Прогнозирование трещиностойкости бетона на основе метода конечных элементов (стр. 5 )

Таблица 1

Вычисленные значение плотности (r, кг/м3) изоляция АБС - пластика в зависимости от температуры

Т, К	293	308	323	348	358
r	1050	1046	1042	1037	1034

В такой системе четкой границы раздела двух фаз не наблюдается полистироль - ный компонент дисперсную фазу а на границе между этими фазами локализуется привитой сополимер бутадиена со стиролом частицы изоляция АБС - пластика состоят из полибутадиеновое ядро диаметром около 0,5 мкм и САН оболочки толщиной 0,1 мкм. Как видано из таблицы №1 плотность изоляция АБС - пластик

уменьшается на 1,6% по сравнению плотности при 293 К. Полученные эксперимен тальные значения теплопроводности изоляция АБС - пластиков экспонированных при различных условиях в зависимости от температуры приводится в табл.2

Таблица 2

Экспериментальные значения теплопроводности (l.103 Вт/(м.К)) изоляция АБС – пластиков

экспонированных при различных условиях в зависимости от температуры

ТемпературыТ, К Климатическая зона	298	300х	310х	323	333х	348
Окрестность г. Душанбе непромышленная зона, 800 м. н.у. м	199,9	208,0	218,8	228,1	243,4	258,2
г. Душанбе промышлен - ная зона 890 м. н. у. м.	193,2	202,4	213,2	221,4	232,7	250,4
Ущелье Варзоб 53 км от трассы «Душанбе – Анзоб – Худжанд» 1700 м. н.у. м.	182,7	195,2	208,7	216,3	226,5	243,7
Перевал Анзоб 3372 м. н. у. м.	174,7	184,7	196,1	206,9	220,3	233,7

х – Расчетные значения теплопроводности изоляция АБС – пластиков.

Для обработки экспериментальных данных по теплопроводности изоляции АБС - пластика экспонированных при различных высотах нами использована следующее закон соответственных состояния.

(1)

где l, l1 - соответственно теплопроводность исследуемых объектов при различных температурах Т и Т1: Т1=298 К. Все экспериментальные точки ложатся вдоль об щей прямой, уравнение которых имеет вид:

(2)

С помощью выражение (2) с погрешностью 2-5% можно рассчитать тепло-проводность изоляции АБС - пластика экспонированных при различных площад - ках.

Для приблизительных оценок теплопроводности высокоупорядоченных (кристаллических) полимеров при 293К можно воспользоваться соотношением [2]

(3)

С помощью этого соотношения можно вычислить теплопроводность полностью кристаллических полимеров при комнатной температуре если извест - ные плотности и .(3)

Теплопроводность частично аморфного полимера при Т>30К, можно вычислить как теплопроводности двух фазной полимерной системы (кристалличе-

ской и аморфной) по [1]:

(4)

Для обычных кристаллизующихся полимеров Айермани [2] получил следующие соотношение :

(5)

Выделив в полимере структурные характеристики F, E,C, M; где М –молекулярная масса звена, можно определить теплопроводность полимера по [3,4]. В качестве функции и аргумента принимаем соответственно:

(6)

где J - удельный объем полимера при 293 К.

С помощью выражение (2) и (5 ) с погрешностью 2-5% можно рассчитать теплопроводность изоляции АБС - пластиков экспонированных при различных площадках.

СПИСОК литературЫ

1.  теплофизика полимеров. М., -1982 -280с.

2.  Ван Коревелен и химическое строение полимеров. М., 1976-414с.

3.  приближенная оценка теплопроводности полимеров по молекулярным данным // применение полимерных материалов в машиностроение: краткие тез_докл. Обл. науч.- техн. Конф Тамбов -1977 –С.8-10

4.  , Черепенников теплофизических свойств веществ. – Воронеж: изд-во ВГУ, 1991-208с.

УДК 69.057.4:691.327 + 691.3:666.974

, инженер, ассистент, , канд. техн. наук, доцент,
, д-р техн. наук, профессор,

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

МОНТАЖНЫЙ РАСТВОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ РАСШИРЕНИЕМ

Твердение омоноличивающего состава на основе сульфоалюминатного цемента в стыках железобетонных конструкций сопровождается незначительными объемными деформациями расширения, так как место соединения представляет собой частично или полностью ограниченное пространство [1]. Замкнутость объема стыка препятствует доступу влаги извне, которая необходима для кристаллизации гидросульфоалюмината кальция трехсульфатной формы (ГСАК-3) и обеспечения эффекта расширения бетонов сульфоалюминатного типа.

Интенсификация деформаций расширения омоноличивающего бетона, твердеющего в стыке с пониженным влагосодержанием, может быть достигнута модификацией бетона химическими добавками различного функционального назначения. Введением добавок можно создать условия, при которых связывается большая часть воды из воды затворения в минерал ГСАК-3.

Основным химическим элементом, существенно влияющим на равновесную растворимость ГСАК-3 и на характер его распределения в поровом пространстве цементного камня, является известь. Известно [2, 3], что при низких концентрациях извести в растворе твердеющей системы, как это наблюдается, например, у бетонов на гипсоглиноземистом цементе, ГСАК-3 свободно кристаллизуется в наименее сопротивляющуюся область – в поры и капилляры цементного камня. Процессы самоуплотнения в этом случае заметно преобладают над расширением. Пересыщенный раствор жидкой фазы относительно извести понижает равновесную растворимость первичного ГСАК-3, вызывая кристаллизацию минерала в непосредственной близости от зерен алюминатов кальция. В результате на алюминатной фазе цемента создается дисперсный экранирующий слой, тормозящий выделение новых порций кристаллов гидросульфоалюмината кальция. Такой локализованный характер кристаллизации предусмотрен при твердении напрягающих цементов. Эффект расширения (и даже самонапряжения) достигается активацией вторичного ГСАК-3 дополнительным увлажнением напрягающих растворов или бетонов в тот момент, когда раствор жидкой фазы менее насыщен гидроокисью кальция и цементный бетон достиг необходимой жесткости [2, 3].

Возможность управления скоростью поступления ионов кальция химическими добавками позволила разработать монтажный омоноличивающий раствор с регулируемыми деформациями расширения для бетонных стыков конструкций колонн [4]. Характер изменения содержания извести и общей щелочности модифицированного и немодифицированного цементных камней монтажного раствора представлены на рис.1 и рис.2. Как видно из рисунков, действие химических добавок на цементный камень проявляется в понижении концентрации извести и росте общей щелочности, что в итоге способствует интенсификации образования ГСАК-3, которое подтверждается результатами рентгенографического исследования, а также анализом капиллярно-пористого пространства цементного камня [1].

Выделение дополнительного количества ГСАК-3 также подтверждается более интенсивным линейным расширением монтажного раствора в сравнении с раствором на напрягающем цементе. В работе использовали напрягающий цемент, приобретенный на Пашийском металлургическо-цементном заводе. Характер изменения линейного расширения указанных растворов в зависимости от водоцементного отношения представлен на рис.3 и рис.4. Измерение деформаций проводили
на образцах-балочках 40х40х160 мм, которые после распалубливания хранили в условиях, имеющих влажность 70-80 % и t=20-23 оС.

Анализ полученных результатов показывает, что линейные деформации расширения монтажного раствора превышают соответствующие деформации раствора на напрягающем цементе. На ранней стадии твердения исследуемые растворы характеризуются первоначальной усадкой, которая, вероятно, вызвана седиментационным осаждением твердых частиц и их постепенным уплотнением, а также контракцией цементного камня.

Наибольшие значения линейного расширения монтажного раствора (0,81 мм/м) и раствора на напрягающем цементе (0,33 мм/м) достигаются при их водоцементном отношении равном 0,4. Линейные деформации расширения при В/Ц<0,4 и В/Ц>0,4 проявляются в меньшей степени, что в первом случае, очевидно, вызвано недостатком воды затворения для активации процессов расширения, а во втором случае связано с повышенной пористостью раствора вследствие его избыточного водосодержания. При повышенной пористости часть растущих минералов эттрингита расходуется на заполнение появившихся капилляров и неплотностей раствора.

Рис. 1. Изменение содержания СаО цементного камня монтажного раствора

Рис. 2. Изменение общей щелочности ОН– цементного камня монтажного раствора

Рис. 3. Кинетика линейных деформаций монтажного раствора