Прогнозирование ползучести адгезионного соединения элементов усиления железобетонных конструкций композитными материалами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шакиров Алмаз Райнурович

• Шакиров Алмаз Райнурович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Шакиров Алмаз Райнурович

СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ВНЕШНЕГО АРМИРОВАНИЯ

1.1. Развитие применения систем внешнего армирования композитными материалами при усилении строительных конструкций

1.2. Климатические параметры и их номенклатура, ответственные за старение и разрушение полимерно-композиционных материалов в СВА

1.3. Основные механизмы старения и разрушения материалов ПКМ в СВА

1.4. Релаксационные свойства полимеров. Принцип аналогий при прогнозировании ползучести полимеров

1.5. Выводы по первой главе. Цели и задачи исследования

2. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Программа экспериментальных исследований

2.2. Программа исследования численной модели напряжённо -деформированного состояния железобетонной балки, усиленной углепластиком

2.3. Разработка аппаратного обеспечения для проведения экспериментальных исследований

2.4. Предпосылки к определению основного типа образца для испытаний методом аналогий

2.5. Методика экспериментального исследования напряженно -деформированного состояния железобетонной балки, усиленной СВА

2.6. Методика исследования адгезионного соединения системы «бетон -эпоксидный адгезив - углепластик» на растяжение

2.7. Методика исследования адгезионного соединения системы «бетон

эпоксидный адгезив - углепластик» на растяжение при изгибе

2.9. Методика исследования влияния температурной обработки на физико-механические свойства

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Напряженно-деформированное состояние железобетонной балки, усиленной углепластиком по результатам численной модели

3.2. Закономерности работы и разрушения железобетонных изгибаемых элементов, усиленных СВА из углепластиков, под действием различных факторов

3.3. Анализ деформативности и характера разрушения образцов кубиков на растяжение

3.4. Анализ деформативности и характера разрушения шарнирных образцов балочек на растяжение при изгибе

3.5. Влияние температурной обработки (отверждения) на физико-

механические свойства образцов эпоксидных адгезивов

3.8. Выводы по третей главе

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЛЗУЧЕСТИ АДГЕЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ УСИЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

4.1. Разработка методики прогнозирования ползучести эпоксидных адгезивов методом аналогий

4.2. Методика прогнозирования ползучести железобетонной балки, усиленной СВА, методом температурно-временной аналогии

4.2.1. Сущность метода

4.2.2. Подготовка образцов

4.2.3. Испытательная установка

4.2.4. Проведение испытания

4.2.5. Режим испытаний методом ступенчатых изотерм

4.3. Результаты прогнозирования ползучести железобетонной балки,

усиленной СВА, методом температурно-временной аналогии

4.3. Методика прогнозирования ползучести эпоксидных адгезивов методом напряженно-временной аналогии

4.5. Выводы по четвертой главе

5. АПРОБИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЛЗУЧЕСТИ

5.1 Исследование старения эпоксидных адгезивов под воздействием эксплуатационных факторов

5.2. Результаты ускоренных испытаний

5.3. Структурные исследования методом ИК спектроскопии

5.4. Исследование ползучести эпоксидных адгезивов, состаренных при воздействии эксплуатационных факторов

5.5. Исследование влияния изменения модуля упругости на длительную ползучесть адгезионных соединений

5.6. Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Приложение

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование ползучести адгезионного соединения элементов усиления железобетонных конструкций композитными материалами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. Одним из эффективных современных методов усиления строительных конструкций является использование систем внешнего армирования (СВА) с применением углеродных композиционных материалов. СВА включает изделия (ткани, холсты, ленты) из армирующих высокопрочных волокон - как правило, углеродных (существенно реже -стеклянных или базальтовых) и клеевые связующие (адгезивы) - обычно на эпоксидной основе, с помощью которых осуществляется пропитка и закрепление армирующих волокон на поверхности усиливаемой конструкции.

С учетом накопленного опыта применения СВА и результатов научных исследований в данной области разработан и введен в действие Свод правил (СП) 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования». В данном СП расчетное значение сопротивления растяжению Rf для полимерного композитного материала существенно снижается по сравнению с нормативным значением Rf,n. Значимым параметром, уменьшающим нормативное значение сопротивления растяжению Rf,n, является коэффициент условий работы, учитывающий сцепление композитного материала с бетоном у^. Объясняется это сложной природой адгезионного соединения на эпоксидных связующих между бетоном и композитным материалом. Но такое значительное снижение прочностных характеристик полимерного композитного материла приводит к необоснованному удорожанию при усилении конструкций СВА композитными материалами, что, в свою очередь, существенно сокращает развитие их применения.

В этой связи актуальным становится решение вопросов, связанных с дальнейшими исследованиями в этой области для регулирования и оптимизации эксплуатационных характеристик СВА. Необходимо иметь надежные методики и экспериментальные инструментарии, позволяющие прогнозировать долговечность систем внешнего армирования с учетом природы адгезионного соединения между бетоном и эпоксидным адгезивом.

Степень разработанности темы. Одним из первых в трудах Шилина А.А., Пшеничного В.А. и Картузова Д.В. собраны основные подходы к проектированию и технологии усиления железобетонных конструкций композиционными материалами на основе углеродных, арамидных и стекловолокон. Систематизацией знаний в области усиления строительных конструкций системами внешнего армирования занимались Овчинников И.Г., Овчинников И.И. Экспериментальные исследования железобетонных конструкций, усиленных СВА, проводили Неровных А.А., Маилян Д.Р., Польской П.П., Меркулова С.И., Есипова С.М., Клюев С.В., Лесовик Р. В., Гапонов В.В., Смердов М.Н.. В работах Бокарева С.А., Смердов М.Н., Смердова Д.Н., К. Бензарти изучено влияние температурных воздействий. Исследование влияния климатических факторов на долговечность конструкций, усиленных СВА, проводили К. Бензарти, К.М. Дальфре, Нассер Аль-Нуайми. В работах Смердова Д.Н., Селивановой Е.О., К. Бензарти изучено развитие ползучести усиленных конструкций.

В современной научной литературе в области систем внешнего армирования накоплено достаточно материала, посвященного методикам расчета и конструирования. Исследованы особенности механического поведения и механизмов разрушения композитов. Но большая масса работ посвящена общим вопросам в области систем внешнего армирования композитными материалами. Довольно мало внимания посвящено вопросам долговечности СВА. Конечно, существуют исследования, направленные на изучение температурной стойкости при пониженных и высоких температурах, исследована морозостойкость. Однако данные исследования в недостаточной степени учитывают одновременное воздействие температурных факторов и нагрузки. Мало изучен вопрос ползучести железобетонных конструкций, усиленных СВА.

Научная гипотеза: проведение анализа напряженно-деформированного состояния элементов систем внешнего армирования при воздействии эксплуатационных факторов позволит установить механизм поведения систем внешнего армирования и выявить элемент системы, изучение поведения которого

позволит разработать методику прогнозирования долговечности изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных системами внешнего армирования.

Объект исследования - железобетонные изгибаемые конструкции, усиленные системами внешнего армирования композитными материалами.

Предмет исследования - работа и долговечность адгезионного соединения систем внешнего армирования композитными материалами в конструкциях при моделируемых условиях.

Цель работы: разработка методов прогнозирования ползучести адгезионных соединений элементов усиления конструкций системами внешнего армирования композитными материалами.

Задачи исследования:

1. Проанализировать систему факторов, определяющих долговечность клеевых соединений элементов усиления конструкций СВА композитными материалами.

2. Провести численные исследования конечно-элементной модели напряженно-деформированного состояния железобетонной конструкции, усиленной СВА композитными материалами.

3. Разработать аппаратурный комплекс для моделирования условий эксплуатации адгезионных соединений элементов усиления конструкций композитными материалами в лабораторных условиях.

4. Выполнить экспериментальный анализ напряженно-деформированного состояния железобетонной конструкции, усиленной СВА композитными материалами.

5. Разработать методику прогнозирования ползучести адгезионных соединений элементов усиления конструкций СВА композитными материалами.

6. Апробировать разработанную методику прогнозирования ползучести на образцах эпоксидных адгезивов, состаренных под воздействием эксплуатационных факторов.

7. Апробировать разработанную методику прогнозирования ползучести адгезионных соединений на образцах железобетонных балок, усиленных СВА с

применением эпоксидных адгезивов с различными механическими характеристиками.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлены закономерности напряженно-деформированного состояния адгезионного соединения бетон - адгезив - полимерный композит при термосиловом воздействии. В результате численного и физического моделирования выявлено, что распределение деформаций и последующее их развитие на поверхностях бетона и полимерного композита имеет существенное различие по их величине. Установлен эффект «проскальзывания» между бетоном и полимерным композитом по контактному слою, что свидетельствует о развитии деформаций ползучести в адгезиве.

2. Получены зависимости ускорения релаксационных процессов в эпоксидных адгезивах и адгезионных соединениях от термосилового воздействия. Установлено, что эпоксидные адгезивы в рабочем диапазоне напряжений и температур в адгезионных соединениях элементов усиления конструкций ведут себя, как реологически простое тело, что позволяет применять принцип временной аналогий для прогнозирования их ползучести.

3. На основе полученных закономерностей и принципа временной аналогии адаптирован метод ступенчатых изотерм для прогнозирования ползучести адгезионных соединений и впервые разработан метод ступенчатых напряжений для прогнозирования ползучести эпоксидных адгезивов элементов усиления конструкций композитными материалами.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Предложен научно-обоснованный подход к разработке методики прогнозирования долговечности железобетонных конструкций, усиленных СВА композитными материалами, основанной на принципе аналогий. Разработана методика прогнозирования долговечности адгезивов, применяемых в СВА, где показателем долговечности принята ползучесть.

2. Определены и количественно оценены значимость факторов, влияющих на скорость старения эпоксидных адгезивов. Это, в свою очередь, позволило определить старение эпоксидных адгезивов под влиянием различных факторов.

3. Разработан ГОСТ Р 70762-2023 «Внешнее армирование композитными материалами. Методы ускоренных испытаний на ползучесть клеевых соединений элементов усиления конструкций», позволяющий в строго регламентированных условиях в ускоренном режиме определить долговечность эпоксидных адгезивов на этапе разработки составов для применения при усилении строительных конструкций СВА.

Методология и методы диссертационного исследования.

Методологической основой диссертационного исследования являются положения о принципах температурно-временной и напряженно-временной аналогий, основанных на релаксационных свойствах полимерных композитных материалов.

Экспериментальные исследования совместной работы системы «бетон-эпоксидный адгезив-полимерный композит» на железобетонных изгибаемых балках, усиленных СВА, проводились с применением сертифицированного лабораторного оборудования опираясь на стандартные методики по ГОСТ 88292018 в лаборатории ускоренных испытаний КГАСУ Для моделирования температурных режимов применялась термобарокамера STBV-1000-IV (ILKA). Численный эксперимент проводился при помощи программного комплекса ANSYS.

Положения, выносимые на защиту:

- установленные закономерности напряженно-деформированного состояния железобетонной балки, усиленной СВА;

- экспериментальные зависимости деформативности и прочности образцов системы «бетон-эпоксидный адгезив-полимерный композит» различных конфигураций;

- закономерности поведения образцов при испытаниях методами аналогий;

- разработанная методика прогнозирования ползучести эпоксидных адгезивов методом аналогий;

- разработанная методика прогнозирования ползучести образцов системы «бетон-эпоксидный адгезив-полимерный композит» под воздействием факторов старения;

- полученные экспериментальные зависимости старения эпоксидных адгезивов при воздействии эксплуатационных факторов в режиме ускоренных климатических испытаний.

Достоверность результатов обеспечена сходимостью результатов численного моделирования и экспериментальных исследований; проведением экспериментальных исследований с использованием аттестованного и поверенного оборудования; проведением исследований с достаточным количеством экспериментов.

Реализация работы. Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке магистрантов, обучающихся по направлению 08.04.01 «Строительство» и оформлены в виде учебно-методического пособия. По результатам работы разработан ГОСТ Р 70762-2023 «Внешнее армирование композитными материалами. Методы ускоренных испытаний на ползучесть клеевых соединений элементов усиления конструкций».

Личный вклад автора состоит в следующем:

- изучение и анализ материалов и данных по исследуемой теме;

- постановка цели и задач исследования и определение методов их решения;

- разработка и изготовление аппаратурного обеспечения для проведения экспериментальных исследований;

- подготовка программы и проведении экспериментальных исследований;

- проведение численных экспериментов;

- обработка экспериментальных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных Международных научных конференциях по проблемам архитектуры и строительства (КГАСУ, г. Казань, 2019, 2021-2023 гг.), Международной научно-технической конференции «Долговечность, прочность и механика разрушения строительных материалов и конструкций» (МГУ им. Н. П.

Огарёва, г. Саранск, 2020 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Полимерные композиционные материалы и производственные технологии нового поколения» (НИЦ «Курчатовский институт», г. Москва, 2021, 2022 гг.).

Публикации по материалам. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 9 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 статья в журнале, индексируемой базой данных Scopus.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 104 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста и содержит 12 таблиц, 74 рисунка.

Область исследования диссертационной работы соответствует требованиям паспорта научной специальности 2.1.5. Строительные материалы и изделия (технические науки), в частности пунктам направления исследований:

11. Разработка методов прогнозирования и оценки долговечности строительных материалов и изделий в заданных условиях эксплуатации.

12. Исследование совместной работы строительных материалов с разными свойствами и создание с учетом системных взаимосвязей между всеми компонентами слоистых, композитных и специальных строительных конструкций с учетом специфических требований.

17. Развитие системы контроля и оценки качества строительных материалов и изделий.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ВНЕШНЕГО

АРМИРОВАНИЯ

1.1. Развитие применения систем внешнего армирования композитными материалами при усилении строительных конструкций

Практика усиления строительных конструкций композитными полимерными материалами брала свое начало еще в конце 70-х годов XX века. Первые экспериментальные исследования изгибаемых элементов конструкций, усиленных композитными материалами появились в Германии в 1978 году, а в 80 -х были осуществлены первые работы по усиления колонн обоймами из композитных материалов [61].

Активное развитие применения в строительной практике для усиления конструкций систем внешнего армирования (СВА) способствовало накоплению довольно обширной базы знаний в этой области. Одним из первых в трудах Шилина А. А., Пшеничного В. А. и Картузова Д. В. [60, 61] были собраны основные подходы к «проектированию и технологии усиления железобетонных конструкций композиционными материалами на основе углеродных, арамидных и стекловолокон. Даны основные положения по проектированию усиления изгибаемых железобетонных конструкций по первой и второй группам предельных состояний. Приведена технология усиления железобетонных конструкций композиционными материалами нового поколения». Приведенные в данных книгах знания основаны на обширном опыте как самих авторов, так и на анализе зарубежной практики.

В книге [28] авторами приведены «научные основы по усилению строительных конструкций композитами на основе углеволокна. Приведены принципы усиления различных конструкций. Большое место отведено примерам реального усиления строительных объектов. Рассмотрены особенности механического поведения и механизмов разрушения композитов».

Определенный вклад в систематизацию знаний в области усиления строительных конструкций композитными материалами внесли Овчинников И. Г., Овчинников И. И.. Помимо собственных исследований авторов [9, 10], нужно отметить и работы [1, 2, 3] где выполнен «анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных конструкций полимерными композитными материалами» в отечественной научной практике. В статье [1] рассмотрены экспериментальные исследования таких авторов как Неровных А. А. [38], Маиляна Д. Р. и Польского П. П. [32, 33, 39, 43, 44, 57], Клюева С. В., Лесовик Р. В. [25, 26, 27, 29, 31, 47], Гапонова В. В. [11, 12, 13] и Смердова М. Н. [52]. Однако авторы [1] отмечают недостаточность экспериментальных исследований по изучению «поведения железобетонных конструкций, усиленных полимерными композиционными материалами, а описание значительной части тех экспериментов, которые проводятся, не отличается полнотой и систематизацией данных, что затрудняет их использование для построения и идентификации моделей деформирования усиленных полимерными композиционными материалами конструкций».

В работе [2] авторы собрали наиболее ценные работы в области усиления строительных конструкций композитными материалами под влиянием температурных факторов. В работах под руководством [6, 50, 62] Бокарева С. А. исследована морозостойкость железобетонных балок, усиленных углеродными тканями Sika Wrap R 530 С(УР). Балки были испытаны после 4, 8 и 12 циклов замораживания и оттаивания в насыщенном 5%-м раствором хлористого натрия состоянии. Как показали результаты испытаний после 4 циклов прочность балок не меняется, после 8 циклов снижение прочности произошло на 9%, а после 12 -10,2%. Однако выбранного количества циклов недостаточно для оценки морозостойкости, так как в реальных условиях конструкции испытывают гораздо больше циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Авторы работы [62] приводят результаты испытаний железобетонных балок, усиленных СВА, при температурах +15-22°С, +50°С и -50°С. В результате данных исследований выявлено влияние температуры испытаний на характер

разрушения. При температуре +15-22°С разрушение «происходило вследствие отслоения композиционного материала по контакту «клей-бетон». При температуре +50 °С разрушение усиленных образцов произошло в результате разрыва композиционного материала в середине пролета балок от действия изгибающего момента. При отрицательных температурах усиленные балки разрушались вследствие отслоения композитного материала по контакту «клей-бетон» в месте образования вертикальных трещин от действия изгибающего момента. Разрушение образцов серии «В» контрольных, «холод» и «тепло», усиленных ламелями, всегда происходило вследствие разрушения бетона по защитному слою арматуры в месте образования наклонных трещин от совместного действия изгибающего момента и поперечной силы» [62]. Так же отмечается, что пониженные температуры (до -50°) не снижают прочность усиленных изгибаемых конструкций.

В своей работе [52] Смердов М. Н. провел исследование поведения железобетонных балок, усиленных полимерными композиционными материалами при пониженных и повышенных температурах. Для испытаний были изготовлены железобетонные балки, усиленные СВА. Образцы испытывались на четырехточечный изгиб. В качестве температурного режима испытаний были выбраны температуры +30°, +60°, +90°, 0°, -30°, -60°. По результатам испытаний разрушение усиленных балок при температурах от +30° до -60° происходило отрывом бетона по контактному слою. А при температурах +60° и +90° разрушение уже произошло в следствии отслоения адгезионного слоя по поверхности бетона.

Также необходимо отметить исследования в области усиления строительных конструкций СВА, представленных в зарубежной практике. Особую ценность представляют работы, посвященные изучению долговечности конструкций, усиленных СВА. Так, например, К. Бензарти в своих трудах [65, 85, 86] изучил влияние ускоренных испытаний на долговечность СВА. К. М. Дальфре [81] провела исследование влияния на разрушение композитных систем усиления атмосферных воздействий, а Нассер Аль-Нуайми [83] приводит результаты

исследования в суровых климатических условиях. Авторы работы [82] провели испытание на старение эпоксидного адгезива и углеродного ламината методом ускоренных испытаний и натурные испытания. По результатам данного исследования отмечается деградация свойств адгезива, а изменение свойств углекомпозита оказалось незначительной. В работе [95] авторами выявлен переход от когезионного разрушения к адгезионному после воздействия температурных циклов на образцы, погруженных в воду. Так же отмечается и изменение модуля упругости адгезива при данном характере воздействий.

По результатам статических испытаний железобетонных конструкций, усиленных СВА, видно, что в преобладающем большинстве случаев предельное состояние наступает в результате разрушения контактного слоя, а именно отрывом бетона. Для оценки несущей способности усиленных конструкций при кратковременном нагружении данный вид разрушения приемлем. Очевидно, что предельное состояние подобных конструкций обусловлено только пределом прочности самого бетона на отрыв. Однако, при решении задач по оценке долговечности адгезивов данный вид разрушения не позволит получить достоверные результаты.

Необходимо отметить, что большинство работ в области усиления строительных конструкций СВА посвящены общим вопросам - расчет и конструирование усиления, статические испытания при кратковременном воздействие нагрузок. Но при этом мало внимания уделено изучению влияния длительных нагрузок. Мало изучен вопрос долговечности СВА под совместным действием эксплуатационных факторов. В работах Селивановой Е. О. под руководством Смердова Д. Н. [48, 49] изучено развитие ползучести. Авторы отмечают необходимость учета вязкоупругих деформаций для усиленных конструкций при действии больших постоянных нагрузок. Выявлено, что ползучесть изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных СВА, стабилизируется в течение 120 суток (рисунок 1.1). Однако данные исследования были проведены при постоянных тепло-влажностных режимах, что в процессе

эксплуатации реальной конструкции встречается крайне редко и в реальных условиях развитие деформаций ползучести может иметь иной характер.

900 800 700 600

о 500

•

Г. 400

ы

300 200 100 о

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

сутки

-ЖБ-Л -ЖБ-ЛЛ -ЖБ-С — ЖБ-ЛАМ

Рисунок 1.1 - Графики изменения во времени вязкоупругих деформаций элементов усиления в железобетонных конструктивных элементах [49]

Смердов Д. Н. в работе [51] провел экспериментальное исследование усиленных образцов при воздействии температурно-силовых факторов при заданном постоянном контролируемом усилии. Образцы «подвергались замораживанию до -60, -40, -20, 0 °С и нагреву до +20, +40, +60, +90, +П0°С... При заданных условиях внешних воздействующих механических и температурных факторов конструктивные элементы выдерживались в течение 2-3 ч до достижения в образцах заданной температуры и стабилизации относительных деформаций в элементах внешнего армирования и вертикальных прогибов». В результате данных исследований экспериментально подтверждено влияние температурно-силовых факторов на НДС железобетонных конструкций, усиленных СВА. Отмечается, что «влияние релаксации и напряжений полимерных композиционных материалов, работающих в составе железобетонных элементов, требуется учитывать при определении несущей способности указанных элементов соответствующими расчетными формулами»

В работе [68] были проведены испытания на ползучесть образцов-«бургеров» представляющие собой две бетонные призмы, соединенные между собой углеродными ламелями с двух сторон при помощи эпоксидного адгезива (рисунок 1.6). Авторы по деформациям ползучести, измеренных на углепластике, установили, что адгезив, обеспечивающий совместную работу бетона и углепластика и соответственно передачу нагрузки на бетонный субстрат, подвергается деформациям ползучести, что со временем увеличивает податливость адгезивного слоя.

1.2. Климатические параметры и их номенклатура, ответственные за старение и разрушение полимерно-композиционных материалов в СВА

Проблема прогнозирования долговечности СВА, как и всех полимерно-композиционных материалов (ПКМ) в целом, одна из самых актуальных в физике и механике полимеров, как в практическом, так и в научном плане. Решение этих проблем осложняется необходимостью учета одновременного влияния на долговечность ПКМ различных эксплуатационных факторов (температуры, влаги, жидких агрессивных сред, переходы через 0°С, УФ-радиации солнца, механических напряжений и др.), особенно при их совместном действии, так как эти факторы оказывают неоднозначное влияние на кинетику процесса разрушения.

Одно из обстоятельств, обуславливающих принципиальные сложности в моделировании и прогнозировании процессов старения и разрушения всех ПКМ, состоит в том, что эти процессы проходят на различных уровнях структурной организации с проявлением различных причинно-следственных связей. На сегодняшний день нет общей теории старения и разрушения материалов на основе полимеров, а качественные переходы в развитии этих процессов ограничивает использование каких-либо единых физических концепций и математических зависимостей при сквозном описании процесса. Ситуация усугубляется также многомерностью и многокритериальностью этих процессов.

При проектировании конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) изменение свойств композита, в результате воздействия климатических и эксплуатационных факторов, учитывается введением в расчетные модели частных коэффициентов надежности и коэффициентов условия работы.

Например, согласно СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования» [53], основными прочностными и деформационными характеристиками композитных материалов для расчета железобетонных конструкций, усиленных СВА, являются нормативные значения:

- сопротивления растяжению ;

- модуля упругости при растяжении Е^п;

- предельных относительных деформаций £^,и г г п;

- коэффициента поперечной деформации .

Расчетное значение сопротивления растяжению Я/ определяются по формуле:

= Г/ГУ/^п , (1.1)

' У/

где т^ - коэффициент надежности по композитному материалу, принимаемый при расчете по предельным состояниям второй группы равным 1,0, а при расчете по предельным состояниям первой группы равным:

- 1,2 - для углекомпозита;

- 1,8 - для стеклокомпозита.

7д - коэффициент условий работы композитного материала, принимаемый по

таблице 1.1 в зависимости от типа композитного материала и условий эксплуатации конструкции;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шакиров Алмаз Райнурович, 2024 год

i -

Ю

' 20 , «jiL, 45 J . 20 г > е.

Рисунок 5.11 - Размеры образцов лопаток Испытания проводились на растяжение на универсальной испытательной машине ИР 5082 со скоростью 1 мм/мин. Деформации снимались с помощью экстензометра ИДН 10/25. Температуру стеклования определяли при помощи установки динамического механического анализа (ДМА) PerkinElmer DMA 8000.

Для проведения испытаний на железобетонных балках были изготовлены опытные образцы балки из бетона класса В15 с сечением 120x140(h) мм, общей длиной L=1000 мм. Армирование балок выполнено в нижней зоне двумя стержнями 08 А400 длиной 1000.

Балки в продольном направлении усиливались одним слоем углеродной ленты Fib Arm Tape 230 шириной 120 мм при этом продольные холсты не доводились до опор на расстояние 50 мм. Для пропитки и приклеивания углеродных лент к бетону применялись эпоксидные составы РекАРМ-05, РекАРМ-010 и РекАРМ-030 (таблица 5.2) с различным содержанием пластифицирующей добавки. С применением каждого состава клеевого связующего было усилено по две балки. В дальнейшем на одной из балок были проведены кратковременные испытания, на другой - испытания на ползучесть методом ступенчатых изотерм.

Определение кратковременной прочности производилось на лабораторном стенде на четырёхточечный изгиб (рисунок 5.12). Нагружение проводилось при помощи гидравлического домкрата с насосной станцией. Для измерения прогибов в середине пролета установили индикатор часового типа. Нагрузку измеряли при помощи манометра.

Рисунок 5.12 - Проведение испытаний на балках

Определение ползучести железобетонных балок, усиленных СВА, проводилось методом ступенчатых изотерм. Испытания на ползучесть проводились под нагрузкой 70% от разрушающей.

Результаты испытаний

По результатам испытаний на растяжение образцов-лопаток получены значения прочности и модуля упругости при растяжении эпоксидных адгезивов. При введении пластификатора от 5 до 10 масс. ч. на 100 масс. ч. смолы увеличивается прочность адгезива при растяжении и не значительно снижается модуль упругости, температура стеклования не изменяется. Увеличение пластификатора до 30 масс. ч. на 100 масс. ч. смолы приводит к резкому снижению прочности при растяжении и модуля упругости (в 2-3 раза) и уменьшению температуры стеклования до +30 °С, что существенно ограничивает возможности использования такого связующего в реальной практике. Таблица 5.3 - Характеристики составов

Эпоксидные составы РекАРМ-05 РекАРМ-010 РекАРМ-Б30

Прочность при растяжении 38-44 МПа 45-50 МПа 17-18 МПа

Модуль упругости при растяжении 6,04 ГПа 5,5 ГПа 2-3 ГПа

Температура стеклования 51 0С 52 ОС 30 ос

Испытания железобетонных балок, усиленных СВА, при кратковременном нагружении показывают, что развитие прогибов балки с адгезивами РекАРМ-05 и РекАРМ-010 происходит одинаково до нагрузки 2200 кгс (рисунок 5.13). Далее у балки с адгезивом РекАРМ-Б5 наблюдается резкое снижение развития деформаций до момента разрушения при нагрузке 3108 кгс. Балка с адгезивом РекАРМ-010 разрушается при нагрузке 3324 кгс. У балки с адгезивом РекАРМ-Б30 значения прогибов заметно больше, чем у предыдущих образцов. Однако предельная нагрузка для этой балки выше - 3541 кгс.

4,5

ю

3,5

2,5

1,5

0,5

11

__ р /

__ У / /

__ а' /

__ х-:-* •X

У ж"

А-^ч— ¡-ВТ |—,—,—,—,— —.—.—.—.— —.—.—.—г*Ч

1000

2000

3000

Нагрузка

-х- РекАРМ-05 —0—РекАРМ-БЮ —в— РекАРМ

4000

кгс

БЗО

Рисунок 5.13 - График зависимости прогибов балки от нагрузки Далее балки испытывались в режиме ползучести под постоянной нагрузкой равной 70% от разрушающей для каждого образца с соответствующим адгезивом. Температура испытаний повышалась ступенчато на 5°. Начальная температура составила 25°. Каждая температура выдерживалась в течение 60 минут.

На рисунке 5.14 представлены ступенчатые изотермические кривые ползучести балок. Балка, усиленная адгезивом РекАРМ-05, разрушилась при температуре 60°, с адгезивом РекАРМ-010 разрушение произошло при температуре 55°. Из-за низкой температуры стеклования балка, усиленная с адгезивом РекАРМ-030, разрушилась при температуре 35°.

Рисунок 5.14 - Графики ступенчатых изотермических кривых ползучести: а) балка с адгезивом РекАРМ-05; б) балка с адгезивом РекАРМ-010; в) балка с

адгезивом РекАРМ-030 По полученным ступенчатым кривым ползучести построены обобщенные кривые прогноза ползучести железобетонной балки (рисунок 5.15). Ползучесть балок, усиленных адгезивами РекАРМ-О-5 и РекАРМ-010, на начальном отрезке развивается практически одинаково. Далее, с течением времени, у балки с адгезивом РекАРМ-010 происходит ускорение процесса ползучести. Ползучесть балки, усиленной при помощи адгезива РекАРМ-030, протекает с большей скоростью, чем с адгезивами РекАРМ-05 и РекАРМ-010.

ю С 8.

1,000

0.600

0.400

0,000

А

/ ' ' / | -у- ._

' /' / / ' / /

/ / / / / //

/ / / / / < /'*

* ^^- -1-

0.00

10,00

20.00

30.00 сек

- балка с адгезивом РекАРМ-Г)5

- балка с адгезивом РекАРМ-Г)10

- балка с адгезивом РекАРМ-ОЗО

Рисунок 5.15 - Графики обобщенных кривых прогноза ползучести

5.6. Выводы по пятой главе

Установлены закономерности изменения характеристик эпоксидных адгезивов под воздействием эксплуатационных факторов. Выявлено, что значительное влияние на прочность и модуль упругости оказывают температура, УФ воздействие и щелочного расчтвора. Применение метода ступенчатых напряжений позволило установить влияние факторов старения на длительную ползучесть эпоксидных адгезивов.

При исследовании на ползучесть методом ступенчатых изотерм на железобетонных балках, усиленных СВА с применением эпоксидных адгезивов с различными модулями упругости, выявлено влияние данного параметра на долговечность. Таким образом, по результатам экспериментальных исследований выявлена зависимость НДС железобетонной балки, усиленной СВА, от характеристик эпоксидных адгезивов. Снижение модуля упругости адгезива приводит к увеличению деформативности железобетонной балки, усиленной СВА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итоги выполненного исследования

1. Разработана методика прогнозирования ползучести адгезионных соединений элементов усиления конструкций композитными материалами методом ступенчатых изотерм, основанная на принципе температурно-временной аналогии. Сущность метода ступенчатых изотерм заключается в проведении серии изотермических испытаний при различных уровнях температуры и соответствующей постоянной нагрузке с измерением деформаций образцов адгезионных соединений в режиме кратковременной ползучести и построении обобщенных прогностических кривых длительной ползучести.

2. Впервые разработана методика прогнозирования ползучести эпоксидных адгезивов элементов усиления конструкций композитными материалами методом ступенчатых напряжений, основанная на принципе напряженно-временной аналогии. Сущность метода ступенчатых напряжений заключается в проведении серии изотермических испытаний при различных уровнях напряжения и соответствующей постоянной температуре с измерением деформаций образцов эпоксидных адгезивов в режиме кратковременной ползучести и построении обобщенных прогностических кривых длительной ползучести.

3. По результатам численного расчета и экспериментального исследования НДС железобетонной балки, усиленной СВА, с применением тензометрирования установлены закономерности развития ползучести. Выявлено, что под действием постоянной нагрузки деформации на бетоне больше, чем на поверхности углепластика. При этом деформации на поверхности бетона постепенно увеличиваются, а на поверхности углепластика, наоборот, уменьшаются. Такое поведение напряженно-деформированного состояния адгезионного соединения свидетельствует о развитии деформаций ползучести по контактному слою.

4. Установлены зависимости влияния факторов старения на механические свойства эпоксидных адгезивов в результате ускоренных испытаний в лабораторных условиях в течение 1000 часов. Прочность образцов при разрыве

падает от воздействия воды и щелочи на 10% и 15% соответственно. При этом значительно возрастает деформативность образцов от воздействия щелочи, на 28% относительное удлинение при разрыве и на 50% ползучесть. Соответственно падает и модуль упругости до 42%. Воздействие УФ-радиации и температуры закономерно повышает модуль упругости на 20% и 47% и понижает ползучесть на 13% и 49% соответственно. Такое значимое изменение свойств адгезива происходит, очевидно, от термодеструкции образца, причем по всему его объему. Меньшее влияние УФ-радиации связано с фотоокислением в поверхностной зоне образца.

5. Методом ИК-спектроскопии выявлены процессы деструкции образцов сшитого эпоксидного полимера аминного отверждения при воздействии различных факторов старения: УФ-излучения, температуры, влажности, щелочного раствора. Установлено, что образцы, подвергнутые воздействию влажности, при продолжительности испытания в 1000 часов, слабо подвержены деструкции. Под воздействием щелочи поверхность полимера начинает адсорбировать воду, о чем свидетельствует появление в разностном спектре пика 1640 см-1 деформационных колебаний Н2О. Самым существенным фактором, влияющим на деструкцию поверхности полимера, является УФ-излучение. В спектре пропадают пики поглощения бензольных ядер, что говорит о их распаде.

6. Применение метода ступенчатых напряжений для прогнозирования длительной ползучести эпоксидных адгезивов позволило определить изменение реологического поведения адгезивов, состаренных при воздействии различных эксплуатационных факторов. Обнаружено, что влияние таких воздействующих факторов как температура и УФ-излучение существенно снижает деформативность адгезивов, а под влиянием щелочи существенно повышается.

7. Методом ступенчатых изотерм выявлена зависимость НДС железобетонной балки, усиленной СВА, от характеристик эпоксидных адгезивов. Снижение модуля упругости адгезива приводит к увеличению деформативности при не значительном снижении прочности железобетонной балки, усиленной композитными материалами. Обобщенные кривые ползучести показали, что с

увеличением модуля упругости уменьшается длительная ползучесть усиленной конструкции.

Рекомендации по использованию результатов работы

Результаты диссертационного исследования могут быть рекомендованы для применения при разработке эпоксидных адгезивов на предприятиях производства таких составов. Разработанные в результате данной диссертационной работы методики могут быть применены для оперативной оценки долговечности эпоксидных адгезивов на этапе разработки составов для усиления строительных конструкций композитными материалами.

Перспективы дальнейшей разработки темы

Дальнейшие научные исследования целесообразно продолжить в направлении совершенствования разработанной методики прогнозирования ползучести железобетонной балки, усиленной СВА, методом ступенчатых изотерм. Для расширения возможностей и повышения точности результатов при прогнозировании долговечности в перспективе целесообразно более углубленное изучение совместного влияния факторов старения на компоненты СВА.

Список литературы

1. Анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных конструкций полимерными композитными материалами. Часть

1. Отечественные эксперименты при статическом нагружении / Овчинников И. И., Овчинников И. Г., Чесноков Г. В., Михалдыкин Е. С. // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - 2016. - Т. 8. - № 3.

2. Анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных конструкций полимерными композитными материалами. Часть

2. Влияние температуры / Овчинников И. И., Овчинников И. Г., Чесноков Г. В., Михалдыкин Е. С. // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - 2016. - Т. 8. - № 4.

3. Анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных конструкций полимерными композитными материалами. Часть

3. Влияние циклического нагружения / Овчинников И. И., Овчинников И. Г., Чесноков Г. В. [и др.] // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - 2016. - Т. 8. -№ 5.

4. Бабаевский П. Г. В кн.: Пластики конструкционного назначения / Бабаевский П. Г. - Под ред. Е. Б. Троянской. М., Химия, 1974. - 75-120 с.

5. Баймуратов Э. Влияние механического напряжения на термо-, фото- и радиационно-окислительную деструкцию волокнообразующих полимеров и пути их стабилизации: автореф. дис. . канд.техн.наук. / Баймуратов Э. - ТПИ. -Ташкент, 1986. - 18 с.

6. Бокарев С. А. Стойкость изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных композиционными материалами на основании углеродного волокна, к воздействию отрицательных и положительных температур / Бокарев С. А., Неровных А. А., Смердов Д. Н. // Инновационные факторы развития Транссиба на современном этапе. Международная научнопрактическая конференция, посвященная 80-летию Сибирского государственного университета путей сообщения. Тезисы конференции. Ч. I. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2012. -С. 127-128.

7. Бокарев С. А. Нелинейный анализ железобетонных изгибаемых конструкций, усиленных композитными материалами / Бокарев С. А., Смердов Д. Н. // Вестник ТГАСУ. - 2010. - № 2.

8. Бородулин А. С. Свойства и особенности структур стеклянных волокон, используемых для изготовления стеклопластиков. / Бородулин А. С. // Материаловедение. - 2012. - С. 34-37.

9. Вопросы усиления железобетонных конструкций композитами: 1. Экспериментальные исследования особенностей усиления композитами изгибаемых железобетонных конструкций / И. Г. Овчинников, Ш. Н. Валиев, И. И. Овчинников [и др.]. - 2012.

10. Вопросы усиления железобетонных конструкций композитами: 2. Натурные исследования усиления железобетонных конструкций композитами, возникающие проблемы и пути их решения / О. И. Георгиевич, В. Ш. Назаралиевич, О. И. Игоревич [и др.]. - 2012.

11. Гапонов В. В. Обоснование и разработка технологии усиления железобетонных конструкций подземных сооружений с использованием композиционных материалов / Гапонов В. В. - Автореф. дисс. к.т.н. М, 2012. -25 с.

12. Гапонов В. В. Усиление изгибаемых железобетонных конструкций подземных сооружений композиционными материалами / Гапонов В. В. // Горный информационноаналитический бюллетень. - 2011. - № 12. - С. 238-246.

13. Гапонов В. В. Экспериментальные исследования усиления плит перекрытия коллекторных тоннелей сетками из углеродных волокон в матрице на минеральной основе / Гапонов В. В. // Промышленное и гражданское строительство. - 2011. - № 11. - С. 69-71.

14. ГОСТ 11262-2017 Пластмассы. Метод испытания на растяжение.

15. ГОСТ 32487-2015 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения характеристик стойкости к агрессивным средам.

16. ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные

заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости.

17. ГОСТ Р 33369-2015 Реактопласты, армированные волокном, для усиления и восстановления строительных конструкций. Общие технические условия.

18. ГОСТ Р 57048-2016 Система внешнего армирования из полимерных композитов. Метод определения прочности на отрыв от бетонного основания.

19. ГОСТ Р 57067-2016 Система внешнего армирования из полимерных композитов. Метод определения межслойной прочности на сдвиг.

20. ГОСТ Р 57267-2016 Система внешнего армирования из полимерных композитов. Метод определения характеристик прочности при растяжении.

21. ГОСТ Р ИСО 18437-6-2021 «Вибрация и удар. Определение динамических механических свойств вязкоупругих материалов. Часть 6. Метод температурно-временной суперпозиции».

22. Ельцова Н.О. Применение методов матричного анализа и графического ранжирования массива экспериментальных данных ИК-спектроскопии для изучения межкомпонентных процессов в смесях фенирамина малеата / Ельцова Н.О., Будко Е.В. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2019. - № 85 (9). - С. 22-28.

23. Кауш Г. Разрушение полимеров / Кауш Г. - М.:Мир, 1981. - 440 с.

24. Кашеварова Г.Г. Расчетно-экспериментальное исследование процесса разрушения связей сцепления при вдавливании стержня жесткой арматуры в бетон / Кашеварова Г.Г., Мартиросян А.С., Травуш В.И. // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2016. - № 3. - С. 62-75.

25. Клюев С. В. Технология усиления конструкций углеволокном / Клюев С. В. // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы научн.-практ. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2012. - Ч.1., 2012. - С. 404 - 408.

26. Клюев С. В. Усиление и восстановление конструкций с использованием композитов на основе углеволокна / Клюев С. В. // Бетон и

железобетон. - 2012. - № 3. - С. 23-26.

27. Клюев С. В. Внешнее армирование изгибаемых фибробетонных изделий углеволокном / Клюев С. В., Гурьянов Ю. В. // Инженерно-строительный журнал. - 2013. - № 1 (36). - С. 21-26.

28. Клюев С. В. Усиление строительных конструкций композитами на основе углеволокна. Монография / Клюев С. В., Клюев А. В., Лесовик Р. В. - LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 123 с.

29. Клюев С. В. Внешнее армирование конструкций композитами на основе углеродного волокна / Клюев С. В., Лесовик Р. В. // Инновационные материалы технологии; сборник докладов Международной научно-практической конференции: Белгород. - Белгор. гос. технол. ун-т, Белгород: из-во БГТУ, 2011. -С. 239-243.

30. Коган Д. И. «Разработка материалов и технологии получения однонаправленных препрегов теплостойких материалов на основе арамидных, стеклянных и других жгутовых наполнителей и растворных, расплавных и клеевых связующих» / Коган Д. И., Попов О., Хрульков А. В. // Отчет о научно-технической деятельности ФГУП «ВИАМ» за 2006 г. (Сборник реферативных статей). - М.: ВИАМ, 2007. - С. 229-231.

31. Лесовик Р. В. Расчет усиления железобетонных колонн углеродной тканью / Лесовик Р. В., Клюев С. В. // Инновационные материалы технологии; сборник докладов Международной научно-практической конференции: Белгород. - Белгор. гос. технол. ун-т, Белгород: Из-во БГТУ, 2011. - С. 3-5.

32. Маилян Д. Р. Прочность и деформативность вновь усиленных композитными материалами балок, при различных варьируемых факторах / Маилян Д. Р., Польской П. П. // Электронный научный журнал Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 2.

33. Маилян Д. Р. Методики усиления углепластиком и испытания коротких и гибких стоек / Маилян Д. Р., Польской П. П., Георгиев С.В. // Научное обозрение. - 2014. - № №10, ч.2.

34. Максимов Р. Д. Виброползучесть полимерных материалов. 3.

Полиэтилен. Неизотермический режим деформирования / Максимов Р. Д., Уржумцев Ю. С. // Механика полимеров. - 1968. - № 3. - С. 413-420.

35. Малаев В.В. Роль релаксационных процессов в радиационной ползучести полимеров: автореф. дис. . канд.техн.наук / Малаев В.В. - ФНИФХИ. М., 1997. - 24 с.

36. Михайлин Ю. А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. / Михайлин Ю. А. - «НОТ», 2008. - 820 с.

37. Мэттьюз Ф. Компьютерные материалы. Механика и технология. / Мэттьюз Ф., Ролингс Р. - М.: Техносфера, 2004. - 408 с.

38. Неровных А. А. Совершенствование методики оценки грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, усиленных композиционными материалами. / Неровных А. А. - Автореф. к.т.н. Новосибирск. СибГУПС., 2013. - 23 с.

39. О деформативности изгибаемых элементов из тяжелого бетона при двухрядном расположении углепластиковой и комбинированной арматуры / Польской П. П., Маилян Д. Р., Хишмах Мерват, Кургин К.В. // Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 4.

40. ОДМ 218.2.047-2014 «Методика оценки долговечности геосинтетических материалов, используемых в дорожном строительстве».

41. Павлов М. Р. Исследование процессов старения полимерных композиционных материалов в натурных условиях тропического климата Северной Америки / Павлов М. Р., Павлов М. Р., Андреева Н. П. // Новости материаловедения. Наука и техника. - 2018. - № 3-4(30). - С. 8.

42. Павлов Н. Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях / Павлов Н. Н. - М.:Химия, 1982. - 223 с.

43. Польской П. П. Вопросы исследования сжатых железобетонных элементов, усиленных различными видами композитных материалов / Польской П. П., Георгиев С.В. // Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 4.

44. Польской П. П. Композитные материалы - как основа эффективности в строительстве и реконструкции зданий и сооружений / Польской П. П., Маилян

Д. Р. // Инженерный вестник Дона. - 2012. - № 4.

45. Прочность границы раздела в соединениях дисперсно-наполненных эпоксидных связующих с волокнами / Горбаткина Ю. А., Иванова-Мумжиева В. Г., Путягина А. С., Ульянова Т. М. // Механика композитных материалов. - 2007. - Т. 43. - № 1. - С. 3-14.

46. Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании / Райзер В.Д. - Москва: Изд-во АСВ, 1998. - 304 с.

47. Расчет строительных конструкций усиленных углеволокном / Клюев С. В., Рубанов В. Г., Павленко В. И. [и др.] // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2013. - № 5. - С. 54-56.

48. Селиванова, Е. О. Исследования свойств ползучести в элементах систем внешнего армирования при длительном воздействии нагрузки / Е. О. Селиванова, Смердов Д. Н. // Политранспортные системы: материалы IX Международной научно-технической конференции, Новосибирск, 17-18 ноября 2016 года. - Сибирский государственный университет путей сообщения. -Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения, 2017. -С. 53-56.

49. Селиванова, Е. О. Экспериментальные исследования ползучести в композиционных материалах, усиливающих изгибаемые железобетонные элементы / Е. О. Селиванова, Смердов Д. Н. // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2017. - № 2 (33). - С. 95-99.

50. Смердов Д. Н. Оценка несущей способности железобетонных пролетных строений мостов, усиленных композитными материалами. / Смердов Д. Н. - Автореф. дисс. к.т.н. Новосибирск, 2010. - 24 с.

51. Смердов Д. Н. Экспериментальные исследования влияния температурной релаксации и напряжения полимерных композиционных материалов, работающих в составе изгибаемых железобетонных элементов, при длительном воздействии нагрузок / Смердов Д. Н. // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2022. - Т. 24. -№ 1. - С. 150-163.

52. Смердов М. Н. Исследование несущей способности железобетонных конструкций гидротехнических зданий и сооружений, усиленных композиционными материалами, с учетом температурных факторов. / Смердов М. Н. - Диссертация ... к.т.н. Екатеринбург., 2015. - 135 с.

53. СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования».

54. СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

55. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И ФОТОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК РЕАКЦИОННОГО ЦЕНТРА Rhodobacter sphaeroides Я-26 В УСЛОВИЯХ ВАКУУМА / А. А. Забелин, В. А. Шкуропатова, В. А. Шувалов, А. Я. Шкуропатов // Биохимия. - 2019.

56. Старцев В. О. Развитие методов испытаний полимерных материалов на микробиологическую стойкость. Обзор / Старцев В. О., Кривушина А. А., Минеева Т. В. // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2022. - № 12.

- С. 18-27.

57. Хишмах Мерват. К вопросу о деформативности балок из тяжелого бетона, армированных стеклопластиковой и комбинированной арматурой / Хишмах Мерват, Польской П. П., Михуб Ахмад // Эл. журнал «Инженерный вестник Дона». - 2012. - № 4.

58. Хозин В. Г. Усиление эпоксидных полимеров / Хозин В. Г. - Казань: Издательство ПИК «Дом печати», 2004. - 446 с.

59. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. / Черепанов Г. П. -М.: Наука, 1974. - 640 с.

60. Шилин А. А. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами / Шилин А. А., Пшеничный В. А., Картузов Д. В.

- М., ОАО «Издательство «Стройиздат», 2007. - 181 с.

61. Шилин А. А. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами / Шилин А. А., Пшеничный В. А., Картузов Д. В. - М.: Стройиздат., 2004. - 139 с.

62. Экспериментальные исследования при пониженных и повышенных температурах железобетонных образцов, усиленных полимерными композиционными материалами / Бокарев С. А., Костенко А. Н., Смердов Д. Н., Неровных А. А. // Интернет-журнал «Науковедение». - 2013. - Т. 3 (16). - С. 1-9.

63. Ю. С. Уржумцев. Прогностика деформативности полимерных материалов / Ю. С. Уржумцев, Р. Д. Максимов. - Рига: Зинатне : АН ЛатвССР, Ин-т механики полимеров., 1975. - 416 с.

64. A New Apparatus and the Relevant Method to Retrieve IR Spectra of Solutes from the Corresponding Aqueous Solutions / X. Zhang, L. Ni, A. He [et al.] // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2023. -Vol. 296. - P. 122598.

65. Accelerated ageing behaviour of the adhesive bond between concrete specimens and CFRP overlays / Benzarti K., Chataigner S., Quiertant M. [et al.] // Construction and Building Materials. - 2011. - № 25 (2). - P. 523-538.

66. Accelerated creep testing of polymers using the stepped isothermal method / F. Achereiner, K. Engelsing, M. Bastian, P. Heidemeyer // Polymer Testing. - 2013. -Vol. 32. - P. 447-454.

67. Aging Mechanism and Lifetime Prediction of Glass Fiber Reinforced Liquid Crystal Polymer Composite under Thermal and Oxidative Conditions / P. Liu, Y. Li, H. Xu [et al.] // Macromolecular Materials and Engineering. - 2023. - Vol. 309.

68. Analysis of the nonlinear creep behavior of concrete/FRP-bonded assemblies / Houhou N., Benzarti K., Quiertant M. [et al.] // ournal of Adhesion Science and Technology - J ADHES SCI TECHNOL. - 2014. - Vol. 28. - P. 1345-1366.

69. ANSYS Mechanical APDL Element Reference. Release 13.0.

70. Assessment of the stepped isothermal method for accelerated creep testing of high-density polyethylene / G. Pilz, S. Wurzer, M. Morak, G. Pinter // Mechanics of Time-Dependent Materials. - 2021. - Vol. 26. - P. 1-16.

71. ASTM D2990-09 Standard test methods for tensile, compressive, and flexural creep and creep-rupture of plastics.

72. ASTM D6992 - 16 Standard Test Method for Accelerated Tensile Creep

and Creep-Rupture of Geosynthetic Materials Based on Time-Temperature Superposition Using the Stepped Isothermal Method.

73. ASTM D7361-2007 (R 2018) Standard Test Method for Accelerated Compressive Creep of Geosynthetic Materials Based on Time-Temperature Superposition Using the Stepped Isothermal Method.

74. ASTM D7522/D7522 M-09 Standard Test Method for Pull-Off Strength for FRP Bonded to Concrete Substrate.

75. ASTM D7565/D7565 M-10 Standard Test Method for Determining Tensile Properties of Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites Used for Strengthening of Civil Structures.

76. ASTM D7616/D7616 M-11 Standard Test Method for Determining Apparent Overlap Splice Shear Strength Properties of Wet Lay-Up Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites Used for Strengthening Civil Structures.

77. Cement paste-epoxy adhesive interactions. / Djouania F., Connana C., Delamara M. [et al.] // Construction and Building Materials. - 2011. - Vol. 25. - № 2. -P. 411-423.

78. Characteristics of aging of wood-fiberboard from the position of IR spectroscopy / A. Bulgakov, S. Mamontov, A. Mamontov, R. Leonidovich // Journal of Applied Engineering Science. - 2020. - Vol. 18. - P. 1-7.

79. Composition Distribution, Damping and Thermal Properties of the Thickness-Continuous Gradient Epoxy/Polyurethane Interpenetrating Polymer Networks / X. Lv, Z. Huang, M. Shi [et al.] // Applied Sciences. - 2017.

80. Creep behavior of geosynthetics by temperature accelerated testing / S. G. Srungeri, N. N. Alekseev, I. A. Kovalenko, O. Stolyarov // Magazine of Civil Engineering. - 2017. - Vol. 76. - P. 255-265.

81. Dalfre G. M. Degradation of the EBR-CFRP strengthening system applied to reinforced concrete beams exposed to weathering, Rev / Dalfre G. M., Parsekian G. A., Ferreira D. C. // IBRACON Estrut. Mater. - 2021. - Vol. 14. - № 2.

82. Durability of Epoxy Adhesives and Carbon Fibre Reinforced Polymer Laminates Used in Strengthening Systems: Accelerated Ageing versus Natural Ageing /

Cruz R., Correia L., Dushimimana A. [et al.] // Materials. - 2021. - № 14.

83. Durability of Reinforced Concrete Beams Externally Strengthened with CFRP Laminates under Harsh Climatic Conditions / Nasser Al Nuaimi, Muazzam Ghous Sohail, Rami Hawileh [et al.] // Journal of Composites for Construction. - 2021.

84. Effect of freeze-thaw cycles on tensile properties of CFRP, bond behavior of CFRP-concrete, and flexural performance of CFRP-strengthened concrete beams. / Jiangab F., Hana X., Wanga Y. [et al.] // Cold Regions Science and Technology. -2022. - Vol. 194.

85. Effects of Accelerated Ageing on the Adhesive Bond Between Concrete Specimens and External CFRP Reinforcements / Benzarti K., Quiertant M., Marty C. [et al.] // Advances in FRP Composites in Civil Engineering. - Springer, Berlin, Heidelberg., 2011.

86. Effects of Ageing on the Bond Properties of Carbon Fiber Reinforced Polymer/Concrete Adhesive Joints: Investigation Using a Modified Double Shear Test / Quiertant M., Benzarti K., Schneider J. [et al.] // Journal of Testing and Evaluation. -2017. - № 45 (6).

87. Gas Phase IR Spectra of Hydrogen Functionalised Pentacene / R. Jaganathan, Z. Tang, F. Simonsen [et al.]. - 2023. - P. 209-214.

88. Helbling, C. Durability Assessment of Combined Environmental Exposure and Bending / C. Helbling, V. Karbhari // Proceedings of 7th Int. Symp. "Fiber Reinforced Polym. Reinf. for Reinf. Concrete Structures (FRPRCS-7)". - 2005.

89. Hydrophobization of cellulose spathellas obtained from Sosnowsky hogweed stem with solutions of tetrafluoroethylene telomers / S. Baskakov, Y. V Baskakova, E. Kabachkov [et al.] // FORESTRY BULLETIN. - 2023. - Vol. 27. -P. 95-106.

90. IR spectra of hydrated CaSO4 in the mid-infrared range / A. Morozov, D. Olkhovatov, V. Shapovalov [et al.] // Izvestiya of Saratov University. Physics. - 2023. -Vol. 23. - P. 221-237.

91. ISO 10406-2:2015 Fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement of concrete — Test methods — Part 2: FRP sheets.

92. ISO 18437-6:2017 "Mechanical vibration and shock Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-elastic materials. Part 6: Time-temperature superposition".

93. Lebedev, M. Regularities of aging of polymer and polymer composite materials in the conditions of the Far North / M. Lebedev, O. Startsev // Russian Chemical Bulletin. - 2023. - Vol. 72. - P. 553-565.

94. Linking Accelerated Laboratory Test with Outdoor Performance Results for a Model Epoxy Coating System BT - Service Life Prediction of Polymeric Materials / X. Gu, D. Stanley, W. E. Byrd [et al.] // eds. J. W. Martin [et al.]. - Boston, MA : Springer US, 2009. - P. 3-28.

95. Liu Shuai. Durability of the Bond between CFRP and Concrete Exposed to Thermal Cycles / Liu Shuai, Pan Yunfeng, Li Hedong // Materials. - 2019. - № 14.

96. M. L. Williams. The Temperature Dependence of Relaxation Mechanisms in Amorphous Polymers and Other Glass-Forming Liquids / M. L. Williams, R. F. Landel, J. D. Ferry // Journal of the American Chemical Society. - 1955. - Vol. 77. -№ 14. - P. 3701-3707.

97. Mallapragada, S. Infrared Spectroscopy in the Analysis of Polymer Crystallinity / S. Mallapragada, B. Narasimhan. - 2022. - P. 1-16.

98. Prosr, P. Classification of aging level of solid dielectric using Fourier transform infrared spectroscopy — Method of discriminant analysis / P. Prosr, R. Polansky, J. Pihera // 2013 IEEE International Conference on Solid Dielectrics (ICSD). - 2013. - P. 740-743.

99. Robert M. Koerner. Creep Tension Testing of Geosynthetics / Robert M. Koerner, George Koerner, Y. (Grace) Hsuan // GSI White Paper #29. - 2014.

100. Roylance, D. Weathering of fiber-reinforced epoxy composites / D. Roylance, M. E. Roylance // Polymer Engineering and Science. - 1978. - Vol. 18. -P. 249-254.

101. Startsev O.V. Aging of aircraft polymer materials in a warm damp climate / Startsev O.V. - Moscow, 1990. - 1-80 p.

102. Study on the effect of hygrothermal aging on the properties of three-

dimensional woven composite materials with damage / L. Xu, G. Wang, S. Zhou, Y. Huang // Advances in Engineering Technology Research. - 2023. - Vol. 6. - P. 365.

103. The evaluation of creep reduction factor for geosynthetic strip by conventional creep test and stepped isothermal method / K. W. Lee, S. G. Jung, H. Koo [et al.] // 10th International Conference on Geosynthetics, ICG 2014. - 2014.

104. Thomas, R. The Use of the Stepped Isothermal Method for Estimating the Long-Term Creep Modulus, Creep Strain and Strength of Polyethylene Pipe Resins / R. Thomas, J. Nelson, D. Cuttino. - 2021.

Приложение 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ВНЕШНЕЕ АРМИРОВАНИЕ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Методы ускоренных испытаний на ползучесть клеевых соединений элементов усиления конструкций

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р 707622023

Издание официальное

Москва

Российский институт стандартизации 2023

ГОСТ Р 70762—2023

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) при участии Акционерного общества «Пропрет — современные композиционные материалы» 11МАТЕХ (АО «Препрег — СКМ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 мая 2023 г № 361-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. ЛК> 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты*, а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». в случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rsl.gov ги)

© Оформление. ФГБУ «Институт стандартизации», 2023

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

Приложение 2