№2

Рассмотрены рекомендации по проектированию составов тяжелого и мелкозернистого бетона, как обычного, так и высокопрочного. Впервые рассматриваются подходы к подборам самоуплотняющегося бетона, а так- же напрягающего высокопрочного тяжелого и высокопрочного мелкозернистого бетонов. Дана историческая справка по «Руководству по подборам составов тяжелого бетона» (1979 г.) и «Рекомендациям по подбору тяжелых и мелкозернистых бетонов (к ГОСТ 27006–86)» (1990 г.). Непосредственно в первой редакции Ре- комендаций изменены подходы при разработке составов бетона по обеспечению заданной удобоукладывае- мости. Также представлена методика разработки производственных норм, т. е. на примерах и в тексте даны наименее трудоемкие способы разработки составов бетона, как нормального твердения для монолитных кон- струкций, так и бетона для сборных железобетонных изделий.
Ключевые слова: бетон, подбор состава, рекомендации, водонепроницаемость, морозостойкость.
Для цитирования: Бруссер М.И., Подмазова С.А. Проектирование составов тяжелого и мелкозернистого бетона. Пути развития // Бетон и железобетон. 2021. № 2 (604). С. 3–7.

Введение дисперсных минеральных добавок оказывает благоприятное влияние на многие свойства бетона. Это связано с физическим эффектом, который проявляется в том, что мелкие частицы обычно имеют более тонкий гранулометрический состав, чем портландцемент, и проявляют себя как микронаполнитель. С другой стороны, это может быть связано с их пуццолановой активностью, которая проявляется в способности кремне- зема и глинозема взаимодействовать с гидратом окиси кальция и образовывать гидросиликаты и гидроалю- минаты кальция. В данной работе активность минеральных дисперсных компонентов оценивали по теоретиче- скому значению коэффициента гидратационной активности, который определяли по их химическому составу. Фактический коэффициент гидратационной активности рассчитывали по максимальному значению прироста массы дисперсных побочных продуктов промышленности путем поглощения этими добавками Ca(OH)2 из насыщенного раствора извести. Количественный и вещественный состав кристаллических соединений в по- бочных продуктах промышленности определяли одним из косвенных методов, а именно с помощью рентге- нофазового анализа. Экспериментальными данными было установлено, что фактическая пуццолановая ак- тивность оказалась намного ниже теоретического значения, и поэтому побочные продукты промышленности расположились в такой последовательности: золошлаковая смесь  побочный продукт углеобогащения  доменный гранулированный шлак, что подтверждается результатами рентгенофазового анализа и согласует- ся со значениями предела прочности бетонных образцов при сжатии, испытанных в разный период твердения.
Ключевые слова: рентгенофазовый анализ, золошлак, шлак доменный гранулированный молотый, отход углеобогащения, пуццолановая активность, предел прочности бетона при сжатии.
Для цитирования: Гайшун Е.С., Явруян Х.С., Халюшев А.К., Бобин В.Н. Влияние дисперсных побочных про- дуктов промышленности на прочность бетона // Бетон и железобетон. 2021. № 2 (604). С. 8–13.

Актуальной задачей развития экономики на современном этапе является создание промышленности по пе- реработке и утилизации отходов промышленных производств. Строительная отрасль в значительных коли- чествах утилизирует крупнотоннажные отходы металлургических производств, к которым относятся домен- ные шлаки. Особое внимание при этом уделяется уменьшению потребления клинкерного цемента в бетоне, снижению себестоимости бетона. В статье представлены характеристики молотых гранулированных шлаков ПАО «Северсталь» и бетонов с заменой до 50% цемента на молотый шлак. Экономическая эффективность использования гранулированного доменного шлака заключается в расширении сырьевой базы для получения эффективных строительных материалов; сокращении расхода клинкера (до 50%); сокращении стоимости вя- жущего; обеспечении высоких эксплуатационных характеристик бетона при применении молотого доменного гранулированного шлака. Экологическая эффективность заключается в решении экологической задачи за счет утилизации отходов металлургической промышленности.
Ключевые слова: доменный гранулированный шлак, тонкость помола, гидравлическая активность, бетон- ная смесь, прочность, водонепроницаемость, долговечность.
Для цитирования: Титова Л.А., Титов М.Ю., Бейлина М.И., Шабалин В.А., Митюкова Е.В. Эффективность применения гранулированных доменных шлаков при производстве бетонных смесей и бетонов // Бетон и железобетон. 2021. № 2 (604). С. 16–20.

Трудность, сопровождающая применение теории ползучести в строительной практике, по мнению авторов, заключается в декомпозиции деформационных свойств бетона. Она сложилась исторически. В 1660 г. Р. Гук сформулировал закон, определяющий связь между напряжением и деформацией упругого тела. Впервые на неупругие свойства бетона обратил внимание А. Консидер (публикация в 1905 г.), т. е. на 245 лет позднее. С этого времени можно вести отсчет изучения ползучести, которое велось параллельно с изучением упру- гости бетона, и в связи с приоритетом по времени исследований упругости ползучесть получила статус при- кладной. У того и другого направления определялись свои эмпирические зависимости, ничем не связанные друг с другом. Это привело к тому, что разделение экспериментальных значений деформаций на упругие и неупругие в зависимостях, полученных из опытов, проводилось по-разному. В данной статье показано, что свойство общности функции старения позволяет избежать этой декомпозиции.
Ключевые слова: бетон, ползучесть, релаксация бетона, мера ползучести.
Для цитирования: Назаренко В.Г., Звездов А.И., Ларионов Е.А., Квасников А.А. О некоторых подходах к ре- шению задач релаксации бетона // Бетон и железобетон. 2021. № 2 (604). С. 21–23.

Ползучесть и усадка бетона – это зависящие от времени деформации, влияющие, в первую очередь, на эксплуатационную пригодность, а в некоторых случаях и на безопасность железобетонных конструкций, и с предварительным напряжением, и без него. Усадка, в основном, обусловлена как самовысушиванием, так и высыханием влаги, если бетон подвергается воздействию окружающей среды с более низкой относительной влажностью. Вдобавок и в сочетании с этим, большие и в значительной степени неустранимые деформации ползучести бетона могут вызвать значительные изменения воздействий на конструкции с точки зрения рас- пределения внутренних напряжений, чрезмерных прогибов и потерь предварительного напряжения, а также привести к образованию больших трещин. Все эти эффекты влияют на работоспособность и долговечность конструкций, а также могут влиять на их структурную безопасность. Для объяснения и моделирования зависящего от времени поведения бетона предложено много моделей. Кроме того, в литературе было представлено несколько методов, упрощающих расчет деформации ползу- чести конструкций, таких как метод эффективного модуля, метод скорости ползучести, метод коэффициен- та старения (метод AAEM) и подход, основанный на линейной теории вязкоупругости старения. В последнее время разработаны также более совершенные и продвинутые подходы к детальному численному анализу структурных эффектов ползучести и усадки бетона в сложных, неоднородных и последовательно возводи- мых конструкциях. Однако зависящее от времени поведение бетона должно быть согласовано с определен- ной обстановкой в более широких всеобъемлющих рамках, поскольку оно является результатом взаимодей- ствия многочисленных химических, физических и механических процессов, которые являются функциями состава материала и его выдерживания, а также воздействия окружающей среды и условий нагружения. Природа и масштабы, в которых происходят все вышеупомянутые процессы, представляют собой сложную задачу для численного моделирования. Бетон – гетерогенный материал, состоящий из двух компонентов, имеющих очень большие различия: цементной матрицы и заполнителей. Заполнители, как правило, гораздо более жесткие, менее пористые, и их зависящие от времени деформации на порядки ниже, чем у цементной матрицы. Оставаясь на мезоуровне, эти две фазы создают основную гетерогенность бетона, поскольку в этом масштабе вклад границы раздела матрица/заполнитель, называемой «межфазной переходной зоной» (ITZ), можно условно объединить с матрицей и отличить их от заполнителя, чтобы затем описать основную гетеро- генность бетона. Путем отделения заполнителя от матрицы можно непосредственно уловить мезомасштабное взаимодействие на этом уровне; например, когда бетон нагружается при сжатии, мезоструктура испытывает хорошо известный механизм расщепления заполнителей. Мезомасштабные модели способны разрешать на- пряжения и деформации на таком уровне и могут различать деформации растяжения и сжатия, в то время как макроскопические модели должны усреднять их. Это различие становится очень важным при взаимодей- ствии повреждений и ползучести/усадки, или когда внутренние самоуравновешенные напряжения являются единственным источником нагружения, как, например, при неравномерном высушивании или свободном рас- ширении при прогрессирующей щелочной реакции заполнителя (ASR); в этих случаях макроскопические на- пряжения равны нулю. Следовательно, макроскопические непрерывные модели должны явно учитывать эти явления на более низком уровне в своих основных (конститутивных) законах. Наконец, для демонстрации возможностей и уникальных особенностей предложенной вычислительной платформы в статье используются различные наборы экспериментальных данных, имеющиеся в литературе. Поскольку вычислительная платформа состоит из нескольких компонентов, она требует объективной твердой стратегии калибровки множества параметров. В цифровых применениях сначала представляется калибровка каждого компонента модели на основе пригодных для этой цели данных испытаний. Затем выполняется ва- лидация с использованием экспериментальных данных, которые не были использованы для калибровки. При- меры, рассмотренные в статье, относятся к ползучести и усадке при различных гидротермических условиях, влиянию старения на прочность, третичной ползучести и ее применению к анализу времени до разрушения, разрушающему эффекту щелочной реакции заполнителей (ASR) в сочетании с ползучестью и усадкой.
Ключевые слова: бетон, ползучесть, усадка, старение, диффузия влаги, диффузия тепла, мезомасштабное моделирование. Авторы искренне признательны проф. Марио Чиорино и проф. Вячеславу Фаликману за возможность опубликовать рукопись в журнале «Бетон и железобетон», а также за постоянный стимул и поддержку во время ее написания.
Для цитирования: Альнаггар М., Кусатис Д., Ван-Венднер Р., Ян Л., Ди Луцио Д. Моделирование поведения бетона, зависящего от времени, в мезомасштабе // Бетон и железобетон. 2021. № 2 (604). С. 24–48.