Научный архив: статьи

Статья посвящена влиянию внутренней гидрофобизации цементного камня бетона на кинетику поражения грибами Aspergillus niger. Исследования проводились на образцах, изготовленных из обычного портландцемента с массовым содержанием цемента = 0,3. В качестве гидрофобизирующего агента в цементную смесь вводили 0,5 и 1% от массы цемента стеарата кальция. Кинетику вымывания кальция из цементного камня оценивали по изменению содержания кальция в жидкости при воздействии на образцы воды. Внутренняя гидрофобизация цементного камня стеаратом кальция позволяет снизить удаление кальция из твердой фазы в 2,5-3 раза даже при биообрастании поверхности. Равновесное состояние в системе «цементный камень – вода» наступает через 70 дней после погружения образцов в жидкую среду. Профили концентраций кальция по толщине цементного камня характеризуют снижение массообмена в образцах с гидрофобными добавками. Введение стеарата кальция в цементную смесь увеличивает общее содержание кальция в структуре и уменьшает выщелачивание кальция в результате жидкостной и грибковой коррозии. Объемная гидрофобизация цементного камня приводит к снижению значений коэффициентов массопроводности на два порядка, с 10-9 до 10-11 м2/с. Используя математическую модель биокоррозии бетона, можно спрогнозировать степень разрушения под воздействием грибковых микроорганизмов и воды через 15 лет. В течение этого периода коррозионные процессы будут протекать в обычном бетоне по всей его толщине, в гидрофобизированном бетоне – только в поверхностном слое. С помощью добавок стеарата кальция в бетон можно продлить срок его службы без технического обслуживания в условиях воздействия грибков и влаги до 30 лет.

В статье рассматривается проблема оптимизации процессов сушки арболита - экологически ориентированного композитного материала на основе древесного заполнителя и цементного вяжущего. Недостаточная изученность физико-химических процессов твердения и нестационарного массопереноса приводит к образованию усадочных дефектов и снижению прочностных характеристик изделий. Целью работы является разработка математической модели, описывающей распределение влагосодержания в блоке-сырце при различных граничных условиях. В основу исследования положено нелинейное дифференциальное уравнение А. В. Лыкова для капиллярно-пористых тел. Получено аналитическое решение задачи с использованием безразмерных критериев подобия (Фурье, Кирпичева) для трех технологических схем размещения блоков: на проницаемом, непроницаемом и частично проницаемом основании. Проведен численный эксперимент, демонстрирующий пространственно-временную эволюцию влажностного поля. Результаты показывают, что схема с непроницаемым основанием вызывает асимметрию профиля влажности и риск трещинообразования, тогда как частично проницаемый настил обеспечивает оптимальный баланс между скоростью сушки и качеством структуры. Разработанная модель позволяет прогнозировать дефекты и может служить основой для создания цифрового двойника технологического процесса.