отношение После укладки и качественного уплотнения бетонной смеси подобранного состава, должен быть осуществлен надлежащий уход за твердеющей бетонной смесью, обеспечивающий высокую степень гидратации цемента, и, как следствие, формирование морозостойкой структуры с необходимым объемом условно замкнутой пористости

После набора бетоном проектной прочности, необходимо оперативно определить морозостойкость затвердевшего бетона и также, в случае необходимости, внести коррективы в его состав Затем, в процессе эксплуатации сооружений, необходимо регулярно оценивать морозостойкость бетона, а также осуществлять уход за ним Это позволит повысить фактическую морозостойкость уложенного бетона Осуществляя все эти этапы, возможно получить бетоны заданной высокой морозостойкости, что позволит создать долговечные конструкции и сооружения, снизить затраты на ремонт и эксплуатацию а также обеспечить их безаварийную работу

Однако, определение морозостойкости бетонов, особенно высоких марок (И >300 400), согласно действующему ГОСТу 10060-95, требует значительного времени, что не позволяет вовремя оценить морозостойкость бетонов, а главное, в случае недостаточной морозостойкости - оперативно вносить коррективы в его состав

Надежное прогнозирование морозостойкости бетонов возможно лишь на основе теории о причинах разрушения бетона и представлений о связи морозостойкости бетонов с характеристиками их структуры, так как морозостойкость определяется суммой факторов качества сырьевых материалов, состава бетона и технологии его производства

В связи с этим, определение морозостойкости бетонов в сжатые сроки, позволяющее избежать получения бетонов недостаточной морозостойкости и появления брака при приготовлении бетонных и железобетонных конструкций является актуальной задачей современного бетоноведения

Целью настоящей работы является разработка способа ускоренного прогнозирования морозостойкости тяжёлых бетонов, базирующегося на современных представлениях о процессах, протекающих в бетонах при их попеременном замораживании и оттаивании

В соответствии с поставленной целю, необходимо было решить следующие задачи

- на основе физической модели разрушения бетонов при попеременном замораживании и оттаивании разработать математическую модель процессов происходящих явлений,

- разработать алгоритм решения задачи изменения состояния бетона при его попеременном замораживании и оттаивании,

- провести экспериментальную проверку разработанного метода ускоренного определения морозостойкости бетонов

- разработать методику ускоренного определения морозостойкости бетонов

Научная новизна работы

- На основе физической модели разрушения бетонов разработаны математическая модель процессов, протекающих при попеременном замораживании и оттаивании, алгоритм решения задачи изменения состояния бетонов при попеременном замораживании бетонов при одномерном и трёхмерном промерзании и оттаивании

- Предложенная физико-математическая модель решает ряд важных задач по оценке состояния бетона

- оценивает теплофизическое состояние бетона,

- рассчитывает поле температур и массоперенос в бетоне,

- существенно сокращает время испытаний бетонов на морозостойкость,

- определяет влияние, оказываемое различными факторами, на состояние и морозостойкость бетонов

Практическая значимость работы

- Разработана методика ускоренного определения морозостойкости бетонов, без проведения непосредственного замораживания и оттаивания бетоняых образцов,

- Получены данные о кинетике процессов, протекающих в бетонах при их циклическом замораживании (изменении влажности, температуры и давления во времени для любого участка бетона и по сечению бетона в конкретный период времени),

- Изучено влияние геометрических характеристик образцов бетона на динамику протекающих процессов при его циклическом замораживании,

- Установлено влияние, оказываемое на морозостойкость бетонов таких факторов, как его толщина, проницаемость, начальное влагосодержание, временные параметры цикла замораживания-оттаивания

Достоверность результатов работы подтверждается

- большим числом проведенных расчетов, данные которых совпадают с результатами выполненных экспериментов,

- получением результатов, подтверждающих теоретические и экспериментальные данные других исследователей,

- использованием аттестованных и проверенных средств измерений и оборудования

Апробация работы Основные материалы диссертации представлялись и докладывались на II Международной научно-техническои конференции "Экология

образование, наука, промышленность и здоровье" (Белгород, 2004), IV Международной научно-технической конференции "Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов" (Волгоград, 2005), Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции "Строительное материаловедение -теория и практика" (Москва, 2006), Международной научно -технической конференции «Композиционные строительные материалы Теория и практика» (Пенза, ПГУАС, 2007)

Реализация результатов исследований Разработанная методика ускоренного определения морозостойкости бетонов использовалась для определения морозостойкости тяжелых бетонов на Очаковском заводе железобетонных конструкций ОАО «Мосметростроя» в г Москве

Личный вклад соискателя работы выразился

- в разработке математических модрлей протекающих процессов,

- в разработке алгоритма решения задачи попеременного замораживания бетонов при одномерном и трехмерном промерзании и оттаивании,

- в проведении расчетов и выполнении экспериментальных исследований,

- в формировании выводов и подготовке публикаций

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, основных выводов, списка использованных источников из 166 наименований и приложения Диссертация содержит 150 страниц машинописного текста, 30 рисунков, 12 таблиц и 2 приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели, задачи исследований, научная новизна и практическое значение полученных результатов Отображены основные научные положения и результаты исследований, которые выносятся на защиту Приведены сведения о структуре диссертации, публикация и апробации работы

В 1-ой главе рассмотрены причины морозной деструкции тяжёлых цементных бетонов и существующие в настоящее время способы определения и контроля морозостойкости

Вопросами морозостойкости бетонов и способами ее определения занимались многие отечественные и зарубежные ученые Большой вклад в решение этих вопросов внесли Житкевич Н А, Горчаков Г И , Кунцевич О В , Подвальный А М, Стольников В В , Шестоперов С В , Шейкин А Е , Добшиц Л М , Власов О Е , Пауэре Т К и многие другие исследователи

В настоящее время считается, что способность бетона противостоять циклам попеременного замораживания и оттаивания определяется, в основном, структурой его порового пространства, в частности, соотношением открытых (интегральных) и условно-замкнутых пор

Существенное значение дад получения высоко долговечных (высоко морозостойких) бетонов имеет возможность оперативного определения их морозостойкости в сжатые сроки

Анализ существующих способов ускоренного определения и прогнозирования морозостойкости показал, что большинство этих методов имеют существенные недостатки В

частности, они трудоёмки, требуют наличия специальной аппаратуры, отсутствующей в обычных строительных лабораториях, не отражают физической сущности происходящих процессов, а получаемые результаты имеют значительное расхождение с результатами, полученными при испытании путём непосредственного замораживания и оттаивания (по методу ГОСТ)

2-ая глава диссертации посвящена физико-математическому моделированию процессов замораживания и оттаивания бетонов

Первые исследования, посвящённые разработке моделей процессов деградации бетонов, были выполнены В М Москвиным, С Н Алексеевым, А М Подвальным, А Ф Полаком и другими учеными При этом, в основном, эти работы посвящены изучению влиянию процессов растворимости, диффузии, фильтрации и других химических процессов

К настоящему времени в нашей стране и за рубежом выполнены многочисленные теоретические и экспериментальные исследования процессов коррозии бетонов под действием различных видов агрессивных сред

В последние годы Б В Гусевым, А С Файвусовичем, В Ф Степановой, Н К Розентапем и другими учёными выполнены исследования по разработке математических моделей коррозии бетона Авторы назвали их «кинетическими» т к они связаны с исследованием неравновесных и необратимых процессов В этих работах, в основном, рассматривается движение фронта химического перехода при гомогенных химических реакциях, которыми описываются процессы коррозии бетона

На основе рассмотрения структуры бетона и процессов, происходящих при его циклическом замораживании и оттаивании, профессорами А Е Шейкиным и Л М Добшицем разработана физическая модель происходящих при этом явлений (рис 1) Эта модель позволяет оценить структуру бетона с точки зрения возможности сопротивления бетона напряжениям, возникающим при замораживании бетона

Заполнение перового пространства бетона жидкостью

«-»>

Рис 1 1 2,4,4-уровни заполнения условно замкнутых пор жидкостью после соответственно, 1, 2, n-го цикла замораживания, (Fn2, 4Jn3, 44с 1, Ч'к2 - капиллярные по1енщшлы нор и капилляров 5 -ледяная «пробка» 6 - беюн, Пи и Пуз -огкрьная и условно замкнутая поры

а) до замораживания, б) после n-циклов замораживания

На основе этой модели нами была разработана физико-математическая модель процессов, протекающих при замораживании и оттаивании бетона

При построении физико-математической модели были приняты следующие допущения Бетон рассматривается как пористая среда, все поры которой существенно неоднородны по размерам Наряду с достаточно крупными открытыми порами с

пористостью цо (иг; - объем пор в единице объема среды, эти поры в дальнейшем будем называть просто порами) существует множество микропор с пористостью /и^ пронизывающих цементный камень бетона Общая пористость ¡х + ¡.ч Предполагается, что вода, находящаяся в микропорах, обладает особыми свойствами и не замерзает при температурах Т< Тз где Тз- температура замораживания бетона Величина Тз < О она зависит от диаметра микропор и может иметь значение -65° С и меньше В исходном состоянии поры заполнены паровоздушной смесью, а также адсорбированной и гравитационной водой

Причем поры являются "условно изолированными", за исключением тонкого слоя на границе бетона

Предполагается, что при заполнении микропор водой, она может мигрировать при достаточно больших градиентах давления из одних пор в другие Механизм заполнения микропор водой и её перемещения в процессе попеременного замораживания и оттаивания бетона связан с действием капиллярных сил

В начальный момент в бетоне температура равна То>0"С, в частности, принято, что То=+20"С Предполагается, что процессы теплообмена между каркасом бетона и содержимым пор происходит намного быстрее, чем промерзание бетона, в силу чего температура в данной точке и в данный момент времени для них одинакова Все теплофизические характеристики, а также плотность воды и льда считаются постоянными Цикл замораживания состоит в выдерживании водонасыщенного бетона при температуре То, затем замораживании его при температуре Т = -Т0 на воздухе, выдерживании его при этой температуре и последующем оттаивании при Т = То в воде, после чего цикл повторяется Такие допущения могут быть приняты в связи с тем, что они аналогичны условиям испытания бетона на морозостойкость по первому базовому методу ГОСТ 10060 - 95

В начальный момент времени давление Р = ро, где р0 - атмосферное давление, температура Т=То>0, влагосодержание в порах гр='ро Замерзание воды происходит в фиксированном интервале температур (Т2, Т,), где Т2 - температура на поверхности бетона, в области, где Т3 < Т2 < Т < Т]= 0, одновременно сосуществуют три фазы лёд, жидкость в капиллярах и паро-воздушная смесь в порах Также предполагается, что капилляры всегда заполнены адсорбированной или гравитационной водой и фильтрация через капилляры осуществляется с начальным градиентом

При замораживании воды, соприкасающейся с бетоном, на границе бетона температура начинает уменьшаться, становясь отрицательной, возникают ледяные пробки, запирающие поры на границе Вода в порах переходит в лед, её плотность уменьшается, объем возрастает Объем пузырьков воздуха, если они есть, резко сокращается как за счет скачкообразного увеличения объема воды при замерзании, так и за счет фильтрации воды с начальным градиентом через микропоры, так как образуются неравномерное поле давлений и достаточные для фильтрации градиенты давления Вода, попав в поры и потеряв скорость, тут же замерзает Таким образом, в области, где Т3 < Т2 < Т < Т/ = 0, сосуществуют три фазы лед, паро-воздушная смесь в порах и вода в микропорах и в тонком слое молекулярно связанной воды на стенках пор При этом замерзание воды, перешедшей из микропор в поры, происходит в фиксированном интервале температур [Т/ Т2], Т2 = Т((), х), х = 0 -граница пористой среды

При опаивании вода не мигрирует обратно там, где исчезают достаточные градиенты давления, превышающие по модулю значение начального градиента, при котором возникает фильтрация Следующие циклы замораживания-оттаивания приводят к дальнейшему увеличению ф и Р в порах до тех пор пока давление в порах Р не превзойдет величины, при которой бетон начинает разрушается

Такие исходные данные и принятые допущения являются физически обоснованными Они не противоречат сложившимся в настоящее время представлениям о механизме замерзания жидкости в пористых телах и реальным условиям испытания бетона по

основному методу действующего ГОСТ 10060-95, в связи с чем, могут использоваться при решении поставленной задачи

В 3-ей главе рассмотрены вопросы численного моделирования процессов замораживания и оттаивания бетонов

Для описания процессов промерзания бетонов используется модель, в основу которой положена известная задача Стефана Основными законами и уравнениями, принятыми для описания процесса циклического замораживания бетона, были следующие Закон сохранения массы к слою толщиной Дх за время ДI

[д {рв У)/д х] /\хМ = [д (рв <р)1 д ЦМАх

Уравнение баланса тепла для слоя толщиной Дх за время Д1 в области, где Т < Г/ За счет теплопроводности и конвективного переноса в слой поступит -д/дх [~1ь дТ/дх +сц рв УТ] Ах д?

За счет фазового перехода жидкости, вытекающей из микропор поры, поступит г рп дц>Ш &1Ах

Это количество тепла вызовет изменение температуры в слое на величину с/, р/, дТ/д I А1&Х

Следовательно, Яьд2Т/дх2 + рв(г + свТ)д(р1<Э/-с^р^ дТ/дх = сьръ дТ/дг (при замерзании г >0) Величину г л с„Т - гБ приближенно можно принять за постоянную

Фазовый переход жидкости в порах, влагосодержание которых <р, при * - л т О происходит только при прохождении нулевой изотермы Его учёт осуществляется, вводя в уравнение теплопроводности дополнительное слагаемое, содержащее ¿-функцию Дирака, или с помощью граничного условия на поверхности сопряжения = ^ , на которой 7 = Т1г записав для этой поверхности условие Стефана в виде

ХБ дТ/дх\^0~\БдТ/дх\^„= (рБ <рг)

Для решения задачи также используются закон Дарси для фильтрации с начальным градиентом, закон состояния парогазовой смеси и законы сохранения массы при фазовом переходе вода-лед в порах

Решение посгавленной выше задачи возможно лишь с помощью численных методов, которые реализуются в виде разностной схемы В работе она решается в варианте, когда рассматриваемый материал (бетон) разбивается на умозрительные ячейки, в каждой из которых определенное значение энергии и воды Эти две величины соответствуют потокам тепла и воды и, поэтому должны полностью определять состояние материала внутри ячеек, т е температуры, влажности, давления и т п

Для решения задачи и проведения расчетов составлена блок-схема и программа расчета Это программа позволяет рассчитать состояние материала в любой умозрительной ячейке в любое время циклов замораживания-оттаивания В работе выполнен численный эксперимент по разработанной программе для бетонной стены конечной толщины, который показал следующие Уменьшение перепада температур приводит к сильному увеличению времени разрушения Увеличение продолжительности цикла приводит к увеличению времени разрушения, но при этом оно происходит за меньшее число циклов Увеличение начального влагосодержания приводит к существенному уменьшению времени до разрушения бетона

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы Зависимость морозостойкости бетона от толщины стены имеется две тенденции Для очень тонкой стены накачанная за время замораживания вода в значительной степени успевает вытечь за периода оттаивания Из графика, приведенного на рис 1 видно, что существует толщина стены, при которой скорость разрушения максимальна Более тонкие стены дольше сопротивляются разрушению, причем существует предельная толщина, ниже которой разрушения не происходит вовсе

о

О ОСИ 01 OIS 0.2 0Z5 0 3 0 35 0 4 О 45

Рис 2 Зависимость времени разрушения от толщины бетонной стены

С увеличением толщины стены ее морозостойкость также возрастает (рис 3 ) Это объясняется тем, что с ростом толщины растет и объем пор, где может накапливается вода Как оказалось, 20-сантиметровая стена при значениях проницаемости цементного камня = 10'" кг/м2 с не промерзает полностью, и может быть рассмотрена как полубесконечная с каждой стороны По этой причине стена большой толщины имеет большую сопротивляемость разрушению

б

Рис 3 Изменение давления в бетонной стене по глубине в начале цикла замораживания а)при толщине 10 см, б)при толщине 20см Время цикла

1 - начала 5-го цикла, 2- 5,1 цикл,

3-5,2 цикла, 4- 5,3 цикла,

5- 5,4 цикла, 6- 5,5 цикла

На практике же имеет место не полубесконечные конструкции, а сооружение, обладающие сложной геометрией, близкой к прямоугольной и кубической Кроме этого, в связи с тем, что определение морозостойкости производится на образцах кубической формы стандартного размера, необходимо решение Зх-мерной задачи В этой задаче пространство, заполненное бетоном, разбивается на одинаковые кубические ячейки Баланс влаги и теплосодержания учитывается дискретно в точном виде в отличие от обычной конечно-разностной схемы Расчетное давление сравнивается с давлением разрушения бетона и, в случае его превышения, происходит окончании счета и выход из программы расчета

В процессе решения задачи и выполненных расчетов установлено, что степень промерзания зависит от направления прямой, вдоль которой рассматривается процесс, те окрестность середины грани промерзает медленнее, чем окрестность середины ребра и тем более медленнее, чем угол куба Поэтому основные данные расчета определялись по диагонали от середины внешнего ребра угла до середины внутреннего ребра Данные расчета показывают следующие

В начале процесса, когда влагосодержание еще не успело значительно измениться, давление мало, и, как следствие, потоки воды малы Начало процесса характеризуется небольшим понижением давления из-за охлаждения воздуха по мере охлаждения бетона Поэтому в начале процесса на стадиях замерзания давление ниже атмосферного Затем, по мере развития процесса, увеличиваются потоки воды, начинает расти влагосодержание, а значит и давление При приближении к разрушающему давлению, максимумы становятся все более широкими, и, в конце концов, давление практически выравнивается Увеличение ширины максимума на графике давления на последней стадии процесса связано, по-видимому, с сильным увеличением потоков при больших давлениях, вследствие чего давление быстро выравнивается Это в целом подтверждает выводы, полученные ранее, и дает представление о связи процесса циклического замерзания-оттаивания с ограничениями потоков воды

Задача решалась отдельно в области замерзания и в области оттаивания, затем решения сопрягались в точке предполагаемого фазового перехода Поскольку при расчете на ЭВМ приходится заменять непрерывный континуум дискретными ячейками, то движение фазовой границы также оказывается дискретным В условиях длительного процесса время на расчет до разрушения условной ячейки размером всего 1 см (при более мелком разбиении материала шаг по времени уменьшается квадратично) приходилось до нескольких часов

реального времени, что соответствовало миллионам итераций Оказалось, что можно вести независимые переменные теплосодержание О, и влагосодержание <р, тогда все описанные трудности не возникают, более того, оказывается возможным не решать задачу о сопряжении двух областей (что технически сложно при решении задачи на ЭВМ), а поставить (и решать) задачу сразу во всем объеме

В 4-ой главе приведены результаты моделирования процессов замораживания-оттаивания бетона

Численное решение задачи по определению состояния бетона в процессе его циклического попеременного замораживания и оттаивания, изложенное в главе 3, использовалось для компьютерного моделирования происходящих процессов в бетоне Для этого выполнен компьютерный эксперимент при варьировании параметров бетона и элементов компьютерного моделирования

В табл 1 представлены данные компьютерного моделирования процесса разрушения кубического бетонного образца размером 10 х 10 х 10 см Разбиение каждой стороны образца во всех случаях проводилось на 50 частей, т е на ячейки размером (Зх = 0,2 мм Прочерки в таблице означают, что за все время расчета (соответствующего времени больше 100 суток) разрушения не произошло Как видно из данных (табл 1 ), уменьшение проницаемости цементного камня приводит к увеличению времени, необходимого для разрушения образца

Таблица 1

Время разрушения бетонного образца в процессе компьютерного моделирования

№ п/п А> <Р<> кв h h К Т0 \ d, Время разруше ния в сутках Время разрушения в циклах

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 03 02 10"16 25 2 1 5 18 -18 900 0 76 4 10

2 03 02 ю-'8 25 2 1 5 18 -18 1800 18 30 97 45

3 03 0 1 ю-17 25 2 1 5 18 -18 1800 17 33 92 45

4 03 0 1 ю-16 25 2 1 5 18 -18 1800 3 21 17 11

5 03 02 ю-17 25 2 1 5 18 -18 1800 2 48 13 22

6 0 3 02 Ю-19 25 2 1 5 18 -18 1800 - -

7 03 0 1 10 19 25 2 1 5 18 -18 1800 - -

8 03 02 Ю-16 25 25 1 5 18 -18 450 0 90 4 33

9 03 02 кг16 25 25 1 5 18 -18 1800 5 50 26 40

10 03 02 Ю-'6 25 25 1 5 18 -18 1800 0 90 4 30

11 03 02 ю-17 25 25 1 5 18 -18 450 5 51 26 45

12 03 02 Ю-18 25 25 1 5 18 -18 900 50 56 242 70

13 03 02 10"16 25 1 5 1 5 18 -18 900 0 56 3 38

14 03 02 Ю-17 25 1 5 1 5 18 -18 1800 221 13 25

15 03 0 1 10 16 25 25 1 5 18 -18 1800 5 69 27 30

16 03 0 1 10~,й 25 1 5 1 5 18 -18 1800 271 16 25

17 03 0 1 ю-17 25 25 1 5 18 -18 1800 47 98 230 30

18 03 02 Ю-16 25 1 5 1 5 18 -18 1800 0 56 3 38

19 03 02 Ю-19 25 25 1 5 18 -18 1800 - -

20 0 25 0 1 Ю-16 25 2 1 5 18 -18 1800 2 27 12 11

21 0 25 0 15 ю-16 25 2 1 5 18 -18 1800 0 98 5 22

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

22 0 25 0 1 10 16 25 25 1 5 18 -18 1800 3 625 17 40

23 0 25 0 1 10 16 25 1 5 1 5 18 -18 1800 1 88 11 25

24 0 25 0 1 ю-'7 25 2 1 5 18 -18 1800 10 15 54 11

25 0 2 0 1 10" 25 2 1 5 18 -18 1800 4 77 25 44

26 0 2 0 1 Ю-1* 25 2 1 5 18 -18 1800 40 91 2182

27 02 0 1 Ю-18 25 1 5 1 5 18 -18 1800 41 246

28 02 0 15 10 18 25 1 5 1 5 18 -18 1800 4 71 28 26

29 02 0 15 Ю-17 25 1 5 1 5 18 -18 1800 0 88 5 28

30 02 0 1 ю-,а 25 25 1 5 18 -18 1800 92 58 444 4

Как видно, зависимость времени разрушения от кв не обратно пропорциональная Казалось бы, при уменьшении проницаемости в 10 раз, время разрушения должно в 10 раз увеличиться Однако, как видно, скажем, из сравнения пп 3 и 4 табл 1 , увеличение времени разрушения происходит, но гораздо меньшее

Зависимость времени разрушения от константы проницаемости бетона становится обратно пропорциональной лишь при достаточно малых значениях кь (рис 4 ) На этом рисунке показана эта зависимость в двойном логарифмическом масштабе Видно, что при больших значениях кв имеются существенные отклонения от обратно пропорциональной зависимости Скорее всего, эти отклонения обусловлены задержкой, необходимой на установление температурного режима

(К и, логярифм числа циклов

18 175 -17 164 16 -ИЛ 14

Рис 4 Зависимость логарифма числа циклов замораживания- оттаивания бетонного образца от логарифма коэффициента проницаемости

В результате выполненных расчетов установлено, что процессы, приводящие к разрушению бетона, сильно зависят от температурного режима на поверхности бетона При большем времени замораживания по сравнению с временем оттаивания разрушение происходит значительно быстрей, чем при равных временах Это особенно важный вывод, поскольку по ГОСТу при экспериментальном исследовании образцов допускается вариация времени оттаивания Полученная зависимость времени разрушения (в циклах) от времени оттаивания t2, приведена на рис 5 и объясняется особенностями температурного режима в образце

Рис 5 Зависимость числа циклов замораживания-оттаивания, выдерживаемое бетоном, о г времени его оттаивания

При уменьшении ¿2 уменьшается средняя температура внутри образца, что приводит к тому, то точка максимальных влагосодержания и давления перемещается по направлению от центра к вершине куба В результате область, в которой реально происходит движение воды, уменьшается Соответственно уменьшается и время разрушения образца По-видимому, именно размер этой области имеет первостепенное влияние на время разрушения образца При увеличении до 11 происходит резкий скачок времени разрушения образца При дальнейшем росте Iг происходит еще большее увеличение времени до разрушения бетона

Зависимости профиля температуры в бетоном образце от времени (для последнего перед разрушением цикла) показаны на рис 6

в

Рис б Кривые изменения температуры по глубине образца на момент его разрушения при а) 2,5 час, б) </=2,5, (?=2,25 час, в) ¡1^2,5, <¿=1 75 час

Как видно из полученных графиков, эти профили сильно зависят от соотношения между /1 и <2 Если они равны (рис 6 а), то в центре образца образуется обширная область нулевых температур, совсем не меняющихся со временем Для случая, когда ¡г немного меньше, чем в центре образца образуется небольшая область нулевой температуры, за ней следует область, в которой температура может быть нулевой или отрицательной, а дальше -область, в которой температуры могут быть и положительными, и отрицательными (рис 6 б) Если 12 значительно меньше чем и, то в центре формируется область отрицательных температур (рис 6 в )

Совмещение нормированных профилей температуры, влагосодержания и давления на момент разрушения бетона представлены на рис 7 Видно, что во всех случаях максимумы давления соответствуют прохождению температуры через 0°С Следовательно вид температурного профиля имеет большое влияние на характер всего процесса

Рис 7 Изменение 1- давления (Р), 2-Температуры (7) 3- влагосодержания (Ф) по глубине бетонного образца в момент его разрушения при а) //=*г= 2,5 час, б) //=2,5, ¿2=1,75 час, в) 0=2,5, <2=1,5 час, г) 0=2,5, (¿=4 час

Зависимость от времени нормированных температуры, влагосодержания и давления представлены на рис 8

в

г

Рис Я. Изменение: 1- давления {Р)\ 1- температуры (7); 3- влагосодержанй* (Ф); в зависимости ог числа циклов замораживания бетона при: á) tf=2,5, б) if*1.75 и в) час и г) tf- 4 час.

Вил но что амплитуда колебаний температуры со нременем уменьшается (и следствие общего увеличения теплоемкости бетона по мерс насыщения его водой), а амплитуда колебаний дав пения растет при общем его росте Для случая ( 61, когда время замораживания существенно больше времени оттаивания, виден постепенный сдвиг колебаний температуры к сторону ее уменьшения

Уменьшение относительного начального влагосодержания (т.е Фи'тп) значительно увеличивает ъремя разрушения

В реальных условиях (при обычных параметрах бетона) расчет числа циклон Замораживания-оттаивания, необходимых для разрушения бетона, вполне возможен. Однако возможны и такие Комбинации параметров (например, при достаточно малых кн), когда образец выдержиьае)" 10 или ааже К)" циклов В тггом случае расчет на PemiumA соответствует нескольким суткам счетного времени. Конечно, это значительно меньше шести месяцев реального эксперимента, но в то Щ время не удовлетворяет поставленной цели Выяснилось, что величина Vi —Ш (fia - <pj4. С"» - общая пористость бетона, a tp, -

влагосодержание в данный момент в ячейке с номером I, взятая для некоторой ячейки на диагонали куба, ведет себя практически линейно со временем

Рис 9 Зависимость величины параметра цп=(ц(гщ)4 от числа циклов замораживания-оттаивания бетона на различных расстояниях от центра образца вдоль диагонали куба

На Рис 9 показана зависимость величины у/ от времени, выраженном в количестве циклов для ячейки №15 вдоль диагонали куба (нумерация от центра) Как видно из расчетов для малых значений /иц, при малом абсолютном влагосодержании <р образцы полностью замерзают и оттаивают в течение цикла Однако уже при средних значениях ц0 этого не происходит В центре образца образуется область с постоянной температурой Т=0 °С Потоки тепла внутри этой области отсутствуют, а потоки воды очень быстро затухают в глубь Параметры расчета соответствуют №1 табл 2 рассматриваются ячейки на диагонали куба, т к именно там начинается разрушение В табл 2 представлены расчетные и экстраполяционные данные для нескольких машинных экспериментов Из табл 2 видно, что в достаточно широком интервале параметров величину \|/ можно использовать для быстрого расчета времени разрушения

Таблица 2

Расчетное время разрушения_

№ п/п а см То °С т, °С Л сек Время разрушения

Рп фо кв час час к По расчету По зависимости

1 10 03 0 1 10"17 25 2 1 5 18 -18 1 92 89

2 10 03 02 ю-'8 25 2 1 5 18 -18 1 97 89

3 10 03 01 10"ю 25 2 1 5 18 -18 1 - 10100

4 10 03 02 Ю-18 25 25 1 5 18 -18 1 243 278

5 10 03 0 1 Ю-'7 25 25 1 5 18 -18 1 231 220

6 10 03 02 Ю-'9 25 2 5 1 5 18 -18 1 - 3270

11,ЧИСЛО ЦИКЛОВ

Рис 10 Зависимость морозостойкости бетона (в циклах) от величины его условно-замкнутой пористости

На рис 10 показана зависимость времени разрушения (в циклах) от условно-замкнутой пористости бетона Как видно из полученного графика, зависимость величины числа циклов до разрушения от ра практически прямо пропорциональная, за исключением совсем малых значений fi0 Это связано прежде всего с тем, что на заполнение большего количества пор требуется большее время Это свойство бетона широко используется для увеличения его морозостойкости путем введения воздухововлекающих добавок, увеличивающих объем условно-замкнутых пор Нелинейность зависимости от Цо при малых значениях связана прежде всего с тем, что малые Мо соответствуют малому времени разрушения, а за малое время не успевает установиться температурный режим

Зависимость морозостойкости от <ро (начального влагосодержания) при неизменной пористости показана на рис 11 Из него видно, что чем больше <ро, тем меньше время до разрушения бетона

Рис 11 Зависимость морозостойкости бетона (в циклах) от начального влагосодержания

Если время разрушения представить как функцию от величины Ф — (¡г, - то зависимость окажется прямо пропорциональной (рис. 12.). Величина Ф аналогична ранее введенной величине ж только носит интегральный характер.

п,число цикл о в

Рис. I 2. Зависимость морозостойкости бетона (в циклах) от величины Ф - - <ро)3.

В 5-ой главе приводятся результаты практического использования разработанного метода прогнозирования морозостойкости для определения мороюетойкост и бетонов

После получения расчётных результатов, соответствующих известным полученным ранее Экспериментальным данным, были проведены же пери ментальные исследовании по практическому использованию разработанного метода ускоренного определения морозостойкости бетонов.

Экспериментальные исследования проводили на тяжелых бетонах Были изготовлены бетонные образцы состава Ц:П:Щ - 1:3.1.4 на гранитном щебне и кварцевом песке, которые твердели до испытаний 30 суток После этого определялась их морозостойкость

Бетоны испытывал и с!, по базовому методу ГОСТ 10060-95 Одновременно на других образцах этих же составов определялись исходные данные бетонов (пористость, коэффициент проницаемости и влагасодержание перед началом замораживания) для прогнозирования морозостойкости и расчета изменения состояния бетона в процессе испытаний. Результаты расчета приведены на рисунках 13, 14 и 15 Расчёт выполнялся для бетона в форме куба размером 10x10x10 см при симметричном тепловом воздействии на него Полученные результаты испытаний на морозостойкость по основному методу ГОСТ 10060-95 и данные расчёта по предлагаемой методике приведены в Табл. 3, Как видно ич полученных результатов, морозостойкость бетонов, определённая экспериментально но основному методу ГОСТ 10060-95. и число циклов, при котором должно происходить разрушение бетонного куба, полученное в результате численного эксперимента, практически совпадают.

При этом, такое совпадений получено как для бетонов низкой морозостойкости {¥ 25), так и для высокой (Б 900). Разница в результатах составляет 5-20% Такая хорошая сходимость результатов свидетельствует о возможности практического использования предлагаемого метода для ускоренного прогнозирования морозостойкости без проведения циклического замораживания и оттаивания.

Экономический эффект от использования предлагаемого метода прогнозировании морозостойкости бетонов составляет от 50 000 руб (Г 200) до 100 000 руб (Б 300 400) на одну серию.

Таблица 3

Результаты определения морозостойкости бетона

№ состава Морозостойкость бетона, циклы

Метод от зеделения

ГОСТ 10060-95 По предлагаемой методике

Численные значения Среднее значение Численные значения Среднее значение

1 25 25 21 20

2 25 19

3 50 50 51 48

4 50 45

5 100 100 100 97,5

6 100 90

7 265 250 255 247,5

8 240 240

9 550 525 532 520

10 500 508

11 900 925 917 935

12 950 953

3,4 см от центра куба

/

-Цеитрлсуба и 5 см от центра куба

Рис 13 Зависимость давления в различных местах бетонного образца от числа циклов замораживания и оттаивания

1 Морозостойкость бетона F25, 2 Морозостойкость бетона F50, 3 Морозостойкость бетона 100

Р. 20 1

\ У 2 3,4 см от центра куба ^

....................- ----

............................. Центр куба и 5см

от центра куба V, ]

О 30 I ПО 150 200 250 300 350 400 450 500

Рис. 14 Зависимость давления и различных местах бетонного образца от числа циклов Замораживания и оттаивания

1. Морозостойкость бетона Р250, 2. Морозостойкость бетона Р5О0;

Рис 15 Зависимость давления в различных местах бетонного образца от числа циклов замораживания и оттаивания. Морозостойкость бетона Р900.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе физической модели разрушения бетонов при попеременном замораживании и оттаивании разработана математическая модель описания протекающих процессов и происходящих явлений.

2. Разработаны алгоритмы решения задачи попеременного замораживания бетонов при одномерном и трехмерном промерзании и оттаивании.

3 Предложен и реализован метод расчёта тепло - и массообменных процессов, протекающих в бетонах при циклическом замораживании, позволяющий моделировать реальную ситуацию, возникающую при замораживании и оттаивании бетонов

4 Предложенная физико-математическая модель позволяет решить целый ряд важных задач по оценке состояния бетона

- оценить теплофизическое состояние бетона,

- рассчитать поле температур и массоперенос в бетоне,

- существенно сократить время испытаний бетонов на морозостойкость,

- определить влияние, оказываемое различными факторами, на состояние и морозостойкость бетонов

5 Получены данные о кинетике процессов, протекающих в бетонах при их циклическом замораживании (изменении влажности, температуры и давления во времени для любого участка бетона и по сечению бетона в конкретный период времени)

6 Исследовано влияние, оказываемое на морозостойкость бетонов таких факторов, как его толщина, проницаемость, начальное влагосодержание и временные параметры цикла замораживания-оттаивания

7 Изучено влияние геометрических характеристик образцов бетона на динамику процессов при циклическом замораживании

8 Установлено, что увеличение относительного влагосодержания при неизменной общей пористости бетона сильно уменьшает время, необходимое для его разрушения

9 Для ускоренного прогнозирования морозостойкости бетона предложена функция ц/, связывающая структуру и состояние бетона и имеющая линейную связь с морозостойкостью бетона

10 Проведенными исследованиями установлено, что морозостойкость бетонов, определённая экспериментально по основному методу ГОСТ 10060-95, и число циклов, при котором должно происходить разрушение бетона, полученное в результате численного эксперимента, практически совпадают

11 Разработана методика ускоренного определения морозостойкости бетонов, без проведения непосредственного замораживания и оттаивания бетонных образцов, позволяющая сократить время испытаний, оперативно вносить коррективы в его состав и уменьшать возможность появления брака при приготовлении бетонных и железобетонных конструкции

Основные положения диссертационной работы изложены в 10 опубликованных работах, в том числе

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Добшиц Л М, Портнов В И, Аль-Омаис Джалаль Изучение влияния параметров процесса разрушения кубического образца бетона при его циклическом замораживании-оттаивании методом компьютерного моделирования //Строительная механика инженерных конструкций и сооружений Москва ИПК РУДН, 2007- С 89 97

Публикации в других изданиях

2 Добшиц Л М, Портнов И Г, Аль-Омаис Джалаль Ускоренное определение сопротивления бетона циклическому замораживанию и оттаиванию // «Железнодорожный транспорт» Серил «Строительство-Проектирование», М МГУПС, 2004- Выпуск 3-4, С 23 28

С г

3 Добшиц ЛМ, Аль-Омаис Джалаль Метод прогнозирования морозостойкости бетона // Вестник БГТУ имени В Г Шухова II Международная научно-техническая конференция «Экология образование, наука, промышленность и здоровье», №8 2004 -Часть V-С 185 187

4 Добшиц Л М, Аль-Омаис Джалаль Метод прогнозирования морозостойкости бе гона //IV Международная научно-техническая конференция «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» Волгоград, 2005 - Часть I - С 229 232

5 Добшиц Л М, Портнов В И, Аль-Омаис Джалаль Математическое моделирование циклического замораживания-оттаивания в бетонных образцах Квази-вариационный метод // Материалы международной научно технической конференции "Актуальные вопросы строительства" -Саранск, Изд-во Мордовского университета, 2005 - С 285 286

6 Добшиц Л М , Портнов В И, Аль-Омаис Джалаль Характер изменения параметров и состояния бетона при его циклическом замораживании-оттаивании // Научные труды ОАО ЦНИЙС, «Обеспечение качества железобетона транспортных сооружений», выпуск №236, 2006 - С 78 83

7 Портнов В И, Аль-Омаис Джалаль Результаты компьютерного эксперимента по моделированию процесса разрушения кубического образца бетона при его циклическом замораживании-оттаивании // Всероссийская научно-практическая конференция «Строительное материаловедение - теория и практика», М Издательство СИП РИА, 2006 -С 76 77

8 Добшиц Л М, Портнов В И, Аль-Омаис Джалаль Прогнозирование морозостойкости бетона с использованием метода параметрической экстраполяции Вестник МИИТа, выпуск 15, М МИИТ, 2006 - С 76 78

9 Добшиц Л М, Портнов В И, Аль-Омаис Джалаль Прогнозирование морозостойкости бетона с использованием метода параметрической экстраполяции // «Строительное материаловедение - теория и практика», М Издательство СИП РИА, 2006 -С 257 260

10 Добшиц Л М , Аль-Омаис Джалаль Прогнозирование морозостойкости бетона / Композиционные строительные материалы Теория и практика Сборник статей Международной научно -технической конференции - Пенза ПГУАС 2007 - С 81 85

Аль-Омаис Джалаль

Разработка метода ускоренного определения морозостойкости тяжелых бетонов

Специальность 05 23 05- строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

подписано в печать -19 09 2007 формат 60x84 1/16 тираж 80 экз

Уел Печ л - 1.5_заказ - 499___

127994, Москва, ул Образцова, 15 Типография МИИТа

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Морозная деструкция бетона и железобетона.

1.1.1. Понятие морозостойкости бетона.

1.1.2. Строение цементного бетона как композиционного материала.

1.1.3. Льдообразование в бетоне.

1.1.4. Теоретические представления о причинах разрушения бетона под влиянием попеременного замораживания и оттаивания.

1.1.5. Характер разрушения бетона при морозной деструкции.

1.2. Существующие способы определения и контроля морозостойкости бетонов.

1.2.1 Стандартные методы испытаний.

1.2.2. Методы ускоренного контроля морозостойкости.

1.3. Цели и задачи исследования.

Глава 2. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ БЕТОНОВ.

2.1. Анализ моделей, описывающих коррозию бетона.

2.2. Физико-математическая модель процесса циклического замораживания бетона.

2.3. Условные обозначения.

2.4. Уравнения задачи.

2.4.1. Основные уравнения, описывающие процесс циклического замораживания бетона.

2.4.2. Решение задачи с использованием метода малого параметра.

2.4.3. Применение принципа Дюгамеля.

ГлаваЗ.ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ БЕТОНОВ.

3.1. Одномерная задача о промерзании бетона.

3.2. Алгоритм расчета.

3.2.1. Энергетический баланс внутри ячейки.

3.2.2. Численное решение задачи.

3.2.3.Анализ полученных результатов.

3.3. Трехмерная задача о промерзании бетонного куба.

3.3.1. Постановка задачи, уравнения и блок-схема.

3.3.2. Влияние геометрии образцов бетона на кинетику промерзания и оттаивания.

3.3.3. Влияние геометрии на потоки тепла и воды.

3.3.4. Потоки тепла в трёхмерной задаче определяется следующим образом

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ БЕТОНА.

4.1. Исследование влияния параметров бетона и компьютерного моделирования

4.2. Ускорение метода расчета.

4.3. Условия образования в бетоне области «вечной мерзлоты».

4.4. Выводы по главе 4.

Глава 5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ БЕТОНОВ.

5.1. Подбор состава бетонов на требуемую морозостойкость.

5.1.1. Существующие методы подбора состава бетонов.

5.1.2. Способ подбора состава тяжёлых цементных бетонов по методу МИИТа.

5.2. Материалы, оборудование и методики, принятые в исследованиях.

5.2.1. Материалы используемые в экспериментальных исследованиях.

5.2.2. Используемое оборудование.

5.3. Исследование свойств бетонных смесей и бетонов.

5.4. Расчет экономии от использования ускоренного прогнозирования морозостойкости бетонов.

5.4.1. Экономия оплаты труда рабочих и служащих.

5.4.2. Экономия на работе холодильных установок.

5.4.3. Экономический эффект от предотвращения появления брака.

Бетон и железобетон в настоящее время являются основными несущими строительными материалами, следовательно, материальный ущерб от устранения повреждений или восстановления поврежденных бетонных и железобетонных конструкций является также значительным. Взаимодействие бетонов с окружающей средой приводит к возникновению и развитию в них деструктивных процессов, и как следствие, к ограничению срока службы зданий и сооружений.

Большие разрушения бетонов вызывает морозная деструкция, являющаяся следствием недостаточной морозостойкости.

Морозостойкость во многом определяет долговечность бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, и является причиной их преждевременного разрушения. Изучение и прогнозирование морозостойкости является актуальным и необходимым.

Морозостойкость бетонов, являясь одним из основных факторов, обеспечивающих высокую долговечность и работопригодность сооружений, также нуждается в постоянном изучении и корректировке нормативных требований к ней.

В настоящее время бетоны рассматриваются как композиционные материалы, имеющие капиллярно-пористое строение.

Все решения по предотвращению морозной деструкции бетона или ее существенному замедлению являются дорогостоящими, трудоемкими и не дают должного эффекта.

Поэтому, бетоны высокой морозостойкости можно получить, только решая задачу морозостойкости в комплексе и последовательно.

Во-первых, необходимо обосновано назначить проектную нормативную морозостойкость бетона будущей конструкции или сооружения.

Затем, на стадии проектирования состава бетона, необходимо оценить, возможно ли на данных составляющих бетонной смеси и имеющемся технологическом оборудовании получить требуемую морозостойкость, и, в случае необходимости, внести требуемые коррективы.

Далее необходимо подобрать состав бетона с учетом требований о морозостойкости. Если есть необходимость, то вводить в состав бетонных смесей специальные добавки или приготавливать бетон на специальных вяжущих, а также строго контролировать расход составляющих бетона и особенно его водоцементное отношение.

После укладки и качественного уплотнения бетонной смеси подобранного состава, должен быть осуществлен надлежащий уход за твердеющей бетонной смесью, обеспечивающий высокую степень гидратации цемента, и, как следствие, формирование морозостойкой структуры с необходимым объемом условно замкнутой пористости.

После набора бетоном проектной прочности, необходимо оперативно определить морозостойкость затвердевшего бетона и также, в случае необходимости, внести коррективы в его состав.

Затем, в процессе эксплуатации сооружений, необходимо регулярно оценивать морозостойкость бетона, а также осуществлять уход за ним. Это позволит повысить фактическую морозостойкость уложенного бетона.

Осуществляя все эти этапы, возможно получить бетоны заданной высокой морозостойкости, что позволит создать долговечные конструкции и сооружения, снизить затраты на ремонт и эксплуатацию, а также обеспечить их безаварийную работу.

Однако, определение морозостойкости бетонов, особенно высоких марок (Р >300.400), согласно действующему ГОСТу 10060-95, требует значительного времени, что не позволяет вовремя бетонов, а главное, в случае недостаточной морозостойкости - оперативно вносить коррективы в его состав.

Надежное прогнозирование морозостойкости бетонов возможно лишь на основе теории о причинах разрушения бетона и представлений о связи морозостойкости бетонов с характеристиками их структуры, так как морозостойкость определяется суммой факторов качества сырьевых материалов, состава бетона и технологии его производства.

В связи с этим, определение морозостойкости бетонов в сжатые сроки, позволяющее избежать получения бетонов недостаточной морозостойкости и появления брака при приготовлении бетонных и железобетонных конструкций является актуальной задачей современного бетоноведения.

Целью настоящей работы является разработка способа ускоренного прогнозирования морозостойкости тяжёлых бетонов, базирующегося на современных представлениях о процессах, протекающих в бетонах при их попеременном замораживании и оттаивании.

В соответствии с поставленной целю, необходимо было решить следующие задачи:

- на основе физической модели разрушения бетонов при попеременном замораживании и оттаивании разработать математическую модель процессов, происходящих явлений;

- разработать алгоритм решения задачи попеременного замораживания бетонов;

- провести экспериментальную проверку разработанного метода ускоренного определения морозостойкости бетонов.

- разработать методику ускоренного определения морозостойкости бетонов.

Научная новизна работы

- На основе физической модели разрушения бетонов разработаны: математическая модель процессов, протекающих при попеременном замораживании и оттаивании; алгоритм решения задачи попеременного замораживания бетонов при одномерном и трёхмерном промерзании и оттаивании.

- предложенная физико-математическая модель решает ряд важных задач по оценке состояния бетона:

- оценивает теплофизическое состояние бетона;

- рассчитывает поле температур и массоперенос в бетоне;

-существенно сокращает время испытаний бетонов на морозостойкость;

- определяет влияние, оказываемое различными факторами, на состояние и морозостойкость бетонов.

Практическая значимость работы

- Разработана методика ускоренного определения морозостойкости бетонов, без проведения непосредственного замораживания и оттаивания бетонных образцов;

- Получены данные о кинетике процессов, протекающих в бетонах при их циклическом замораживании (изменении влажности, температуры и давления во времени для любого участка бетона и по сечению бетона в конкретный период времени);

- Изучено влияние геометрических характеристик образцов бетона на динамику протекающих процессов при циклическом замораживании;

- Установлено влияние, оказываемое на морозостойкость бетонов таких факторов, как его толщина, проницаемость, начальное влагосодержание, временные параметры цикла замораживания-оттаивания.

Достоверность результатов работы подтверждается:

- большим числом проведенных расчетов, данные которых совпадают с результатами выполненных экспериментов;

- получением результатов, подтверждающих теоретические и экспериментальные данные, полученные другими исследователями;

- использованием аттестованных и проверенных средств измерений и оборудования

Апробация работы основные материалы диссертации представлялись и докладывались на II Международной научно-технической конференции "Экология: образование, наука, промышленность и здоровье" (Белгород, 2004), IV Международной научно-технической конференции "Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов" (Волгоград, 2005), Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции "Строительное материаловедение - теория и практика" (Москва, 2006), Международной научно -технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, ПГУАС, 2007).

Реализация результатов исследований разработанная методика ускоренного определения морозостойкости бетонов использовалась для определения морозостойкости тяжелых бетонов на Очаковском заводе железобетонных конструкций ОАО «Мосметростроя» в г.Москве.

Личный вклад соискателя работы выразился:

- в разработке математических моделей протекающих процессов; в разработке алгоритма решения задачи попеременного замораживания бетонов при одномерном и трехмерном промерзании и оттаивании;

- в проведении расчетов и выполнении экспериментальных исследований;

- в формировании выводов и подготовке публикаций.

Публикации по теме диссертации опубликовано работ:

1. Добшиц JI.M., Портнов И.Г., Аль-Омаис Джалаль. Ускоренное определение сопротивления бетона циклическому замораживанию и оттаиванию. // журнал железнодорожный транспорт, серия Строительство. Проектирование 2004, выпуск 3-4, с 23-28.

2. Добшиц J1.M., Аль-Омаис Джалаль. Метод прогнозирования морозостойкости бетона. // Вестник БГТУ имени В.Г. Шухова. II Международная научно-техническая конференция. Экология: образование, наука, промышленность и здоровье, №8. 2004г. Часть V, с 185. 187.

3. Добшиц Л.М., Аль-Омаис Джалаль. Метод прогнозирования морозостойкости бетона. //IV Международная научно-техническая конференция. Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов. Волгоград, 12-14 мая 2005г. Част I с 229.232.

4. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Математическое моделирование циклического замораживания-оттаивания в бетонных образцах. Квази-вариационный метод // Материалы международной научно технической конференции "Актуальные вопросы строительства". Саранск, Изд-во Мордовского университета, 2005. С. 285286.

5. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Характер изменения параметров и соотояния бетона при его циклическом замораживании-оттаивании. // Научные труды ОАО ЦНИИС, обеспечение качества железобетона транспортных сооружений, выпуск №236 2006г.С 7883.

6. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Результаты компьютерного эксперимента по моделированию процесса разрушения кубического образца бетона при его циклическом замораживании-оттаивании. // Всероссийская научно-практическая конференция «Строительное материаловедение - теория и практика», с 76.77.

7. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Прогнозирование морозостойкости бетона с использованием метода параметрической экстраполяции. Вестник МИИТа, выпуск 15, 2006г. С 76.78.

8. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Изучение влияния параметров процесса разрушения кубического образца бетона при его циклическом замораживании-оттаивании методом компьютерного моделирования. //Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. ИПК РУДН.- апрель 2007г. №1. С 89.97.

9. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Прогнозирование морозостойкости бетона с использованием метода параметрической экстраполяции. // «Строительное материаловедение - теория и практика», 2006г. С 257.260.

10. Добшиц Л.М., Аль-Омаис Джалаль. Прогнозирование морозостойкости бетона / Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник статьи Международной научно -технической конференции. - Пенза, ПГУАС, 2007. - С. 81 .85.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, список использованных источников и приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе физической модели разрушения бетонов при попеременном замораживании и оттаивании разработана математическая модель описания протекающих процессов и происходящих явлений.

2. Разработаны алгоритмы решения задачи попеременного замораживания бетонов при одномерном и трёхмерном промерзании и оттаивании.

3. Предложен и реализован метод расчёта тепло - и массообменных процессов, протекающих в бетонах при циклическом замораживании, позволяющий моделировать реальную ситуацию, возникающую при замораживании и оттаивании бетонов.

4. Предложенная физико-математическая модель позволяет решить целый ряд важных задач по оценке состояния бетона:

- оценить теплофизическое состояние бетона;

- расчитать поле температур и массоперенос в бетоне; существенно сократить время испытаний бетонов на морозостойкость;

- определить влияние, оказываемое различными факторами, на состояние и морозостойкость бетонов.

5. Получены данные о кинетике процессов, протекающих в бетонах при их циклическом замораживании (изменении влажности, температуры и давления во времени для любого участка бетона и по сечению бетона в конкретный период времени).

6. Исследовано влияние, оказываемое на морозостойкость бетонов таких факторов, как его толщина, проницаемость, начальное влагосодержание, временные параметры цикла замораживания-оттаивания.

7. Изучено влияние геометрических характеристик образцов бетона на динамику процессов при циклическом замораживании.

8. Установлено, что увеличение относительного влагосодержания при неизменной общей пористости бетона сильно уменьшает время, необходимое для его разрушения.

9. Для ускоренного прогнозирования морозостойкости бетона предложена функция ц/, связывающая структуру и состояние бетона и имеющая линейную связь с морозостойкостью бетона.

10. Экспериментальными исследованиями установлено, что морозостойкость бетонов, определённая экспериментально по основному методу ГОСТ 10060-95, и число циклов, при котором должно происходить разрушение бетонного куба, полученное в результате численного эксперимента, практически совпадают.

11. Разработана методика ускоренного определения морозостойкости бетонов, без проведения непосредственного замораживания и оттаивания бетонных образцов, позволяющая сократить время испытаний, оперативно вносить коррективы в его состав и уменьшать возможность появления брака при приготовлении бетонных и железобетонных конструкции.

1. Автоматизированная установка для ускоренных испытаний на морозостойкость / М.Ю. Лещинский, В.Н. Попов, А.Я. Дащинский, П.Г. Волошенюк // Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущих. -М.: ВНИИЭСМ. 1977. - Вып.5.

2. Айрапетов Г.А., Панченко А.И., Несветаев Г.В. Оперативный контроль морозостойкости бетона// Бетон и железобетон. №2. -1990. - С. 24.25.

3. A.c. 1264074 СССР. Ускоренный способ определения морозостойкости ячеистых бетонов / А.Е. Шейкин, Л.М. Добшиц, А.Т. Баранов, H.A. Филимонов, Н.П. Абрамов и Л.Е. Анисимова. МНИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. -1986. - № 38.

4. A.c. 1558882 СССР. Способ определения состава тяжёлого бетона / А.Е. Шейкин, Л.М. Добшиц. МИИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. - 1990. -№15.

5. Алексеев С.И. Установки для ускоренных испытаний морозостойкости // Сб. науч. тр. / НИИЖБ. 1959. - Вып. 12: Морозостойкость бетона. -Под ред. Н.А.Мощанского. - С. 113-124.

6. Алексеев С.И., Батраков В.Г. К вопросу испытаний морозостойкости бетона в растворах солей // Сб. науч. тр. / НИИЖБ. -1959. -Вып. 12: Морозостойкость бетона. Под ред. Н.А.Мощанского. - С.66.76.

7. Алмазов В.О., Серенко H.A. Учёт климатических воздействий при проектировании и прогнозе долговечности железобетонных пролётных строе-ний //Автомобильные дороги. -М. Информавтодор, 1977. -Вып. 11. -С.18. 24.

8. Бабков B.B. Физико-механические аспекты оптимизации структуры цементных бетонов. Автореферат дисс. .доктора техн. наук. JL, 1990.-45с.

9. Бабков В.В., Полак А.Ф., Комохов П.Г. Аспекты долговечности цементного камня//Цемент. -№3. -С. 14. 16.

10. Бабушкин В.И. Физико-химические процессы коррозии бетона и железобетона. М.: Стройиздат. -1968. -187с.

11. Барбакадзе В.Ш. Долговечность и надёжность конструкций и сооружений, часть , часть , Boston 2006.

12. Бергстрем С. Влияние замораживания на физические и механические свойства бетона // Второй международный симпозиум по зимнему бетонированию. Генеральные доклады, дискуссия. М.: Стройиздат. -1978г. -267с.

13. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. -М.: Иностранная литература / Пер. с англ. Б.П. Беринга и др. под ред. М.М. Дубинина. -1948. -383 с.

14. Бугрим С.Ф. Руководство по ускоренному методу оценки морозостойкости бетона. -М.: ЦНИТИ ВНИИСТа. -1975. -26 с.

15. Бутт Ю.М., Колбасов В.М., Берлин JI.E. Исследование влияния структуры цементного камня на морозостойкость // Бетон и железобетон. -1972. -№1.-С.21.23.

16. Вейенберг Б.П. Лёд. М.-Л.: Гостехиздат. -1940. -175 с.

17. Вериго Б.М., Ильин Г.В. Состояние железобетонных городских мостов в регионе Урала, Сибири и Дальнего востока и пути устранения их дефектов // Транспортное строительство. -1996. -№ 6-7. -С. 15. 17.

18. Вилк В., Добролюбов Г., Ромер В. Контроль качества бетона при строительстве дорог // Второй международный симпозиум по зимнему бетонированию: В 2т. -М.: Стройиздат, 1975. -Т2. -С. 43. 52.

19. Власов O.E. Физические основы теории морозостойкости // Сб. науч. тр. / НИИСтройфизика. -1967.-Вып. 3.

20. Воронин В.В. Морозостойкость и технология бетона смодифицированным поверхностным слоем. Дисс. . доктора техн. наук. 05.23.05. -М.: МИСИ, 1985. -310 с.

21. Гласе Дж., Стенли Дж. Статистические методы в педагогике и психологии /Пер. с англ./ -М.: Прогресс. -1976. -495с.

22. Горбунов С.П., Трофимов Б.Я., Жуков И.В. Об ускоренных методах определения морозостойкости бетона//Бетон и железобетон. №2. - 1990. -С. 42.43.

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

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

25. ГОСТ 10060-87. Бетоны. Методы контроля морозостойкости. -М.: Стройиздат. -1978. 14с.

26. ГОСТ 10060 -95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. -М.:МИТКС.-1995.-47с.

27. Гусев Б.В, Степанова В.Ф., Черныщук Г.В. Модель расчёта коррозионной стойкости бетона при воздействии агрессивной углекислоты воздуха // Бетон и железобетон. -1999. №1. -С. 27. .28.

28. Гусев Б. В., Файвусович А. С. Особенности математических моделей коррозии бетона // Долговечность и защита от коррозии. Строительство, реконструкция / Материалы международной конференции. -М.: НИИЖБ. -1999. -С.61.66.

29. Гусев Б. В., Файвусович А. С., Степанова В.Ф., Розенталь Н.К. Математические модели процессов коррозии бетона М.: Информационноиздательский центр «ТИМР», 1996. 104 с.

30. Гусев Б.В., Кондращенко В.И., Маслов Б.П., Файвусович A.C. Формирование структуры композиционных материалов и их свойства -М. : Научный мир, 2006. -560с.

31. Дворкин Л.И. О критерии морозостойкости бетона // Гидромелиорация и гидротехническое строительство. Респ. межвед. науч.-техн. сб. -Львов. -1986.-Вып. 14.-С. 105.109.

32. Дерягин Б.В. Развитие исследований поверхностных сил // Вестник АН СССР, 1974. -№1. -С. 9.14.

33. Дилатометрический метод исследования капиллярно-пористой структуры цементного камня / Малинин Ю.С., Хромова Л.П., Лифанов И.И. и др. -Цемент.-1981.-№8.-С. 10.12.

34. Добавки в бетон: Справ, пособие: Пер. с англ. / B.C. Рамачадран, Р.Ф. Фельдман, М. Колленарди и др.; под ред. B.C. Рамачадрана. -М.: Стройиздат. -1988.-575с.

35. Добролюбов Г., Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. -М: Стройиздат. -1983. -212с.: ил.

36. Добшиц Л.М. Пути повышения морозостойкости цементных бетонов // Асфальтовые и цементные бетоны для условий Сибири: Сб. науч. тр. -Омск.: ОмПИ.-1989.-С. 132.137.

37. Добшиц Л.М. Надёжность бетонов транспортных сооружений //Надёжность строительных конструкций / Тезисы докладов: 2-ая научно-техническая конференция с международным участием. -Болгария, Плевен: ФНТД.-1990.-С.47.49.

38. Добшиц Л.М. Долговечность бетонов транспортных сооружений // Транспортное строительство.-1995. -№3. -С. 17.20.

39. Добшиц JI.M., Портнов И.Г. Моделирование процесса циклического замораживания бетона //Актуальные проблемы развития транспортных систем:

40. Тез. докладов Международной научно-технической конференции. Беларусь, Гомель: БелГУТ, 1998. -С. 179.180.

41. Добшиц Л.М. Пути повышения долговечности цементных бетонов // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы пятых академических чтений РААСН / ВГАСА. -Воронеж, 1999. -С. 113. 116.

42. Добшиц Л.М., Антонов Е.А., Атаджанов М.М. Ускоренное определение морозостойкости тяжёлых бетонов // Транспортное строительство. -№8. -1999. -С. 24.26.

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

44. Добшиц Л.М., Портнов И.Г., Соломатов В.И. Физическая и математическое модели процесса сопротивления бетона циклическому замораживанию // Изв. вузов. Строительство. -1999. -№ 9. -С. 39. 43.

45. Добшиц Л.М. Пути получения морозостойких бетонов транспортных сооружений //Ж.-д. транспорт. Сер. "Строительство. Проектирование": ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС. -2000. -Вып.1.- 41с.; 4 ил.

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

47. Добшиц Л.М., Портнов И.Г., Аль-Омаис Джалаль. Ускоренное определение сопротивления бетона циклическому замораживанию и оттаиванию. // журнал железнодорожный транспорт, серия Строительство. Проектирование 2004, выпуск 3-4, с 23-28.

48. Добшиц Л.М., Аль-Омаис Джалаль. Метод прогнозирования морозостойкости бетона. // Вестник БГТУ имени В.Г. Шухова. II Международная научно-техническая конференция. Экология: образование, наука, промышленность и здоровье, №8. 2004г. Часть V, с 185. 187.

49. Добшиц Л.М., Портнов В.И., Аль-Омаис Джалаль. Прогнозирование морозостойкости бетона с использованием метода параметрическойэкстраполяции. Вестник МИИТа, выпуск 15, 2006г. С 76.78.

50. Добшиц Л.М., Портнов В.И. ,Аль-Омаис Джалаль. Прогнозирование морозостойкости бетона с использованием метода параметрической экстраполяции. //«Строительное материаловедение теория и практика», 2006г. С 257.260.

51. Добшиц Л.М., Аль-Омаис Джалаль. Прогнозирование морозостойкости бетона / Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник статьи Международной научно -технической конференции. Пенза: ПГУАС, 2007- С. 81.85.

52. Добшиц Л.М. Основы повышения долговечности бетонов для транспортных сооружений. // Научные труды ОАО ЦНИИС, обеспечение качества железобетона транспортных сооружений, выпуск №236 2006г. С 51.61.

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

54. Иосилевский Л.И., Носарев A.B., Чирков В.П. Пути совершенствования надёжности мостовых железобетонных конструкций //Транспортное строительство. № 12,1991. -С. 12. 14.

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

56. Каранфилов Т.С. Влияние циклического замораживания на выносливость и деформации водонасыщенного бетона. -В кн.: Труды координационных совещаний по гидротехнике. -4.1. -JL: Энергия, 1972. -Вып. 64. -С. 94.97.

57. Киселев В. И. Сравнительные испытания бетона на морозостойкость / Сб. науч. тр. / НИЖБ. -1959. -Вып. 12. Морозостойкость бетона. Под ред. Н.А.Мощанского. -С. 109. 112.

58. Комохов П.Г. Механико-энергетические аспекты прогнозирования гидратации, твердения и долговечности цементного камня // Цемент. -1987. -№2. -С. 20.22.

59. Комохов П.Г., Сватовская Л.Б., Шангина H.H., Лейкин А.П. Управление свойствами цементных смесей природой наполнителя // Известия вузов. Строительство, 1997. -№ 9. -С. 51. 54.

60. Комохов П.Г., Солнцева В.А., Петрова Т.М. К вопросу ветвления трещин в бетоне // Исследования бетонов транспортного и гидротехнического строительства. / Сб. науч. тр. -М.: ЛИИЖТа. -1975. -Вып. 382. -С. 29.39.

61. Контроль морозостойкости бетона в процессе производства / Г.Ф. Воевода, А. А. Алимов, В. В. Воронин, Б. А. Ефимов // Бетон и железобетон. -1979. -№10. -С. 35.37.

62. Коренюк А.Г. Разрушение бетона при одновременном воздействии водного раствора соли и мороза // Бетон и железобетон. 1974. -№11. -С. 38. .39.

63. Коррозия железобетона и методы защиты / Тр.НИИЖБ. -1959, вып. №9; 1960, вып. №15; 1962, вып. №28.

64. Крантов Ф.М., Шлаен А.Г. К вопросу о движении воды в бетоне при его замораживании. -ИФЖ. -1983. -Т. 45. -М. -С. 621-625.

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

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

67. Красный И.М. Повышение морозостойкости бетонов при введении алюминиевой пудры // Бетон и железобетон. -1972. -№3. -С. 33-35.

68. Крылов Б.А., Гладков В.С., Иванов Ф.М. Об оценке напряжённого состояния и разрушения бетонов при замораживании // Бетон и железобетон. -1972. -№8. -С. 39. 41.

69. Кунцевич О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. -Л.: Стройиздат, 1983. -130 с.

70. Кунцевич О-В., Магомедэминов И.И. Исследование прочности и морозостойкости растворов с комплексными добавками // Межвуз. сб. науч. тр. / МИИТ. -1980. -Вып. 662; Повышение долговечности бетона транспортных сооружений. -С. 26-34: табл.

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

72. Лавринович Е.В. О морозостойкости бетонов с добавкой поташа // Бетон и железобетон. -1962. -№11. -С. 487.490.

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

74. Литишенко В.И. Новая методика изучения морозостойкости бетона // Бетон и железобетон. -197 5. -№ 9. -С. 17. 19.

75. Лифанов И.И. Морозостойкость бетона и температурные деформации его компонентов. Автореф. дисс. докт. техн. наук. -М. -1977. -47с.

76. Мазур Б.М. О методике испытаний морозостойкости бетонов. Тр. координац. совещ. по гидротехнике. Вып. 41. Энергия, JI. 1963. -С.72. 77.

77. Маккинис К. Морозостойкость цементного теста в связи с его применением для преднапряжённого бетона / У международный конгресс по химии цемента. -М.: Стройиздат. -1973. -С. 299.

78. Маркова O.A., Меркин А.П. Определение морозостойкости пористых материалов // Строительные материалы. -1975. -№11. -С. 23.24.

79. Малюк В. Д. Морозостойкость бетона транспортных искусственных сооружений, возводимых в сложных природных климатических условиях (на примере о. Сахалин): Автореферат дис. . канд. техн. наук. 05.23.05. -Днепропетровск, ДИСИ, 1984. -23с.

80. Математические модели процессов коррозии бетона / Б.В. Гусев, A.C. Файвусович, В.Ф. Степанова, Н.К. Розенталь. -М.: ТИМП, 1996. -104с.

81. Материалы международного конгресса по зимнему бетонированию. -М.: Стройиздат. -1956. -127 с.

82. Методические рекомендации по испытанию дорожного бетона на коррозионную стойкость против совместного действия хлористых солей и мороза. -М.: СоюздорНИИ. -1975. -Юс.

83. Морозостойкость бетонов с противоморозными добавками / В.Б. Грапп, A.C. Каплан, Т.И. Розенберг, C.B. Шестопёров // Бетон и железобетон. -1975. -№9. -С. 26.27.

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

85. Москвин В.М., Голубых Н.Д. Расчетно-экспериментальные методы оценки морозостойкости бетона // Бетон и железобетон. -1975. -№9. -С. 19.22.

86. Москвин В.М., Подвальный A.M. О морозостойкости бетона в напряжённом состоянии // Бетон и железобетон. -1960. -№2. -С. 5. 8.

87. Мощанский H.A. Повышение стойкости строительных материалов и конструкций, работающих в условиях агрессивных сред. -М.: Госстройиздат.-1962.-235С.

88. Назначение проектной марки бетона по морозостойкости при строительстве объектов на Дальневосточном побережье / Паленых Ю.Г., Коломиец В.И., Черепанов Ю.П. и др.//Бетон и железобетон. -1975. -№ 9. -С.10.11.

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

90. Неренст П. Воздействие мороза на бетон // 1У Международный конгресс по химии цемента. -М.: Стройиздат. -1964. -С. 520.541.

91. Несветаев Г.В. Закономерности деформирования и прогнозирования стойкости бетонов при силовых и температурных воздействиях. Автореферат дисс. .доктора техн. наук. 05.23.05. Ростов -на-Дону, 1998. -47с.

92. О достоверности результатов испытаний бетона на морозостойкость / Н.К. Розенталь, Г.В. Чехний, C.JI. Нерубенко, В.А. Гвоздев // Бетон и железобетон.-1998.-№3.-С.27.29.

93. Овчаров В.И. Морозостойкость растворов и бетонов с добавками хлоридов и ингибиторов // Бетон и железобетон. -1975. -№10. -С. 42. .43.

94. Пауэре Т.К. Физическая структура портландцементного теста // Химия цемента / Под ред. X. Ф. У. Тейлора. -М.: Стройиздат. -1969. -С. 300.319.

95. Пиралов Т.С., Невский В.А., Ильевский Ю.А. Способ ускоренного определения морозостойкости бетона //Бетон и железобетон. -1980.-№9.-С. 16.

96. Подвальный A.M. Об испытании бетона на морозостойкость // Бетон и железобетон.-1996.-№ 4. -С. 26.29, № 5. -С. 21.29.

97. Попова О.С., Кунцевич О.В., Ушеров-Маршак A.B. Кинетика структурообразования и тепловыделения на ранних стадиях твердения цементов с добавками водорастворимых смол // Тр. ЛИИЖТ. -1976. -Вып. 398. -С. 38.47.

98. Портнов И.Г. Задачи стефановского типа с фазовым переходом вфиксированном интервале температур. М.: НИЦ "Инженер", 1999. -140 с.

99. Прогнозирование морозостойкости набрызгбетона для тоннельных конструкций / А.Е.Шейкин, Л.М.Добшиц, В.М. Смолянский, И.В. Гиренко // Транспортное строительство. -1986. -№ 1. -С. 19.20.

100. Проектирование состава тяжёлых цементных бетонов с использованием ЭВМ / А.Е.Шейкин, Л.М.Добшиц, Л.Ф. Конова, A.M. Серов // Методические указания к лабораторным работам с элементами научных исследований. -М.: МИИТ. -1986.- 36 с.

101. Разработка и первичная идентификация математической модели коррозии бетонов в жидких агрессивных средах/ Б.В. Гусев, A.C. Файвусович, В.Ф. Степанова, Н.К. Розенталь, Г.В. Черныщук // Материалы международной конференции. -М.: НИИЖБ. -1999. -С. 81.86.

102. Розенталь Н.К. Реализация основ норм проектирования (СНиП) в условиях современного строительства // Инженерные проблемы современного строительства: Сб. научных трудов. Иванове: Изд-воИИСИ.-1995. -С.348.353.

103. Руфферт Г. Дефекты бетонных конструкций / Пер. с нем. И.Г .Зеленцова: Под ред. В.Б. Семенова. -М.: Стройиздат. -1987. -111с.: ил.

104. Саталкин A.B., Солнцева В.А., Попова О.С. Цементно-полимерные бетоны. -Л.: Стройиздат, 1971. -169 с.

105. Свиридов В.Н. Исследование морозостойкости бетонов морских сооружений из местных материалов и. способов её повышения. Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М. -1979. -22 с.

106. Селяев В.П., Соломатов В.И. Феноменологические модели деградации пластмасс // Работоспособность строительных материалов в условиях воздействия различных эксплуатационных факторов. Казань: КИСИ. -1980. -С. 15.19.

107. Сизов В.П. К вопросу совершенствования ГОСТ 10060 95 на испытание бетона на морозостойкость // Бетон и железобетон. -№2. -1999. -С.24. 26.

108. Сизов В.П. О методах испытания морозостойкости бетона // Бетон и железобетон. -№2. -1999. -С. 24.26.

109. Стойкость бетона и железобетона при отрицательных температурах / В.М. Москвин, М.М. Капкин, В.М. Мазур, A.M. Подвальный. -М. Стройиздат. -1967.-132 с.

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

111. Ступаченко П.П. Структурная пористость и её связь со свойствами цементных силикатных и гипсовых материалов // Труды Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева. Владивосток. -1964. - Т. 63, вып. 1.

112. Сычев В.П. Исследование морозостойкости цементобетона применительно к суровым климатическим условиям Якутии: Автореферат дисс. канд. техн. наук. 05.23.05. -Харьков: ХАДИ. -1977. -14 с.

113. Торвальдсон Т. Солестойкость бетонов и растворов // Международный конгресс по химии цементов. -М., 1952. -С. 207. .249.

114. Ткачук М.Е. Морозостойкость и морозосолестойкость бетонов с гидрофобизированными пористыми добавками. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. 05.23.05. Л, 1990.-22 с.

115. Требования к цементам для дорожного и аэродромного строительства. З.Б. Энтин, Л.А. Феднер, A.M. Шейнин, C.B. Эккель // Цемент и его применение, -1997. -№3. -С. 30.33.

116. Трофимов Б.Я. Принципы повышения стойкости бетона при морозной и сульфатной агрессии путём модифицирования гидратных соединений. Дисс. доктора техн. наук. 05.23.05.-Челябинск: ЧПИ, 1991.-364 с.

117. Уикс У.Ф., Ассур. Разрушение озерного и морского льда // Разрушение. В 12т.-М.: Мир. -1976.- Т.7. Часть 1.-С. 127.138.

118. Фрид С. А., Хевених Д.П. Температурные воздействия на гидротехнические сооружения в условиях Севера. -Л.: Стройиздат.-1978.-312 с.

119. Шейкин А.Е., Бруссер М.И., Чеховский Ю.В. Структура и свойства цементных бетонов. -М.: Стройиздат. -1979. -343 с.

120. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. Морозостойкость бетонов и возможность ее прогнозирования с помощью критерия морозостойкости // Межвуз. сб. науч. тр. / МИИТ.-1980. -Вып. 662: Повышение долговечности бетона транспортных сооружений. -С. 3.17.

121. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. О связи критерия морозостойкости с реальной морозостойкостью бетонов // Бетон и железобетон. -1981. -№1. -С. 19.20.

122. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. Ускоренное определение морозостойкости набрызгбетона тоннельных обделок // Межвуз. сб. науч. тр. / ТашИИТ. -1984.- Вып. 187/34: Промышленное, гражданское строительство на ж.д. транспорте в условиях Средней Азии. -С. 32. 35.

123. Шейкин А.Е., Добшиц JT.M. Совершенствование составов бетона с целью обеспечения их долговечности (морозостойкости) // Проектирование и строительство / ЭЙ: ЦНИИТЭИ МПС. -1984.-№5. -С. 13. 14.

124. Шейкин А.Е., Добшиц JI.M. О морозостойкости тяжёлых бетонов // Применение бетонов повышенной прочности и долговечности в железнодорожном строительстве: Сб. научн. трудов/ЛИИЖТ. Л.-1983.-С. 24.30.

125. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений // Физико химическа механика, №15. -Българска Академия на науките. -България, София. -1987. -С. 26.29.

126. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. Цементные бетоны высокой морозостойкости. -Л.: Стройиздат. -1989. -128 с.

127. Шестоперов C.B. Долговечность бетона. -М.: Автотрансиздат. -1970. -267с.

128. Шлаен А.Г. Пути повышения морозостойкости бетонных и железобетонных конструкций в гидромелиоративном строительстве. -М.: ЦБНТП Минводхоза СССР, 1976. -№11. -78 с.

129. Шлаен А.Г. Определение морозостойкости бетона по компенсационному фактору // Бетон и железобетон. -1979. -№10. -С. 37.38.

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

131. Шумилин Ф.Г., Трофимов Б.Я. Анализ причин быстрого разрушения железобетонных конструкций в градирнях системы ГИПРОТИС // Строительные материалы и бетоны: Тр. УралНИИстромпроекта. Вып. 2. Челябинск: Южно -Уральское кн. изд. 1967. -С. 142. 149.

132. Янбых H.H. Морозостойкость бетона с добавками при разных режимах испытаний // Транспортное строительство. -1988. -№.9 -С. 25. 27.

133. Ami H., Foster B., Clevenger R.A. Automatic equipment and comparative test resultsfor the four ASTM freezing and thawing methods for concrete // Proc. Amer. Soc. for Testing Materials. -1956. -Vol. 56. -P.1229.1254.

134. Jackson R.A., Chalmers B. Freezing of Liquids in Porous Media // Journal ofAppl. Physics. -1958. -v.23, № 8. -P. 1178. 1186.

135. Jung F. Uber die Frostbestandigkeit des jungen Betons. -Zement Kalk -01p8.-1967.№3.-P.17.

136. Kanda M. Studies on freezing damage in fresh concrete and the required hardening time to prevent freezing damage / The Cem. Ass. Japan, Review of the 17thgeneral meeting. May, 1963. P. 73. 87.

137. Feldman R.F. Length change-adsorption relations for the water-porous glass system to -40°C//Canadian Journal of Chemistry. 1970, v.48, № 2.-P. 287. 293.

138. Kasai Y. And Yokoyama K. The safety strength from frost damage of green concrete and the initial curing period needed the rotate / The Cem. Ass. Japan, Review of the 21" general meeting. May, 1967. P. 117. 124.

139. LangeH,ModryS.//Beton.-1971 ,JA1.-P. 13.17.

140. Litvan G.G. Further study of paniculate admixture for enhanced freeze -thaw resistance of concrete. JACI. -1985. -v.82. -№ 5. -P.724.730.

141. Meyr A. Herstellung und Nachbehandling von Beton bei niedrigen Temperaturen. Baumarkt/1961, Nov. - P. 19.27.

142. Meyr J., Praff W. Zur Kenntnis der Kristallisation von Schmelzen // Zeitshrift fur anorganishe und allgemeine Chemie. -1935, Band 224, Heiß.

143. Moller G. Materialproblem vid vinter betongarbeten.// Ti dig frysning av betong / Properties of Materials in Winter Concreting. Early freezing of concrete / CBI Applied Studies №5, Stockholm. -1962. -P. 5.9.

144. Mustard J.N. Winter curing pf concrete as related to the new Canadian standard // ACI Publ. SP -39, 1973. Behavior of concrete under temperature extremes, p.59.

145. Nerenst P. Frost action in concrete // 4th Int. Sump, of Chemistry of Cement.

146. Washington. -1960. -Proc. Vol. 11. -P. 807.

147. Nykanen A. RILEM Symposium Winter Concreting // Theory and Practice. -Copenhagen, February, 1956. Proceeding Copenhagen. -P. 1162.

148. Powers T.C. The air requirement of frost resistance Concrete/ Highway Research Board. -Proc. 1949. -V. 29.

149. Powers T.C., Brownyard T. Studies of the Physical Properties of Hardened Portland Cement paste // IACI, Oct. Dec., 1946. Jan. Apr., 1947.

150. Powers T.C., Helmutn R.A. Theory of volume changes in hardened Portland-cement past during freezing // Highway Research Board. Proceedings 32. -Washington.-1953.

151. RILEM recommendations for winter Concreting // RILEM Bulletin № 21, Dec. 1963.

152. Summer H. Zement Und Beton. -1977. -v.4. -P.34.36.

153. Warns B. The influence of air entrapment on the frost - resistance of concrete. Handl/Svenska fbr - kningsinst cemevt och betong.-1963, №35; 1964, №36.

154. Whiteside T., Sweet H. Proceeding of the Highway Research Board. -1950. -№30. -P. 204.1. УТВЕРЖДАЮ^146