Модели и методы расчета стержневых и пластинчатых армированных конструкций с учетом коррозионных повреждений : Хлоридная коррозия и коррозионное растрескивание

• Автор: Овчинников, Илья Игоревич
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 465 с. : ил.

Введение (актуальность, новизна, научная и практическая ценность, внедрение, содержание глав)
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА АРМИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
1.1. Условия работы и примеры повреждений и разрушений армированных элементов конструкций в агрессивных условиях эксплуатации
1.2. Модели и методы расчета элементов конструкций, взаимодействующих с агрессивными средами
1.2.1. Общие подходы к моделированию поведения конструкций в агрессивных условиях эксплуатации
1.2.2. Моделирование поведения элементов конструкций в условиях воздействия агрессивных хлоридсодержащих сред

1.3. Моделирование поведения конструкций с учетом коррозионного растрескивания

1.4. Анализ проведенных исследований и формулировка задач

для решения

Выводы по 1 главе

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СТЕРЖНЕВЫХ АРМИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ХЛОРИДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ
2.1. Экспериментальные данные по влиянию хлоридсодержащнх сред на механические характеристики компонентов армированных конструкций
2.1.1. Данные по прониканию хлоридсодер.жаищх сред в конструктивные элементы и влияющие на этот npoijecc факторы
2.1.2. Влияние хлоридсодержащих сред на кратковременные характеристики бетона
2.1.3. Влияние хлоридсодержагцих сред на длительные характеристики бетона
2.1.4. Влияние хлоридсодержащих сред на механические свойства арматуры
2.2. Построение математических моделей коррозионного повреждения арматуры при воздействии хлоридсодержащих сред
2.2.1. Экспериментальные данные по кинетике коррозионного поражения арматуры
2.2.2. Модель воздействия хлоридсодержащей среды на арматуру
2.2.3. Модель коррозионного повреждения арматурного стержня, основанная на использовании параметра сплошности
2.2.4. Модель коррозионного износа арматуры, учитывающая влияние концентрации хлоридсодерэ/сащей среды
2.3. Моделирование кинетики проникания хлоридсодержащих сред в армированные конструктивные элементы
2.3.1. Диффузионная модель проникания хлоридсодержащей среды в армированные элементы
2.3.2. Начальные и граничные условия для диффузионной задачи
2.3.3. Идентификация диффузионной модели
2.3.4. Решение диффузионной задачи методом контрольного объема
2.3.5. Анализ распределения концентрационных полей по объему армированных элементов и влияющие на него факторы
2.4. Применение теории накопления повреждений для моделирования кинетики разрушения бетона в условиях хлорндной коррозии
2.4.1. Экспериментальные данные по кинетике накопления повреждений в бетонах и полимербетонах
2.4.2. Моделирование кинетики накопления повреждений
2.4.3. Идентификация моделей накопления повреждений по экспериментальным данным
2.5. Модели деформирования и разрушения стержневых армированных элементов конструкций в одноосном напряженном состоянии при воздействии хлоридсодержащих сред
2.5.1. Нелинейная разномодульная модель деформирования бетона
2.5.2.Модель деформирования бетона в условиях воздействия хлоридсодержащей среды
2.5.3.Идентификация модели деформирования бетона по экспериментальным данным
2.5.4. Модель деформирования стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащей среды
2.5.5. Учет повреждаемости при описании процесса деформирования бетона
2.5.6. Расчет армированного стержневого элемента при воздействии агрессивной среды
2.6. Модель деформирования и коррозионного разрушения изгибаемого стержневого армированного элемента произвольного поперечного сечения
2.6.1. Проникание хлоридсодержащей среды в армированное сечение

капилляры в бетоне. Однако в некоторый момент времени, когда общее количество продуктов коррозии превысит количество, необходимое для заполнения пористой области вокруг армирующего элемента, дальнейшее образование продуктов коррозии будет создавать расширяющее давление на окружающий бетон. Накопление продуктов коррозии на арматурных стержнях и понижение в высоте ребер профиля арматуры приводит к понижению прочности связи между арматурой и окружающим бетоном. Расширение бетона вокруг арматуры вызывает растягивающие напряжения в бетоне. Через некоторое время, при продолжающемся процессе коррозионного поражения арматуры, растягивающие напряжения достигнут критической величины и инициируют развитие коррозионных трещин в защитном слое бетона, ориентированных вдоль арматурных стержней. С дальнейшим ростом объема продуктов коррозии ширина раскрытия трещины увеличивается, что в результате часто приводит к отслаиванию защитного слоя бетона. Каждое из описанных явлений в той или иной степени вызывает понижение прочности связи между арматурой и бетоном, результатом чего может стать потеря их совместного действия, что значительно понизит прочность и изменит работу конструктивного элемента.
По результатам анализа, проведенного в предыдущих параграфах, и учитывая этапы процесса взаимодействия армированного конструктивного элемента с хлоридсодержащей средой, можно сформулировать ряд задач, решение которых необходимо для разработки полной модели взаимодействия конструктивного армированного элемента с агрессивной хлоридсодержащей средой при различных граничных условиях на поверхности конструктивного элемента.
Моделирование кинетики проникания агрессивной среды:
1) разработка модели проникания хлоридсодержащей среды в армированный конструктивный элемент при наличии защитного покрытия на