Долговечность бетонов в ограждающих конструкциях при совместном действии влаги и знакопеременных температур

• Автор: Оськин, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 241 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ. МЕТОДЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ.

1.1. Морозостойкость цементных бетонов. Связь структуры цементного бетона с его морозостойкостью
1.2. Физический механизм разрушения цементных бетонов под действием влаги и знакопеременных температур.

1.3. Методы определения и прогнозирования морозостойкости бетона

1.4. Методы способы повышения морозостойкости цементных бетонов

1.5. Цели и задачи исследования.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы и технология изготовления цементных композитов

2.2. Методы экспериментальных исследований и применяемое оборудование.
2.3. Планирование эксперимента и статистические методы анализа
экспериментальных данных.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И
ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ БЕТОНОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ.
3.1. Модель и структурные характеристики цементной монодисперс
ной системы. Зависимость морозостойкости цементного композита от характеристик цементной системы.
3.2. Особенности переноса влаги в материале ограждающей конструкции
3.3. Модели деградации цементных композитов, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур. Аналитическое определение деградационных функций и параметров деградации
3.4. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОДНО
СТОРОННЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЛАГИ И ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Зависимость физикомеханических характеристик цементных композитов от степени наполнения цеолитсодержащей породой
при различном значении водо цементного отношения.
4.2. Исследование температурного состояния ограждающей конструк
ции, подверженной одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур.
4.3. Изменение прочностных характеристик цементных композитов
при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур.
4.4. Изменение характеристик порового пространства цементных ком
позитов ограждающих конструкций при одностороннем воздействии влаги и знакопеременных температур
4.5. Склерометрическое исследование механизма разрушения цемент
ных композитов ограждающих конструкции, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур
4.6. Применение метода деградационных функций для оценки долго
вечности цементных бетонов ограждающих конструкций, работающих в условиях одностороннего воздействия влаги и знакопеременных температур.
4.7. Выводы
5. МЕТОДЫ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ОДНОСТОРОННЕМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ВЛАГИ И ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР.
5.1. Повышение долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, путем применения демпфирующих компонентов
5.2. Повышение долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, путем применения интегральнокапиллярной системы Акватрон6.
5.3. Повышение долговечности цементных бетонов ограждающих конструкций, подверженных одностороннему воздействию влаги и знакопеременных температур, путем нанесения на наружную поверхность конструкций защитных покрытий
5.4. Выводы
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В результате химической контракции объем цементного теста должен уменьшаться, что и наблюдается в первые часы твердения. Однако, после того как в цементном камне сформируется достаточно жесткий кристаллический каркас, усадочные деформации, обусловленные химической контракцией, не могт проявится, и в цементном камне равномерно по всему объему возникают нарушения сплошности в виде мельчайших пор. Эти поры имеют очень большой капиллярный потенциал, за счет чего отсасывают воду из более крупных пор, которые в результате частично или полностью обезвоживаются и заполняются паровоздушной смесью. По мнению С. В. Шестоперова , Кунцевича О. В. поры, обезвоженные в результате контракции, становятся резервными, только при условии, что они сообщаются друг с другом через более мелкие поры геля. При замораживании насыщенного водой бетона вследствие образования и роста в порах кристаллов льда в оставшейся, еще не замерзшей жидкой фазе возникает гидростатическое давление. Под действием этого давления водный раствор может отжиматься в резервные поры, что значительно снижает либо полностью исключает растягивающие напряжения в твердом скелете кристаллического сростка цементного камня. При оттаивании бетона часть воды, отжатой в резервные поры, не может быть возвращена капиллярными силами в более мелкие поры, откуда она поступила при замораживании. Бетон разрушится, либо когда объем резервных и других видов пор, в которые может отжиматься вода, мал по сравнению с объемом льда, либо когда в результате многократно повторяющихся циклов замораживания все указанные поры будут постепенно заполнены водой и в полном их объеме образуется лед ,,,,,,. В работах Шейкина А. Е., Добшица Л. М., Беркмана , Горчакова Г. И и других ученых отмечается, что на морозостойкость влияет не столько абсолютный объем резервных пор, сколько отношение этого объема к объему пор, заполненных кристаллами льда, и равномерность их распределения по всему объему цементного камня. Объем резервных пор не полностью характеризуют их влияние на морозостойкость, так как большое значение имеет распределение этих пор по размерам. Чем меньше размер пор и чем ближе они распложены друг к другу, тем лучше цементный камень и, следовательно, бетон в целом способен противостоять морозной деструкции. Неравномерность распределения резервных пор по объему бетона приводит к тому, что в отдельных микрообъемах существенно возрастает расстояние между резервными порами. При неравномерном распределении резервных пор и увеличении расстояния между ними процесс замораживания бетона может сопровождаться локальными нарушениями его сплошности и образованием микротрещин в цементном камне и бетоне под действием напряжений, обусловленных гидростатическим давлением жидкости, передающимся на стенки капилляров цементного камня. В процессе образования кристаллов льда в порах цементного камня незамерзшая жидкость находится под некоторым гидростатическим давлением, которое передается на стенки капилляров и на оболочки, блокирующие резервные поры, вызывая в цементном камне растягивающие напряжения. При недостаточной прочности цементного камня возможно постепенное локальное разрушение стенок капилляров. В результате этого бетон при замораживании и оттаивании разрушается прежде, чем резервные поры целиком заполнятся водой или льдом 6,9, ,,, , . Результаты многочисленных исследований 6,, , , , , показывают, что морозостойкость цементных бетонов зависит от большого числа различных факторов, к основным из которых относятся начальное водоцементное отношение, вид и активность цемента, состав и условия твердения бетона и его возраст к моменту замораживания, морозостойкость заполнителей бетона. Однако, многие исследователи , , , , , отмечают, что основное влияние на морозостойкость цементных бетонов оказывают величина водоцементного отношения и степень гидратации цемента. Влияние водоцементного отношения и степени гидратации цемента на морозостойкость бетона определяется их воздействием на строение цементного камня, и, в первую очередь, на возможность образования условнозамкнутых пор.