Опыт системной экспериментальной оценки современных высокотехнологичных бетонов по комплексу критериев сопротивления разрушению

Обсуждается многолетний опыт теоретического рассмотрения и экспериментальной оценки сопротивления бетонов разрушению как структурированных систем. Достоверная экспериментальная оценка показателей сопротивления бетонов разрушению имеет большое научное и практические значение для решения задач как материаловедов-технологов (синтез и конструирование структур бетонов с управляемым сопротивлением разрушению, разработка на этой основе технологических условий производства), так и расчетчиков-конструкторов (учет особых закономерностей деформирования и разрушения современных бетонов, поведения их во времени). Для оценки показателей сопротивления бетонов разрушению использованы методы получения полных равновесных диаграмм деформирования, лазерной голографической интерферометрии поля поверхностных деформаций, определения критического коэффициента интенсивности напряжений при нормальном отрыве, акустической эмиссии. С позиций системно-структурного материаловедения бетон анализируется как неоднородная диссипативная система, характеризуемая в категориях аккумуляции, диссипации, локализации и концентрации напряжений в ней в процессе работы материала под механической и любой другой нагрузкой, определяющими формирование полей напряжений и деформаций на различных масштабных уровнях структуры. В условиях согласованного применения экспериментальных методов полных равновесных диаграмм деформирования, акустической эмиссии, лазерной голографической интерферометрии, определения критического коэффициента интенсивности напряжений при нормальном отрыве обеспечено получение количественных оценок для типичных по структуре групп традиционных и высокотехнологичных бетонов в диапазоне прочности при сжатии от 30 до 150 МПа. Показана роль каждого из рассматриваемых экспериментальных методов в достоверной количественной оценке деформирования и разрушения современных бетонов.

1. Wittman F.H. (Ed.) Fracture mechanics of concrete. Amsterdam, Elsevier. 1983. 680 p.

2. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. 415 с.

3. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. 535 с.

4. Зайцев Ю.В., Леонович С.Н. Прочность и долговечность конструкционных материалов с трещиной. Минск: БНТУ, 2010. 362 с.

5. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Определяющие соотношения показателей сопротивления разрушению цементных бетонов и параметров их структуры // <i>Строительство и реконструкция</i>. 2015. № 2 (58). С. 167–174.

6. Лермит Р. Проблемы технологии бетона. М.: Стройиздат, 1959. 294 с.

7. Островский Ю.И., Щепинов В.П., Яковлев В.В. Голографические интерференционные методы измерения деформаций. М.: Наука, 1988. 248 с.

8. Селяев В.П., Селяев П.В. Физико-химические основы механики разрушения цементных композитов. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2018. 219 с.

9. Шевченко В.И. Применение методов механики разрушения для оценки трещиностойкости и долговечности бетона. Волгоград: Волг. политех. ин-т, 1988. 108 с.

10. Пирадов К.А., Мамаев Т.Л., Кожабеков Т.А., Марченко С.М. Физико-механические, силовые, энергетические и структуроформирующие параметры бетона // <i>Бетон и железобетон</i>. 2002. № 2. С. 10.

11. Акчурин Т.К., Ушаков А.В. Теоретические и методологические вопросы определения характеристик трещиностойкости бетона при статическом нагружении. Волгоград: Волгогр. гос. архитектур.-строит. ун-т, 2005. 407 с.

12. Ушаков А.В., Акчурин Т.К. Методика графического выделения диаграмм упругого Rу(f) и диссипативного Rд(f) сопротивлений бетона из восходящей ветви диаграммы деформирования R(f) // <i>Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона / Материалы Всероссийской науч.-техн. конф.</i> Волгоград, 2006. Ч. 1. С. 17–24.

13. Коротких Д.Н. Закономерности разрушения структуры высокопрочных цементных бетонов на основе анализа полных равновесных диаграмм их деформирования. Ч. 1 // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. <i>Строительство и архитектура</i>. 2012. Вып. 26. С. 56–67.

14. Коротких Д.Н. Закономерности разрушения структуры высокопрочных цементных бетонов на основе анализа полных равновесных диаграмм их деформирования. Ч. 2 // <i>Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. Строительство и архитектура</i>. 2012. Вып. 27. С. 54–62.

15. Ерофеев В.Т., Макридин Н.И., Максимова И.Н. Механико-акустическое поведение модифицированных структур цементного камня разного возраста // <i>Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности</i>. 2019. № 4 (382). С. 74–79.

16. Ушаков С.И. Микротрещинообразование в эпоксидном полимербетоне при сжатии // <i>Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура</i>. 2010. № 1 (17). C. 28–34.

17. Коротких Д.Н., Ушаков И.И., Ушаков С.И., Чернышов Е.М. Иерархия трещинообразования и многоуровневое дисперсное армирование структуры бетона // <i>Вестник ОГАСА</i>. 2010. Т. 2. Вып. 39. С. 4–13.

18. Дюрелли А., Паркс В. Анализ деформаций с использованием муара. М.: Мир, 1974. 353 с.

19. Ayatollahi M.R., Nejati M. Experimental evaluation of stress field around the sharp notches using photoelasticity // <i>Materials and Design</i>. 2011. № 32, pp. 561–569.

20. Цилосани З.Н., Далакишвили Г.Л., Какичашвили Ш.Д. Исследование собственных деформаций силикатного композитного материала (бетона) методом голографической интерферометрии. <i>Механика и технология композитных материалов: Труды II конференции</i>. Варна, 1979. С. 550–553.

21. Кесарийский А.Г., Кондращенко В.И., Гребенников Д.А., Гузенко С.В. Исследование деформационных характеристик бетонных образцов лазерно-интерференционными методами // <i>Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ</i>. 2009. № 4. С. 154–159.

22. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н., Кесарийский А.Г. Оценка параметров процесса трещинообразования в структуре современных бетонов методом лазерной голографической интерферометрии. <i>Механика разрушения бетона, железобетона и других строительных материалов: Сб. докл. 6-й международной конф. СПбГАСУ.</i> СПб., 2012. С. 65–71.

23. Кондращенко В.И., Кесарийский А.Г., Гребенников Д.А., Кендюк А.В., Тарарушкин Е.В. Применение голографической интерферометрии для изучения сложноструктурированных материалов // <i>Строительные материалы</i>. 2013. № 6. С. 72–77.

24. Травуш В.И., Карпенко Н.И., Ерофеев В.Т., Ерофеева И.В., Максимова И.Н., Кондращенко В.И., Кесарийский А.Г. Исследование порошково-активированных бетонов методами лазерной интерферометрии // <i>Строительные материалы</i>. 2020. № 4–5. С. 18–28. DOI:https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-780-4-5-18-28

25. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Феноменология локализованных зон активной диссипации энергии при деформировании и разрушении современных бетонов // <i>Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. Строительство и архитектура</i>. 2013. № 31 (50). Ч. 2. С. 212–222.

26. Баженов Ю.М., Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологические платформы // <i>Строительные материалы</i>. 2014. № 3. С. 6–14.

27. Коротких Д.Н., Чернышов Е.М., Акчурин Т.К., Ушаков А.В., Кесарийский А.Г. Оценка эффективности цементных бетонов различных структурных групп по показателям их сопротивления разрушению. <i>Механика разрушения бетона, железобетона и других строительных материалов: Сб. статей по мат-лам 7-й Междунар. науч. конф. РААСН: В 2 т.</i> Т. 1. Воронеж. Воронежский ГАСУ, 2013. С. 159–177.

28. Коротких Д.Н., Чернышов Е.М. Критериальная оценка конструкционного потенциала и технико-экономической эффективности современных цементных бетонов // <i>Технологии бетонов</i>. 2016. № 1–2 (114–115). С. 49–52.

29. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Определяющие соотношения показателей сопротивления разрушению цементных бетонов и параметров их структуры // <i>Строительство и реконструкция</i>. 2015. № 2 (58). С. 167–174.

30. Коротких Д.Н. Многоуровневое дисперсное армирование структуры бетонов для повышения их вязкости разрушения // <i>Вестник гражданских инженеров</i>. 2009. № 3. С. 126–128.

31. Коротких Д.Н. Дисперсное армирование структуры бетона при многоуровневом трещинообразовании // <i>Строительные материалы</i>. 2011. № 3. С. 96–99.