Алгоритм расчета трещиностойкости бетона в раннем возрасте при капиллярной усадке по обобщенному критерию

Разработан метод расчета трещиностойкости бетона в раннем возрасте при капиллярной усадке с использованием подходов механики разрушения, который опирается на концепцию накопления дефектов в структуре в виде пор, капилляров и трещин до их критической концентрации Сс. При этом рассматривается процесс на двух стадиях: на первой – процесс образования и развития дефектов и на второй – процесс, непосредственно сопровождающий разрушения (фрагментацию) при критической концентрации дефектов. В качестве теоретической основы метода приняты физические представления о механизме приращения объема пустотности трещин в модели бетона, представленной как двухуровневая структура: матрица затвердевшего цементного камня с включениями и пустоты различной формы (трещины) как результат внешних воздействий, изменяющих напряженно-деформированное состояние. Установлен основной расчетный критерий метода – обобщенный суммарный параметр трещиностойкости , вычисляемый на основании модельных схем развития, объединения, локализации системы трещин, их классификации по видам и относительному количеству в объеме при начальной концентрации, возрастающей до критической, что обусловлено физическими процессами капиллярной усадки. Базируясь на рассмотренных закономерностях процесса разрушения бетона, предложено разделить все дефекты структуры, как исходные, так и развившиеся в результате силовых и несиловых воздействий, на пять основных типов. Содержание пор и трещин первых четырех типов зависит от пористости бетона, а типа V – и от объемного содержания зерен мелкого или крупного заполнителя. Каждому виду повреждений соответствует свой коэффициент интенсивности напряжений, степень влияния и величина которого на общую трещиностойкость материала зависят от количества данного вида пор и трещин в объеме бетона. Предложен новый научно обоснованный алгоритм расчета трещиностойкости при усадке бетона в раннем возрасте по обобщенному критерию, содержащий последовательность операций расчета как для целей подбора состава с учетом влияющих на капиллярное давление факторов и по характеристикам свойств компонентов бетона, его технологическим параметрам, так и для определения остаточного ресурса бетона по его составу и свойствам, а также по образцам, отобранным из конструкций в раннем возрасте.

алгоритм, расчет, трещиностойкость, пластический бетон (в раннем возрасте), капиллярная усадка, обобщенный критерий, коэффициент интенсивности напряжений

1. Leonovich S. N. (2018) Modeling of Capillary Shrinkage and Crack Formation of Concrete at Early Age. Nauka i Tekhnika = Science&Technique, 17 (4), 265–277. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-4-265-277.

2. Leonovich S. N., Litvinovskii D. A., Chernyakevich O. Yu., Stepanova A. V. (2016) Strength, Crack Resistance and Durability of Constructional Concrete at Corrosive and Temperature Attacks. 2 Volumes. Minsk, Belarusian National Technical University (in Russian).

3. Leonovich S., Shalyi E., Falaleeva N., Kim L. (2016) The Influence of Carbon Dioxide on the Durability of Offshore Concrete. 26 International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-2016, Rhodes, Greece, June 26 – July 1, 2016.

4. Leonovich S., Zaitsev Yu., Tsuprik V., Kim L. (2016) Frost Destruction and Fracture Mechanics of Concrete. Polyarnaya Mekhanika: Materialy Tret'ei Mezhdunar. Konf., 27–30 Sent. 2016, Vladivostok [Polar Mechanics: Materials of Third International Conference, September 27–30, 2016, Vladivostok]. Vladivostok, Far Eastern Federal University, 687–693.

5. Snezhkov D. Yu., Leonovich S. N. (2016) Monitoring of Built and Operated Reinforced Concrete Structures by Nondestructive Methods. Minsk, Belarusian National Technical University. 330 (in Russian).

6. Snezhkov D. Yu., Becker A. T., Leonovich S. N., Kim L. V. (2016) Control of Steel Concrete Constructions by Nondestructive Methods. Vladivostok, Far Eastern Federal University. CD-ROM (in Russian).

7. Zaytsev Yu. V., Leonovich S. N., Schneider U. (2011) Structure, Durability and Fracture Mechanics of Concrete at Two-Axis and Three-Axis Compression. Minsk, Belarusian National Technical University. 381 (in Russian).

8. Eberhardsteiner Y., Leonovich S., Zaytsev Yu. V. N. (2013) Strength, Crack-Resistance and Durability of Constructional Construction Materials at Difficult Tension. Minsk, Belarusian National Technical University. 522 (in Russian).

9. Leonovich S. N., Litvinovsky D. A., Kim L. V. (2015) Strength, Crack Resistance and Durability of Constructional Concrete at Influence of High Temperatures. Vladivostok, Far Eastern Federal University. 148 (in Russian).

10. Zemlyakov G. V., Knyazev M. A., Trofimenko E. E., Leonovich S. N. (2012) Two-Solitonic Solution of Task about Destruction of Core. Doklady Natsional’noi Akademii Nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 56 (3), 87–91 (in Russian).