Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Systems Methods Technologies. O.N. Pertseva et al. Verification of the reliability … 2018 № 1 (37) p. 85-90 86 нить все образующиеся пустоты, при низком водоце- ментном отношении [7, 8]. Более того, при добавлении суперабсорбентов (современная альтернатива воздухо- вовлекающим добавкам [9]) образуются закрытые по- ры, которые не содержат свободной воды, способной расширяться при замерзании, разрушая при этом стен- ки матрицы [10, 11]. Таким образом, в новых сортах бетонов при термоциклировании действуют иные ме- ханизмы разрушения, отличающиеся от общеизвест- ных (например, рыхление материала при циклических нагрузках). К сожалению, традиционные методы измерения мо- розостойкости, основанные на сборе статистической базы данных, учитывают разрушение только при гид- равлическом давлении в капиллярах. В частности, ба- зовые методы [12] требуют проведения большого объ- ема испытаний для обеспечения достаточного коэффи- циента вариации (необходимо прямое термоциклиро- вание, для тяжелых бетонов — около 50 образцов и более 100 циклов, что занимает более 3-х месяцев). Существующие ускоренные методы (например, дила- тометрический) основаны на зависимостях, получен- ных базовым методом, и при испытании новых соста- вов требуют установления этих зависимостей. Данные обстоятельства не позволяют исследовать новые бето- ны, описанные ранее, стандартными методами, несо- стоятельность которых была неоднократно продемон- стрирована [13]. Более того, высокопрочные бетоны характеризуют- ся высокой степенью шелушения поверхности при все еще высоком значении остаточной прочности [14], что не позволяет использовать такой критерий разрушения, как потеря массы (присутствует в российских и евро- пейских нормах [15, 16]), для испытаний этого типа состава. Таким образом, требуется обоснование новых уско- ренных методов определения морозостойкости бето- нов, позволяющих определять долговечность камня с наименьшей трудоемкостью и высокой оперативно- стью. Ниже предлагается возможное решение данной проблемы в виде обоснования двух ускоренных мето- дов определения морозостойкости (энергетический метод и метод остаточных деформаций), основанных на общепринятых принципах деформирования анизо- тропной твердой среды, что позволяет заявить об их фундаментальности и возможности использования для более широкого спектра бетонных материалов. Энергетический метод. Данный метод [17] осно- ван на замере энергии разрушения и включает сле- дующие шаги: 1. Измерение дилатометром относительной оста- точной деформации каждого водонасыщенного образца ten θ после одного цикла замораживания – разморажи- вания (в данном случае использовался дилатометр ДOД-100-K). 2. Измерение методом акустической эмиссии [18] максимальной неразрушающей нагрузки L 0 образца в условиях растяжения (в данном случае использовался комплекс AФ-15 AE Кишиневского завода), по которой определяется долгосрочный предел прочности lt R в условиях растяжения. 3. Измерение краткосрочного предела прочности R. Если значение 0 L известно, то долгосрочный пре- дел прочности lt R в условиях растяжения находится по формуле: S L R lt π 2= 0 , (1) где S — площадь поверхности образца, перпендику- лярной сжатию; 0 L — максимальная неразрушающая нагрузка в условиях растяжения. Определение относительной остаточной деформа- ции и долгосрочного предела прочности позволяет рас- считать энергию tc W , рассеянную образцом в процессе разрушения путем замораживания – размораживания, по формуле: lt ten tc R W θ= , (2) где ten θ — относительная остаточная деформация об- разца; lt R — долгосрочный предел прочности в усло- виях растяжения. Далее образец нагружают в условиях одноосного сжатия до максимальной нагрузки, после чего регист- рируют значения продольной нагрузки и продольной остаточной деформации, соответствующей этой на- грузке. Это позволяет определить энергию, рассеянную единицей образца в процессе его сжатия, путем чис- ленного интегрирования зависимости продольного на- гружения от продольных деформаций. Значение энер- гии, рассеянной в единице объема образца в процессе его сжатия до экстремальной нагрузки, пропорцио- нально значению квадрата соответствующего кратко- срочного предела прочности: 2 α= R W com , (3) где R — краткосрочный предел прочности; α — коэф- фициент пропорциональности. После логарифмирования (3) и последующего диф- ференцирования получаем зависимость между относи- тельным снижением энергии, рассеянной в единице объема образца в процессе его сжатия до экстремаль- ной нагрузки, и относительным снижением кратковре- менного предела прочности: ] Δ[2= Δ RR WW com , (4) где ] Δ[ RR — стандартное (регламентируемое) отно- сительное снижение предела прочности ( ] Δ[ RR = 0,05…0,15); W Δ — допустимое абсолютное изменение энергии, рассеянной в единице объема образца. В таком случае марка бетонного образца по морозо- стойкости определяется как количество циклов замо- раживаний – оттаиваний, на каждый из которых затра- чивается энергия, рассеянная в единице объема образца в процессе замораживания – размораживания, в преде-