Влияние нагрева на изменения трещиностойкости и хрупкости жаростойких и обычного бетонов

• Автор: Григорьевский, Вадим Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. О

1.1. Состояние вопроса

1.2. Цель и задачи исследований.

1.3. Выводы.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА НА ИЗМЕНЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ

СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК КАПИЛЛЯРНОПОРИСТОЙ

СТРУКТУРЫ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ.

2.1. Сорбционные свойства

2.1.1.Основные положения и методика исследований

2.1.2. Результаты испытаний.
2.2. Удельная поверхность.
2.3. Интегральная и дифференциальная пористость.
2.4. Определение параметров структуры и пористости бетонов в зависимости от температуры нагрева
2.5. Методика математического планирования эксперимента.
2.6. Выводы.
ГЛАВА 3. ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ, ПРОЦЕССОВ
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ ПРИ ИХ ПЕРВОМ НАГРЕВАНИИ
3.1. Испытания крупноразмерных блоков при одностороннем нагреве.
3.2. Основные причины возможного разрушения или растрескивания бетона.
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА НА ИЗМЕНЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И ХРУПКОСТИ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ.
4.1.Методика определения прочности, модуля упругости и основных характеристик трещиностойкости жаростойких бетонов
4.2.Планирование эксперимента в работе
4.3.Результаты испытаний
4.4.Новая методика и результаты определения термостойкости жаростойких бетонов.
4.5.Вывод ы.
ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХАРАКТЕРИСТИК
КАПИЛЛЯРНОПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ, ХРУПКОСТИ И
ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ
5.1.Определение удельной поверхности и характеристик капиллярнопористой структуры цементного камня и бетона
5.1.1.Определение количества не испаряемой воды.
5.1.2.Определение емкости мономолекулярного слоя адсорбата V и
удельной поверхности материала Б
5.1.3.0пределение объемов пор в цементном камне и бетоне
5.1.4.0пределение пористости бетона с учетом высокотемпературного нагрева.
5.1.5.Расчет интегральной, дифференциальной пористости, площади пор и удельной поверхности бетона.
5.2.Режимы сушки и первого разогрева тепловых агрегатов, выполненных из жаростойких бетонов на рабочий режим.
5.3.Расчетные формулы для определения трещиностойкости и хрупкости жаростойких бетонов и элементов бетонных конструкций.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


П. Бушев и А. И. Яковлев [,], В. А. Макагонов [], Т. Гармаши [5], и другие. Анализ, большого количества опубликованных работ позволил с определенной долей условности классифицировать их на три группы. Первая группа работ связана, главным образом, с изучением влияния высоких температур на физико-механические свойства жаростойких и- обычного бетонов. V . В работах второй группы изучали. Изделия из них обладают достаточной монтажной прочностью, а сушка и обжиг производится в процессе вывода технологического сооружения на рабочий режим, что позволяет значительно сократить топливно-энергитические затраты. В работах [, , , 5] показано, что при сушке и первом нагреве жаростойких бетонов за счет испарения влаги в их структуре возникает повышенное давление паров воды, которое является одной из причин возможного растрескивания или разрушения бетона. Кроме того, при нагреве и остывании крупноразмерных бетонных элементов в них появляются собственные температурно-влажностные напряжения. В результате в бетоне при изменении температурного режима из-за напряженного состояния могут появиться микро- и макротрещины или он может полностью разрушиться в виде взрыва. Нарушение конгломератной, капиллярно-пористой структуры бетона при его нагреве и остывании оказывает влияние на физикомеханические и теплофизические свойства бетона: уменьшается прочность, возрастает деформативность, снижается долговечность. Нагрев вызывает также в компонентах бетона дополнительную гидратацию, дегидратацию и реакции в твердой фазе. Массообмен, напряжения, возникающие в структуре бетона и конструкциях из него, связаны друг с другом и влияют на его сушку и нагревание. Исходя из экономических соображений желательно, чтобы эти режимы были минимальными, но вместе- с тем учитывали . В.В. I I * о , . Так, например, в работах [, 0] главной причиной разрушения бетонов при нагреве считается высокое значение давления паров воды в их структуре. При этом обычно в исследованиях замеренное значение давления паров воды сравнивается с пределом прочности бетона V на растяжение { при • соответствующей температуре. Однако, как показано в работе [], давление пара является внешним воздействием по отношению к бетону и его необходимо учитывать при расчете напряжений в структуре бетона. В работах [0] при теоретических расчетах давление пара в бетоне принимается равным давлению насыщения, что не соответствует действительности. При нагреве влажного бетона за счет его капиллярно-пористого строения происходит фильтрация пара. Этому способствует также возрастание проницаемости бетона с повышением температуры его нагрева. Поэтому фактическая величина давления пара в бетоне значительно меньше, чем расчетная [, , 7, 7, 7]. В работах [5, 7] и других не учитывается влияние влажности на трещиностойкость бетона, а причиной его разрушения считаются высокие значения температурных напряжений. Действительно, при интенсивном нагреве бетона, например, в условиях пожара, давление пара в структуре бетона незначительно, а температурно-влажностные напряжения велики. Неучет деформаций ползучести и релаксации напряжений приводит к завышенным расчетным значениям температурных напряжений. V V > . Исходя из энергетических соображений разрушение бетона при пожаре объясняется потерей устойчивости нагретого слоя конструкции за счет действия- внешней нагрузки, а также усилий; при ограничении перемещений. Действительно, как показано в работах [6, 9, 5, 6, 3] в зависимости от соотношения накапливаемой упругой энергии и энергии разрушения бетона характер его разрушения может быть хрупким, квази-хрупким и вязким. Однако, в работе [5] не учитывается влияние влажности бетона, напряжений от фильтрации парй, а: также изменяющейся при нагреве пористой структуры бетона. До настоящего времени опубликовано мало работ по изменению параметров пористой структуры жаростойких и обычного бетонов при нагреве [, , 1, 0]. В этих опубликованных данных приводятся данные, полученные на основе методов ртутной порометрии и газопроницаемости бетонов. В табл.