Изучены механизмы замораживания и разрушения бетона в зоне переменного уровня воды

Филиалом института ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России» завершено фундаментальное научное исследование по теме: «Разработка методов прогноза долговечности железобетонных конструкций морских гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в суровых природно-климатических условиях Дальнего Востока (руководитель ФНИ Малюк Виктор Данилович, к.т.н.)

Целью работы была разработка научно-технических принципов получения бетонов требуемой долговечности для морских гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в суровых природно-климатических условиях Дальнего Востока. Авторы исследовали механизмы замораживания и разрушения бетона в зоне переменного уровня воды. Был изучен опыт строительства гидротехнических сооружений на морском побережье дальневосточных морей, это позволяет проблему долговечности рассматривать в системе «материал – технология – конструкция - среда», что представляет интерес с практической точки зрения для совершенствования технологии бетонных работ и в научном плане для проверки и развития гипотез о механизмах разрушения бетона в агрессивных средах класса XF4.

Разработана концепция модели морозного воздействия, основанная на результатах мониторинга температурного режима бетона в конструкциях зоны переменного уровня воды морских портовых сооружений. Установлена необходимость связывать причины разрушения бетона с механизмом замерзания его в конструкциях. Исходя из режима замерзания бетона в конструкциях зоны переменного уровня, выделено два участка: участок действия прилива-отлива и участок действия всплеска воды, в которых определяющими факторами деструкции бетона являются процессы, связанные с влагопереносом в структуре бетона. Механизм замерзания бетона в конструкции определяет механизм влагопереноса, в одном случае его определяет градиент температуры, в другом – градиент концентрации минерализованной воды в поровой структуре бетона.

Анализ факторов, влияющих на стойкость бетона в условиях морозного воздействия, показывает, что при всем их многообразии, с практической точки зрения критическими показателями долговечности бетона являются: степень гидратации цементного камня и содержание воды в бетонной смеси.

Показано, что решение проблемы долговечности бетона в зоне переменного уровня воды следует решать на основе совершенствования методов первичной защиты бетона на этапе проектирования и строительства с учетом реальной работы бетона в конструкции. 

Исследователями предложено для обеспечения требований долговечности бетона определять контролируемый периода твердения в реальных условиях строительной площадки и оценивать нормируемыепоказатели долговечности на этапе приемки конструкций в эксплуатацию по критической зрелости структуры бетона; в условиях длительного замораживания с обледенением расчет состава бетонной смеси необходимо ограничивать по водосодержанию – 155 ÷ 175 л/м3.

Результаты работы доложены на двух конференциях, опубликованы в 4 статьях и в монографии «Долговечность конструкционного бетона при морозных и солевых воздействиях. Мониторинг, испытания, рекомендации» (авторы Малюк В.В., Малюк В.Д.)