Проектирование первичной защиты железобетонных конструкций в условиях климатических воздействий

Abstract

RU: Постановка проблемы. Известны многочисленные случаи разрушения бетона защитного слоя железобетонных конструкций вследствие атмосферных климатических воздействий, характеризующихся температурой, влажностью, концентрацией агрессивных газов и, в частности, углекислого газа. Имеющиеся количественные зависимости расчета карбонизации бетона вследствие воздействия углекислого газа не учитывают температуру и влажность окружающей среды, а также рассчитаны на стационарные условия. В реальных условиях температура и влажность среды изменяются в зависимости от времени года. При этом необходимо учитывать, что карбонизация бетона происходит только в период с положительной температурой и при определенной влажности. В то же время, в период с отрицательными температурами происходит попеременное замораживание и оттаивание бетона, что увеличивает его проницаемость. Это обуславливает необходимость разработки количественной методики проектирования первичной защиты защитного слоя бетона железобетонных конструкций, которая учитывает физико-химический процесс карбонизации бетона, осложненный морозной деструкцией. Цель. Разработка методики проектирования первичной защиты железобетонных конструкций в условиях климатических воздействий с учетом процесса карбонизации, сезонного и суточного изменения температуры и влажности среды ( на примере г. Днепропетровска). Методика. Методы теории тепло – массопереноса и развития гетерогенных химических реакций при исследовании долговечности бетона. Результат. Разработан количественный метод проектирования первичной защиты железобетонных конструкций в условиях климатических воздействий. Научная новизна. Предложен метод проектирования первичной защиты бетона защитного слоя железобетонных конструкций в условиях климатических воздействий. Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработана методика проектирования состава бетона и параметров защитного слоя железобетонных конструкций для обеспечения долговечности на заданный срок службы.

UK: Постановка проблеми. Відомі численні випадки руйнування бетону захисного шару залізобетонних конструкцій внаслідок атмосферних кліматичних впливів, що характеризуються температурою, вологістю, концентрацією агресивних газів. Загальноприйнята методика проектування первинного захисту залізобетонних конструкцій носить рецептурний характер. Наявні кількісні залежності розрахунку карбонізації бетону внаслідок впливу вуглекислого газу не враховують температуру і вологість навколишнього середовища, а також розраховані на стаціонарні умови. У реальних умовах температура і вологість середовища змінюються залежно від пори року. При цьому необхідно враховувати, що карбонізація бетону відбувається тільки в період з додатньою температурою і при певній вологості. У той же час, в період з від’ємними температурами відбувається поперемінне заморожування і відтавання бетону, що збільшує його проникність. Тому необхідна кількісна методика проектування первинного захисту захисного шару бетону залізобетонних конструкцій, яка враховує фізико-хімічний процес карбонізації бетону, ускладнений морозною деструкцією. Мета. Розробка методики проектування первинного захисту залізобетонних конструкцій в умовах атмосферних кліматичних впливів з урахуванням процесу карбонізації, сезонної та добової зміни температури і вологості середовища (на прикладі м.Дніпропетровська). Методика. Методи теорії тепло - масопереносу і розвитку гетерогенних хімічних реакцій при дослідженні довговічності бетону. Результат. Розроблено кількісний метод проектування первинного захисту залізобетонних конструкцій в умовах атмосферних кліматичних впливів. Наукова новизна. Запропоновано метод проектування первинного захисту бетону захисного шару залізобетонних конструкцій в умовах атмосферних кліматичних впливів. Практичне значення. На підставі проведених досліджень розроблена методика проектування складу бетону і параметрів захисного шару залізобетонних конструкцій для забезпечення довговічності на заданий термін служби.

EN: Raising of problem. There are numerous cases of destruction of the concrete protective layer of reinforced concrete structures due to atmospheric climate effects that characterized by temperature, humidity, concentration of the corrosive gas. A common method of designing the primary protection of reinforced concrete structures has a prescription character. Available quantitative relations of concrete carbonation calculation due to the impact of carbon dioxide do not take into account the temperature and humidity of the environment and are designed for stationary conditions. Under actual conditions, the temperature and humidity of the environment vary depending on the season. It should be kept in mind that the concrete carbonation takes place only during the period with positive temperature and with certain humidity. At the same time, during the negative temperature alternate freezing and thawing of concrete occurs, which increases permeability. Therefore, a quantitative method of designing the primary protection of concrete cover of reinforced structures is necessary, which takes into account physical and chemical process of carbonation of concrete, which is complicated by frosty destruction. Purpose. The development of a quantitative technique of designing the primary protection of reinforced concrete structures in the conditions of climate effects, taking into account carbonization process, seasonal and daily changes in temperature and humidity (on the example of Dnipropetrovsk). Methods. Methods of the teory of heat and mass transfer and development of heterogeneous chemical reactions while investigating of concrete durability. Result. A quantitative method of designing the primary protection of reinforced concrete structures in the conditions of climate effects was developed. Scientific novelty. A method of primary protection of concrete design method of the protective layer of reinforced concrete structures in the conditions of climate impacts. Practical significance. On the basis of the researches the technique of designing the concrete composition and parametres of the protective layer of reinforced concrete structures for ebsuring of durability by a predetermined life span was developed.