DSc in Engineering, Professor, Department of Building Materials and Technologies
доктор технических наук, профессор кафедры строительных материалов и технологий
The key factor of engineering structures made of concrete and reinforced concrete is insufficient frost resistance of concretes. It is important to identify the causes and prevent concrete damage caused by frost. The research provides the basic points of the developed physical and mathematical theory of cement concretes frost resistance. Under consideration are the processes occurring during cyclic freezing and thawing of concrete in a water-saturated state. The results of the performed theoretical and experimental studies are presented. The criterion of concrete frost resistance, which estimates the pore structure of concrete, was derived on the basis of the obtained results. The suggested criterion has a close correlative relation with the frost resistance of concrete. Using this interrelation, the method was proposed for accelerated determination of actual frost resistance of concrete, as well as the method of selection concretes' compositions for a specified design frost resistance of concretes. The methods of accelerated determination of concrete frost resistance, as well as ways to increase it, are described. The developed physical and mathematical model was used to carry out computational modeling for freezing of an extended concrete structure. This made it possible to determine the changes in humidity, temperature, and pressure in concrete during cyclic freezing and thawing at different distances from the surface of its freezing and also draw graphs of changes in these parameters. The recommendations on assignment of concrete design grades by frost resistance for various elements of concrete and reinforced concrete structures are given.
Определяющим фактором возводимых из бетона и железобетона инженерных сооружений является недостаточная морозостойкость бетонов. Таким образом, актуальна задача выявления причин и предотвращения разрушения бетонов из-за мороза. Изложены основные положения разработанной физико-математической теории морозостойкости цементных бетонов. Рассмотрены процессы, протекающие при циклическом замораживании и оттаивании бетонов в водонасыщенном состоянии. Приведены результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований. На основе полученных результатов выведен критерий морозостойкости бетонов, оценивающий строение поровой структуры бетона. Представленный критерий имеет тесную корреляционную связь с морозостойкостью бетонов. Используя их взаимосвязь, предложен способ ускоренного определения фактической морозостойкости бетона, а также способ подбора составов бетонов на заданную проектную морозостойкость бетонов. Описаны способы ускоренного определения морозостойкости бетонов и пути ее повышения. С помощью разработанной физико-математической модели выполнено расчетное моделирование замораживания протяженной бетонной конструкции, которое позволило установить изменение влажности, температуры и давления в бетоне в процессе циклического замораживания и оттаивания на различных расстояниях от поверхности его замораживания и построить графики изменения этих параметров. Даны рекомендации по назначению проектных марок бетона по морозостойкости для различных элементов бетонных и железобетонных конструкций.