Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Моделирование кинетики и динамики массопереноса при жидкостной коррозии первого вида цементного бетона кусочно-линейной аппроксимацией кривой равновесия. Часть 2. Реализация численного и натурного экспериментов
Опубликована: 2017-12-27
  • С. В. Федосов Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • Н. Л. Федосова Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • В. Е. Румянцева Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • В. С. Коновалова Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • М. Е. Шестеркин Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

Аннотация

Разные виды цементов характеризуются различной стойкостью против действия тех или иных агрессивных факторов, поэтому выбор цементов для бетонов различного назначения производится с учетом не только их прочностных показателей, но и стойкости против действия тех агрессивных сред, в которых должны работать бетонные конструкции. Комплексное исследование массообменных процессов при жидкостной коррозии цементных бетонов с учетом влияния свойств портландцемента и разработка математических моделей с целью прогнозирования долговечности и надежности строительных конструкций являются актуальными с научной и практической точек зрения.


Целями данной работы являются развитие теоретических представлений о процессах жидкост­ной коррозии I вида с учетом влияния свойств портландцемента; определение основных параметров (коэффициентов массопроводности, массоотдачи) для различных марок портландцемента, изучение кинетики и динамики исследуемых процессов.


Проведены исследования жидкостной коррозии бетона первого вида с целью апробации разработанной математической модели кинетики переноса «свободного гидроксида кальция». Выполнены численный эксперимент с целью изучения влияния коэффициентов внутреннего и внешнего массопереноса (для различных марок портландцемента) на кинетику и динамику процесса коррозии бетона, а также постановка и проведение натурного эксперимента для проверки адекватности предлагаемой математической модели и разрабатываемого инженерного метода расчета. При анализе данных эксперимента получены профили концентраций «свободного гидроксида кальция» по толщине образцов в водной среде. Для разных марок портландцемента рассчитаны показатели массопереноса. Результаты численного эксперимента показывают существенную зависимость коэффициента массопроводности от марки портландцемента. Установлены временные зависимости потоков переносимого целевого компонента для различных марок цемента, которые позволяют прогнозировать продолжительность процесса коррозии бетона I вида. Сходимость данных, полученных в результате численного и натурного экспериментов, позволяет использовать разрабо­танную математическую модель и предложенный метод расчета процесса массопереноса при коррозии первого вида на реальных объектах, учитывая марку применяемого портландцемента.

Биографии авторов

С. В. Федосов, Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

Академик РААСН, доктор технических наук, профессор, президент и заведующий кафедрой техносферной безопасности Ивановского государственного политехнического университета. Область научных интересов – научные основы разработки процессов, технологии и оборудования для термической обработки строительных материалов. Автор более 400 научных и методических трудов, в том числе 16 монографий и более 10 учебных пособий.

Н. Л. Федосова, Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

Кандидат химических наук, профессор, профессор кафедры химии, экологии и микробиологии Ивановского государственного политехнического университета. Автор более 120 публикаций, посвященных вопросам строительной экологии, физики и химии строительных материалов.

В. Е. Румянцева, Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

Советник РААСН, доктор технических наук, доцент, профессор и заведующая кафедрой химии, экологии и микробиологии, директор Института социально-гуманитарных и естественных наук Ивановского государственного политехнического университета. Область научных интересов – коррозия строительных материалов и конструкций; коррозионный массоперенос; прогнозирование долговечности строительных материалов; физика и химия строительных материалов. Автор более 250 печатных работ.

В. С. Коновалова, Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

Кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры химии, экологии и микробиологии Ивановского государственного политехнического университета. Предмет научных изысканий – коррозия строительных материалов и конструкций; коррозионный массоперенос; прогнозирование долговечности строительных материалов, физика и химия строительных материалов. Автор 50 публикаций.

М. Е. Шестеркин, Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии строительного производства Ивановского государственного политехнического университета. Область научных интересов – коррозия строительных материалов и конструкций; коррозионный массоперенос; прогнозирование долговечности строительных материалов, физика и химия строительных материалов. Имеет 30 опубликованных работ.