аспирант
г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 691.32 Бетоны. Бетонные и железобетонные изделия
ГРНТИ 67.09 Строительные материалы и изделия
ОКСО 08.06.01 Техника и технологии строительства
ББК 383 Строительные материалы и изделия
ТБК 54 Строительство
В работе предложена методика оценки прочностных характеристик предварительно напряженных железобетонных конструкций, подверженных деградации вследствие щелочно-кремнеземной коррозии. Методология базируется на принципах информационного моделирования, что позволяет интегрировать данные о процессе деградации в целостную цифровую модель объекта. Основу методики составляет макромодель, устанавливающая прямую корреляцию между процессами набухания реактивного крупного заполнителя и результирующим напряженно-деформированным состоянием конструктивной системы. Ключевым инструментом модели являются введенные коэффициенты модификации для прочностных характеристик и модуля упругости бетона. Данные коэффициенты позволяют анизотропно редуцировать механические свойства материала в зависимости от величины деформаций набухания, учитывая разнонаправленный характер по-вреждений. В рамках исследования оценена корреляция между снижением значений коэффициентов модификации и характером внешнего силового воздействия (долговременное сжатие или растяжение). На основе полученных зависимостей сформулированы практические рекомендации по структурированию и параметризации информационной модели, направленные на повышение адекватности оценки несущей способности и долговечности поврежденных конструкций.
щелочно-кремнеземная коррозия, макромоделирование, анизотропная деградация, бетон, напряженно-деформированное состояние
1. Bazant Zdenec R., Alexandrer Steffens. Mathematical model for kinetics of alkali-silica reaction in concrete // Ce-ment and Concrete Research - 2000. - 30.3 - Pp. 419-438. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00270-7
2. Mohammad S. Pourbehi, Gideon van Zijl, Breda Strasheim. Modelling of Alkali Silica Reaction in concrete structures for rehabilitation intervention // MATEC Web of Conferences 199 – 2018. – P. 11. http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/201819903007.
3. V. Troyan, N. Sova. / Improving the resistance of concrete for sleepers to the formation of delayed and secondary ettringite, the alkali-silica reaction, and electric corrosion // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies – 2019. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185613 EDN: https://elibrary.ru/HCIUGL
4. Richard A. Deschenes Jr., Eric R. Giannini, Thanos Drimalas, Benoit Fournier, W. Micah Hale. Effects of Moisture, Temperature, and Freezing and Thawing on Alkali-Silica Reaction // ACI Materials Journal 115(4) – 2018 - Pp. 575-584. https://doi.org/10.14359/51702192
5. Гусев Б. В., Файвусович А. С. Физико-химико-математическая модель кинетики щелочно-кремнеземистой реакции в бетоне // Инновации и инвестиции. Строительство. - 2017. - № 8. - С. 141-149.
6. Anca C. Ferche, Frank J. Vecchio Modeling of Alkali-Silica Reaction-Affected Shear-Critical Reinforced Concrete Structures // ACI Materials Journal, V. 119, 2022. Pp. 75-88. https://doi.org/10.14359/51734331.
7. Hansen W C. Studies relating to the mechanism by which the alkali-aggregate reaction produces expansion in concrete // Journal of the American Concrete Institute – 1944. - Pp. 213–227.
8. Tanaka F., Li. Kinetics of swelling and shrinking of gels // Journal of Chemical Physics - 1990. Pp. 467-470. https://doi.org/10.1063/1.458148.
9. Cyrille F. Dunant, Karen L. Scrivener. Effects of uniaxial stress on alkali–silica reaction induced expansion of concrete // Cement and Concrete Research – 2012 - № 42. - Pp. 567-576. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.12.004
10. Ferche, A. C., Vecchio, F. J., Mechanical Properties of Alkali-Silica Reaction Affected Concrete // ACI Materials Journal – 2022. - V. 119, No. 1. - Pp. 251-262. https://doi.org/10.14359/51734198 EDN: https://elibrary.ru/CIDYFD
11. Myklebust E. O. Assessment of an existing bridge suffering from Alkali-Silica reaction // Norwegian University of Science and Technology - 2018. P. 184.
12. Гусев Б. В., Файвусович А. С. Математическая модель процесса сульфатной коррозии бетона с учетом физико-химических превращений // Инновации и инвестиции – 2018. - № 11. – С. 240-255. EDN: https://elibrary.ru/MRQCXQ
13. Collins, R. J., Bareham, P. D., Alkali-Silica Reaction: Suppression of Expansion Using Porous Aggregate // Cement and Concrete Research - 1987. - V. 17, No. 1 - Pp. 89-96. https://doi.org/10.1016/0008-8846(87)90063-9
14. Rami H. Haddad, Karim S. Numayr. Effect of alkali-silica reaction and freezing and thawing action on concrete–steel bond // Construction and Building Materials 21(2) – 2007 - Pp. 428 – 435. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2005.07.012
15. Chirag Thummar, B. Kondraivendhan, Chetan Kumar D Modhera Review on Rebar Corrosion in Alkali-Activated Concrete Subjected to Chloride-Rich Environment // IOP Conference Series Earth and Environmental Science 1326(1)– 2024. – P. 12. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1326/1/012048
16. Charlwood, R. G. Solymar, S. V., Curtis, D. D. A Review of Alkali Aggregate Reactions in Hydroelectric Plants and Dams // Proceedings of the International Conference of Al-kali-Aggregate Reactions in Hydroelectric Plants and Dams, Fredericton, NB, - 1992. - Pp. 220 – 224.
17. Saouma, V., and Perotti, L., Constitutive Model for Alka-li-Aggregate Reactions // ACI Materials Journal - 2006. - V. 103, No. 3. - Pp. 194-202. DOI: https://doi.org/10.14359/15853
