Мария Тавруева: оценка влияния температурных режимов замораживания и оттаивания на прочностные характеристики тяжёлого бетона
Выпускница бакалавриата Инженерно-строительного института по направлению «Промышленное и гражданское строительство» Мария Тавруева представила работу на тему «Оценка влияния температурных режимов замораживания и оттаивания на прочностные характеристики тяжёлого бетона». Научным руководителем выступил старший преподаватель ВШПГиДС Алексей Баранов.
Работа посвящена исследованию влияния различных режимов замораживания и оттаивания на механические свойства тяжёлых бетонов классов В20 и В40. Актуальность исследования обусловлена тем, что фундаменты высотных зданий эксплуатируются в условиях водонасыщенных грунтов и знакопеременных температур. При этом долговечность железобетонных конструкций зависит не только от количества циклов замораживания и оттаивания, но и от скорости замораживания, что требует детального экспериментального изучения.
Особенностью исследования стало проведение комплексного сравнительного анализа двух режимов морозного воздействия: нормального и интенсивного. При нормальном режиме замораживание образцов осуществлялось на воздухе (2,5 часа), а оттаивание — в воде (2 часа). В ускоренном режиме образцы полностью погружались в водную среду как на стадии замораживания, так и на стадии оттаивания (по 2 часа), что значительно повышало жесткость и интенсивность теплообмена.
Для контроля состояния материала применялся комплекс методов: визуальный осмотр, взвешивание, измерение линейных деформаций и прочности на сжатие, а также ультразвуковой контроль для выявления скрытых внутренних повреждений. Высокую достоверность результатов обеспечил мониторинг температуры внутри образцов с помощью датчиков-термосопротивлений.
Эксперимент, включавший 28 полных циклов, выявил чёткие закономерности сопротивления материалов морозному разрушению. Тяжёлый бетон класса В40 продемонстрировал исключительную стойкость благодаря более плотной структуре: при нормальном режиме его прочность на сжатие снизилась всего на 4%, а при ускоренном — на 5,43%. Потеря массы у данного класса составила 0,23%.
В то же время бетон класса В20 оказался более уязвимым: потеря прочности достигла 14,13% при нормальном и 13,47% при ускоренном режимах. Ускоренное замораживание в воде вызвало у бетона В20 выраженное поверхностное шелушение и выкрашивание из-за высокого уровня влаги в порах, а средняя потеря массы составила 1,28%. Данные ультразвукового контроля подтвердили развитие внутренних микротрещин: наибольшее падение средней скорости ультразвукового импульса зафиксировано именно у бетона В20 (снижение на 13,09% при нормальном и на 9,51% при ускоренном режиме).
Полученные экспериментальные данные доказывают необходимость применения бетонов повышенных классов прочности для фундаментов высотных зданий. Результаты работы могут напрямую использоваться проектными и строительными организациями для точного прогнозирования долговечности и надежности железобетонных конструкций в условиях агрессивного климатического воздействия.
