Preview

Prirodoobustrojstvo

Advanced search

MATHEMATICAL MODELING OF THERMAL PROCESSES IN THE «CONCRETE-SOIL» SYSTEM

https://doi.org/10.26897/1997-6011-2022-3-71-76

Abstract

The calculation of concrete curing modes and the development of mathematical models are greatly influenced by the temperature field in the concrete of channel linings. The problem is reduced to solving a nonlinear heat equation that takes into account the exothermic heat release of concrete and the phase transformation of moisture, and time-varying boundary conditions that allow taking into account the impact on concrete of the external environment during laying and maintenance. Variable thermophysical coefficients make it possible to take into account the inhomogeneity of the medium (in the case of laying concrete on the ground) and the change in the aggregate state of the substance when the phase transformation temperature is reached. Since it is impossible to obtain an analytical solution in a general form, a numerical solution method is used, based on a combination of a finite-difference solution with a method for calculating heat release and concrete strength from the corresponding fields of isothermal curves obtained experimentally. When constructing a difference scheme, an integro-interpolation method (balance method) is used, based on the law of conservation of heat. For an extended body of sufficiently large dimensions, the process of heat transfer in it is assumed to be linear, and the coordinate system with the center is taken to be on the axis of the body. The presented mathematical model of thermal processes in the “concrete-soil” system makes it possible to predict the modes of holding monolithic concrete to achieve the necessary technological requirements, as well as to apply the most economical modes.

About the Authors

V. Y. Zharnitskiy
Russian state agrarian university - MAA named after C.A. Timiryazev
Russian Federation


P. A. Kornienko
Russian state agrarian university - MAA named after C.A. Timiryazev
Russian Federation


A. P. Smirnov
Russian state agrarian university - MAA named after C.A. Timiryazev
Russian Federation


References

1. Грозав В.И., Кулиев К.А. Интенсификация бетонирования монолитных облицовок каналов // Материалы научно-технической конференции «Природообустройство сельскохозяйственных территорий». - М.: МГУП, 2001. - 85 с.

2. Жарницкий В.Я., Корниенко П.А. Обоснование линейной математической модели сдвигового течения бетонной смеси под действием силы тяжести по наклонной поверхности откоса // Природообустройство. - 2020. - № 1. - С. 88-93.

3. Жуков В.Д., Гаврилина Н.А., Никитин И.А. Разработка рецептур и режимов тепловой обработки теплоизоляционных плитных изделий из перлита // Сб.трудов № 25. Совершенствование режимов тепловой обработки строительных материалов. - М.: РосНИИНСа, 1962.

4. Интенсификация структурообразования бетонов автоклавного твердения / И.В. Удачкин, Ю.Д. Кациевский, П.И. Захарченко и др. // Строительные материалы. - 1984. - № 1.

5. Борделяну Г.В. Экспериментально-статистические исследования деформаций ползучести заводского бетона с построением математических моделей второго порядка для их вычисления и прогнозирования: Авто-реф. дис.. канд. техн. наук. - Кишинев, 1974. - 23 с.

6. Вайнберг А.И. Решение динамических задач оползневого сдвига // Гидротехническое строительство. - 2002. - Вып. 5. - С. 24-28.

7. Калашников В.И. Как превратить бетоны старого поколения в высокоэффективные бетоны нового поколения // Бетон и железобетон. - 2012. - № 1. - С. 82.

8. Краснов Л.М., Федосов С.В., Акулова М.В. Влияние высокого наполнения мелкозернистого бетона на структурную прочность // Строительные материалы. - 2009. - № 1. - С. 48-50.

9. Жарницкий В.Я., Корниенко П.А. Экспериментальные исследования безвибрационного метода укладки бетонной смеси в облицовках каналов // Природообустройство. - 2021. - № 3. - С. 88-94.

10. Жарницкий В.Я., Корниенко П.А. Кинетика гидратации цемента, пластическая прочность бетона облицовки канала и ее термонапряженное состояние // Природообустройство. - 2021. - № 5. - С. 85-90.


Review

For citations:


Zharnitskiy V.Y., Kornienko P.A., Smirnov A.P. MATHEMATICAL MODELING OF THERMAL PROCESSES IN THE «CONCRETE-SOIL» SYSTEM. Prirodoobustrojstvo. 2022;(3):71-76. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/1997-6011-2022-3-71-76

Views: 94


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1997-6011 (Print)