Опыт применения численных расчетов термонапряженного состояния бетона в процессе замораживания и оттаивания образцов по ГОСТ 10060-2012

Введение. На основании выполненных экспериментальных исследований морозостойкости бетона по режиму ускоренного третьего метода ГОСТ 10060-2012 (с Изменением № 1) с различными способами оттаивания образцов рассчитаны коэффициенты перехода (К) от марки бетона по морозостойкости, определенной при оттаивании в условиях неполного погружения емкостей с образцами в раствор 5%-ного хлорида натрия или при обдуве емкостей с образцами теплым воздухом, к марке бетона, определенной стандартным методом с оттаиванием образцов в ванне с раствором 5%-ного хлорида натрия. Расчетным методом термонапряженного состояния бетона показано, что изменение методики проведения испытаний бетона на морозостойкость, включая способ оттаивания образцов после замораживания, может стать причиной недостоверной оценки качества бетона.

Цель. Численный расчет термонапряженного состояния испытуемых образцов-кубов выполнен с целью выявления особенностей различных способов оттаивания бетонных образцов после замораживания и уточнения разработанных переходных коэффициентов для назначения марки бетона по морозостойкости.

Материалы и методы. Выполнен численный расчет процесса замораживания и оттаивания бетонных образцов в процессе испытания на морозостойкость ускоренным третьим методом по ГОСТ 10060-2012 (с Изменением № 1) в программном комплексе ATENA. По результатам расчета теоретических значений температуры определены перепады температуры между ядром и поверхностью кубов и определены максимальные растягивающие напряжения на их поверхности в момент наибольших перепадов температуры.

Результаты. Численный расчет термонапряженного состояния испытуемых образцов в процессе замораживания и различных режимов оттаивания при определении морозостойкости бетона ускоренным третьим методом подтвердил результаты экспериментальных лабораторных работ и показал, что режим оттаивания при неполном погружении емкостей с образцами в раствор качественно отличается от остальных рассмотренных способов оттаивания и является наиболее «жестким» вследствие возможности образования поверхностных трещин на бетонной поверхности образцов в процессе испытания.

Выводы. Опыт применения численных расчетов термонапряженного состояния испытуемых образцов показал возможность (по мере накопления экспериментальных данных) использовать их для прогнозирования морозостойкости бетона.

1. Розенталь Н.К., Чехний Г.В. Анализ методов определения морозостойкости бетона // <i>Вестник НИЦ «Строительство»</i>. 2023. № 3 (38). С. 128–142. DOI:https://doi.org/10.37538/2224-9494-2023-3(38)-128-142. EDN: VDKWWY.

2. ГОСТ 10060-2012. Бетоны. Методы определения морозостойкости (с Изменением № 1). Москва: Стандартинформ, 2014.

3. Červenka V., Jendele L., Červenka J. ATENA Program Documentation. Part 1. Theory. Part 3-2 Example Manual. Prague, 2021.

4. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. Москва, 2012.

5. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях. РААСН, НИИЖБ. Москва, 2005.

6. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Москва, 2018.