СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОЗИТНОМ МАТЕРИАЛЕ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНОЙ ХЛОРИДСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЫ

COMPARISON OF THE RESULTS OF STRESSES IN A COMPOSITE MATERIAL UNDER THE INFLUENCE OF AN AGGRESSIVE CHLORIDE-CONTAINING MEDIUM

Nikita Yushchenko

Master's student, Department of Construction, Building Materials and Structures, Tula State University,

Russia, Tula

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается вопрос НДС композитном материале в условиях воздействия агрессивной хлоридсодержащей среды.

ABSTRACT

This article deals with the issue of composite material under the influence of aggressive chloride-containing environment.

Ключевые слова: композитный материал, напряженно-деформируемое состояние, диффузия хлоридов.

Keywords: composite material, stress-strain state, chloride diffusion.

Многие элементы конструкций инженерных сооружений, возведенных из композитных материалов (бетона и железобетона), в процессе эксплуатации подвергаются воздействию не только эксплуатационных нагрузок, но и агрессивных сред. Результаты исследований, выполненных многими учеными, свидетельствуют о том, что воздействие хлоридсодержащих сред приводит к существенным изменениям механических свойств материала конструкции, а в некоторых случаях и к изменению характера работы конструкции. По мере проникания хлоридсодержащей среды в конструктивный элемент происходит деградация материала и коррозия армирующих элементов. В результате снижается несущая способность, повышается деформативность и сокращается долговечность конструкций.

Требуется проводить, как экспериментальные лабораторные и численные (МКЭ) исследования в этой проблематике, что разработать методику определения долговечности в условиях агрессивной среды.

Для моделирования диффузии хлорида в бетоне без учета трещинообразования использовался метод конечных элементов. Принимая во внимание процесс диффузии хлорида в качестве переходной задачи теплопроводности и заменяя граничную температуру и теплопроводность соответственно концентрацией хлорида и коэффициентом диффузии, мы можем провести анализ диффузии хлорида в бетоне. В настоящем исследовании Язык параметрического проектирования ANSYS APDL был использован для программирования модели диффузии хлорида без учета трещинообразования. Данная программа позволяет выполнять расчеты на прочность и термопрочность балочно-оболоченных и твердотельных моделей.

Рисунок 1. Напряжения в балке в результате диффузии хлоридов (в 1 день)

Рисунок 2. Напряжения в балке в результате диффузии хлоридов (в 300 день)

Были взяты результаты напряжений в 1 день и 100 день в следствие воздействия агрессивной хлоридсодержащей среды в композитном материале без учета трещиностойкости. Концентрация HCl составила 3%. Скорость диффузии 0,1х10^-11 м²/с.

 Исследование показало, что воздействие хлоридной среды привело к изменениям деформационно-прочностных свойств бетона. За временной интервал различие в напряжении составило 5,9 %.

Список литературы:

1. Пухонто Л.М. Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений (силосов, бункеров резервуаров, водонапорных башен, подпорных стен) Пухонто Л.М. – М.: изд. АСВ, 2004-424 с.
2. Физико-химические процессы коррозии бетона и железобетона/ В.И. Бабушкин – М: Стройиздат, 1968 – 187 с.
3. Коррозия бетона и железобетона. Методы их защиты / В.М. Москвин, Ф.М. Иванов, С.Н. Алексеев, Е.А. Гузеев. - М.: Стройиздат, 1980. - 536 с.