автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Влияние термического циклирования на коррозионную стойкость бетонов с противоморозной добавкой

На правах рукописи

Кравцова Ольга Николаевна

Влияние термического циклирования на коррозионную стойкость бетонов с противоморозной добавкой

05.02.01 материаловедение (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск 2004

Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Севера Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель:

доктор технических наук А.В. Степанов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А.Е. Местников доктор технических наук Н.П. Старостин

Ведущая организация:

Якутский проектный научно-исследовательский институт строительства

Защита состоится " 28 " мая 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003.039.01 при Объединенном Институте физико-технических проблем Севера СО РАН по адресу: 677891, Якутск, Октябрьская, 1.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета или по факсу (4112) 33-66-65.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ИФТПС СО РАН.

Автореферат разослан X "3 апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 003.039.01,

кандидат технических наук ----- С.П. Яковлева

49&?о

- «Г ¿Г- О С) -7 /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Развитие новых технологий бетонирования при отрицательных температурах связано с использованием противоморозных добавок. Неоднозначное влияние противоморозных добавок на свойства бетона обуславливает поиск их оптимальных концентраций и изучение закономерностей формирования свойств таких бетонов. Для бетонных "и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию подземных, поверхностных, техногенных вод и экстремальных природно-климатических факторов, проблема повышения коррозионной стойкости бетона и его защитной способности для стальной арматуры всегда была одной из сложнейших как в период строительства, так и в период эксплуатации зданий и сооружений.

Бетонные и железобетонные здания и сооружения, возведенные в районах Крайнего Севера, подвергаются воздействию различных криогенных факторов, вызывающих коррозию и даже выход из строя, как самого бетона, так и стальной арматуры. К этим факторам относятся отрицательные температуры, их значительные перепады внутри конструкций и сооружений, их суточные и сезонные колебания, многочисленные циклы промерзания - оттаивания, агрессивные среды техногенного и природного происхождения. Это приводит к активным деструктивным процессам: коррозии с последующим нарушением структуры бетона, его старению, потере характеристик по прочности, плотности, водонепроницаемости и, в конечном итоге, к полному разрушению.

Комплексное воздействие этих факторов, которое обычно имеет место на практике, значительно увеличивает их отрицательное действие. Например, повреждение строительных конструкций в результате воздействия минерализованных вод при температурах, достигающих -50 °С, ускоряется до 8 раз. Поэтому к бетону, подвергающемуся воздействию агрессивных жидких сред и одновременному переменному промерзанию и оттаиванию, предъявляются жесткие требования по всем параметрам, характеризующим его коррозионную стойкость и защитную способность для стальной арматуры. Все это требует комплексного изучения влияния на свойства бетона с противоморозными добавками таких факторов, как циклическое воздействие промерзания - оттаивания, минерализация среды. Таким образом, исследования массообменных свойств бетонов с противоморозными добавками в условиях циклического воздействия промерзания - оттаивания и наличия агрессивных сред являются актуальными как в научном, так и в практическом плане.

Цель диссертационной работы - установить закономерности изменения структурных характеристик и массообменных свойств, определяющих коррозионную стойкость бетонов с противоморозными добавками при воздействии циклического промерзания - оттаивания.

Задачи исследования:

- разработать и усовершенствовать методы измерения фазового состава воды в бетоне, и массообменных свойств бетонов, в частности коэффициентов влагопереноса;

- оценить влияние концентрации противоморозных добавок, циклического воздействия промерзания - оттаивания, водоцементного отношения, возраста бетона на характеристики поровой структуры, фазовый состав воды при отрицательных температурах, массообменные свойства бетонов, а через них - на коррозионную стойкость и защитную способность бетонов для стальной арматуры.

Научная новизна работы:

- разработаны и усовершенствованы методики определения массообменных свойств бетонов при циклическом воздействии промерзания -оттаивания;

- получены новые экспериментальные данные по пористой структуре, массообменным свойствам бетонов с противоморозными добавками, фазовому составу воды в зависимости от концентрации противоморозных добавок, количества циклов промерзания - оттаивания, водоцементного отношения, возраста бетона в диапазоне изменения естественно низких температур;

- установлены закономерности взаимосвязи пористой структуры бетонов, фазового состава воды в бетонах, массообменных свойств бетона с противоморозными добавками в условиях совместного воздействия циклов промерзания - оттаивания и агрессивных сред.

Достоверность и обоснованность полученных автором результатов обеспечиваются использованием положений термодинамики, теории мас-сообмена как основы методов экспериментального определения массообменных свойств бетонов, подробной оценкой погрешности экспериментальных методов, использованием в экспериментальных установках последних достижений измерительной техники, в особенности, в области автоматизации теплофизических измерений.

На защиту выносятся:

- экспериментальные данные по пористой структуре, массообменным свойствам бетонов с противоморозными добавками, фазовому составу воды в зависимости от концентрации противоморозных добавок, количе-

ства циклов промерзания - оттаивания, водоцементного отношения и возраста бетона;

- закономерности изменения пористой структуры бетонов в зависимости от концентрации противоморозной добавки, количества циклов промерзания - оттаивания, возраста бетона и водоцементного отношения;

- закономерности изменения коэффициента фильтрации воды, переноса воды и растворов солей капиллярной пропиткой в бетонах с противоморозной добавкой при циклическом замораживании - оттаивании;

- закономерности взаимосвязи пористой структуры бетонов, фазового состава воды в бетонах, массообменных свойств бетона с противомо-розными добавками в условиях воздействия циклов промерзания - оттаивания и агрессивных сред.

Практическая значимость. Материалы и результаты исследований * были получены в течение 1978 - 2000 гг. в процессе выполнения научно-

исследовательских работ по плану ГКНТ, АН СССР и РАН. В 1978-1982 г.г. - «Исследование тепло- и массообменных процессов в деформируемых » дисперсных средах при фазовых превращениях». В 1982-1987 г.г. «Иссле-

дование и оптимизация технологических параметров и конструктивных характеристик сооружений в районах Крайнего Севера». В 1988-1992 г.г. -«Исследование тепло-влажностного режима ограждающих конструкций зданий и криогенных процессов в строительных материалах». В ходе исследований предложены и использованы новые и модифицирован ряд известных методик экспериментального определения массообменных свойств бетонов. Данные, полученные в результате работы, использованы ЯкутПНИИС при разработке низкотемпературной технологии бетонирования и при моделировании процессов массопереноса в бетонах.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на II Республиканской научно-практической конференции по качеству инженерных изысканий по Якутской АССР (Якутск, 1987), на Международном симпозиуме по геотехническим сооружениям в мерзлоте (Финляндия, 1989), на I Междуна-' родной конференции по криопедологии (Пущино, 1992), на Всесоюзном

семинаре «Теплообмен и теплофизические свойства материалов» (Новосибирск, ИТФ СО РАН, 1992), на Международной конференции по строительству в северных регионах (Швеция, 1994), на Международной конференции по моделированию тепломассопереноса (Кипр, 1999), на Международной конференции по физико-техническим проблемам Севера (Якутск, 2000), на I Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2002).

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, список которых приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 86 наименований, содержит 136 страниц машинописного текста, 53 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, определены цели и задачи работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор научных работ, посвященных исследованиям структуры, фазового состава воды в бетонах, массообменных свойств бетонов. Изложены современные представления о составе, природе взаимодействия компонентов, структуре и физических свойствах бетонов, их взаимовлиянии. Основное внимание при этом обращено на особенности воздействия криогенных процессов на свойства бетонов. Изучением этих вопросов занимались многие как отечественные, так и зарубежные исследователи.

В науке о коррозии бетона, основоположником которой является В.М. Москвин, среди мер защиты железобетонных конструкций от коррозии центральное место занимает применение бетонов, имеющих повышенную коррозионную стойкость к воздействию агрессивных сред и способность защищать стальную арматуру от коррозии. Это подразумевает использование для изготовления бетона и железобетона материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость, выбор составов и технологических режимов, обеспечивающих повышенную стойкость бетона в агрессивной среде, его низкую водопроницаемость и трещиностойкость.

Особенностью строительства в экстремальных климатических условиях Севера является повышение требования к стойкости бетона воздействию низких отрицательных температур, больших градиентов температуры, сезонных и суточных колебаний температуры, многократных циклов промерзания - оттаивания, агрессивных засоленных грунтов.

Развитие новых технологий бетонирования при отрицательных температурах связано с применением противоморозных добавок. Неоднозначное влияние противоморозных добавок на свойства бетона обуславливает поиск оптимальных концентраций противоморозной добавки. В этом пла-

б

не возникает необходимость изучения закономерностей изменения свойств бетона в зависимости от концентрации противоморозной добавки. Значительный интерес вызывает изучение особенностей влияния на свойства бетонов с противоморозной добавкой циклического замораживания - оттаивания. Деструкция бетона при промерзании и оттаивании обуславливается различным изменением объёма отдельных фаз и структурных элементов бетона. Увеличение объёма воды при переходе в лёд, различие в коэффициентах линейного расширения составных частей бетона, градиенты температуры создают предпосылки для появления внутренних напряжений в бетоне при промерзании и оттаивании. Воздействие растворов солей в комплексе с отрицательной температурой намного увеличивает интенсивность процессов разрушения бетона.

Недостаточно изученной остаётся коррозия бетона в условиях капиллярного всасывания растворов солей. Эти условия являются весьма агрессивными по отношению к бетону. Известно много случаев разрушения бетона от подобных воздействий. Отмечается интенсивное разрушение бетона в осенний и весенний периоды года, когда пониженная температура среды способствует образованию с увеличением в объеме кристаллогидратов солей (например, ^БО^ОНгО или СаБО^НгО) в бетоне. Имеющаяся в СНиП 2.03.11-85 оценка степени агрессивного действия растворов солей при наличии испаряющей поверхности требует существенной детализации. В нормах лишь указано общее содержание в растворах хлоридов, сульфатов, нитратов и других солей, хотя необходимость дифференцированной оценки различных солей с учетом особенностей их взаимодействия с бетоном очевидна.

Во второй главе излагаются результаты исследования поровой структуры бетонов. Параметры порового пространства являются важными характеристиками структуры бетона, определяющими во многом, как свойства бетона, так и характеристики протекающих в бетонах процессов. Это обусловлено тем, что бетон по своей структуре является капиллярно-пористым материалом. Поэтому процессы тепло- массопереноса в бетонах, определяющие коррозийную стойкость, защитную способность бетона по отношению к арматуре и морозостойкость, напрямую зависят от параметров порового пространства бетонов. От структуры порового пространства бетона также зависят такие его важнейшие характеристики как прочность, проницаемость, теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость.

Для оценки коррозионной стойкости наиболее важными характеристиками поровой структуры бетонов являются открытая пористость и показатель среднего размера пор. С одной стороны они сильно влияют на фи-

зико-химические свойства бетонов, с другой - наиболее чувствительны к изменениям технологических факторов. Открытая пористость и показатель среднего размера пор определялись по кинетике водопоглощения. Широко используемый в науке о бетонах показатель среднего размера пор Я , определяется из формулы

где У/г- водопоглощение в момент времени т; У/тах- максимальное водо-поглощение; а- показатель однородности капилляров.

Эта формула выведена в результате обработки многочисленных экспериментальных данных по водопоглощению пористых материалов, в том числе бетонов. Показатель степени экспоненты Я характеризует некоторый средний размер пор.

Проведены исследования влияния возраста бетона, вододементного отношения и концентрации противоморозной добавки, циклов промерзания - оттаивания на открытую (капиллярную) пористость и показатель среднего размера пор. Выявлены зависимости открытой пористости и показателя среднего размера пор бетона с различным водоцементным отношением от концентрации противоморозной добавки. В исследованиях в качестве противоморозной добавки использовался нитрит натрия, который широко применяется в производственных условиях. Как открытая пористость (рис. 1), так и показатель среднего размера пор бетонов имеют минимальное значение при концентрации противоморозной добавки 4 %.

Исследования влияния циклов промерзания - оттаивания на параметры порового пространства показали, что открытая пористость при первых двух - трех циклах уменьшается, а затем начинает увеличиваться (рис. 2). Механизм такой зависимости можно представить следующим образом. С одной стороны, в начальных циклах в бетоне происходит дополнительная гидратация кристаллогидратов, которые до этого не были сращены в единый кристаллический сросток. В результате этого наблюдается уменьшение открытой пористости. С другой стороны действие циклов промерзания - оттаивания проявляется в возникновении микротрещин вследствие разрушения при замерзании воды в порах бетона. Это приводит к увеличению открытой пористости. В начальных циклах промерзания -оттаивания доминирует первый механизм и происходит уменьшение капиллярной пористости. В последующих циклах происходит насыщение гидратации, и на первый план выходит второй механизм, что ведет к увеличению капиллярной пористости.

п0,%

р

Рис.1. Зависимость открытой пористости бетона от концентрации противоморозной добавки, о - В/Ц = 0,35; А- В/Ц = 0,40; 0 - В/Ц = 0,45

Рис. 2. Зависимость открытой пористости бетона от количества циклов промерзания - оттаивания. Концентрация противоморозной добавки: о-0%, 0 - 4%, Д - 8%

Эксперименты показали, что с увеличением возраста бетона понижаются и открытая пористость, и показатель среднего размера пор. Эта закономерность соблюдается для бетонов с различным водоцементным отношением (В/Ц) и концентрацией противоморозной добавки.

Исходя из результатов исследований параметров порового пространства бетонов можно сделать вывод, что оптимальная величина концентрации противоморозной добавки - нитрита натрия, при которой образуется структура бетона с закрытыми порами, равна 4 %. Этот факт находит подтверждение в исследованиях фазового состава воды в бетонах, массопере-носных свойств бетонов, результаты которых приведены в последующих главах.

В третьей главе приводятся результаты проведенных экспериментальных исследований фазового состава воды в бетонах. Фазовый состав воды при отрицательных температурах влияет на формирование всех основных свойств бетона, на протекание коррозионных процессов в них. Знание закономерностей изменения фазового состава воды в бетонах позволяет прогнозировать их свойства при отрицательных температурах исходя из данных полученных при положительных температурах. Зависимости количества незамерзшей воды от различных факторов используются при моделировании тепло- и массообменных процессов.

Для исследования фазового состава воды в бетонах при отрицательных температурах использовался метод непрерывного ввода тепла, разработанный в лаборатории теплофизики ИФТПС. Установка, реализующая метод, автоматизирована на основе компьютерной измерительной системы «Аксамит - 6.25», разработанной ВНИИФТРИ специально для обеспечения теплофизического эксперимента.

В ходе экспериментов установлены закономерности изменения количества незамерзшей воды в бетонах в зависимости от содержания противоморозной добавки, возраста бетона, исследовано влияние на количество незамерзшей воды в бетоне циклического промерзания - оттаивания.

Анализ температурной зависимости количества незамерзшей воды показывает, что существует оптимальная величина концентрации противоморозной добавки для получения бетона со структурой порового пространства, способствующей меньшему льдообразованию при замораживании бетона ниже температуры эвтектики. Для исследованного бетона при использовании нитрита натрия в качестве противоморозной добавки оптимальной является концентрация 4 %. При этой концентрации наблюдается максимум в зависимости прочносвязанной воды от концентрации нитрита натрия (рис. 3). Для раствора нитрита натрия при концентрации до 4 % в

бетонах любого возраста эвтектический фазовый переход не наблюдается. При концентрации противоморозной добавки 4 % наблюдается эвтектический переход у свежеприготовленного бетона. При увеличении возраста бетона начало эвтектического перехода смещается в сторону больших концентраций противоморозной добавки.

Влияние циклов замораживания - оттаивания на количество неза-мерзшей воды в бетоне исследовано при различной концентрации противоморозной добавки. Результаты экспериментов показывают, что наблюдаемый максимум зависимости прочносвязанной воды от концентрации нитрита натрия сохраняется и после циклов замораживания-оттаивания. Кроме того, выявлен максимум в зависимости прочносвязанной воды от количества циклов замораживания - оттаивания (рис. 4).

Установлено, что количество прочносвязанной влаги, которая практически не замерзает при естественных отрицательных температурах, увеличивается с возрастом бетона. Увеличение наиболее интенсивно происходит в течение десяти суток, после которых происходит стабилизация количества прочносвязанной воды. Это объясняется тем, что по мере гидратации поверхность твердой фазы бетона резко возрастает. Удельная поверхность продуктов гидратации достигает величины 180 - 380 м2/г, что почти в 1000 раз больше удельной поверхности цемента. При этом кардинально меняются и параметры порового пространства бетона. Такая зависимость количества незамерзшей воды от возраста бетона подтверждает, что по мере гидратации цемента образуется тонкая капиллярная структура.

В четвертой и пятой главах приведены результаты исследования массопереносных свойств бетонов. Коэффициент фильтрации является прямым показателем бетона, характеризующим его коррозионную стойкость (СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»). Для определения коэффициента фильтрации воды в бетоне использовался метод непосредственного измерения количества воды, прошедшей через образец при определенной разности давления на противоположных поверхностях образца.

Получены зависимости коэффициента фильтрации воды в бетоне от водоцементного отношения, концентрации противоморозной добавки -нитрита натрия, количества циклов замораживания - оттаивания. Коэффициент фильтрации воды в бетоне принимает наиболее низкие значения при 4 % концентрации противоморозной добавки нитрита натрия (рис. 5). Как видно из этого рисунка, влияние противоморозной добавки на коэффициент фильтрации воды в бетоне усиливается с увеличением водоцементного

\Унв, %

16

12

□ (

\

\ V,

о- -о

V --о- —р— —&— —а— н5*

Т,°С

-10

-20

-30

-40

-50

Рис. 3. Зависимость количества незамерзшей воды в бетоне от температуры при концентрации противоморозной добавки о -С = 0%;0-С = 4%;Д -С = 8%

п, циклы

Рис. 4. Зависимость количества прочносвязанной воды в бетоне от количества циклов промерзания - оттаивания. Концентрация противоморозной добавки: □ - С = 0 %; 0 - С = 4 %; д - С = 8 %

отношения. При этом с увеличением водоцементного отношения повышается и коэффициент фильтрации воды в бетоне.

Коэффициент фильтрации воды в бетоне в результате воздействия циклов замораживания - оттаивания увеличивается. Восемь циклов замораживания - оттаивания бетона в 5%-ном водном растворе хлористого натрия повышает коэффициент фильтрации воды на два порядка (рис. 6). Резкое увеличение коэффициента фильтрации воды происходит после 2-4 циклов. На рисунке можно заметить, что в бетонах с концентрацией про-тивоморозной добавки 4 % увеличение коэффициента фильтрации происходит позже.

Проведено исследование влагопереноса в бетонах под действием капиллярных сил. Этот процесс носит сложный характер из-за того, что структура порового пространства бетона характеризуется широким диапазоном радиусов капилляров - от 1,5-10'8 м до десятых долей миллиметра. Это предопределяет различные механизмы переноса влаги в бетонах, выделение и отдельное исследование которых вызывает определенные трудности. Ввиду этого, в качестве потенциала влагопереноса в дисперсных средах, коим является и бетон, часто используется влажность. Коэффициентом влагопереноса в этом случае является так называемый коэффициент диффузии. Такой подход, хотя и имеет своих критиков, пользуется определенной популярностью у немалого количества исследователей. Нами проведены исследования влагопереноса в бетонах по кинетике капиллярной пропитки по методу, предложенному В.М. Казанским и В.И. Клапченко, в котором коэффициент диффузии рассчитывается в зависимости от среднего влагосодержания. Показано, что для всех видов исследованных бетонов, имеющих различное водоцементное отношение, независимо от присутствия противоморозной добавки и ее концентрации, коэффициент диффузии имеет максимальное значение при средней влажности 1,5 - 2,5%. С повышением водоцементного отношения коэффициент диффузии монотонно увеличивается.

Присутствие противоморозной добавки с концентрацией 4% снижает значение коэффициента диффузии в бетонах с большим водоцементным отношением примерно в 1,5 раза по сравнению со значениями коэффициентов диффузии влаги в бетонных образцах, приготовленных без противоморозной добавки (рис. 7). Коэффициент диффузии в результате воздействия первых двух циклов промерзания - оттаивания уменьшается, а затем начинает увеличиваться (рис. 8). Результаты исследований коэффициента фильтрации и диффузии согласуются с полученными в ходе настоящих исследований данными по пористости, фазовому составу воды, теплопровод-

Кф-107, см/с

Рис. 5. Зависимость коэффициента фильтрации воды в бетоне от концентрации противоморозной добавки. Д-В/Ц = 0,4; О-В/Ц = 0,45; о-В/Ц =0,55

1.00Е-04 1.00Е-05 1.00Е-06 1.00Е-07 1.00Е-08

К ф, см/с

-----—

п, циклы

Рис. б. Зависимость коэффициента фильтрации воды в бетоне от количества циклов промерзания-оттаивания. Концентрация противоморозной добавки: 0 - 0%; 0-4%; Д -8%

ности и прочности на сжатие. Возрастание значений коэффициента диффузии с увеличением водоцементного отношения связано с распределением капиллярных пор в бетоне. При малых водоцементных отношениях капилляры прерывистые и суммарное влагосодержание незначительно (равно 3 -4%), то есть значения коэффициента диффузии влаги низкие. При увеличении водоцементного отношения увеличивается и относительный объем капиллярных пор, участвующих в диффузии, и коэффициент диффузии возрастает.

Интенсивность коррозии бетона в условиях капиллярного всасывания раствора солей сильно зависит от скорости капиллярного переноса агрессивных растворов в бетоне. Введение противоморозной добавки снижает значения коэффициентов диффузии и оказывает более сильное влияние при больших значениях водоцементного отношения. Значения коэффициента диффузии раствора ЫаС1 значительно ниже, чем воды. Сложность процессов взаимодействия ионов раствора электролита с твердой фазой бетона (возникновение двойного электрического слоя, ионный обмен) не позволяет однозначно выявить причину этого понижения коэффициента диффузии.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе установлены закономерности изменения структурных характеристик и массообменных свойств, определяющих коррозионную стойкость бетонов с противоморозными добавками при воздействии циклического промерзания - оттаивания и имеющих существенное значение для разработки технологии бетонирования при отрицательных температурах.

1. Выполненный анализ показал, что интенсивность разрушения бетона при комплексном воздействии факторов, влияющих на коррозию бетона, резко возрастает при отрицательной температуре. Неоднозначное влияние противоморозных добавок на свойства бетона обуславливает поиск оптимальных концентраций противоморозной добавки с учетом влияния циклического промерзания - оттаивания и воздействия агрессивных сред.

2. Для разработки рациональной технологии бетонирования при отрицательных температурах исследованы свойства бетона с противоморозной добавкой в зависимости от ее концентрации, возраста бетона, количества циклов промерзания - оттаивания, минерализации окружающей среды.

ат- 10э, м2/с

С,%

Рис. 7. Зависимость коэффициента диффузии воды от концентрации противоморозной добавки при =2% о - В/Ц = 0,35; Д- В/Ц = 0,4; 0 - В/Ц = 0,45; о - В/Ц = 0,55

20

16

12

ат- 108, м2/с

/

/ / /

\\ /

п, циклы

Рис. 8. Зависимость коэффициента диффузии воды в бетоне от количества циклов промерзания-оттаивания при = 1,5%. О - В/Ц = 0,35; Д- В/Ц = 0,4; 0-В/Ц = 0,45

3. Из результатов исследований параметров порового пространства, массопереносных свойств бетонов, фазового состава воды в бетоне при отрицательной температуре установлено, что оптимальная величина концентрации противоморозной добавки - нитрита натрия, при которой образуется структура бетона с закрытыми порами, равна 4 %. Наиболее низкие значения коэффициенты влагопереноса в бетоне принимают именно при этой концентрации. Такая концентрация противоморозной добавки также способствует получению бетона со структурой порового пространства, способствующей меньшему льдообразованию при промерзании бетона ниже температуры эвтектики.

4. Коэффициенты фильтрации и диффузии воды и растворов солей в результате воздействия циклов промерзания - оттаивания в целом увеличиваются. Резкое увеличение коэффициента фильтрации воды происходит после 2-4 циклов. В бетонах с концентрацией противоморозной добавки 4 % увеличение коэффициента фильтрации происходит позже. Восемь циклов промерзания - оттаивания бетона в 5%-ном водном растворе хлористого натрия повышает коэффициент фильтрации на 2 порядка, а коэффициент диффузии на порядок. Эти результаты хорошо согласуются с данными по прочности на сжатие. Также в подтверждение этому результаты исследования влияния циклов промерзания - оттаивания на параметры порового пространства показали, что открытая пористость при первых двух - трех циклах уменьшается, а затем начинает увеличиваться.

5. Полученные результаты позволяют прогнозировать свойства бетонов с противоморозными добавками при воздействии циклического промерзания - оттаивания, агрессивных сред и использованы Якутским научно-исследовательским институтом строительства при разработке технологии зимнего бетонирования.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Kurilko A.S., Stepanov A.V., Timofeev A.M., Kravtsova O.N. The effect of freezing-thawing cycles on soil mass transfer and thermal characteristics. //1 Intern. Conf. Frost in geotechnical engineering. -Saariselka, Finland, 1989. P.311-323.

2. Kurilko A.S., Stepanov A.V., Timofeev A.M., Kravtsova O.N. Effect of freezing-thawing cycles on the heat-mass exchangeable properties of cryogenic soils. /II Intern. Conf. of creopedology. -Pushchino, 1992. P. 136-139.

3. Степанов A.B., Тимофеев A.M., Кравцова O.H., Курилко A.C. Влияние циклов замораживания-оттаивания на тепло- и массообменные

свойства дисперсных материалов. //Всесоюзный семинар «Теплообмен и теплофизические свойства материалов. Новосибирск, 1992. С. 86-93.

4. Степанов A.B., Тимофеев A.M., Кравцова О.Н. Влияние циклического замораживания-оттаивания на теплофизические и массообменные свойства бетонов. Тез. докл. //Научно-практическая конференция «Проблемы строительства на Крайнем Севере». Якутск, 1993. С. 21.

5. Степанов A.B., Тимофеев A.M., Кравцова О.Н. Влияние проти-воморозной добавки на структурные и массообменные свойства бетонов. Тез. докл.//Научно-практическая конференция «Проблемы строительства на Крайнем Севере». Якутск, 1993. С. 24.

6. Stepanov A.V., Timofeev A.M., Kravtsova O.N., Ivanov V.A.Influence of cycles freezing-thawing of heat and mass exchang properties of concrete. // Intern. Conf. on developments and commercial utilization of technologies in Polar Regions. - Sweden, 1994. P.125-136.

7. Кравцова O.H., Степанов A.B., Тимофеев A.M. Фильтрация воды в бетонах. //Наука и образование. - Якутск, 1998, №4. - С. 57-59.

8. Kravtsova O.N., Stepanov A.V., Timofeev А.М. Filtration in concrete. // Intern. Conf. on Computational heat and mass transfer. - Cyprus, 1998. P. 263-265.

9. Кравцова O.H., Тимофеев A.M., Степанов A.B., Андрианова О.Г. Исследование коэффициента диффузии в бетонах. // Труды международной конференции «Физико-технические проблемы Севера» Ч. 1. - Якутск, 2000. С. 246-251.

10. Кравцова О.Н., Тимофеев A.M., Степанов A.B. Влияние циклов замораживания-оттаивания на коэффициент диффузии воды в бетонах. // Труды международной конференции «Физико-технические проблемы Севера» Ч. 1. - Якутск, 2000. С. 240-245.

И. Кравцова О.Н., Тимофеев A.M., Степанов A.B., Андрианова О.Г. Распространение тепла, влаги и ультразвука в бетонах с противоморозной добавкой. Тез. докл. //Актуальные проблемы производства строительных материалов, изделий, конструкций. - Якутск: ЯФ изд-ва СОРАН, 2001. С. 33-34.

12. Кравцова О.Н., Тимофеев A.M., Степанов A.B., Андрианова О.Г. Влияние циклического промерзания-протаивания на тепломассообменные свойства бетонов. //Труды 1 Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. Ч. IV. -Якутск, 2002. С. 102-111.

13. Кравцова О.Н., Старостин Е.Г., Степанов A.B., Тимофеев A.M. Влияние концентрации противоморозной добавки на поровую структуру бетона. //Наука - производству. -2003. № 8. С. 30-31.

Лицензия серии ПД № 00840 от 10.11.2000 г.

Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная №2. Печать офсетная. У сл.пл. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 77.

ЯФ ГУ «Издательство СО РАН»

677891, г. Якутск, ул. Петровского, 2, тел./факс: (411-2) 36-24-96 E-mail: kuznetsov@psb.ysn.ru

РНБ Русский фонд

2007-4 19870

13 МАЙ 2004

ВВЕДЕНИЕ.

1 .ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БЕТОНЕ КАК О КАПИЛЛЯРНО

ПОРИСТОМ ТЕЛЕ.

1.1 .Общие представления о бетоне.

1.2.Пористость бетона.

1.3.Методы исследования поровой структуры бетона.

1.4.Фазовые переходы воды при замораживании-оттаивании бетонов.

Фильтрация воды в бетоне.

1.5.Диффузионный влагоперенос в бетоне.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ БЕТОНОВ С

ПРОТИВОМОРОЗНОЙ ДОБАВКОЙ.

2.1.Определение пористости бетонов по кинетике водопоглощения.

2.2. Зависимость характеристик поровой структуры бетонов от возраста, водоцементного отношения и концентрации противоморозной добавки.

2.3. Зависимость характеристик поровой структуры бетона от количества циклов промерзания-оттаивания.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА ВОДЫ В БЕТОНАХ.

3.1. Метод непрерывного ввода тепла.

3.2. Описание экспериментальной установки.

3.3. Методика проведения эксперимента.

3.4. Анализ инструментальных и методических погрешностей метода.

3.5. Результаты исследований фазового состава воды в бетонах.

3.5.1. Зависимость количества незамерзшей воды в бетонах от содержания противоморозной добавки.

3.5.2. Влияние на количество незамерзшей воды в бетоне циклов замораживания-оттаивания.

4. КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ В БЕТОНЕ

4.1.Методика определения коэффициента фильтрации.

4.2.Фильтрация воды в бетонах в зависимости от водоцементного отношения и концентрации противоморозной добавки.

4.3.Влияние циклического промерзания-оттаивания на коэффициент фильтрации.

5. КОЭФФИЦИЕНТ ДИФФУЗИИ ВЛАГИ В БЕТОНАХ

5.1. Методика определения коэффициента диффузии воды и раствора NaCl в бетонах.

5.2. Зависимость коэффициента диффузии воды в бетонах от водоцементного отношения, концентрации противоморозной добавки.

5.3. Зависимость коэффициента диффузии раствора NaCl от водоцементного отношения и концентрации противоморозной добавки.

5.4. Влияние циклов промерзания-оттаивания на коэффициенты диффузии воды и раствора NaCl.

Значительная часть возведенных в районах Крайнего Севера бетонных и железобетонных зданий и сооружений подвергается воздействию различных отрицательных факторов, вызывающих повреждение и даже выход их из строя. Такими факторами являются: переход температуры через 0°С, переувлажнение и высушивание, действие агрессивных сред. Известно, что бетонные и железобетонные несущие и ограждающие конструкции в большинстве случаев подвергаются воздействию агрессивных сред техногенного и природного характера. Это приводит к активным деструктивным процессам: коррозии, выщелачиванию с последующим нарушением структуры бетона, его старению, потере характеристик по прочности, плотности, водонепроницаемости и, в конечном итоге, к полному разрушению. В условиях Якутии переход температуры через 0°С происходит до 50 раз в течение года. Весной происходит переувлажнение оснований, а в летнее время высушивание. В г. Якутске по данным Якутского проектного, научно-исследовательского института строительства минерализация грунта местами достигает 150 г/л. Повреждение строительных конструкций в результате воздействия минерализованных вод при температурах, достигающих минус 50° С ускоряется до 8 раз. К бетону железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных жидких сред (хлоридов, сульфатов, нитратов и других солей при наличии испаряющихся поверхностей) и одновременному переменному замораживанию и оттаиванию, предъявляются жесткие требования по всем параметрам, характеризующим его коррозийную стойкость и защитную способность для стальной арматуры. Более полно изучено влияние вышеуказанных факторов на прочностные и деформационные характеристики бетонов. Теплофизические и массообменные свойства бетонов с этой точки зрения мало изучены.

Развитие новых технологий бетонирования при отрицательных температурах предъявляет повышенные требования к исследованию влияния противоморозных добавок на свойства бетона. Неоднозначное влияние противоморозных добавок на свойства бетона обуславливает поиск оптимальных концентраций противоморозной добавки. В этом плане возникает необходимость определения закономерностей изменения свойств бетона от концентрации противоморозной добавки. Самостоятельный интерес вызывает изучение особенностей влияния на свойства бетонов с противоморозной добавкой циклического замораживания - оттаивания. При этом всегда стоит проблема оценки массообменных свойств бетонов для разработки методов прогнозирования состояния бетонных и железобетонных конструкций в период эксплуатации. Следует заметить, что проблема защиты, коррозионной стойкости строительных конструкций, подвергающихся воздействию подземных, поверхностных, техногенных вод, природно-климатических факторов, всегда была одной из сложнейших как в период строительства, так и в период эксплуатации зданий и сооружений.

Коэффициент фильтрации согласно СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» является прямым показателем бетона, характеризующим его коррозионную стойкость. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, следует обеспечивать их коррозионную стойкость применением коррозионно-стойких материалов, добавок, повышающих коррозионную стойкость бетона и его защитную способность для стальной арматуры. Это также требует изучения влияния на свойства бетона таких факторов, как внесение противоморозных добавок в бетон, циклического воздействия замораживания - оттаивания.

Таким образом, исследование тепло- и массообменных свойств бетонов с противоморозными добавками в режиме циклического замораживания - оттаивания является актуальным как в научном, так и в практическом плане.

Цель диссертационной работы - установить закономерности изменения структурных характеристик и массообменных свойств, определяющих коррозионную стойкость бетонов с противоморозными добавками, при воздействии циклического промерзания - оттаивания.

Задачи исследования:

- разработать и усовершенствовать методы измерения фазового состава воды в бетоне, массообменных свойств бетонов, в частности коэффициентов влагопереноса; оценить влияние концентрации противоморозной добавки, циклического воздействия промерзания - оттаивания, водоцементного отношения, возраста бетона на характеристики поровой структуры, фазовый состав воды при отрицательных температурах, массообменные свойства бетонов, а через них - на коррозионную стойкость.

Научная новизна работы:

- усовершенствованы методики определения массообменных свойств бетонов при циклическом воздействии промерзания-оттаивания;

- получены новые экспериментальные данные по пористой структуре, массообменным свойствам бетонов с противоморозной добавкой, фазовому составу воды в бетоне в зависимости от возраста бетона, водоцементного отношения, концентрации противоморозной добавки, ^количества циклов промерзания - оттаивания в диапазоне изменения естественно низких температур;

- установлены закономерности взаимосвязи пористой структуры бетонов, фазового состава воды в бетонах, массообменных свойств бетона с противоморозными добавками в условиях совместного воздействия циклов промерзания - оттаивания и агрессивных сред.

Достоверность и обоснованность полученных автором результатов обеспечиваются использованием положений термодинамики, теории тепло- и массообмена как основы методов экспериментального определения тепло- и массообменных свойств бетонов, подробной оценкой погрешности экспериментальных методов, использованием в экспериментальных установках последних достижений измерительной техники, в особенности, в области автоматизации определения фазового состава воды .

На защиту выносятся:

- экспериментальные данные по пористой структуре, массообменным свойствам бетонов с противоморозными добавками, фазовому составу воды ъ зависимости от концентрации противоморозных добавок, количеству циклов промерзания - оттаивания, водоцементного отношения и возраста бетона;

- закономерности изменения пористой структуры бетонов в зависимости от концентрации противоморозной добавки, количества циклов промерзания - оттаивания, возраста бетона и водоцементного отношения;

- закономерности изменения, коэффициента фильтрации воды, переноса воды и растворов солей капиллярной пропиткой в бетонах с противоморозной добавкой при циклическом замораживании оттаивании; i ч. - закономерности взаимосвязи пористой структуры бетонов, фазового, состава воды в бетонах, массообменных свойств бетона с противоморозными добавками в условиях воздействия циклов промерзания - оттаивания и агрессивных сред.

Практическая значимость. Материалы и результаты исследований были получены в течение 1978 - 2000 гг. в процессе выполнения научно-исследовательских работ по плану ГКНТ, АН СССР и РАН. В 1978-1982 г.г. - «Исследование тепло- и массообменных процессов в деформируемых дисперсных средах при фазовых превращениях». В 1982-1987 г.г. «Исследование и оптимизация технологических параметров и конструктивных характеристик сооружений в районах Крайнего Севера». В 1988-1992 г.г. - «Исследование тепло-влажностного режима ограждающих конструкций зданий и криогенных процессов в строительных материалах». В ходе исследований предложены и использованы новые и модифицированы ряд известных методик для экспериментального определения массообменных свойств бетонов. Данные, полученные в ходе работ, использованы ЯкутПНИИС при разработке низкотемпературной технологии бетонирования. Данные по тепло- массообменным свойствам бетонов используются при моделировании процессов тепло- и массопереноса в бетонах.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на II Республиканской научно-практической конференции по качеству инженерных изысканий по Якутской АССР (Якутск, 1987), на Международном симпозиуме по геотехническим сооружениям в мерзлоте (Финляндия, 1989), на I Международной конференции по криопедологии (Пущино, 1992), на Всесоюзном семинаре «Теплообмен и теплофизические свойства материалов» (Новосибирск, ИТФ СО РАН, 1992), на Международной конференции по строительству в северных регионах (Швеция, 1994), на Международной конференции по моделированию тепломассопереноса (Кипр, 1999), на Международной конференции по физико-техническим проблемам Севера (Якутск, 2000), на I Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2002).

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, содержит 136 страниц машинописного текста, 53 рисунка, список литературы из 86 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ известных работ показал, что интенсивность разрушения бетона при комплексном воздействии факторов, влияющих на коррозию бетона, резко возрастает при отрицательной температуре. Неоднозначное влияние противоморозных добавок на свойства бетона обуславливает поиск оптимальных концентраций противоморозной добавки с учетом влияния циклического промерзания - оттаивания и воздействия агрессивных сред.

2. Для разработки рациональной технологии бетонирования при отрицательных температурах исследованы свойства бетона с противоморозной добавкой в зависимости от ее концентрации, возраста бетона, количества циклов промерзания - оттаивания, минерализации окружающей среды.

3. Из результатов исследований параметров порового пространства, массопереносных свойств бетонов, фазового состава воды в бетоне при отрицательной температуре установлено, что оптимальная величина концентрации противоморозной добавки - нитрита натрия, при которой образуется структура бетона, замедляющая проникновение агрессивной среды в бетон, вызывающих коррозию последнего, равна 4%. Наиболее низкие значения коэффициенты влагопереноса, вносящие агрессивные элементы в бетон, принимают именно при этой концентрации. Такая концентрация противоморозной добавки также способствует получению бетона со структурой порового пространства, способствующей меньшему льдообразованию при промерзании бетона ниже температуры эвтектики.

4. Для исследованного бетона при использовании нитрита натрия в качестве противоморозной добавки оптимальной является концентрация 4%. При этой концентрации наблюдается максимум в зависимости прочносвязанной воды от концентрации нитрита натрия. Для раствора эвтектический фазовый переход не наблюдается. При увеличении возраста бетона начало эвтектического перехода смещается в сторону больших концентраций противоморозной добавки.

5. Влияние циклов замораживания - оттаивания на количество незамерзшей воды в бетоне исследовано при различной концентрации противоморозной добавки. Результаты экспериментов показывают, что наблюдаемый максимум зависимости прочносвязанной воды от концентрации нитрита натрия сохраняется и после циклов замораживания-оттаивания. Кроме того, выявлен максимум в зависимости прочносвязанной воды от количества циклов замораживания - оттаивания

6. Установлено, что количество прочносвязанной влаги, которая практически не замерзает при естественных отрицательных температурах, увеличивается с возрастом бетона. Увеличение наиболее интенсивно происходит в течение десяти суток, после которых происходит стабилизация количества прочносвязанной воды. Такая зависимость количества незамерзшей воды от возраста бетона подтверждает, что по мере гидратации цемента образуется тонкая капиллярная структура.

7. Коэффициенты фильтрации и диффузии воды и растворов солей в результате воздействия циклов промерзания - оттаивания в целом увеличиваются. Резкое увеличение коэффициента фильтрации воды происходит после 2-4 циклов. В бетонах с концентрацией противоморозной добавки 4 % увеличение коэффициента фильтрации происходит позже. Восемь циклов промерзания - оттаивания бетона в 5%-ном водном растворе хлористого натрия повышает коэффициент фильтрации на 2 порядка, а коэффициент диффузии на порядок. Эти результаты хорошо согласуются с данными по теплопроводности и прочности на сжатие. Также в подтверждение этому результаты исследования влияния циклов промерзания - оттаивания на параметры порового пространства показали, что открытая пористость при первых двух - трех циклах уменьшается, а затем начинает увеличиваться.

8. Полученные результаты позволяют прогнозировать свойства бетонов с противоморозными добавками при воздействии циклического промерзания - оттаивания, агрессивных сред и использованы Якутским научно-исследовательским институтом строительства при разработке технологии зимнего бетонирования.

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во МГУ, 1961. - 490 с.

2. Александровский С.В. О влияниях масштабного фактора на влажностные деформации бетона // Расчет железобетонных конструкций. Экспериментально-теоретические исследования по усовершенствованию расчета. Труды НИИЖБ. Вып. 17. -Госстройиздат, 1961. С. 92-98.

3. Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести. М., Стройиздат, 1973. - 432 с.

4. Ананян А. А. Кристаллизация воды в замерзающих и мерзлых горных породах // Современные представления о связанной воде в породах. -М.: Изд-во АН СССР, 1969. С.59-63.

5. Ананян А.А. О взаимосвязи между содержанием незамерзшей воды в тонкодисперсных мерзлых породах и водными свойствами этих пород // Мерзлотные исследования. 1961.- Вып.1. - С. 184-189.

6. Афанасьев Н.Ф., Бочко Р.А., Чигирев А.А. Автоматизация структурного анализа микрообъектов по их электронно-микроскопическим изображениям. Вестник МГУ, сер. Физика, 1972, № 3, с. 263-270.

7. Афанасьев Н.Ф., Бочко Р.А. Методика изучения структуры пористых тел по их электронно-микроскопическим изображениям. Изв. АН СССР, сер. Физ. 1970, т. 34, № 7,с. 1594-1599.

8. Бакаев В.А., Киселев B.C., Красильников С.Г. Понижение температуры плавления воды в капиллярах пористого тела ДАН СССР, 1959, т. 125,№4.-С. 831-834.

9. Баррер P.M. Диффузия в твердых телах. Пер.с англ. М., 1948. - 390 с.

10. Ю.Белов С.В. Пористые материалы в машиностроении. 1976, с. 23-26.

11. Н.Беркман А.С., Мельникова ИГ. Структура и морозостойкость стеновых материалов. М., 1962.

12. Брилинг Р.Е. Воздухопроницаемость строительных материалов и ограждений // Исследования по строительной теплофизике. М., 1948. -С. 45-51.

13. Бруссер М.Н. Исследование структурной пористости беиона и факторов ее определяющих. Дис. канд. техн. наук . -М.: 1971. - 175 С.

14. Быков Б.М, Взаимодействие воды с цементным камнем и бетоном в процессах сорбции и замораживания. Автореферат дис. канд. техн. наук.-М.: 1968 .-22 с.

15. Важенин Б.В. Замерзание влаги в строительных материалах при отрицательных температурах // Строительные материалы 1965, № 10. -С.24-25.

16. Власов О.Е. Физические основы теории морозостойкости. В кн. Успехи строительной физики в СССР. Вып Ш. М., 1967. - С. 163-176.

17. Волосян Л .Я. Тепло- и массообмен при термообработке бетонных и железобетонных изделий. Минск, 1973. -208 с.

18. Высоганский Е.Л., Угинчус Д.А., Свешников В.Н., Дягтерева Л.И. Диффузионная модель процесса пропитки капиллярно-пористых строительных материалов. Строительство и архитектура, 1984, №2. -С. 55-58.

19. Глаголев А.А. Геометрические методы количественного анализа под микроскопом. М.: Госгеолиздат. - 47 С.

20. Горчаков Г.И., Капин М.М., Скрамтаев Б.Г. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений. М.: Стройиздат, 1965. - 308 с.

21. Горчаков Г.М., Иванов В.И., Лнфанов И.И., Юрченко Э.Н. Влияние льдообразования в порах бетона на морозостойкость. // Бетон и железобетон, 2, 1977. С. 16-18.

22. Грушко И.М., Лишанский Б.А., Веденский ВН. Математическое моделирование процессов тепло- и массообмена при тепловлажностной обработке бетонных изделий // Строительство и архитектура, 1984, №5. -С. 55-59.

23. Добавки и бетон. Справочное пособие под редакцией В.С.Рамачандрана, М., Стройиздат, 1988. 572 с.

24. Дубинин М.М. Пористая структура и свойства материалов. Труды симпозиума. RILEM ЛЛ\АС. Международный симпозиум. - Прага, 1973.-С. 56-63.

25. Еремеев Г.Г., Важенин Б.В. К вопросу о причинах разрушения строительных материалов при замораживании-оттаивании. // Строительная теплофизика. Вып.4(ХVIII), М., 1971. С. 16-17.

26. Ершов Э.Д., Акимов Ю.П., Чеверев В.Г. и др. Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов. М. : Стройиздат, 1973. - 42 с.

27. Ершов В. Д. Экспериментальные исследования особенностей влагопереноса и льдонакопления в мерзлых породах под действием различных движущих сил: Автореф. дис. канд. геолого-минер, наук. -М., 1986 19 с.

28. Ефимов С.С.Влага гигроскопических материалов. Новосибирск: Наука, 1986. - 160 с.

29. Жданов СП. Применение теории капельной конденсации для исследования структуры пористых адсорбентов. В кн. Методы исследования структуры высокодисперсных и пористых тел. М.: Изд-во АН СССР, 1958, с. 114-130,180-190.

30. Иванов Ф.М., Якуб Т.Ю., Сергеева И.Г. Исследование диффузионной проницаемости цементно-песчаных растворов различной структуры при действии нейтральной жидкой среды и растворов хлоридов //Промышленная теплотехника т. 3,. № 8, 1981. С. 98-104.

31. Казанский В.М. Характеристики обобщенной пористости строительных материалов // Строительство и архитектура, 1990, №1. -С. 53-56.

32. Казанский В.М., Клапченко В.И. Коэффициенты массопереноса силикатных стройматериалов // Строительство и архитектура, 1983, №11. -С. 65-69.

33. Казанский В.М., Клапченко В.И. Метод измерения коэффициента диффузии влаги в дисперсных телах по кинетике капиллярной пропитки // Промышленная теплотехника. 1981. - Т.З, №5. - С. 92-96.

34. Киракосов В.П. Исследования фильтрации в построенных в водонапорных бетонных сооружениях. М.: Госсстройиздат, 1956.— 120 с.

35. Колокольникова Е.И. Долговечность строительных материалов. М.: Высшая школа, 1975. - 159 с.

36. Конопленко А.И. К вопросу о теории морозостойкости бетона. В кн. Вопросы строительства и производства, строительных изделий. Вып.VIII, 1993. - С.100-120.

37. Кравцова О.Н., Степанов А.В., Тимофеев А.М, Андрианова О.Г. Исследование коэффициента диффузии в бетонах. // Труды международной конференции «Физико-технические проблемы Севера», часть I, Якутск, ГУП "Полиграфист" ЯНЦ СО РАН, 2000. -С.246-251.

38. Кравцова О.Н., Степанов А.В., Тимофеев A.M. Влияние циклов замораживания-оттаивания на коэффициент диффузии воды в бетонах. // Там же. С. 240-245.

39. Кравцова О.Н., Степанов А.В., Тимофеев A.M. Фильтрация воды в бетонах // Наука и образование, Якутск, изд. «Северовед»,1998. №4. -С. 57-59.

40. Кравцова О.Н., Старостин Е.Г., Степанов А.В., Тимофеев A.M. Влияние концентрации противоморозной добавки на поровую структуру бетона. //Наука производству. - 2003. № 8. С. 30-31.

41. Каммерер И.С. Теплоизоляция в промышленности и строительстве. -М.: Изд-во лит. по строительству и архитектуре, 1965. 378 с.

42. Кунцевич О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. JL: Стройиздат, 1983. - 126 с.

43. Ларионов А.К. Инженерно-геологическое изучение структурных рыхлых осадочных пород. М.: Недра, 1966. - 328 С.

44. Луцик П.П., Литевчук Д.П. Комплексное определение геометрических и массообменных характеристик пористых материалов. -Промышленная теплотехника. 1981, т. 3, № 4 с. 62-68.

45. Лыков А.В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. М. Гос техиздат, 1954. - 296 с.

46. Миронов С.А., Лагойда А.В Бетоны твердеющие на морозе. М.: Стройиздат, 1975. - 264 с.

47. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.: Стройиздат, 1980. -536 с.

48. Невиль A.M. Свойства бетона. М.: Изд- во литературы по строительству. - М., 1972. - С. 6-7.

49. Пауэре Т.К. Физическая структура портландцементного теста. В кн.: Химия цемента. Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: 1969. - 210 с.

50. Степанов А.В. Влияние растворенных солей на теплофизические свойства глинистого грунта // Труды VII Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ. М., 1982. - С. 250-251.

51. Степанов А.В. Исследование теплофизических свойств некоторых видов металлургического сырья, смерзающихся при перевозке: Автореферат дис. канд. техн. наук. Якутск, 1980. - 19 с.

52. Степанов А.В., Иванов В.А., Тимофеев A.M., Федорова Г.Д. Фазовый переход раствора Na2N03 в бетонах при отрицательных температурах // Труды VIII Всесоюзной конференции «Теплофизические свойства веществ», ч.П Новосибирск, 1988. С. 209-210.

53. Степанов А.В., Тимофеев А.М. Теплофизические свойства дисперсных материалов. Якутск, ЯНЦ СО РАН, 1994. - 124 с.

54. Степанов А.В., Тимофеев A.M., Иванов В.А., Бурцев С.С. Фазовый состав поровой влаги в бетонах с противоморозной добавкой // Там же. С.26.

55. Степанов А.В., Тимофеев A.M., Кравцова О.Н. Влияние противоморозной добавки на структурные и массообменные свойства бетонов //Там же. С.24.

56. Степанов А.В., Тимофеев A.M., Кравцова О.Н. Влияние циклического замораживания-оттаивания на теплофизические и массообменные свойства бетонов // Там же. С.21.

57. Степанов А.В., Хаустова Л.Г., Матвеева О.И. Криогенные фазовые превращения воды в бетонах // Исследование тепломассообмена в инженерных сооружениях, строительных материалах и природных средах. Якутск, изд. ЯГУ, 1985. - С. 61-66.

58. Ступаченко П.П. Структурная пористость и ее связь со свойствами цементных, силикатных и гипсовых материалов // Тр.Дальневосточного политех, ин-та им. Куйбышева. -Владивосток, 1964. Т.63. - Вып.1. - С. 42-49.

59. Темкин А.Г., Журавлева В.П., Чаплина А.И. Определение коэффициента диффузии влаги в дисперсных телах по кинетике капиллярной пропитки. // Массоперенос в капиллярно-пористых строительных материалах. Минск, изд-во ИТМО АН БССР, 1977. -С. 218-223.

60. Федорова Г.Д. Бетоны и их свойства для монолитных конструкций, возводимых в районах крайнего севера:. Автореферат, дис. канд. техн. наук. М, 1993.-26 С.

61. Федяков Н.Н. О температурном расширении воды в микрокапиллярах. М.: ДАН СССР, 1961, т. 138, № 1. - С.1389-1391.

62. Флеминге Н. Процессы затвердевания. М.: Мир, 1977. - С. 123.

63. Франчук А.У. Теплопроводность строительных материалов в зависимости от влажности. М.: Стройиздат, 1941. - 107 с.

64. Цилосани З.Н. и др. Влияние переменной влажности среды и нагрузки на длительные деформации бетона. Тбилиси, Мецниерба,1988. - 162 с.

65. Чеховский Ю.В. Понижение проницаемости бетона. М.: Стройиздат, 1968.-С. 19-20

66. Чеховский Ю.В., Мишутин В.А., Меламед Э.Е. Исследование структуры порового пространства, проницаемости и морозостойкости судостроительных бетонов //. Труды, координационного совещания ВНИИГ, М., 1971. -Вып.68.-С.68-75.

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

68. Эльбакидзе МГ. Фильтрация воды через бетон и бетонные гидротехнические сооружения. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 20 с.

69. Юсупов И.М. Бабаев Ш.Т. Исследование поровой структуры цементного камня и растворной части бетонов с комплексными добавками. В. кн.: Технология и свойства цементных бетонов. Казань, КХТИ, 1983, - с. 15-18.

70. Stepanov A.V., Timofeev A.M., Kravsova O.N. Effect of freezing-thawing cycles on the heat-mass-exchangeable properties of cryogenic soils // Proceeding I International conference of cryopedology, Pushchino, 1992. P.135-139.

71. Stepanov A.Y., Timofeev A.M., Kravsova O.N. Filtration in concrete H International conference on computational heat and mass transfer. Cyprus, 1998. P.263-265.

72. Hashimoto T. and Nitta T. Effects of Soil Freezing and thawing on the Bacterial Population in the Wheat Rhizosphere. Proc.of the International Symposium of Physics, Chemistry, and Ecology of Seasonally Frozen Soils, Fairbanks, Alaska, 1997. P.488-492.

73. Lehrsch G.A. Aggregate Stability Response to Freeze-Thaw Cycles. Proc. of the Internattional Symposium of Physics, Chemistry, and Ecology of Seasonally Frozen Soils, Fairbanks, Alaska, 1997. P. 165-171.

74. ГОСТ 12730.4-78. Беторы. Методы определения показателей пористости. Изд-во стандартов, М. 1980,- 6 С.

75. Гост 26134-84 Ультразвуковой метод определения морозостойкости. Изд-во стандартов М, 13 С.

76. Гост 10060.0-95. Методы определения морозостойкости. Изд-во стандартов, М, 1995. 25 С.

77. СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» М. 1986.-71 С.

78. Полученные результаты будут использованы для разработки методр? домшэнвя морозостойкости бетонных и шлйапбвтпшге кпнптрукуказать где и для чеговдй на KSfimra мажедиалах

79. Ожидаемый экономический эффект яя Т9Й4 г. ппг>?яялгяят7Q SfllQt РУ0Д9Й1. Срок внедрения Г»

80. После внедрения прьдприятие вышлет в адрес ИФТЛС ЯФ СО АН СССР документы,подтверждающие:внедрение с указанием полученного фактического экономического эффекта.

81. Прил: расчет уточненного гарантированного эффекта

82. От ИФТПС ЯФ СО АН СССР От ШШФ ЗШШЙП

83. Отдел организации внедрения Зав» СвКТОрОМ ЛЭб.кАучных разработок , СТрОГ . ЗЛЬИЬд. .'ОНСТруКЦЗЙ,

84. Мь^Ота(11цэва Е.И. жл^ ирмРхппая Л.Г.1. Руководитель темы /1. Степанов А.Б»1. Ответственный исполнитель1. ТВЕ?А11ЛЮ1. Сё! аь., (.; « •"фе€/ми*еР lyjjtfv МПй ; \'Й л 19*.1. А К Т Ы Щ.-//о передаче законченной НИР \.СК?>

85. Результаты приняты. -lit .с;:?. ?.о1ШШ. що mm тшштминистерства, города)к практическому использованию в видефактический ре зультат;фi&OKO: iXiOO^Uразработана схема, определены параметры, создан макет, опыты;образец и т.п.)

86. Основные результаты работы ; ^ fc gj;: ^ .; .-.у1 'f J••' -Д.-11- V., .; л:: . ; ^paзpaucтан технологически процесс, создано оборудование и т.п.; народнохозяйственноерасход яорааз;i?oзначение, практическая ценность, новизна, номера а/с)н

87. Полученные результаты будут использованы см Мп.тпуказать где и1. ДУ1Ячего)

88. О&пдаешй экономический эффект ^а л*. потулт-л^^ vv тюач ixjcmii1. Срок внедоенил г.

89. Отдел организации внедрения наvjiiLo-тохннческих раз оасоток1. Ру коир1. M-tf^f ^-^но : А «•• .1. Отв. исполнитель