МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ НАСИЧЕННЯ БЕТОННИХ ЗРАЗКІВ ПІД ДІЄЮ ГІДРОІМПУЛЬСНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

Анотація

З огляду на розвиток технологій насичення рідинами виробів на основі бетону, на сьогоднішній день є актуальною задача побудови математичної моделі імпрегнування бетонних зразків за рахунок створення гідроімпульсного навантаження.

На основі аналізу фізичних явищ, які приймають участь в процесі насичення бетону, в даній роботі приведено і обґрунтовано математичне моделювання руху рідини в капілярно-пористих структурах бетонного зразка при застосуванні гідроімпульсного обладнання, що спричинює гармонічні коливання тиску просочувальної рідини за синусоїдальним законом.

На підставі проведеного математичного моделювання отримано результати у вигляді математичних залежностей, які дозволяють визначити основні технологічні параметри процесу імпрегнування бетонних зразків. Розглянуто механізм руху рідини в порах і капілярах твердого тіла, що зумовлений перепадом тиску в порожнинах зразка при застосуванні імпульсного режиму насичення. Враховано взаємовплив тиску капілярних сил, імпульсів тиску, втрат тиску на подолання сил тертя в капілярі (порі), а також опору затиснутого повітря в закритій порі.  Проаналізовано геометричні особливості структурної будови цементного каменю, на основі яких прийнято геометричну модель пори та капіляра. Встановлено зв'язок між зміною рівня просочувальної рідини в порі та швидкостей на вхідному і вихідному капілярах протягом інтервалу часу імпрегнування. Крім того, дані параметри описано в математичній залежності від радіуса пори та площі перерізу приєднувальних капілярів, що дає можливість застосовувати математичну модель у випадку імпрегнування бетонних зразків різної щільності та пористості. В роботі також запропоновано використання математичних залежностей для визначення перепаду тиску просочувального складу в замкнутих та відкритих порах з вхідними та вихідними каналами, через які відбувається заповнення пори просочувальним складом.