Розвиток наукових основ підвищення довговічності суднобудівних бетонів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одеська державна академія

будівництва та архітектури

УДК 691.327:666.972.52

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня

доктора технічних наук

Розвиток наукових основ підвищення довговічності суднобудівних бетонів

Спеціальність 05.23.05 - будівельні матеріали і вироби

Мішутін Андрій Володимирович

Одеса - 2009

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Одеській державній академії будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант - доктор технічних наук, професор,

заслужений діяч науки і техніки України

Дорофєєв Віталій Степанович,

Одеська державна академія будівництва

та архітектури, ректор академії

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки

і техніки України Дворкін Леонід Йосипович, Національний університет водного господарства та природокористування, завідувач кафедри технології будівельних виробів та матеріалознавства;

- доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки

і техніки України Братчун Валерій Іванович, Донбаська національна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедри технології будівельних матеріалів, виробів і автомобільних доріг;

- доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки

і техніки України Вознесенський Віталій Анатолійович,

Одеська державна академія будівництва та архітектури, завідувач кафедри процесів та апаратів у технології будівельних матеріалів;

Захист відбудеться «17» лютого 2009 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.085.01 Одеської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Дідріхсона, 4.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Одеської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Дідріхсона, 4.

Автореферат розіслано «14» січня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

к.т.н., доцент Карпюк В. М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Будівництво нових і реконструкція існуючих плавучих та гідротехнічних споруд (ГТС) дозволяє вирішувати стратегічні завдання для економіки України. Основним матеріалом, що застосовується для гідротехнічних споруд, є бетон. Перевагою бетону у порівнянні з іншими конструкційними матеріалами вважається можливість виробництва значного обсягу робіт із недорогих та недефіцитних матеріалів. Накопичений досвід експлуатації бетонних конструкцій та споруд різного призначення показав, що композити на основі портландцементу здатні зберігати задані показники якості протягом тривалого часу.

Специфіка роботи матеріалу у конструкціях плавучих споруд зумовлена однобічною дією на них експлуатаційних навантажень. Як показав проведений аналіз, до експлуатаційних навантажень слід віднести гідростатичний тиск та динамічний вплив рідини та льоду, заморожування та відтаювання, зволожування та висушування, хімічний вплив, обростання водоростями та живими організмами, коливання температури тощо. При цьому слід враховувати виникнення градієнтів вологості, температури та концентрації хімічних агентів уздовж висоти та перерізу конструкції. Температурні та вологістні градієнти здатні створювати своєрідні «хвилі» деформацій у матеріалі конструкцій. Сукупна дія знакозмінних деформацій призводить до змін структурних параметрів матеріалу і, як наслідок, до зниження його експлуатаційних властивостей.

Названі вище процеси та явища слід враховувати під час будівництва плавучих та гідротехнічних споруд. Це пов'язано з тим, що протягом останніх десятиліть у залізобетонному суднобудуванні та гідротехнічному будівництві окреслилась тенденція до зниження товщини конструкцій до 8…12 см за умови забезпечення достатньої корозійної стійкості та щільності, захищаючи арматуру з товщиною захисного шару 10…15 мм. Такі вимоги до бетонів можуть бути реалізовані тільки за рахунок використання модифікаторів. Фактично вибір модифікаторів для бетонних сумішей в основному проводиться емпірично й конкретно прив'язується до певних інженерних завдань. Тому є актуальним завдання розроблення вимог до суднобудівних бетонів з урахуванням специфіки середовища їх експлуатації, проектування та методики отримання довговічних модифікованих бетонів з необхідними експлуатаційними характеристиками та прогнозованою довговічністю.

Розвиток сучасного суднобудівного бетонознавства спрямований на отримання бетонів необхідної структури за рахунок раціонального підбору сумішей, створення потрібних технологічних умов переробки для гарантованого отримання матеріалів з комплексом необхідних властивостей, що забезпечують експлуатаційну надійність конструкцій. Таким чином, вирішується важливе й актуальне стратегічне завдання - виробництво конкурентноздатних вітчизняних плавучих споруд.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано відповідно до держбюджетної тематики Міністерства освіти і науки України, Держкомітету України з водного господарства й госпдоговірної тематики заводу залізобетонного суднобудування «Палада» Мінпромполітики України за темами:

№01074000806 «Теоретичне обґрунтування та експериментальне дослідження модифікованих бетонів для плавучих ГТС» (Міністерство освіти і науки України, 2007 - 2008 рр.);

№01050003776 «Науково-технічне обстеження ГТС, класифікація пошкоджень залізобетонних конструкцій і розробка Регламенту з технології приготування композицій для забезпечення водонепроникності бетонів» (Держводгосп України, 2005 р.);

№0106U006736 «Класифікація пошкоджень залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд, які експлуатуються у складних умовах, та розробка Регламенту з технології приготування та використання бетонів, що експлуатуються у складних умовах, з використанням полімерної фібри» (Держводгосп України, 2006 р.);

№01074000808 «Розробка сумішей суднобудівних бетонів й ефективних хімдобавок для використання на ХГС «Паллада» під час будування композитних та залізобетонних плавучих споруд» (2006 - 2007 рр.);

№ 0107U007574 «Розробка технологічного регламенту з приготування високорухомих бетонних сумішей і їх дослідження для застосування при ремонті тонкостінних гідротехнічних споруд» (Держводгосп України, 2007 р.);

№01081003468 «Розробка Регламенту з обстеження та оцінювання стану бетонних і залізобетонних гідротехнічних споруд» (Держводгосп України, 2008 р.).

Мета і завдання досліджень. Метою роботи є розвиток теоретичних та практичних основ отримання бетонів тонкостінних конструкцій плавучих та гідротехнічних споруд із підвищеними експлуатаційними властивостями та довговічністю за рахунок створення необхідної структури шляхом використання раціональних модифікаторів та об'ємного дисперсного армування. бетон модифікатор дисперсний армування

Для досягнення мети поставлені завдання:

- проаналізувати вплив експлуатаційного середовища на зміну властивостей суднобудівних бетонів. Виявити закономірності зміни структури і причини виникнення та розвитку дефектів у процесі структуроутворення та експлуатації модифікованих бетонів тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд;

- на підставі досліджень стану бетону тонкостінних конструкцій плавучих і гідротехнічних споруд запропонувати методи висування вимог до властивостей та структурних характеристик бетонів;

- розвинути теоретичні основи підвищення довговічності тонкостінних бетонних і залізобетонних конструкцій плавучих та гідротехнічних споруд завдяки керуванню їхньої структури;

- розширити уявлення про механізм регулювання властивостей бетонів добавками-модифікаторами, наповнювачами і дисперсним армуванням;

- проаналізувати вплив кольматуючих та пластифікуючих добавок, а також наповнювачів та дисперсного армування на капілярно-порувату структуру й адаптаційну здатність дрібнозернистих суднобудівних бетонів і фібробетонів у процесі експлуатації;

- розробити комплексні модифікатори, а також розвинути основи технології отримання необхідної структури бетону й методики прогнозування довговічності бетонів тонкостінних конструкцій з урахуванням експлуатаційного середовища;

- запропонувати оцінку прогнозування довговічності бетону тонкостінних конструкцій плавучих і гідротехнічних споруд, яка містить у собі методи прискореного визначення морозостійкості та корозійної стійкості бетону;

- розробити технологію отримання модифікованих бетонів підвищеної довговічності й стійких до динамічних впливів за рахунок застосування дисперсного армування;

- провести промислову реалізацію результатів досліджень.

Об'єкт досліджень - суднобудівний бетон і фібробетон тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд, модифікований комплексними добавками і полімерною фіброю з метою забезпечення його довговічності та необхідних експлуатаційних властивостей.

Предмет дослідження - залежності та теоретичні основи, що описують взаємозв'язок між складом модифікованого бетону для тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд та параметрами його структури, якості та довговічності.

Методи дослідження. Експериментальні дослідження виконані з використанням оптимальних планів і застосуванням математичного багатофакторного моделювання властивостей модифікованих бетонів. Застосовано рентгеноструктурний, дериватографічний, хімічний та мікроскопічний аналізи, метод акустичної емісії, аналіз технологічного пошкодження бетону. Використано метод Монте-Карло для ізопараметричного аналізу, а також сучасні методи комп'ютерного матеріалознавства для отримання раціональних складів модифікованих композитів.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:

- розвинуто теоретичні основи забезпечення первинного захисту бетонів тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд за рахунок керування капілярною пористістю при створенні системи замкнутих пор необхідного розміру за рахунок використання суперпластифікаторів, кольматуючих добавок та наповнювачів;

- виявлено загальні закономірності зміни структури бетону тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд у процесі експлуатації;

- доведено, що в умовах дії значних та одночасних градієнтів вологості, температури, тиску та солей довговічність бетону визначається переважно його проникністю, морозостійкістю та тріщиностійкістю;

- вивчені нові закономірності зміни пластичності бетонної суміші й властивостей бетону (міцності, морозостійкості, непроникності, тріщиностійкості) при застосуванні комплексних модифікаторів, наповнювача й дисперсного армування;

- запропоновано методику висування вимог до первинних матеріалів та бетонів тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд, яка враховує зміни властивостей матеріалу в процесі експлуатації;

- розроблено способи регулювання структури за рахунок комплексних модифікаторів, що забезпечують отримання необхідних технологічних і фізико-механічних властивостей сумішей і бетонів;

- установлено зв'язок між зміненням пошкодженності бетону під дією заморожування та відтаювання з його морозостійкістю, а також зв'язок між зміненням пошкодженості при зволожуванні та висушуванні з показником корозійної стійкості;

- запропоновано новий підхід до керування структурою бетонів, у тому числі дисперсно-армованих, на основі багатопараметричного моделювання, який враховуює експлуатаційне середовище споруди;

- отримано нову науково-технічну інформацію про механізми дії модифікаторів, які включають кольматуючі і пластифікуючі добавки, а також наповнювачі, у цементно-водних системах;

- показано ефективність застосування фібробетонів з дрібнодисперсним армуванням для тонкостінних конструкцій ГТС.

Практичне значення отриманих результатів.

Розроблено основи отримання складів модифікованих суднобудівних бетонів для тонкостінних конструкцій ГТС з новою комплексною добавкою [Пенетрон + С-3 ], а також з наповнювачем (меленим кварцовим піском) і полімерною фіброю (патент №19814 і №32920).

Розроблено основні положення методики дослідження бетону експлуатованих тонкостінних залізобетонних конструкцій, у тому числі гідротехнічних, резервуарів, силосів, плавучих доків. Затверджено Інструкцію з обстеження та оцінки технічного стану елеваторних споруд і гідротехнічних споруд меліорації (пр. №5 1997 р., Державної компанії «Хліб України»; 2008 р. - Держводгоспу України).

Розроблено і затверджено Регламент з технології приготування та застосування бетонів з комплексною добавкою [Пенетрон + С-3] для виготовлення та відновлення гідротехнічних споруд водного господарства (наказ №94 від 23.05.2006 р. Держводгоспу України).

Розроблено та затверджено Регламент з технології приготування і застосування модифікованого бетону для гідротехнічних споруд меліорації з використанням полімерної фібри (наказ №32 від 02.02.2007 р. Держводгоспу України).

Розроблено і затверджено Регламент з методики приготування високорухливих бетонних сумішей для ремонту тонкостінних гідротехнічних споруд (наказ № 12 від 29.01.2008 року Держводгоспу України).

Розроблено новий спосіб прискореного визначення морозостійкості бетону за рівнем змінення його технологічної та експлуатаційної пошкодженності під дією заморожування та відтаювання (патент №20590, 2007 р.). Запропоновано метод прискореної оцінки показника корозійної стійкості бетону тонкостінних ГТС за рівнем зміни їхньої технологічної пошкодженності при зволоженні та висушуванні.

Розроблено новий неруйнівний метод визначення однорідності бетону в конструкціях і монолітних спорудах, що використовує порівняння коефіцієнтів технологічної пошкодженності між окремими ділянками конструкції (патент №02897, 2008 р.).

Розроблено і впроваджено Рекомендації з технології приготування та використання важкого суднобудівного бетону під час будування морських плавучих залізобетонних і композитних споруд (2007 р., ГХЗ «Палада»).

Розроблені суміші модифікованих бетонів використовувались при відновленні тонкостінних конструкцій гідротехнічних споруд меліорації та виробництві плавучих залізобетонних доків.

Результати роботи враховані при розробці ДБН «Бетонні й залізобетонні конструкції» (2008 р.), а також у навчальному процесі в ОДАБА.

Особистий внесок здобувача полягає у розробці основних положень методики комплексного дослідження бетону плавучих ГТС та прогнозування його довговічності; створення методиці проектування бетонів з комплексними модифікаторами, наповнювачем і дисперсним армуванням; розробці технології виготовлення та використання бетонів для тонкостінних конструкцій ГТС; розробці нормативних документів і рекомендацій.

Апробація дисертаційної роботи. Результати досліджень представлені на міжнародних та всеукраїнських конференціях та семінарах: з моделювання й оптимізації композитів МОК (Одеса, 1999 - 2008), «Бетон і залізобетон - шляхи розвитку» (Москва, 2005), «Проектування бетонів із заданими властивостями: структура, властивості і склад бетону» (Рівне, 2006), «Проблеми водного господарства: проектування, дослідження, будівництво й експлуатація гідротехнічних споруд для гідроенергетики, меліорації й водопостачання» (Рівне, 2006), 2-nd fib symposium (Неаполь-Італія, 2006), «Сучасні проблеми автодорожнього комплексу» (Київ, 2006), «Структуроутворення, міцність та руйнування композиційних матеріалів і конструкцій» (Одеса, 2006), «Математичні моделі процесів у будівництві» (Луганськ, 2007), «Міжрегіональні проблеми екологічної безпеки» (Одеса, 2007), «Шляхи підвищення надійності проектування, будівництва й експлуатації гідротехнічних споруд меліорації» (Київ, 2007), «Сучасні будівельні матеріали, конструкції і технології. Система менеджменту якості серії ISO 9000 на підприємствах» (Новосибірськ, 2008), «Бетони і розчини з використанням ефективних добавок та відходів промисловості» (Київ, 2008).

Публікації. Основні положення роботи опубліковані у 31 статті у наукових журналах та збірниках наукових робіт, 1 монографії й 17 доповідях на міжнародних конференціях, 8-ти нормативних документах та 4-х деклараційних патентах України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 345 сторінках (у тому числі 258 стор. друкованого тексту); складається із вступу, 7 розділів, висновків, списку використаних джерел (327 найменувань), 95 рисунків, 31 таблиці та додатків на 8 сторінках.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету та завдання досліджень, наведено положення наукової новизни і практичної цінності отриманих результатів.

У першому розділі аналізуються умови експлуатації плавучих гідротехнічних споруд і проблема забезпечення довговічності бетону. Окрім того, аналізуються вимоги до структури і властивостей суднобудівних бетонів і рецептурно-технологічні методи їх регулювання.

Виробництво і використання плавучих залізобетонних споруд останнім часом збільшується. З освоєнням морського шельфу у всьому світі возводяться залізобетонні платформи для здобичі нафти і газу. Будуються плавучі аеропорти, суднобудівельні і судоремонтні заводи, широко використовуються плавучі доки, не знижується потреба в залізобетонних понтонах і причалах. Залізобетонні плавучі споруди мають значні переваги перед металевими - у 2-3 рази менші витрати металу, не потребують вторинного захисту, більш стійкі до корозії у морському середовищі, мають більший термін експлуатації.

Довговічність бетону - показник надійності експлуатації конструкції й споруди в цілому. В.І. Бабушкін довговічністю називав властивість об'єкту зберігати працездатність до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування та контролю. І. Штарк під довговічністю розумів, що будівельні елементи із бетону при достатньому догляді протягом передбаченого терміну служби стійкі до всіх впливів. За визначенням В.Б. Ратинова, довговічність у будівництві - це здатність будівель та споруд слугувати тривалий час у реальних умовах впливу зовнішнього середовища. В.Л. Чернявський довговічність пов'язував з адаптацією бетону, спрямованої на утримання його структурних характеристик у межах, що забезпечують заданий функціональний стан. На думку А.А. Плугина термін «довговічність» можна розглядати по-різному стосовно бетону, конструкцій і споруд. Л.І. Дворкін відзначав, що потрібна довговічність бетону забезпечується комплексно за рахунок проектування оптимальної структури та складу, технології виготовлення конструкції та зведення споруд, догляду, захисних заходів. Узагальнивши усі визначення, довговічність можна охарактеризувати як здатність матеріалу зберігати свою основну технічну функцію протягом заданого терміну експлуатації з урахуванням деструктивних впливів середовища.

Бетон тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд зазнає одночасного і нерівномірного впливу різних експлуатаційно-кліматичних факторів. Це часта зміна температури, заморожування відтаювання, зволожування та висушування, хімічні впливи, обростання водоростями й живими організмами, а також тиск і динамічний вплив рідини й льоду.

Г.П. Вербецький указував, що основною умовою довговічності бетону у водному середовищі є його висока щільність, що утруднює проникність. Однак при одночасній дії знакозмінних температур не менш важливою можна вважати і морозостійкість бетону, яка найбільш ефективно підвищується за рахунок створення системи «резервних» замкнутих пор. Тому із всіх якісних характеристик суднобудівного бетону, що впливають на його довговічність, слід виділити його морозостійкість і непроникність.

З проникністю пов'язана здатність бетону протистояти всім видам корозії. Питанням вивчення проникності бетону приділяли увагу у своїх роботах Ю.М. Бутт, Ф.М. Іванов, К.Г. Красильніков, В.М. Москвін, С.В. Шестоперов, С.Н. Алексєєв, Г.П. Вербецький, В. І. Бабушкін, Л. І. Дворкін, А.А. Плугін, А.В. Ушеров-Маршак, Ю.В. Чеховський та інші. Питанням підвищення морозостійкості бетону присвячені роботи В.В. Стольникова, А.Є. Шейкіна, Г.І. Горчакова, А.М. Подвального та інших.

У наш час більше 80% всього об'єму бетону, що виготовляється у світі, виробляється з різними модифікаторами. Введені у десятих частках відсотка від маси цементу, вони істотно впливають на хімічні й фізико-хімічні процеси тужавіння й створення сприятливої з точки зору стійкості структури бетону. Широке впровадження модифікаторів бетону в практику сучасного будівництва обумовлене тим, що при порівняно невеликому дорожчанні за рахунок вартості модифікаторів і технології їх використання, можна істотно поліпшити цілий ряд технологічних властивостей бетонної суміші і фізико-механічних властивостей бетону. Також за рахунок модифікаторів можна надати бетону нових спеціальних властивостей - гідрофобності, здатності тверднення при від'ємних температурах, бактерицидності, стійкості до корозії І-ІІІ видів тощо. На думку В.Б. Ратинова, надзвичайно великі можливості в керуванні довговічністю відкриваються при використанні комплексних добавок.

Наукові основи модифікування будівельних матеріалів сформульовані академіком П.А. Ребіндером та його школою. Значний внесок у теорію й практику модифікування бетонної суміші і бетону зробили вчені: І.Н. Ахвердов, В.Г. Батраков, Ю.М. Баженов, В.І. Братчун, Ф.Л. Глекель., Г.І. Горчаков, В.С. Гладков, І.М. Грушко, Г.Д. Дібров, Ф.М. Іванов, Б.А. Крилов, О.В. Кунцевич, Л.А. Малініна, С.А. Міронов, В.М. Москвін, О.П. Мчелов-Петросян, А.А. Пащенко, О.С. Попова, О.М. Пшінько, В.Б. Ратинов, Т.І. Розенберг, Б.Г. Скрамтаєв, Б.Д. Тринкер, М.І. Хігерович, Ю.С. Черкинський, А.Є. Шейкін, С.В. Шестоперов, М. Венюа, Ф. Вавржин, М. Коллепарді та інші.

Можливість керування структурою композиційних матеріалів у процесі її самоорганізації за рахунок використання дрібнодисперсних наповнювачів було показано у роботах В.І. Соломатова, В.М. Вирового і В.С. Дорофєєва. Зокрема, при введенні оптимального виду та кількості наповнювача можна істотно змінити усадку, стійкість і деформативність бетону.

Основним структурним показником, що визначає проникність бетону в умовах напірної дії води, є його пористо-капілярна структура. Для підвищення водонепроникності бетону, і тим самим його довговічності, необхідно модифікувати структуру бетону таким чином, щоб максимально знизити його наскрізну капілярну пористість. Пориста структура також визначає морозостійкість бетону. Найбільш морозостійкими є суміші з системою умовно замкнутих пор. В.Б. Ратинов і Т.І. Розенберг відзначали аналогію між деструктивними процесами, що відбуваються у бетоні при морозному руйнуванні та під впливом сульфатів. Спираючись на такі уявлення, можна стверджувати, що методи керування структурою, які застосовуються з метою підвищення морозостійкості, також сприяють додатковому забезпеченню довговічності бетону у сульфатному морському середовищі.

Створення нових ефективних композиційних матеріалів з гарантованими рівнями значного числа фізико-механічних показників на сучасному етапі неможливе без застосування методів комп'ютерного матеріалознавства (планування експерименту й експериментально-статистичного моделювання, багатокритеріальної оптимізації тощо). Найбільший внесок у розвиток даного напрямку зробили В.А. Вознесенський, Т.В. Ляшенко, І. Ніколов та інші.

Застосування дисперсного армування дозволяє істотно підвищити цілий комплекс властивостей бетону, зокрема його тріщино- та ударостійкість. В.Н. Дерев'янко показав, що фібра знижує характерну для цементного каменя ламкість і не тільки сприймає розтягуючи зусилля, але й перешкоджає зміщенню блоків мікроматриці. Однак практично відсутня технічна інформація про вплив фібри на водонепроникність бетону. Окрім того, вимагає вивчення впливу фібри у поєднанні з дрібнодисперсним наповнювачем. Для тонкостінних гідротехнічних конструкцій необхідно застосовувати не схильну до корозії фібру, найбільш розповсюдженим видом якої можна вважати полімерну.

У цілому, проведений аналіз попередніх робіт та завчасні дослідження дозволили припустити наступне.

Для зниження локальних градієнтів знакозмінних вологісних і температурних деформацій бетону необхідно створити умови для отримання сітки закритих пор і капілярів схожого розміру за умови зниження загальної пористості. Одним із способів отримання необхідної структури є застосування спеціальних поліфункційних комплексних добавок.

З метою перерозподілу локальних деформацій необхідно забезпечити заходи з передавання знакозмінних деформацій по об'єму конструкції. До таких заходів можна віднести об'ємне армування матеріалу стійкою в експлуатаційному середовищі фіброю.

Названі заходи дозволяють створити резерв часу для виявлення адаптаційних властивостей бетону за рахунок включення в конструкційний процес реліктових частин мінеральних в'яжучих. Запропоновані способи зниження градієнтів вологісних і температурних локальних та інтегральних деформацій створюють умови переорганізації структури, що забезпечує збереження властивостей бетону, які нормуються, у необхідний період експлуатації.

Таким чином, було сформульовано робочу гіпотезу дисертації. Покращення комплексу фізико-математичних характеристик, що забезпечують довговічність конструкцій тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд, може бути досягнуто за рахунок створення структури з сіткою закритих дрібних пор і капілярів схожого розміру зі зниженою загальною й капілярною пористістю при додатковому застосуванні дисперсного армування.

У другому розділі описано методичні принципи проведення досліджень.

Загальна схема роботи. Дослідження проводились у декілька пов'язаних етапів:

- на першому етапі за результатами натурних досліджень стану бетонів тонкостінних конструкцій проаналізовані причини їх руйнування і сформульовані вимоги для бетонів тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд, а також обґрунтовано вибір спрямованої зміни структури;

- на другому етапі досліджувався вплив на властивості дрібнозернистого суднобудівного бетону кількості в'яжучого і модифікаторів (пластифікуючих і кольматуючих добавок), а також зернового складу піску та наповнювача;

- на третьому етапі досліджувались властивості модифікованого суднобудівного бетону дисперсно-армованого полімерними фібрами різних видів.

Загальну блок-схему досліджень показано на рис.1.

Викладено методику проведення досліджень стану бетону тонкостінних конструкцій плавучих і гідротехнічних споруд. Проводилось загальне обстеження споруд з виокремленням їх ієрархічної структури, розбивка вимірювальної сітки у межах кожної частини споруди для наступних візуальних спостережень та діагностики. Виконувалось візуальне обстеження кожної частини споруди, а також інструментальне - за допомогою неруйнуючих методів контролю. Окрім того, за можливості проводився відбір проб (кернів), які представляють характерні елементи конструкції гідротехнічної споруди.

При візуальному обстеженні реєструвалася наявність тріщин, відшаровувань, зон фільтрації води і вилуговування бетону, ділянок оголення арматури у бетонних та залізобетонних конструкціях. При натурних дослідженнях стану бетону гідротехнічних споруд виконувались такі види лабораторних випробувань: експрес-визначення властивостей бетону (ультразвуковим методом, склерометром, ІЗС), визначення водонепроникності бетону по повітронепроникності (пристроєм АГАМА-2), визначення щільності бетону, визначення межі міцності при стиску і деформаційних характеристик бетону, стан захисного шару конструкції, однорідність бетону.

У рамках даних досліджень також було розроблено неруйнуючий спосіб визначення однорідності бетону в конструкціях за різницею коефіцієнтів технологічної, тобто початкової, і експлуатаційної пошкодженості на різних ділянках конструкції.

Обґрунтовано вибір модифікаторів для бетону. Описано методи досліджень і характеристики використаних матеріалів. Серед сучасних кольматуючих модифікаторів найбільш сприятливо показали себе Пенетрон, Ксайпекс і Віатрон. У ряді випадків, наприклад для бетонів плавучих доків, стінок насосних станцій і водопропускних споруд, використання добавок-модифікаторів, тобто застосування первинних мір захисту, краще за вторинний захист (покриття). Це пояснюється тим, що на відміну від конструкцій, на яких використовується лише вторинний захист, при механічному пошкодженні поверхні не виникає фільтрація. Порівняння систем модифікаторів показало, що всі добавки практично не впливають на міцність бетону, однак більш ефективні Пенетрон А і Ксайпекс А. У наших дослідженнях було обрано Пенетрон внаслідок його більшої технологічності. Проаналізовано якість пісків півдня України й показано, що значна їх частина має модуль крупності нижче 1.5, тобто необхідне додаткове дослідження властивостей бетону на дрібних пісках.

Дослідження проводились з використанням багатофакторного багатопараметричного моделювання за оптимальними планами. На другому етапі досліджень в експерименті за 18-ти точковим планом варіювались чотири фактори складу дрібнозернистого бетону: Х₁ - кількість сульфатостійкого цементу, від 600 до 800 кг/м³; Х₂ - кількість суперпластифікатору С-3 - від 0.6 до 1% від маси цементу; Х₃ - кількість добавки Пенетрон А - від 0 до 3% від маси цементу; Х₄ - кількість рідкого скла - від 0 до 4% від маси цементу. Досліджувались суміші однакової рухомості - від 8 до 10 см по пенетрації стандартного конусу.

На третьому етапі досліджень вивчався вплив на властивості бетону для відповідальних тонкостінних гідротехнічних конструкцій наступних факторів:

Х₁ - кількості сульфатостійкого портландцементу, від 500 до 700 кг/м³;

Х₂ - співвідношення щебінь/пісок, від 1.6 до 2.2. Даний фактор впливає на «затискання» волокон фібри і, відповідно, на якість спільної роботи матриці і фібри;

Х₃ - кількості наповнювача (меленого піску S_уд =300 м²/кг), від 0 до 8% від маси цементу.

Вивчався вплив видів полімерної фібри. У серії А використовувалась фібра Fibermesh діаметром 200 мкм і довжиною 13 мм, в подальшому - фібра А. У серії В використовувалась фібра Baukon з діаметром 18.7 мкм і довжиною 12 мм, в подальшому - фібра В.

У серії А: Х₄ - кількість поліпропіленової фібри А, від 0 до 2.4 кг/м³.

У серії В: Х₅ - кількість поліпропіленової фібри B, від 0 до 1.2 кг/м³.

Усі суміші мали однакову рухомість ОК від 16 до 18 см. При проектуванні складів сумішей бетонів, які використано у дослідженнях, застосовано методологію і програми для багатопараметричного проектування, розроблені спільно з О.Л. Дворкіним. «Базові» суміші розраховувались з урахуванням вимог водонепроникності та очікуваних за результатами попередніх досліджень значень В/Ц. В усі суміші вводилась комплексна добавка [Пенетрон А + С-3].

У третьому розділі проведено аналіз впливу капілярно-пористої структури на розвиток локальних та інтегральних деформацій суднобудівних бетонів.

Досліджувався стан бетону тонкостінних ГТС, розкрито причини зародження та розвитку дефектів у бетонах і розроблено методику призначення вимог до бетонів з урахуванням середовища їх експлуатації (перший етап досліджень).

Бетони тонкостінних гідротехнічних і плавучих споруд (доків, плавучих причалів, нафто- і газодобувних платформ, насосних станцій тощо) експлуатуються у важких умовах: піддаються зволоженню та висушуванню, змінам температур від -30 до +50 С, тиску води і льоду, впливу солей, водоростей і живих організмів. Таким чином, вони зазнають дії всіх трьох видів корозії по В.М. Москвіну, а також морозних, динамічних і біологічних впливів. Проведені обстеження бетону плавучих доків, стінок каналів і конструкцій водопропускних споруд показали, що найбільша глибина пошкоджень бетону спостерігається у зоні поперемінного зволоження і висушування. На ряді об'єктів, де застосовувались суміші, які недостатньо враховують умови роботи, спостерігалась втрата міцності до 50% від проектної, протікання, руйнування захисного шару.

Проаналізовано механізми формування локальних та інтегральних температурно-вологісних деформацій у бетоні і конструкціях тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд. Розподіли вологи в бетоні конструкцій плавучих споруд показано на рис.2.а. Для кожного виділеного перетину характерний індивідуальний розподіл вологи по перетину виробу і її нерівномірний розподіл по висоті конструкцій. У фрагменті виділена зона по лінії MN, розташованій максимально близько до зовнішньої поверхні конструкції. Ця зона в першу чергу сприймає дію середовища, пов'язану із зміною температури і вологості. Зміна вмісту вологи в матеріалі по перетинах виробів викликає індивідуальний розвиток вологісних деформацій в кожному перетині рис.2.б. При цьому матеріал конструкції зазнає деформації набухання в певній підводній зоні (перетин V-V), які можуть переходити в деформації усадки у верхній зоні (перетин І-І). Це викликає нерівномірний розподіл вологісних деформацій по висоті виробу, рис.2.в.

Вологісні деформації переходять від деформацій набухання в підводній частині до деформацій зменшення об'єму матеріалу в зонах зниженого вмісту вологи. Якщо врахувати, що рівень води може змінюватися, то це повинно викликати періодичні розподіли вологи по висоті і по перетину конструкції. Це призводить до зміни величини і навіть напряму дії вологісних деформацій. У матеріалі конструкції виникають «хвилі» вологісних деформацій, які протікають як уподовж, так і по перетинах виробу. Такі деформації віднесені до інтегральних вологісних деформацій. Аналогічний розподіл деформацій пов'язаний із зміною температури матеріалу в конструкції плавспоруди, включаючи температури нижче 0⁰С.

Формування інтегральних «хвиль» деформацій в значній мірі визначається капілярно-пористою структурою матеріалу. Тому, для зниження градієнтів деформацій (зміни параметрів «хвилі»), виникає необхідність проаналізувати механізми їх зародження. Найбільш небезпечною з погляду частої зміни вологості і, отже, вологісних деформацій, можна вважати зону змінного рівня води. Як об'єкт аналізу приймемо індивідуальний конусний капіляр, модель якого представлена на рис.3.а.

Відомо, що при заповненні капіляра водою утворюється меніск, радіус якого визначається радіусом капіляра і змочуваністю його поверхні. Дослідження і аналіз багатьох авторів показали, що при цьому виникає капілярний тиск Р_К, який тисне на матеріал стінок капіляра, що викликає загальну усадку. Припустимо, що під дією капілярного тиску стінки капіляра розсовуються на величину 2а, рис.3.б.

В цьому випадку збільшується об'єм капіляра, що веде до зниження тиску в ділянці, незаповненій водою. Зниження тиску веде до міграції вологи з навколишнього матеріалу як капілярно-пористого тіла і її конденсації та «накопиченню» в гирлі капіляра. Крім того, збільшення радіусу капіляра веде до збільшення радіусу меніска, що автоматично знижує розмір капілярного тиску. У цей час за рахунок накопичення вологи в гирлі капіляра формується меніск з радіусом r₂, який менше радіусу r₁. У гирлі капіляра виникає капілярний тиск Р_К², який дозволяє капіляру «схлопнутися» і викликає, з урахуванням прояву «ефектів Ребіндера», збільшення довжини капіляра до l₁. Подальше насичення капіляра водою викликає розклінюючу дію води (по Ребіндеру), що веде до збільшення об'єму капіляра і загального збільшення об'єму матеріалу.

Схожі явища відбуваються при видаленні води з капіляра. Проведений аналіз показує, що в індивідуальному капілярі можливі необоротні зміни геометричних характеристик, що може бути причиною накопичення залишкових деформацій в матеріалі.

За даними багатьох дослідників у матеріалах на основі неорганічних в'яжучих присутні капіляри різних розмірів з різними радіусами. Це припускає взаємодію і взаємовплив розташованих поряд капілярів при їх заповненні водою. Для аналізу виділимо об'єм матеріалу з відкритими капілярами, розташованими в зоні взаємовпливу. На рис.4. представлено дві схеми (з багатьох можливих) взаємодії капілярів різного розміру і орієнтування. У разі паралельного розташування капілярів різної довжини і різних радіусів (рис.4.а.) рівень рідини в капілярах буде різним з різними радіусами менісків. Це викличе різні за величиною і місцем дії капілярного тиску (у нашому випадку Р₁ Р₂). З наведеної схеми можна зробити висновок, що неспівпадання капілярного тиску для паралельних капілярів з різними радіусами за величиною і точками прикладення Р_К може призвести до розвитку в матеріалі деформацій зрушення. У разі взаємодії капілярів одного розміру, але різної орієнтації, можуть виникати і розвиватися деформації зрушення (рис.4.б). Виникаючі деформації зрушення можуть бути причиною порушення цілісності матеріалу і загальної зміни його капілярно-пористої структури.

Таким чином, зміна геометрії індивідуального капіляра і взаємодії капілярів при значній відмінності їх геометричних характеристик сприяють зміні капілярно-пористої структури матеріалу, накопиченню тим самим залишкових деформацій і, у результаті - зміні властивостей матеріалу.

Як показав проведений аналіз, в матеріалі конструкцій плавспоруд не існує зон з однаковою кількістю вологи. Це ставить завдання аналізу умов взаємодії окремих об'ємів матеріалу при зміні вмісту їхньої вологи. При цьому слід враховувати зміну геометрії індивідуальних капілярів і їх груп, що викликають структурні зміни капілярно-пористих тіл. Вологісні (температурні) деформації, що виникають та розвиваються, відносяться до локальних деформацій, які розвиваються в окремих об'ємах матеріалу. Деформації виявляються на межах виділених об'ємів матеріалів з різним водовмістом, що сприяє виникненню і розвитку інтегральних деформацій і напруги. Періодична зміна вологості в кожному об'ємі матеріалу сприятиме розвитку локальних деформацій різних за величиною і/або знаком (наприклад, набухання-усадка), що може привезсти до порушення цілісності матеріалу в зонах зміни вологості (температури) і, у результаті, зміни капілярно-пористої структури матеріалу.

Якщо прийняти, що інтегральні деформації формуються шляхом взаємодії локальних деформацій, а останні залежать від зміни геометричних характеристик індивідуальних капілярів і умов їх взаємодії, то, через спеціальну організацію капілярно-пористої структури і зміну взаємодії локальних деформацій можна змінити параметри інтегральних «хвиль» у матеріалі за висотою і перетином конструкції.

Таким чином, особливо небажаними є градієнти капілярного тиску, які виникають у мікроструктурі бетону у локальних ділянках, в яких можуть знаходитися капіляри з різним радіусом і орієнтуванням один відносно іншого. Капілярний тиск, який розвивається при циклах насичення та обезводнення матеріалу, сприяє появі локальних деформацій і напружень зрушення, що може бути причиною появи нових несуцільностей, які беруть участь у подальших процесах обміну вологою.

До заходів щодо зміни капілярно-пористої структури слід віднести спеціальні добавки-модифікатори. Змінити умови формування інтегральних деформацій можна за допомогою об'ємного дисперсного армування, що дозволяє більш рівномірно розподіляти локальні деформації за об'ємом матеріалу.

За результатами багаторічних обстежень конструкцій плавучих і тонкостінних гідротехнічних споруд і теоретичних досліджень було побудовано узагальнену діаграму змін міцності бетону у залежності від середовища експлуатації і його водонепроникності, яка представлена на рис.5. Можна зробити висновок, що для конструкцій плавспоруд, які зазнають напірної дії, довговічність визначається водонепроникністю. Для надводних же частин споруди довговічність визначається в основному морозостійкістю бетону.

Такі дії свідчать про те, що у процесі експлуатації структура бетону у споруді зазнає безперервних змін, які повинні бути враховані при установці початкових вимог до бетону і при проектуванні його складу. Таким чином, для прогнозування та забезпечення довговічності бетону тонкостінних плавучих і гідротехнічних споруд справедливим буде використання робочої схеми, яку показано на рис.6. Дана схема враховує:

- склади бетону. Внаслідок специфіки суднобудівного бетону повинен застосовуватися сульфатостійкий портландцемент, щебінь крупністю до 10 мм, наповнювач;

- технологію приготування. При забезпеченні високої рухомості суміші (ОК?16 см при В/Ц?0.4) і високих фізико-механічних характеристик повинні застосовуватися кольматуючі та пластифікуючі добавки, а також стійка у середовищі експлуатації поліпропіленова фібра;

- структуру, що формується на початковій стадії виробництва тонкостінної конструкції. Внаслідок особливостей експлуатації і виробництва суднобудівного бетону, найбільш важливими структурними характеристиками можна визнати загальний об'єм і тип пористого простору. Для суднобудівного фібробетону необхідно окремо виділити каркас волокон фібри;

- зміни структури у результаті експлуатаційних впливів (напірної дії води, капілярного підсосу, накопичення солей тощо), а також процесів, які відбуваються у структурі модифікованого суднобудівного бетону. Серед позитивних процесів, які сприяють адаптації бетону плавспоруди, слід назвати, по-перше, кольматацію пор за рахунок дії хімдобавок, по-друге, кольматацію пор продуктами корозії, по-третє, пізню гідратацію цементу.

Перераховане у схемі визначає властивості суднобудівного бетону на даний момент часу. Відповідно облік усіх вищеназваних впливів дозволяє прогнозувати довговічність бетону. Таким чином, можна розглядати довговічність як функцію від параметрів складу, технології, структури, експлуатаційних впливів і фізико-механічних характеристик бетону.

Усе, що відбувається у структурі модифікованого суднобудівного бетону в процесі кольматації, можна розділити на такі типи:

1. Кольматація пор за рахунок дії спеціальних добавок. В умовах напірного і капілярного проникнення води при застосуванні сучасних кольматуючих модифікаторів, наприклад Пенетрону, Ксайпекса і Віатрону, у структурі бетону формуються нерозчинні кристалічні утворення у вигляді голкоподібних кристалів.

2. Кольматація пор продуктами корозії. У плавспорудах інтенсивно проходять корозійні процеси, які можна віднести до третього виду за класифікацією В.М. Москвіна. Однієї з її ознак є накопичення у порах, капілярах та інших порожнинах бетону кристалів солей, що утворилися за рахунок хімічних реакцій взаємодії агресивного середовища і складових частин новоутворень цементного каменю. Найбільш інтенсивно деградує бетон у спорудах безпосередньо над рівнем води, де, окрім хімічних, відбуваються фізичні процеси, що визначають швидкість процесів корозії. До таких процесів слід віднести перш за все фільтраційне вологоперенесення внаслідок випаровування вологи на відкритих поверхнях безпосередньо над рівнем води.

Схему процесів корозії у стінці плавспоруди показано на рис.7, де: l - товщина стінки; b - координата, у якій горизонтальні швидкості вологоперенесення дорівнюють нулю; - об'ємна вологість зовнішньої і внутрішньої поверхонь стінки; - висота капілярного підсосу; - вологість бетону вище рівня капілярного підсосу; - горизонтальні та вертикальні складові швидкості вологоперенесення.

Концентрація продуктів корозії, що переходять у тверду фазу, визначається у залежності:

(1)

де С₂ - концентрація насиченості, яка залежить від концентрації хлоридів і температури; , де - стехіометричний коефіцієнт, - масообмінний коефіцієнт швидкості кристалізації, - тривалість процесу.

Ступінь заповнення поруватого простору продуктами кристалізації визначається із залежності:

(2)

де - початкове значення капілярної поруватості; ₀ - об'ємна маса розчинного компонента цементного каменя (CaO); _k - те саме, продуктів кристалізації.

3. Пізня гідратація цементу, яка сприяє ущільненню структури бетону, тобто є основним джерелом самовиліковування. Вологі умови експлуатації, які характерні для плавучих і гідротехнічних споруд, є оптимальними для її прояву. За рахунок проникнення вологи по мікротріщинам і капілярам бетону інтенсифікується гідратація внутрішніх частин непрогідратуючих частинок цементу.

Таким чином, показано можливість отримання модифікованих суднобудівних фібробетонів з високими експлуатаційними характеристиками і довговічністю за рахунок зниження капілярної пористості і створення системи замкнутих пор необхідного розміру за рахунок використанні комплексного модифікатору [суперпластифікатор + кольматуюча добавка + наповнювач] і об'ємного дисперсного армування.

У четвертому розділі наведені данні про зміну капілярно-порової структури суднобудівного бетону за рахунок добавок-модифікаторів і наповнювачів. Наведені теоретичні і експериментальні передумови підвищення довговічності бетону тонкостінних ГТС.

Вивчення структури модифікованого комплексною добавкою [Пенетрон А + С-3] суднобудівельного бетону проводилося за допомогою хімічного, рентгеноструктурного і дериватографічного аналізу.

Пенетрон А є неорганічним матеріалом який ефективно працює при позитивному і негативному тиску води, завдяки високій лужності має біоцидні властивості і робить бетон стійким до дії сольових розчинів. Ефект кольматації забезпечується за рахунок послідовних хімічних реакцій, які проходять між складовими цементу і компонентами Пенетрона. В результаті утворюються нерозчинні і малорозчинні новоутворення, які заповнюють капіляри, пори і мікротріщини. Хімічний склад новоутворень (нерозчинні силікати, алюмінати, ферити кальцію) забезпечує ефект кольматації шляхом блокування пор, капілярів і тріщин кристалогідратами новоутворень в структурі цементного каменя. Розмір пор після утворення кристалів зменшується в середньому три рази, що підтверджується аналізом мікроструктури модифікованого цементного каменя (рис.8).

Встановлено, що комплексний модифікатор знижує загальну пористість матеріалу на 10..12%, а капілярну майже в 2 рази. Таким чином, дія добавки складається не тільки в заповненні тріщин і пір, але і в перерозподілі розмірів (діаметрів) пор і «самолікуванні» тріщин і капілярів.

М.І. Буссер у залежності від величини показника середнього розміру пор розрізнював мікропористі, дрібнопористі, середньопористі, крупнопористі і макропористі бетони. Параметри умовно-замкнутої пористості модифікованого комплексною добавкою бетону оцінювались на мікроскопічних аншліфах за лінійним методом (перетинальної хорди).

Нами розроблено комплексну добавку [Пенетрон А + С-3 + наповнювач] (патент №14937), що дозволяє не тільки зменшити загальний об'єм відкритих пор, але й підвищити однорідність пор за розмірами, що дозволяє у 1.5-2 рази збільшувати водонепроникність бетону і на 100-150 циклів його морозостійкість. За рахунок застосування комплексної добавки з наповнювачем можливе отримання мікропоруватих ( 0.5) суднобудівних бетонів і фібробетонів з високою однорідністю пор (0.7 < 1.0), що показано у таблиці 1.

Таблиця 1. Зміна пористої структури модифікованих бетонів і фібробетонів

Характеристика пористості	Бездобавоч-ний бетон	З добавкою С-3	З комплексною добавкою [Пенетрон + С-3]	З наповнюва-чем і комплексною добавкою	З фіброю, наповню-вачем і комплексною добавкою
Загальна відкрита пористість %	10-11	8.5-9	7-8	7-8	7.5-8.5
середній розмір пор	2-4	0.6-1	0.4-0.6	0.4-0.5	0.4-0.5
однорідність пор за розмірами	0.3-0.5	0.6-0.7	0.7-0.8	0.8-0.9	0.8-0.9

Проведені методом акустичної емісії дослідження показали, що наявність дрібнодисперсного наповнювача призводить до покращення однорідності структури зразка. Руйнування бетону під навантаженням на мікрорівнях носить рівномірний характер без реєстрації піків (рис.9.а, лінії 2 і 10). Тобто наявність наповнювача у структурі покращує його експлуатаційні характеристики шляхом зниження, по-перше, кількості мікродефектів, які формуються на стадії твердіння, і, по-друге, перерозподілу навантаження в матеріалі.

Дослідження акустичної емісії фібробетону також показали, що дисперсне армування забезпечує стійкість до мікротріщиноутворення. Матеріал має високий опір до деструкції, і руйнування відбувається при розриві волокон фібри у зоні максимального розтягнення (рис.9.а, лінія 4). При цьому розвиток мікротріщини зупиняється на Ѕ розрізу зразка. При випробуванні армованих фіброю бетонів перші сигнали акустичної емісії з'являються перед руйнуванням зразка (рис.9.б, лінія 4), тому при навантаженні поздовжні зусилля компенсує фібра, підвищуючи стійкість бетонів до розтягнення. Таким чином, завдяки дисперсному армуванню істотно підвищується стійкість бетону до розвитку дефектів структури, а розкриття тріщин у фібробетоні має більш виражений згасаючий характер.

У мікроструктурі бетону на етапах її самоорганізації утворюються дискретні елементи з розвиненою сіткою міжкластерних поверхонь розділення, які здатні проростати до тріщин. Міжкластерний простір, поряд з порами і витягнутими капілярами, є одним із шляхів проникності бетону. Введення наповнювача дозволяє ефективно керувати технологічним пошкодженням матеріалу, відповідно змінювати загальний обсяг і тип міжкластерних поверхонь розділу. Таким чином, наповнювач, активно беручи участь у процесі самоорганізації структури композиційного матеріалу, істотно впливає і на його проникність.

П'ятий розділ присвячений питанням отримання суднобудівних бетонів і фібробетонов із заданою пористістю, розподілом пор і капілярів, а також таких, що відповідають вимогам за фізико-механічними характеристиками.

Для забезпечення технологічності, в експериментах використовувалися бетонні суміші рівної рухливості з ОК=16..18 см.

На другому етапі досліджувався вплив модифікаторів на Ц/В. При введенні рідкого скла Ц/В суміші знижується, а зі збільшенням дозування цементу і суперпластифікатора підвищується. Діаграма у вигляді куба, яка відображає вплив кількості портландцементу, Пенетрона і С-3 на Ц/В суміші, показана на рис.10.а.

Досліджувались фізико-механічні властивості композита. Отримані дані про міцність матеріалу у водонасиченому (при тривалому водонасиченні) і в сухому (висушеному до постійної маси при температурі 105 ± 2 °С) стані.

Діаграма, що відображає вплив факторів складу на міцність при стиску бетону у водонасиченому стані показана на рис.10.б. Аналіз діаграми дозволяє визначити оптимальну кількість суперпластифікатора С-3 і Пенетрона А у складі дрібнозернистого бетону. Аналіз впливу факторів на міцність на розтягування при згині у водонасиченому стані показав, що введення до складу бетону Пенетрона A позитивно впливає на цей показник якості композиту. Вплив факторів на показники міцності бетону в сухому стані аналогічні їх впливу у водонасиченому стані.