Введение к работе
Актуальность работы. Как известно, свойства Сетона во изогон пределявтся его структурой. В процессе твердения она претерпевает ачественное изменение, превращаясь из пластичного тела в камне-идный материал. При этом состояние структуры в начальный период о многом определяет ее и в последующие этапы.
В работах многих исследователей неоднократно указывалось на начительную роль процесса массопєреноса в формировании структуры етона. Наличие его на раннем этапе выдергивания приводит- к обра-ованига неоднородной структуры и направленной пористости, которая иксируется процессом схватывания и дальнейшим затвердеванием. В езультате массошренос приводит к. таким негативным последствиям, ак снижение прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, кор-оэоинной стойкости бетона
Несмотря на важность проблемы, работ, прсвяиеншх шссопере-осу в бетоне, немного. Видимо, это связано с отсутствием совер-[енных приборов и методик определения послойной влажности и с [резвычайной сдолностьп системы. Имеющиеся результаты исследований ,ают возможность судить о качественной характере процесса массопе-еноса в бетоне, не позволяя оценить его кодичэственно, В настоя-ре время не существует единой теории и методики, позволяющих [рогноэировать процесс миграции влаги в зависимости от различных 'словий выдерживания бетона.
Прогнозирование свойств Сетона основано на температурной эа-1ИСИМОСТИ прочности бетона (как правило, интегральной по сечетш), [то не учитывает ухудшение качества поверхностных слоев монолитных иструкций, обусловленное миграцией влаги под действием неоднород-юго температурного поля. Это особенно актуально для Оетонирования і условиях строительной площадка, где звание происходящих провесов в бетоне необходимо для назначения оптимальных режимов вы-[ерживания, а возможность технологических воздействий ні бетон ми-іимальна.
Работа выполнялась в соответствии с разделом "CoBt зшенствова-гае технологии строительства" программы "Строит9.г>ство" Ми-іистерства науки, высшей школы и технической политики России. Ре-іультага, полученные в диссертации, применялись при выполнении [оэ. договоров кафедры "ГСП ТИСИ; N 718 (1988-1989 г) и N 2
.-4-(1992-1993 г).
Цемь работы состояла в исследовании процесса внутреннего ней-зртермшеского массопереноса в бетоне на ранней стадии выдзркива-акя, обосновании и разработке математической моделі и создании ш ее основе метода расчета гадя вдагосадержаккя.
Поставленной целью определены следующие задачи исследования:
обоснование механизма внутреннего массопереноса в бетоне ш ранней стадии твердения при кеизотермических условиях;
разработка методики расчета структурных характеристик цементного геля свэдауложэнного бетона;
разработка методики расчета коэффициентов внутреннего массо-пареноса;
разработка метода расчета пространственно-временных изменежй температуры и влагосодержания;
экспэршентадьная проверка метода расчета;
определение степени влияния внутреннего массопереноса ке структуру бетона, выдерживаемого на раннем этапе в неиэотерми-ческих условиях.-
Основная идея работы состояла в количественной оценка факто- роа, определяющее внутренний ыассоперенос в бетоне на ранней ста-ДШІ неизотермшвекого выдергивания, на дифференциальное распределение влажности для прогнозирований состояния структуры твердеющего бетона.
На зашиту выносятся;
1. Теоретическое представление процесса миграции влаги в бе
тоне на раннем атапе твердения при веизтермических условиях ви
де риивания, основанном на:
кодеж цементных паст в виде регулярной структуры из овод-неншх парообразных цешятных частиц, жидкость которой находится а адсорбционньк оболочках и в капиллярах, образованными этими частицами;
«механизме массопереноса в свэжэотформованном бетоне, рассматриваемом как аналог фильтрации жидкости под действием градиента капиллярного давления.
2. Штодика расчета:
коэффициентов внутреннего неизотермического массопереноса;
структурних характеристик цементных паст;
полей температуры и влажности с использованием расчетных коэффициентов внутреннего массопереноса;
3. Результаты исследования структуры бетона в лабораторных я производственных условиях.
Научная новизна работы:
расчегяо-зкспершеятальным путем установлено, что перенос влаги в свежеуложеняои Сегоне, выдерживаемого при нвизатермических условиях при температурах'де выше 80* С, в основном обусловлен капиллярным течением, вызванным температурной зависимостью поверхностного натяжения менисков жидкой фазы; противоположно направленный изотермический поток жидкости связан с зависимостью радиусов капилляров от влажности системы;
обоснована правомерность использования закона фильтрации для описания процесса миграции влаги в свежеуложенком бетоне при условии учета адсорбционных сил частиц цемента;
установлена связь структурных характеристик.цементных паст и водоудерживающей способности цемента, обусловленная зависимостью этих характеристик от степени взаимодействия цемента с зодой на раннем этапе твердения.
Методология работы основана яз классических представлениях процессов тепло- и массопереноса, адсорбционного взаимодействия цемента с водой, фильтрации жидкости и результатах исследования процесса массопереноса в бетоне, полученных в работах Е И. Гамао-нова, А. И. Гныри, Л. Я. Волосяна, И. Б. Заседателева, Б. А. Крылова, Е Е Куприянова, Е С. Лукьянова, А. В. Лагойды, Л. А. Иа-лининой, О. П. Мчедлова-Гетросяна и других.
Достоверность результатов работы.подтверждена при выполнении экспериментов по исследованию Мйссопвреноеа, в том числе с использованием нейтронного метода измерения влажности.
Значимость работы. Шлучекиая модель, дополняя знания'о про
цессах, происходящих в бетона на ранней стадии выдерживания, поз
воляет определить дифференциальное распределение влажности по се-
ченив конструкции, что более точно характеризует состояние струк
туры материала как в начальный, так я в последуюиие этапы тверде
ния. # .
Разработанный метод расчета поля влагосодермания позволял оценить степень воздействия процесса массопереноса на качество бетона, выдержанного на раннем этапе в неизотермических условиях. С его помощью возможно определить режим выдерживания бетона с точки зрения минимального деструктивного влияния на качество материала процесса внутреннего массопереноса как ари нагреве, так и при
- в -
.остывании конструкций в условиях строительной площадки или промышленного прииаводства. Метод наиболее эффективен для массивных и среднешссизных кострукцкй типа "пластина" в бетонах, где превалирует связи когезионного характера.
Апробация работы; основный результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, докладывались на мемдународнои научно-техни-чэской конференции в области батона и железобетона (Волго-Балт-1991), на-4 всероссийски* научно-технических конференциях и семинарах, заседании научно-технического совета секции по технологии Сетона НШШ.
Внедрение работы: Результаты выполненных исследований использование, при строительстве производственных сооружений Уренгойской ГРЭС,' а таюяе при возведения монолитного жилого дома в г. Томске.
Обь ем работы. Диссертация содержи 93 стр, компьютерного текста, 3 таблицу, SO рисунков; состоит из введения, трех глав, списка использованной литературы, включающего 170 наименований и приложения.
Работа выполнялась под руководством доктора технических наук, профессора А. II Гныри,. доктора технических наук, профессора А. Е Лагойды и научного консультанта кандидата физико-математических
наук, доцента К Е Дудки.
