Details

Процессы тепловыделения при твердении цемента играют важную роль в практической инженерной деятельности. Поскольку бетон обладает сравнительно низкой теплопроводностью, теплообмен в таких гидротехнических конструкциях, как причалы, плотины и дамбы, протекает крайне медленно. В результате внешние слои массивных бетонных конструкций постепенно остывают, в то время как ядро остаётся разогретым и расширяется. Такое неравномерное изменение температуры приводит к возникновению растягивающих усилий в поверхностных слоях, вызывая образование опасных температурных трещин. Таким образом, оценка термонапряжённого состояния массивных бетонных конструкций на всех этапах строительства является важнейшей задачей, обеспечивающей надёжность и длительный срок службы таких конструкций. В данной работе рассматривается проблема термической трещиностойкости гидротехнических объектов на примере железобетонной плиты фундамента водосборного бассейна башенной испарительной градирни в строительный период и освещены теоретические основы термонапряженного состояния бетона. Задачи, решаемые в ходе исследования: 1. Описание алгоритма расчета температурного режима массивной бетонной конструкции; 2. Анализ температурных полей и напряжений, деформаций в конструкции; 3. Расчет термонапряженного состояния конструкции на основе составов бетона с различным водоцементным соотношением; 4. Сравнительный анализ изменения и определения температурных трещин; 5. Выбор наиболее безопасного состава с точки зрения термонапряженного состояния. Экспериментальные исследования были выполнены в научно-испытательной лаборатории «Политех СКиМ-Тест», которая является структурным подразделением инженерно-строительного института Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

The processes of heat release during cement hardening play an important role in practical engineering activities. Since concrete has a relatively low thermal conductivity, heat transfer in hydraulic structures such as piers, dams and levees is extremely slow. As a result, the outer layers of massive concrete structures gradually cool down, while the core remains heated and expands. Such an uneven temperature change leads to the appearance of tensile forces in the surface layers, causing the formation of dangerous temperature cracks. Thus, the assessment of the thermally stressed state of massive concrete structures at all stages of construction is the most important task to ensure the reliability and long service life of such structures. This paper examines the problem of thermal crack resistance of hydraulic engineering facilities using the example of a reinforced concrete foundation slab of a drainage basin of an evaporative cooling tower during the construction period and highlights the theoretical foundations of the thermally stressed state of concrete. Tasks to be solved during the research: 1. Description of the algorithm for calculating the temperature regime of a massive concrete structure; 2. Analysis of temperature fields and stresses, deformations in the structure; 3. Calculation of the thermally stressed state of the structure based on concrete compositions with different water-cement ratios; 4. Comparative analysis of changes and determination of temperature cracks; 5. Choosing the safest composition in terms of thermally stressed state. Experimental studies were carried out in the scientific testing laboratory "Polytech-BSaM-Test", which is a structural unit of the Civil Engineering Institute of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University.