Анотація до роботи:

Хміль Р.Є. Міцність, деформативність, тріщиностійкість залізобетонних балок при дії агресивного середовища. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – “Будівельні конструкції, будівлі та споруди”. – Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти України, Львів, 2003.

Дисертаційна робота присвячена питанням дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних згинальних елементів при одночасній дії агресивного середовища та навантаження. Проведено тривалі експериментальні випробовування бетонних стиснутих та залізобетонних згинальних елементів у вказаних умовах. Отримано експериментальні дані зміни в часі деформацій бетону та прогинів стиснутих і згинальних елементів в умовах одночасного впливу навантаження та агресивного середовища (10% розчину сірчаної кислоти). Встановлено, що методика норм завищує міцність таких конструкцій до 13,7%, що є небезпечним для експлуатації.

Апробовано запропоновану методику розрахунку бетонних та залізобетонних елементів, пошкоджених корозією при одночасній дії на них навантаження. Пропонується враховувати контактний шар з нижчими фізико-механічними характеристиками, приведені характеристики міцності, геометричні характеристик перерізу конструкції а також зменшення міцності бетону внаслідок одночасної дії навантаження і агресивного середовища коефіцієнтом умов роботи бетону g_b^с. Експериментальним шляхом визначено для даних умов агресивного середовища та геометричних параметрів конструкцій коефіцієнт g_b^c, який рівний 0,9. Порівняння результатів експериментальних та теоретичних величин міцності елементів пошкоджених корозією під навантаженням підтвердило достовірність пропонованого методу розрахунку.

1. Розроблено і застосовано методику дослідження бетонних стиснутих і залізобетонних згинальних елементів для випробування в сильно агресивному середовищі на одночасний вплив навантаження і агресивного середовища з вивченням впливу відсотка армування, міцності бетону, рівня навантаження, історії і тривалості дії навантаження на характеристики напружено-деформованого стану конструкцій.

2. На підставі експериментальних даних за допомогою методів рентгенофазового аналізу і електронного мікроскопу встановлено наявність контактного шару частково деградованого бетону товщиною 2,0...3,9 мм в зразках, що перебували в умовах одночасного впливу навантаження і агресивного середовища. В контактному шарі зафіксовано наявність мікротріщин, концентраторів напружень, спричинених корозією бетону.

3. Отримано експериментальні дані зміни в часі деформацій бетону та прогинів стиснутих бетонних і згинальних залізобетонних елементів в умовах одночасного впливу навантаження та агресивного середовища (10% розчину сірчаної кислоти).

4. Експериментально-теоретичним дослідженням міцності доведено, що не залежно від параметрів експериментальних зразків методика СНиП 2.03.01-84* у всіх випадках при розрахунку згинальних залізобетонних елементів з корозійними пошкодженнями при тривалій одночасній дії агресивного середовища і навантаження не дозволяє з необхідною точністю визначати несучу здатність таких елементів з максимальним розходженням до 13,7 % для згинальних елементів і до 19,6% для стиснутих елементів в сторону перевищення теоретичних величин над експериментальними.

5. Експериментально встановлено, що одночасний вплив навантаження і агресивного середовища на балку для їх дослідження є більш невигідним поєднанням факторів зовнішнього впливу в порівнянні з дією лише агресивного середовища і наступним короткочасним випробовуванням їх до руйнування.

6. Встановлено, що при дії сильноагресивного кислотного середовища на згинальні елементи ширина розкриття тріщин до 0,05 мм при експлуатаційному навантаженні не є небезпечними для корозії робочої арматури.

7. Запропоновано методику розрахунку стиснутих бетонних та згинальних залізобетонних елементів при одночасному впливу навантаження і агресивного середовища, яка враховує наявність частково деградованого контактного з агресивним середовищем шару бетону і пропонується враховувати наявність корозійних дефектів в бетоні, що стають концентраторами напружень, коефіцієнтом умов роботи стиснутого бетону з корозійними пошкодженнями g_b^c.

8. Визначено експериментальним шляхом коефіцієнт g_b^c для даного виду агресивного середовища, який не залежно від відсотка армування, міцності бетону чи рівня навантаження конструкції усереднено можна приймати рівним 0,9.

9. Встановлено, що запропонована методика розрахунку конструкцій з корозійними пошкодженнями, отриманими при одночасній дії агресивного середовища і навантаження з врахуванням контактного шару і запропонованого коефіцієнта умов роботи стиснутого бетону g_b^c=0,9 визначає з необхідною точністю несучу здатність стиснутих бетонних елементів і згинальних залізобетонних елементів з розходженням відповідно -2,3...+3,2% і -3,4...+1,0 % в сторону перевищення теоретичних величин над експериментальними, на відміну від СНиП 2.03.01-84*, який визначає міцність таких елементів з перевищенням над експериментальними величинами відповідно на +19,6% і +13,7%.

10. Встановлено, що дана методика при розрахунку міцності за другою групою граничних станів згинальних залізобетонних елементів з корозійними пошкодженнями, отриманими від одночасної дії агресивного середовища і навантаження дозволяє майже з однаковою точністю (+1,3...+2,9% ), як і методика норм визначати величини прогинів і параметрів тріщиностійкості.

11. Виконані дослідження дозволили запропонувати методику оцінки технічного стану, несучої здатності та експлуатаційної придатності залізобетонних балкових конструкцій з корозійними пошкодженнями, що перебувають під навантаженням.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Бліхарський З., Хміль Р., Ващишин Р. Вплив агресивного середовища на бетонні і залізобетонні конструкції // Вісник Львівського Державного аграрного університету: Архітектура і сільськогосподарське будівництво. - Львів. - 2001. - C. 21-29.

Особистий внесок здобувача полягає в застосуванні методики дослідження бетонних призм на сумісний вплив стискаючого зусилля і агресивного середовища.

2. Бліхарський З.Я., Хміль Р.Є., Вашкевич Р.В. Міцність залізобетонних балок за одночасної дії корозійного середовища та зовнішнього навантаження // Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій: Збірник наукових праць. - Випуск 3 - Львів: Каменяр. – 2001. - С. 23-29.

Особистий внесок здобувача полягає в виготовленні дослідних експериментальних зразків та проведенні експериментальних випробовувань.

3. Бліхарський З.Я., Хміль Р.Є. Вплив корозійного середовища на стан залізобетонних димових труб // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури: Будівельні конструкції будівлі та споруди. – Випуск 2001-5(30) – Макіївка, 2001. – C. 97-100.

Особистим внеском здобувача є проведення експериментальних досліджень на одночасний вплив навантаження і агресивного середовища для визначення величини коефіцієнта умов роботи бетону g_b^c.

4. Бліхарський З.Я., Хміль Р.Є. Вплив агресивного середовища на залізобетонні балки в залежності від історії їх завантаження // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”: Теорія та практика будівництва. - №441 – Львів: Видавництво НУ “Львівська політехніка”. - 2002. - C. 28-34.

Особистий внесок здобувача полягає в отриманні експериментальних даних на предмет впливу історії навантаження на параметри напружено-деформованого стану балок.

5. Бліхарський З.Я., Глагола І.І., Хміль Р.Є. Міцність бетонних елементів під дією агресивного середовища // Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій: Збірник наукових праць. - Випуск 4 – Львів: Каменяр. - 2002. - С. 30-37.

Особистий внесок здобувача полягає в експериментальному визначенні зміни деформацій бетону і напружень в часі бетонних стиснутих елементів для застосування методики розрахунку міцності пошкоджених корозією елементів.

6. Бліхарський З.Я., Хміль Р.Є. Корозія бетону конструкцій в середовищі кислот // Budownictvo i inzynieria srodowiska. Z32. Aktualne problemy budownictwa i inzynierii srodowiska.-Rzeszow, 2000. – C. 47 - 53.

Особистим внеском здобувача є дослідження стійкості експериментальних зразків бетону в середовищі сірчаної кислоти.

7. Бліхарський З.Я., Хміль Р.Є., Вашкевич Р.В. Міцність і деформативність стиснутих бетонних елементів під впливом дії агресивного середовища // Актуальні проблеми будівництва та інженерії довкілля: Збірник матеріалів VI міжнародної конференції – Львів; Видавництво НУ “Львівська політехніка” – 2001. – C. 11-18.

Особистий внесок здобувача полягає в виконанні випробувань на одночасну дію навантаження і агресивного середовища, дослідженні рентгенофазового аналізу зразків бетону після дії розчину сірчаної кислоти.

8. Z. Blikcharsky, R. Khmil. Corrosion of the reinforced concrete constructions into aggressive acid environment // Zbornik prispevkov zo VII Vedeckej konferencie s medzinrodnou asou: Sekcia . 13. – Koice, Slovakia , 2002. – C. 23-28.

Особистий внесок здобувача полягає в визначенні експериментальним шляхом часу вичерпання несучої здатності зразків в кислотному агресивному середовищі.