ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТОЙКОСТИ БЕТОНОВ К ВОЗДЕЙСТВИЮ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР (ЧАСТЬ 2)

Выполнены обобщение и анализ научных гипотез и теорий отечественных и зарубежных исследователей в области механизма морозного воздействия на бетон. Представлена критическая авторская оценка их с позиций основ физико-химии силикатов и физики твердого тела. Сформулированы исходные предпосылки морозостойкости тяжелых бетонов и равнопрочных конструкционных легких бетонов в связи с их структурой, в т.ч. при использовании целенаправленных экспериментальных исследований авторов настоящей статьи по связи морозостойкости этих бетонов с их поровой структурой. При этом использованы термодинамические модели замерзания-оттаивания воды в т.ч. адсорбционных ее слоев в капиллярах пористых структур цементных материалов. Рассмотрены данные исследований критической степени водонасыщения бетона и дана обоснованная оценка ее как интегральной характеристики, определяющей возможность образования микро-, затем макродефектов в структуре бетона в процессе его циклического замораживания и оттаивания. На базе результатов аналитических и экспериментальных исследований, при использовании основных положений физики твердого тела, а также физико-химии силикатов разработаны физико-химические основы стойкости конструкционных легких бетонов в сравнении с равнопрочным тяжелыми бетонами к воздействию низких (до минус 70 ºC) отрицательных температур. Результаты выполненной работы рассматриваются авторами как современная научная база для разработки основных положений технологии изготовления конструкционных легких и тяжелых бетонов с высокими показателями долговечности (морозостойкости и водонепроницаемости), предназначенных для железобетонных конструкций инженерных сооружений, эксплуатируемых в суровых климатических условиях, в т.ч. в условиях арктического побережья.

бетоны, цементный камень, отрицательные температуры, поры-капилляры, поры геля, морозостойкость, водонепроницаемость

1. Савицкий А.Н., Ярмаковский В.Н. Бетонная смесь для изготовления строительных конструкций, подверженных циклическому замораживанию и оттаиванию. Авторское свидетельство на изобретение №272871. БИ №19 от 03.VI.1970

2. Голубых Н.Д. Методы оценки стойкости бетона в суровых климатических условиях и агрессивной среде. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Москва, НИИЖБ. 1975. 25 с

3. Скоморохов В.В. Конструкционный шлакопемзобетон повышенной морозостойкости. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. Москва. 1990. 24 с

4. Москвин В.М., Капкин М.М., Савицкий А.Н., Ярмаковский В.Н. Бетон для строительства в суровых климатических условиях. Под редакцией В.М. Москвина. Ленинград: Ленинградское отделение Стройиздата, 1973. 169 с

5. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. Под общей редакцией В.М. Москвина. Москва: Стройиздат, 1980. 536 с

6. Malhotra V., Bremner T. Performance of Concrete at Treat Island. USA: CANMET Investigations, Performance of Concrete in Marine Environment, Third CANMET/ACI International Conference SP-163, St. Andrews by-the-Sea. Canada. 1996. Pp.1-52

7. Thomas M.D., Bremner T.W., Scott A.C. Actual and modeled performance in a tidal zone // Concrete International. November, 2011. Pp.23-28

8. Thomas M.D., Bremner T. Performance of lightweight aggregate concrete containing slag after 25 years in a harsh marine environment // Cement and Concrete Research. 2012. Vol. 42. Pp. 358-364

9. Thomas M.D., Moffatt E.G. The Performance of Concrete in a Marine Environment Sixth International Conference on Durability of Concrete Structures. 18 - 20 July 2018. PL01 2018. University of Leeds, Leeds, West Yorkshire, LS2 9JT, United Kingdom. Pp. 1-15

10. Hoff G.C. (USA), Walum R. (Norway), Wang J.K. (Canada). The use of structural lightweight aggregates concrete in offshore platforms // International Symposium on structural lightweight aggregate concrete. June 1995. Proceedings edited by Ivar Holland. Sandefjord. Norway. Pp. 349-363

11. Свиридов В.Н., Малюк В.Д. Оценка долговечности бетона в конструкциях морских сооружений по опыту строительства на Дальнем Востоке. Труды III-ей Всероссийской (II-ой Международной) конференции по бетону и железобетону «Бетон и Железобетон - Взгляд в Будущее» (организаторы: RILEM, Российская академия наук, fib) // Сб. трудов конференции «Бетон и Железобетон - Взгляд в Будущее», том II. Секционные доклады. С. 155-168

12. Spitzner I. (Germany). A review of the development of lightweight aggregates - history and actual survey. International Symposium on structural lightweight aggregate concrete. June 1995. Proceedings edited by Ivar Holland. Sandefjord. Norway. Pp. 22-32

13. Ярмаковский В.Н., Карпенко Н.И. Особенности технологии, структуры и механики высокопрочных конструкционных легких бетонов для морских гидротехнических сооружений в условиях Арктического континентального шельфа // Труды Международной конференции «Полярная механика-2016». г. Владивосток. 2016. С. 24-32

14. "Lightweight Aggregate Concrete. Codes and standards. State-of-art report prepared by Task Group 8. 1". CEB-FIP (fib). Stuttgart. 1999. 40 p. (Participants from 11 countries. From Russia - V.N. Yarmakovsky)

15. Ярмаковский В.Н. и Брэмнер Т.У. Легкие бетоны. Настоящее и будущее // Сб. трудов III-ей Всероссийской (II-я Международной) конференции «Бетон и Железобетон - Взгляд в Будущее» (организаторы: RILEM, Российская академия наук, fib). Т. 1. Пленарные доклады. С. 455-465

16. Горчаков Г. И., Капкин М. М., Скрамтаев Б. Г. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений. Москва: Стройиздат, 1965. 194 с

17. Петров В.П. Пористые заполнители из отходов промышленности. Самара: СГАСУ, 2005. 152 с

18. Бутт Ю.М., Майер А.А., Варшал Б.Г. Гидратация минералогических составляющих доменных шлаков. В кн. «Вопросы шлакопереработки». Челябинск, 1960. с. 256

19. Горшков В.С., Александров С.Е. и др. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в строительстве // Москва: Стройиздат, 1985. с.273

20. Геммерлинг Г.В., Цимерманис Л.Б. Шлакопемзобетон. Москва: Стройиздат, 1969. 130 с

21. Патент РФ № RU 2087438 C1. Установка для производства остеклованного пористого гравия. Панченко В.Ф., Франценюк И.В., Денисов Г.А., Школьник Я.Ш., Ярмаковский В.Н., Каданцев Н.В., Коротаев А.С. БИ от 20.08.1997

22. Iarmakovski V.N. New types of the porous slag aggregates and lightweight concretes and their application. International Symposium on structural lightweight aggregate concrete. June 1995. Proceedings edited by Ivar Holland. Sandefjord. Norway. Pp. 363-373