Аналіз літературних джерел по теоріях повзучості бетону з оцінкою основних факторів, що впливають на його повзучість. Опис фізико-механічної і фізико-хімічної структури і властивостей цементно-водних складів, розчинів і бетонів з низькою деформативністю.
Аннотация к работе
Наукова гіпотеза досліджень полягає в припущенні, що амплітуда і тривалість повзучості бетону у великих конструкціях набагато вище, ніж у стандартних зразках через вплив масштабного фактора, і що забезпечення бетонів з низькою деформативністю можливо за рахунок оптимізації їх структурних характеристик - (В/Ц)ОПТ, коефіцієнтів розсунення зерен щебеню ?ОПТ , піску ?ОПТ і введення добавки-суперпластифікатора. Для досягнення даної мети з урахуванням наукової гіпотези в роботі були поставлені такі основні задачі наукових досліджень: провести аналіз літературних джерел по існуючих теоріях повзучості бетону з оціненням основних факторів, що впливають на його повзучість; розвинути уявлення про довгочасну повзучість цементного каменю в бетоні і розробити відповідні фізико-математичні моделі; У роботі використані стандартні методи дослідження фізико-механічних властивостей цементного каменю і бетону: для визначення фазового складу і структури продуктів гідратації цементу - методи фізико-хімічного аналізу (рентгенографічний РГ, інфрачервоної спектроскопії ІЧС, диференційно-термічного аналізу ДТА і електронномікроскопічний ЕМС із додатковим збільшенням за допомогою сканера і ПЕОМ); для дослідження деформаційних властивостей цементного каменю і бетону - тензорезисторний метод за допомогою автоматичного індикатора деформацій ІДЦ-4; для дослідження деформацій при довгостроковому навантаженні - спеціальні методики й установки, що були розроблені на кафедрі “Будівельні матеріали, конструкції і споруди” УКРДАЗТ. Наукова новизна отриманих результатів: - розвинено уявлення про довгочасну повзучість цементного каменю і бетону, а також про механізми їхнього прояву, що розроблено виходячи з колоїдно-хімічної природи цементного каменю;У першому розділі виконано критичний аналіз літературних джерел з теми, розглянуті і проаналізовані існуючі гіпотези, уявлення і теорії про природу і механізми тривалої міцності і повзучості бетону, обрані напрямки досліджень, виконано аналіз сучасного стану проблеми повзучості бетону з оціненням основних факторів, що впливають на тривалість повзучості, а також проаналізовані напружено-деформовані стани залізобетонних виробів і конструкцій з урахуванням повзучості бетону. Вони приводять до втрати попереднього напруження в арматурі при обтисненні бетону, до зниження тріщиностійкості конструкцій при випробуваннях на вигин (за рахунок швидконатікаючої повзучості бетону стиснутої зони конструкції), а також при тривалій дії згинаючого навантаження (за рахунок звичайної повзучості бетону). У випадку надлишкових деформацій повзучості нейтральна вісь перетину конструкції переміщається, а висота стиснутої зони збільшується, що і приводить до зниження моменту опору тріщиноутворення Mcrc (рис. Деформації повзучості бетону приводять також до додаткового вигину залізобетонного елемента, при цьому кривизна осі визначається орієнтовно як тангенс кута нахилу епюри деформацій (рис. З урахуванням відомого ефекту збільшення короткочасної міцності бетону після його попереднього тривалого обтиснення зроблено висновок, що міцність бетону в стиснутій зоні конструкції, що згинається, (верхня плита або верхній пояс) у процесі тривалої її експлуатації практично не буде змінюватися або буде збільшуватися, а в розтягнутій зоні (низ стінки балки або нижній пояс) - тільки знижуватися, тому що фактор обтиснення і відповідного збільшення міцності бетону в цій зоні відсутній.На основі цього аналізу представлена реологічна модель цементного каменю, у якій прості реологічні елементи відображають елементи структури цементного каменю - подвійні електричні шари ПЕШ часток і глобул гелю, що пружно (умовно) деформуються (пружина), макро-, мікро-і гелеві пори, а також процеси фільтрації води по них (поршень з отворами). Усі три методи (РГ, ІЧС і ДТА) показали, що в цементному камені серед продуктів гідратації цементу знаходяться кристалогідратні КГ новоутворення - портландит СН, гідромоносульфоалюмінат кальцію ГМСАК, гексагональний гідроалюмінат кальцію ГГАК або їхні тверді розчини, а також переважно гелеві гідросилікати кальцію ГСК середньої і низької основності. Довгострокові деформації цементного каменю визначаються мікро-і субмікроструктурою цементного каменю (розмірами цементних часток, часток і глобул гелю, розмірами і розташуванням відповідних пор), будовою прошарку новоутворень між цементними частками (рис. Напруження стиску в цементному камені, передане на гель, приводить до зближення часток гелю, перекривання, як відзначалося, їх ПЕШ у прошарках гелевої води, виникнення додаткових відштовхувальних (електростатичної ПЕС і структурної ПСТР) складових розклинювального тиску, відповідно до теорії ДЛФО і уявлень про структурну складову, що і визначає кінетику деформування цементного каменю на початку навантаження. Розглянуті уявлення про електроповерхневі властивості і структуру цементного каменю свідчать про те, що процес його деформування починається зі стиску ПЕШ часток і глобул гелю і дифузійного переміщення протиіонів ПЕШ і гідрат