23 11 2021 knauf gzhel Строительные материалы 800х85px v1


Моделирование динамики массопереноса в процессах жидкостной коррозии цементных бетонов с учетом явления кольматации

Журнал: №6-2020
Авторы:

Федосов С.В.,
Румянцева В.Е.,
Коновалова В.С.,
Евсяков А.С.,
Касьяненко Н.С.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-781-6-27-32
УДК: 666.972: 620.193

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Приведены результаты исследований массообменных процессов, протекающих в пористой структуре цементного бетона при жидкостной коррозии с учетом процесса кольматации. Проведена апробация разработанной математической модели кольматации пор цементных бетонов натурным экспериментом, в результате которого получена информация об элементном составе поверхности образцов после воздействия жидкой среды, позволяющая судить о степени агрессивного воздействия. С помощью сканирующего электронного микроскопа определена глубина проникновения в образец агрессивной среды и установлено изменение концентраций реагирующих ионов по толщине исследуемого образца. По полученным данным произведен расчет значений коэффициентов массопроводности и массоотдачи в исследуемой системе. Рассчитанные характеристики массопереноса свидетельствуют, что вследствие кольматации пор интенсивность массообменных процессов, протекающих в порах образца, уменьшается. При помощи разработанной математической модели кольматации пор цементных бетонов при жидкостной коррозии определены значения скорости кольматации и толщины слоя кольматанта в исследуемом образце. Полученные при обработке экспериментальных данных значения находятся в рассчитанных по математической модели интервалах значений соответствующих величин, изменяющихся по толщине образца по экспоненциальной зависимости. Математическая модель кольматации пор бетона, основанная на уравнениях массопереноса, позволяет оценивать глубину коррозионных повреждений бетонов в средах различной степени агрессивности.
С.В. ФЕДОСОВ1, д-р техн. наук, академик РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Е. РУМЯНЦЕВА2, д-р техн. наук, советник РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.С. КОНОВАЛОВА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.С. ЕВСЯКОВ2, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Н.С. КАСЬЯНЕНКО2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
2 Ивановский государственный политехнический университет (153000, г. Иваново, Шереметевский пр., 21)

1. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. 298 с.
2. Розенталь Н.К., Усачев И.Н., Чехний Г.В. Долговечный железобетон для арктических районов России // Региональная энергетика и энергосбережение. 2017. № 2. C. 58–60.
3. Girskas G., Nagrockiene. D., Skripkiu-nas G. Frost resistance of hardened cement paste modified with synthetic zeolite // Engineering Structures and Technologies. 2013. Vol. 5. No. 1, pp. 30–36. DOI: https://doi.org/10.3846/2029882X.2013.777119
4. Zarauskas L., Skripkiunas G., Girskas G. Influence of aggregate granulometry on air content in concrete mixture and freezing-thawing resistance of concrete // Procedia Engineering. 2017. Vol. 172, pp. 1278–1285. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.153
5. Bertolini L., Elsener B., Pedeferri P., Redaelli E., Polder R.B. Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair. Viernheim: John Wiley & Sons. 2013. 434 p.
6. Powers T.C. Structure and physical properties of hardened Portland cement paste // Journal of American Ceramic Society. 1958. Vol. 41. No. 1, pp. 1–6. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1958.tb13494.x
7. Phung Q.T., Maes N., Jacques D., De Schutter G., Ye G. Effects of W/P ratio and limestone filler on permeability of cement pastes // International RILEM Conference Materials, Systems and Structures in Civil Engineering 2016. At Lyngby, Denmark, pp. 141–151. DOI: 10.13140/RG.2.2.14118.93766
8. Федюк Р.С. Проектирование цементных композитов повышенной непроницаемости // Вестник МГСУ. 2016. № 5. C. 72–81.
9. Антонян А.А. Водонепроницаемость бетона с суперпластификаторами // Технологии бетонов. 2017. № 3–4 (128–129). C. 36–39.
10. Шалый Е.Е., Леонович С.Н., Ким Л.В. Деградация железобетонных конструкций морских сооружений от совместного воздействия карбонизации и хлоридной агрессии // Строительные материалы. 2019. № 5. C. 67–72. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-67-72
11. Stauffer D., Aharony A. Introduction to Percolation Theory. London: Taylor&Francis. 1992. 192 p.
12. Лотов В.А. Периодичность процессов гидратации и твердения цемента // Строительные материалы. 2018. № 7. C. 55–59. DOI: 10.31659/0585-430X2018-761-7-55-59
13. Гусев Б.В., Файвусович А.С. Математическая теория процессов коррозии бетона // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 7. C. 58–63.
14. Shi C.J., Deng D.H., Xie Y.J. Pore structure and chloride ion transport mechanisms in concrete // Key Engineering Materials. 2006. Vol. 302–303, pp. 528–535. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.302-303.528
15. Yu Z., Ni C., Mingliang T., Shen X. Relationship between water permeability and pore structure of Portland cement paste blended with fly ash //Construction and Building Materials. 2018. Vol. 175, pp. 458–466. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.147
16. Каюмов Р.А., Кашафдинова А.Ф. Методика описания процесса деградации бетонных конструкций под влиянием солевой коррозии // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. № 2 (44). C. 288–295.
17. Осипов С.Н., Захаренко А.В., Чик В.М. Некоторые стохастические особенности карбонизации бетона и железобетона // Наука и техника. 2019. Т. 18. № 2. C. 127–136.
18. Marcus P. Corrosion mechanisms in theory and practice: Third edition. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group. 2011. 941 p.
19. Любомирский Н.В., Федоркин С.И., Рыжаков А.Н. Моделирование процессов принудительного карбонатного твердения известкового камня полусухого прессования. Ч. 1. Математическая модель // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. 2017. № 2. C. 14–25.
20. Chalabi H., Bezzar A.-I., Abdelhafid K. Chloride transport in partially saturated cementitious material: Influence of hydric state and binding chloride // Magazine of Concrete Research. 2017. Vol. 69. Iss. 21, pp. 1103–1114. DOI: https://doi.org/10.1680/jmacr.16.00342
21. Claisse P. Transport Properties of Concrete: Measurements and Applications. Cambridge: Woodhead Publishing. 2014. 312 p.
22. omodíková M., Strauss A., Zambon I., Teplý B. Quantification of parameters for modeling of chloride ion ingress into concrete. Structural Concrete. 2018. Vol. 20. Iss. 1, pp. 519–536. DOI: https://doi.org/10.1002/suco.201800049
23. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Коновалова В.С., Евсяков А.С. Кольматация: явление, теория, перспективы применения для управления процессами коррозии бетонов // Строительные материалы. 2017. № 10. C. 10–17. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2017-753-10-10-17
24. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Коновалова В.С., Евсяков А.С. Математическое моделирование кольматации пор бетона при коррозии // Инженерно-строительный журнал. 2018. № 7 (83). C. 198–207.

Для цитирования: Федосов С.В., Румянцева В.Е., Коновалова В.С., Евсяков А.С., Касьяненко Н.С. Моделирование динамики массопереноса в процессах жидкостной коррозии цементных бетонов с учетом явления кольматации. // Строительные мате-риалы. 2020. № 6. С. 27–32. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-781-6-27-32


Печать   E-mail