Введение
1. Особенности работы железобетонных элементов транспортных сооружений с учётом влияния внешних агрессивных сред 19
1.1. Дефекты, повреждения или аварии конструкций транспортных сооружений, вызванные совместным влиянием коррозии и нагрузки 19
1.1.1. Методы и средства диагностики элементов железобетонных мостов при проведении обследования 19
/. 1.1.1. Определение величины защитного слоя 20
1.1.1.2. Определение ширины раскрытия и глубины трещин 20
/. /. 1.3. Определение прочностных характеристик бетона 21
/. /. 1.4. Определение глубины карбонизации бетона 23
1.1.1.5. Определение содержания хлоридов в бетоне 24
L1.2. Примеры дефектов и повреждений железобетонных мостовых конструкций 26
1.2. Эксплуатационные факторы деградации железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений 35
1.3. Требования нормативных документов по обеспечению долговечности и коррозионной стойкости железобетонных конструкций транспортных сооружений 41
1.3.1. Учет долговечности в нормативных документах 41
1.3.2. Классификация агрессивных воздействий на бетон и железобетон в нормативных документах и требования к защитным свойствам материалов 52
1.4.Существующие методы прогнозирования долговечности же лезобетонных конструкций транспортных сооружений 63
1.4.1. Классификация методов прогнозирования 65
1.4.2. Методы прогнозирования сроков службы мостов 66
1.4.2.1. Методы прогнозирования, основанные на теории надежности 66
1.4.2.2. Метод прогнозирования, основанный на показателях износа конструкций 71
1.4.2.3. Прогноз сроков службы для железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах 75
1.4.2.4. Экономические методы прогнозирования срока службы железобетонных мостов 77
1.4.2.5. Комбинированные методы прогнозирования срока службы железобетонных мостов 78
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 96
2. Моделирование влияния карбонизации на железобетонные элементы транспортных сооружений 97
2.1.Факторы, влияющие на карбонизацию 98
2.1.1. Влияние характеристик бетона на скорость карбониза
ции 98
2.1.1.1. Влияние водоцементного отношения на карбонизацию 99
2.1.1.2. Влияние вида и состава цемента на карбонизацию 103
2.1.1.3. Влияние трещин в бетоне на карбонизацию 107
2.1.2. Влияние внешней среды на скорость карбонизации 108
2.1.2.1. Влияние влажности на карбонизацию бетона 108
2.1.2.2. Влияние температуры, ветра и места расположения конструкции на карбонизацию бетона ПО
2.2.Влияние карбонизации на характеристики бетона 112
2.3. Физико-химический процесс карбонизации 122
2.4.Модели проникания фронта карбонизации 126
2.5. Построение математической модели процесса карбонизации. 131
2.6. Построение модели деформирования бетона, подверженного карбонизации 136
2.6.1. Нелинейнаяразномодульная модель деформирования бетона без учета воздействия карбонизации 136
2.6.2. Учет влияния карбонизации при построении модели деформирования бетона 139
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 155
3. Моделирование совместного влияния хлорид-ной коррозии и карбонизации на железобетонные элементы транспортных сооружений 157
ЗЛ.Кинетика проникания хлоридсодержащей среды в железобе тонные конструкции 157
3.1.1. Экспериментальные данные по кинетике проникания хлоридсодержащей среды в железобетонные конструктивные элементы 157
3.1.2. Моделирование кинетики проникания хлоридсодержащей среды в железобетонные конструктивные элементы 159
3.2.Влияние хлоридсодержащей среды на механические характе ристики бетона 161
З.З.Влияние хлоридсодержащеи среды на механические характе ристики стальной арматуры 174
3.4.Деформирование бетона в условиях воздействия хлоридсо держащеи среды 178
3.4.1. Модель деградации механических свойств бетона, вызванной воздействием хлоридсодержащеи среды 179
3.4.2. Идентификация модели деформирования бетона по экспериментальным данным 181
3.5.Деформирование стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащеи среды 184
3.5.1. Модель деформирования стальной арматуры в железобетонной конструкции, подверженной воздействию хлоридной коррозии 184
3.5.2. Характеристики коррозионного поражения стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащеи среды 187
3.5.3. Модели коррозионного износа материала конструкции 190
3.5.4. Модель коррозионной поврежденности стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодержащеи среды 195
3.5.5. Влияние коррозионного поражения на работу армирующего элемента 200
3.6. Совместное воздействие карбонизации и хлоридной коррозии на железобетонные элементы транспортных сооружений 204
3.6.1. Обзор работ, посвященных совместному влиянию карбонизации и хлоридной коррозии на железобетонный конструктивные элементы 204
3.6.2. Построение модели деформирование железобетона в условиях совместного воздействия хлоридсодержащеи среды и карбонизации 214
3.6.2.1. Модель деформирования бетона в условиях совместного воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации 214
3.6.2.2. Модель деформирования арматуры в условиях совместного воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации 215
3.6.2.3. Модель коррозионной поврежденности стальной арматуры в условиях совместного воздействия хлоридсодержащих сред и карбонизации 215
3.6.2.4. Случаи воздействия агрессивной среды (на примере хлоридов и углекислого газа) на железобетонный конструктивный элемент транспортного сооружения 216
Выводы по главе 3 238
4. Расчет напряженно-деформированного состояния железобетонных конструктивных элементов транспортных сооружений, подвергающихся воздействию карбонизации и хлоридной коррозии 240
4.1. Характерные типы железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений и варианты воздействия на них карбонизации и хлоридной коррозии 240
4.2. Особенности работы балок, подверженных воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды 241
4.3. Модель деформирования сжимаемого железобетонного конструктивного элемента транспортного сооружения, подвергающегося воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации 242
4.3.1. Вывод уравнений деформирования железобетонной стойки опоры, подвергающейся воздействию нагрузки, агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации 243
4.3.2. Методология и результаты расчета железобетонной стойки опоры при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации 247
4.3.2.1. Результаты расчета железобетонной стойки опоры при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации 249
4.3.2.2. Верификация построенной модели сжимаемой железобетонной стойки опоры 250
4.4. Модель деформирования изгибаемого железобетонного элемента транспортного сооружения, подвергающегося воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации 250
4.4.1. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся воздействию нагрузки, агрессивной хлорид содержащей среды и карбонизации 252
4.4.1.1. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся воздействию нагрузки, хлоридсодержащей среды и карбонизации для случая, когда агрессивная среда проникает с боковых поверхностей балки 252
4.4.1.2. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся воздействию нагрузки, хлоридсодержащей среды и карбонизации для случая, когда хлориды и углекислый газ проникают с верху и с низу сечения 256
4.4.1.3. Вывод уравнений деформирования железобетонной балки, подвергающейся всестороннему воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды, карбонизации и нагрузки 258
4.4.2. Методология и результаты расчета железобетонной балки при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбониза ции 262
4.4.2.1. Результаты расчета железобетонной балки при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации 264
4.4.2.2. Верификация построенной модели изгибаемого железобетонного конструктивного элемента 266
4.5. Уравнение деформирования изгибаемой железобетонной плиты проезжей части, подвергающейся воздействию агрессивной хлоридсодержащей среды и карбонизации 266
Выводы по главе 4 292
Основные результаты и выводы по диссертации... 293
Литература
