Smart composite in construction Smart composite in construction Умные композиты в строительстве 2782-1919 81677 10.52957/2782-1919-2024-4-4-30-49 Строительные материалы и изделия Construction materials and products Строительные материалы и изделия Gradient model of liquid adhesion on the building material surface Градиентная модель адгезии жидкости на поверхности строительного материала Игнатьев Алексей Александрович Ignatyev Aleksey Aleksandrovich

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Готовцев Валерий Михайлович Gotovcev Valeriy Mihaylovich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Разговоров Павел Борисович Razgovorov Pavel Borisovich razgovorovpb@ystu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Российский дорожный научно-исследовательский институт Москва Россия Russian Road Research Institute Moscow Russian Federation Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» National Research University Higher School of Economics Ярославский государственный технический университет Yaroslavl State Technical University 23 12 2023 23 12 2023 4 4 30 49 26 10 2023 12 12 2023 https://comincon.ru/en/nauka/article/81677/view

Сформирован тензор напряжений в межфазном слое жидкость – твердый строительный материал, удовлетворяющий условиям равновесия и включающий шаровую и девиаторную компоненты. Шаровая часть тензора напряжений представлена внутренним давлением жидкости. Показано, что в рамках принятой модели в межфазном слое жидкость – твердое, в отличие от слоя жидкость – газ, не происходит накопления поверхностной энергии. Установлено, что напряжения, формирующие поверхностное натяжение межфазного слоя, являются компонентами девиатора напряжений, а распределение давления жидкости по толщине межфазного слоя нелинейно, что приводит к формированию мощных градиентов давления, определяющих специфику явлений на поверхности материала. Давления жидкой и твердой фаз в зоне их непосредственного контакта различаются, что обусловлено проявлением эффекта адгезии. Разработанный подход базируется на общих представлениях механики сплошных сред, что позволяет не учитывать специфику различных видов адгезионных взаимодействий жидкой фазы и твердой поверхности материала

Considerable energy resources are consumed in the production of building materials, during construction and installation works, for operation with current and major repairs, reconstruction, dismantling, utilisation and recycling. As a rule, these energy resources are non-renewable, therefore, for energy saving purposes, it is necessary to take into account the total energy consumption of capital construction facilities during their life cycle. The authors have proposed the structure of a relational database of building materials energy intensity to calculate energy costs. The proposed database contains a list of building materials and energy intensity values at all stages of the life cycle. The novelty of the database is the division of materials by building elements (replaceable, non-replaceable). The article presents fragments of energy intensity calculation of the apartment building life cycle in the Ivanovo city using the proposed database.

 жидкость – твердая поверхность материала тензор напряжений сидячая капля поверхностная энергия внутреннее давление модель адгезии жидкости liquid – solid material surface stress tensor sitting drop surface energy internal pressure liquid adhesion model

Ролдугин В.И., Харитонова Т.В. Механизм действия и место приложения капиллярных сил // Коллоид. журнал. 2017. Т. 79, № 4. С. 493-501. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29404302 Roldugin, V.I. & Kharitonova, T.V. (2017) Action mechanism and place of capillary forces application, Colloid. J., 79(4), pp. 493-501 [online]. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29404302 (in Russian). Русанов А.И. Коллоидно-химические и оптические свойства наноструктур, межфазных слоев и пористых тел // Коллоид. журн. 2012. Т. 74, № 2. С. 148. Rusanov, A.I. (2012) Colloid-chemical and optical properties of nanostructures, interfacial layers and porous bodies, Colloid. J., 74(2), pp. 148 (in Russian). Durand M. Mechanical approach to surface tension and capillary phenomena // Amer. J. Phys. 2021. Vol. 89. P. 261-266. Durand, M. (2021) Mechanical approach to surface tension and capillary phenomena, Amer. J. Phys., 89, pp. 261-266. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. М.: Наука, 1986. 206 с. Deryagin, B.V. (1986) Theory of colloids and thin films stability. M.: Nauka (in Russian). Роулинсон Дж., Уидом Б. Молекулярная теория капиллярности. М.: Мир, 1986. 375 с. Rawlinson, J. & Widom, B. (1986) Molecular theory of capillarity. M.: Mir (in Russian). Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука, 1975. 592 с. Frenkel, Ya.I. (1975) Kinetic theory of liquids. L.: Nauka (in Russian). Колесников И.М. Термодинамика физико-химических процессов. М.: Акад. им. И.М. Губкина, 1992. 289 с. Kolesnikov, I.M. (1992) Thermodynamics of physical and chemical processes. Moscow: Akad. im. I.M. Gubkina (in Russian). Мелвин-Хьюз Э.А. Физическая химия. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 537 с. Melvin-Hughes, E.A. (1962) Physical Chemistry. Moscow: Izd-vo inostr. lit. (in Russian). Карцев В.Н., Штыков С.Н., Панкин К.Е., Батов Д.В. Молекулярные силы и внутреннее давление жидкостей // Журнал структ. хим. 2012. Т. 53, № 6. С. 1113-1118. Kartsev, V.N., Shtykov, S.N., Pankin, K.E. & Batov, D.V. (2012) Molecular forces and internal pressure of liquids, J. Struct. Chem., 53(6), pp. 1113-1118 (in Russian). Bakker G. Kapillarität und Oberflächenspannung: Handbuch der Experimentalphysik. Leipzig: Akadem. Verlagsgesellschaft, 1928. 458 р. Bakker, G. (1928) Kapillarität und Oberflächenspannung: Handbuch der Experimentalphysik. Leipzig: Akadem. Verlagsgesellschaft. Harashima A., Molecular Theory of Surface Tension // Adv. Chem. Phys., Vol. 1, New York: Yale University Press, 1958. 326 p. Harashima, A. (1958) Molecular Theory of Surface Tension, Advances in Chemical Physics, (1), New York: Yale University Press. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. 400 с. Malinin, N.N. (1975) Applied theory of plasticity and creep. M.: Mashinostroenie (in Russian). Ababneh A., Amirfazli A., Elliott J.W. Effect of Gravity on the Macroscopic Advancing Contact Angle of Sessile Drops // Canad. J. Chem. Eng. 2006. Vol. 84. P. 39-43. Ababneh, A., Amirfazli, A. & Elliott, J.W. (2006) Effect of Gravity on the Macroscopic Advancing Contact Angle of Sessile Drops, Canad. J. Chem. Eng, 84, pp. 39-43. Brutin D., Zhu Z.Q., Rahli O. Sessile Drop in Microgravity: Creation, Contact Angle and Interface // Micrograviti Sci. Technol. 2009. Vol. 21, no. 1. P. 107-114. Brutin, D., Zhu, Z.Q. & Rahli, O. (2009) Sessile Drop in Microgravity: Creation, Contact Angle and Interface, Micrograviti Sci. Technol., 21(1), pp. 107-114. Abel G., Ross G.G., Andrzejewski L. Transformation of a disturbed sitting drop // Adv. Space Res. 2004. Vol. 33, no. 8. P. 1431-1438. Abel, G., Ross, G.G. & Andrzejewski, L. (2004) Transformation of a disturbed sitting drop, Adv. Space Res., 33(8), pp. 1431-1438. Кабов О.А., Зайцев Д.В. Влияние гистерезиса смачивания на растекание капли под действием гравитации // Докл. Акад. наук. 2013. Т. 451, № 1. С. 37-40. Kabov, O.A. & Zaitsev, D.V. (2013) Influence of wetting hysteresis on the drop spreading under the gravity effect, Dokl. Akadem. nauk, 451(1), pp. 37-40 (in Russian). Ignatyev А.A., Gotovtsev V.M. Transformation of gisturbed sittin drop // Умные композиты в строительстве. 2020. Т. 1, вып. 1. С. 39-43. URL: http://comincon.ru/index.php/tor/V1N1_2020 Ignatyev, A.A. & Gotovtsev, V.M. (2020) Transformation of gisturbed sittin drop, Smart Composite in Construction, 1(1), pp. 39-43 [online]. Available at: http://comincon.ru/index.php/tor/V1N1_2020 (accessed 10.10.2023) (in Russian). Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: учебник. М.: Наука, 1978. 840 с. Loytsyanskiy, L.G. (1978) Mechanics of fluid and gas: textbook. Moscow: Nauka (in Russian). Каплан И.Г. Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий. М.: Наука, 1982. 312 с. Kaplan, I.G. (1982) Introduction to the theory of intermolecular interactions. Moscow: Nauka (in Russian). Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. Л.: Химия, 1967. 388 с. Rusanov, A.I. (1967) Phase equilibria and surface phenomena. L.: Khimiya (in Russian). Verkholomov V.K. Two Concepts While Determining Contact Angle Value // Modern Sci. 2017. No. 1. P. 8-13. Verkholomov, V.K. (2017) Two Concepts While Determining Contact Angle Value, Modern Sci., (1), pp. 8-13. Товбин, Ю.К. Теория физико-химических процессов на границе газ – твердое тело. М.: Наука, 1990. 288 с. Tovbin, Yu.K. (1990) Theory of physical and chemical processes at the gas-solid boundary. M.: Nauka (in Russian). Ignatyev A.A., Gotovtsev V.M., Razgovorov P.B. Theoretical background for simulation of physical processes in the interfacial layer «solid-liquid» // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. Vol. 1889. P. 022077. DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022077 Ignatyev, A.A., Gotovtsev, V.M. & Razgovorov, P.B. (2021) Theoretical background for simulation of physical processes in the interfacial layer «solid-liquid», J. Phys.: Conf. Ser., (1889), pp. 022077. DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022077. Ignatyev A.A., Gotovtsev V.M., Razgovorov P.B. Theoretical background for simulation of the interfacial layer «liquid-gas» // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. Vol. 1889. P. 022088. DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022088 Ignatyev, A.A., Gotovtsev, V.M. & Razgovorov, P.B. (2021) Theoretical background for simulation of the interfacial layer «liquid-gas», J. Phys.: Conf. Ser., (1889), pp. 022088. DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022088.