Объектом исследования является коррозионный процесс разрушения бетонных и железобетонных конструкций в агрессивных средах. Цель исследования - установление совокупности соотношений и взаимосвязи характеристик указанного процесса с различными внешними и внутренними факторами, влияющими на развитие коррозии. Для решения поставленных задач на основании полученных экспериментальных данных применялся метод математического моделирования коррозионных процессов. С позиции теорий физико-химических превращений и тепломассообменных закономерностей, различные стадии коррозии могут моделироваться дифференциальными уравнениями взаимосвязанного тепломассопереноса с краевыми условиями. Их характеризуют произвольные функции начальных потенциалов переноса и нелинейные граничные условия всех известных типов. Продемонстрированы возможности разработанных физико-математических моделей массопереноса в процессах изучения коррозии различных видов. Они позволяют оценить концентрации переносимого компонента по толщине бетонной конструкции и в самой биопленке в любой момент времени, а также концентрации «свободного» гидроксида кальция в жидкой фазе. В результате удается прогнозировать долговечность и надежность бетонных конструкций с минимальной погрешностью. Предлагаемая авторская модель разрушения цементных бетонов с учетом кольматации пор и капилляров обеспечивает адекватность суждений о кинетике массообменных процессов при коррозии второго вида.
The object of research is the corrosion process of destruction of concrete and reinforced concrete structures in aggressive media. The purpose of the investigation is to establish a set of relationships and ratio between the characteristics of this process and various external and internal factors that affect the growth of corrosion. To solve the tasks set on the basis of the obtained experimental data, the method of mathematical modeling of corrosion processes was applied. The theories of physical and chemical transformations and heat and mass transfer laws suggest that different stages of corrosion can be simulated by differential equations of interrelated heat and mass transfer with boundary conditions. They are defined by arbitrary functions of initial transfer potentials and nonlinear boundary conditions of all known types. The possibilities of developed physical and mathematical models of mass transfer in the processes of studying corrosion of various types are demonstrated. They allow to evaluate the concentration of the transported component throughout the thickness of the concrete structure and in the biofilm itself at any time, as well as the concentration of "free" calcium hydroxide in the liquid phase. As a result, it is succeeded to predict the durability and reliability of concrete structures with a minimum error. The proposed author's model of the destruction of cement concretes, taking into account the colmatation of pores and capillaries, ensures the adequacy of judgments about the kinetics of mass transfer processes during corrosion of the II type.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.