Структура высокотехнологичных бетонов и закономерности проявления их свойств при эксплуатационных влажностных воздействиях

• Автор: Славчева, Галина Станиславовна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 467 с. : ил.

1 Научноинженерная проблема обеспечения эффективной реализации строительнотехнических свойств высокотехнологичных бетонов при эксплуатационных влажностных воздействиях.

1.1 Характеристика движущих сил изменений в системе среда материал конструкция.

1.2 Процессы изменения состояния материала при воздействии эксплуатационной среды и напряженнодеформированное состояние конструкций как функция этих процессов
1.3 Проявление свойств высокотехнологичных бетонов при эксплуатационных влажностных воздействиях исходные концепции, обоснование структуры работы и содержания исследований.
2 Управление строительнотехническими свойствами и качеством бетонов с учетом последствий влажностных воздействий среды теоретические положения и разработки
2.1 Систематизация и развитие представлений о природе взаимосвязи свойств бетонов с влажностным состоянием
2.1.1 Закономерности влияния параметров структуры бетона на баланс сил ее связи с водой.
2.1.2 Механизм проявления строительнотехнических свойств бетонов при изменении их влажностного состояния

2.2 Анализ и систематизация представлений о процессах влагооб

мсна бетонов с эксплуатационной средой с позиций структурного материаловедения

2.3 Структурные факторы и способы управления свойствами и ка

чеством высокотехнологичных бетонов с учетом последствий влажностных воздействий среды.
Выводы к главе 2
3 Основные методологические и методические вопросы экспериментальных исследований.
3.1 Методологические положения постановки исследований юо
3.2 Характеристика факторного пространства экспериментальных
исследований.
3.3 Методические условия реализации экспериментов Ю
3.3.1 Методика оценки параметров структуры.
3.3.2 Методика исследования процессов изменения влажностного состояния.
3.3.3. Методика исследования влияния влажностного состояния на строительнотехнические свойства.
I
4 Экспериментальные исследования закономерное гей процессов изменения влажностного состояния высокотехнологичных бетонов как функции их структуры.
4.1 Идентификация структуры высокотехнологичных бетонов
4.2 Взаимодействие структур цементного и силикатного микробетона с водяным паром и водой
4.3 Взаимодействие высокопрочных модифицированных бетонов с водяным паром и водой
4.4 Взаимодействие макропористых цементных п силикатных бетонов с водяным паром и водой
Выводы к главе 4
5 Экспериментальные исследования закономерностей проявления свойств высокотехнологичных бетонов при изменении их влажностного состояния.
5.1 Влияние влажностного состояния на прочность бетонов с учетом их структуры.
5.1.1 Влияние влажностного состояния на прочность бетонов в изотермических условиях.
5.1.2. Влияние влажностного состояния на прочность бетонов
при температурных воздействиях.
5.2 Влияние параметров структуры на влажностные деформации бетонов
5.2.1 Закономерности развития влажностных деформаций
микробстона
5.2.2 Закономерности развития влажностных деформаций
высокопрочных модифицированных бетонов
5.2.3 Закономерности развития влажностных деформаций
макропористых бетонов
5.3 Влияние влажностного состояния на теплопроводность цементных поризованпых бетонов.
5.4 Об условиях обеспечения морозостойкости высокотехнологичных бегонов.
Выводы к главе 5
6 Прикладные вопросы обеспечения условий эффективной реализации свойств высокотехнологичных цементных и силикатных бетонов при влажностных эксплуатационных воздействиях
6.1 Прикладные разработки применительно к проблеме высокопрочных модифицированных бетонов.
6.2 Прикладные разработки применительно к проблеме цементных поризованных бетонов.
6.2.1 Постановка задачи конструирования структур цементных поризованных бетонов с задаваемыми свойствами
6.2.2 Алгоритмы конструирования структур цементных по
ризовашгых бетонов.
6.2.3 Основные положения технологии цементных поризо
ванных бетонов и аппаратурное оформление
6.3 Прикладные разработки применительно к проблеме силикат
иых ячеистых бетонов
Выводы к главе 6
Основные выводы.
Список литературы


Это является следствием того, что контакт воды с несмачиваемой ею поверхностью термодинамически невыгоден вода самопроизвольно под действием сил структурного притяжения выдавливается из гидрофобной прослойки. Физическая природа влияния данных параметров на величину капиллярных сил раскрыта в работах Б. В. Дерягина, Р. И. Злочевской , применительно к структуре строительных материалов в трудах Е. И. Шмитько . Установлено, что у гидрофильных поверхностей в слоях воды толщиной в несколько нанометров происходит снижение тангенциальной то есть вдоль поверхности подвижности ее молекул на порядок, а в направлении по нормали к поверхности на два порядка по сравнению с объемной водой. Макроскопически этот эффект проявляется в виде повышения вязкости и поверхностного натяжения связанной воды. Для гидрофобных поверхностей характерна ориентация диполей поды параллельно поверхности При этом эффект упорядоченной ориентации распространяется па значительное расстояние, т. Такое расположение молекул воды приводит к снижению плотности вблизи стенок и повышает подвижность молекул в тангенциальном направлении, чему отвечает снижение вязкости и
поверхностного натяжения моно и полимолекулярных слоев примерно на порядок. Из всего вышеизложенного следует, что влияние воды на меру проявления действия сил ее связи со структурой бетонов в различном влажностном состоянии определяется его химикоминералогическим составом, обуславли
вающим энергетическую активность поверхности твердой фазы и действие адсорбционных сил, а также смачиваемостью поверхности и структурой пористости, влияющим на реализацию капиллярных сил. По данным ВЛО. Траскина при повышении температуры вязкост ь связанной воды снижается, и при температуре С она становится такой же, как и у свободной воды. При нагревании происходит тепловое разрушение структуры связанной воды, уменьшение толщины ее граничной фазы с искаженной структурой и переход в свободную воду. При понижении температуры, напротив, происходит обратное явление структурирование связанной воды. Однако в се пленках такое структурирование и соответствующее льдообразование осуществляется при более низких отрицательных температурах, и чем тоньше пленка воды, тем при более низкой температуре она замерзает. Основная причина понижения температуры замерзания связанной воды взаимодействие се с активными центрами поверхности. Энергия взаимодействия молекул воды с активными центрами поверхности минералов, а также с находящимися в поровом растворе ионами больше, чем энергия взаимодействия молекул воды между собой. Это и приводит к тому, что активные центры нарушают сетку водородных связей в воде, а фазовый переход осуществляется лишь при более низкой температуре. С, в бетонах может существовать вода в жидком состоянии. Таким образом, напряженнодеформированное состояние структуры бетона определяется балансом сил связи с водой твердой фаЗы и порового пространства в зависимости от количественного содержания и соотношения различных видов воды в ней. Мера влияния различных видов воды при изменении влажностного состояния, в свою очередь, определяется характеристиками структуры материала. Вклад отдельных составляющих в баланс сил зависит от вещественного состава, энергетической активности и смачиваемости поверхности твердой фазы, характеристик порового пространства, ответственных за реализацию той или иной формы их взаимодействия с водой. Модифицирование структуры твердой фазы и порового пространства материала является прямым средством регулирования сил его взаимодействия с водой. Про
исходящее при эксплуатации изменение содержания различных видов воды в структуре материала закономерно приводит к нарушению баланса сил и, как следствие, к непрерывной трансформации конструкционных характеристик и свойств, мера чего, в свою очередь, определяется характеристиками структуры материала. Физикохимическая природа влияния влажностного состояния на свойства строительных материалов показатели сопротивления разрушению, объемные деформации набуханияусадки, теплопроводность, морозостойкость и др. Механизм влияния влажностного состояния на прочностные характеристики бетонов рассматривается в рамках действия эффекта Ребиндера.