Архив

ПОВЫШЕНИЕ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ ФИБРОЗОЛОБЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-6-5-16
Аннотация
Тенденция строительного материаловедения направлена на замещение долей портландцемента в составе вяжущего иными компонентами. В работе предложены принципы управления статической и динамической прочностью фиброзолобетонов, заключающиеся в комплексном влиянии добавок алюмосиликатной смеси, извлеченной из гидроудаленных золошлаковых отходов ТЭС, и базальтовой фибры, на процессы структурообразования цементного композита. Разработана четырехстадийная схема извлечения алюмосиликатов (АС) из гидроудаленной золошлаковой смеси, включающая дезинтеграцию, флотацию и двухступенчатую магнитную сепарацию. Установлено, что плотность свежей смеси в зависимости от дозы ведет себя закономерно, а плотность твердых образцов при малых дозах слегка падает. Отмечается высокая ранняя прочность разработанных композитов, в частности, для образцов с АС прослеживается полуторное увеличение прочности при сжатии по сравнению с бездобавочными образцами. Значительный эффект на прочность при изгибе оказывают комбинации «фибра + АСС» с учетверением прочности. Прослеживаются удачные аппроксимации прочности при сжатии и при изгибе от дозы алюмосиликатов для разных возрастов (1, 7, 28 суток) с закономерным поведением коэффициентов в степенных зависимостях. Выявлено многократное увеличение ударной вязкости разработанных составов. Использование результатов приведет к возможности проектирования высокопрочных бетонов, в том числе и для специальных сооружений.
PDF

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ШТУКАТУРНОГО ПОКРЫТИЯ С ОСНОВАНИЕМ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-6-17-26
Аннотация
Прочность штукатурных покрытий зависит от качества сцепления наносимого штукатурного слоя с основанием. Основания для нанесения штукатурных покрытий в обязательном порядке подготав-ливают, технология подготовки оснований может отличаться в зависимости от наносимого покрытия. Установлено, что чем ближе исходные структуры по строению, тем выше качество штукатурного покрытия в целом. Согласно геонике, родство структур в строительных композитах основано на базовых свойствах, общих физико-механических показателях, которые в равной мере относятся как к строительному штукатурному раствору, так и к основанию. При этом, допускается контактный связующий материал между основанием и штукатурным слоем с аналогичным показателями, наличие которого гарантирует надежное сцепление и прочность полученного покрытия. Применение штукатурных растворов на обогащенных мелких некондиционных песках с комплексными модифицированным добавками позволяет повысить технологические качества растворной смеси, физико-механические показатели штукатурных растворов и оптимизировать технологию нанесения штукатурного покрытия. Последовательное нанесение штукатурных слоев на техногенных песках с различным модулем крупности позволяет создать на основании базовое шероховатое покрытие, которое заделывает основные дефекты и создает базу для следующего слоя штукатурного раствора. Чеченская республика обладает обширными запасами очень мелких и мелких местных песков, которые по своим основным свойствам уступают средне- и крупнозернистым пескам, но при рациональном подборе состава, обогащении зернового состава могут быть использованы для получения высококачественных строительных композитов. Для обогащения зернового состава мелких местных песков предлагается применять отсевы дробления бетонного лома, объемы которых значительны на территории Чеченской Республики. Отсев дробления бетонного лома по химическому составу пригоден для обогащения местных мелких песков и при подборе состава штукатурного раствора повышает физико-механические и технологические свойства растворной смеси.
PDF

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА К КОЛЕЕОБРАЗОВАНИЮ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МОДИФИКАТОРОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-6-27-34
Аннотация
На сегодняшний день важной проблемой на территории России является колееобразование. Одним из способов улучшения свойств асфальтобетонных смесей и уменьшения износа дорожных покрытий является модификация вяжущего полимерными добавками. Целью работы явилось проведение испытаний подобранных составов ЩМА смесей, содержащих битум, модифицированный добавками сэвилена и каучука, на устойчивость к образованию колеи, которые позволяют спрогнозировать образование колеи пластичности. Выявлено, что при использовании сэвилена в его составе с увеличением концентрации винилацетата глубина колеи возрастает по сравнению с промышленным полимерно-битумным вяжущим. Показано, что при введении комплексной добавки на основе сэвилена и каучука в состав вяжущего снижается его колееобразование и увеличивается срок службы дорожного покрытия, что свидетельствует о высокой эластичности комплексно-модифицированного вяжущего. В работе выполнен расчет срока службы покрытия до образования критической колеи, требующей ремонта покрытия. Установлено, что по показателям угла наклона кривой колееобразования и пропорциональной глубины колеи составы с сэвиленом и каучуком не уступают традиционному промышленному ПБВ.
PDF

НАДЕЖНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ФАКТОРА ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-6-35-43
Аннотация
В процессе обследования железобетонных конструкций, находящихся в длительной эксплуатации, зачастую фиксируются сверхнормативные прогибы балок и плит, связанные с ползучестью бетона, проявляющейся при его раннем распалубливании. При этом отсутствуют визуальные признаки снижения их несущей способности. Учитывая высокую степень неопределенности факторов, влияющих на длительные деформации бетона, ресурс безопасной эксплуатации таких конструкций может изменяться в достаточно широких пределах, и оценить его фактическую величину можно только на основе вероятностных методов теории надежности. В статье приведены результаты исследования влияния ползучести бетона, вызванной ранним распалубливанием, на надежность сборных железобетонных балок покрытия трехэтажного здания. При расчетном моделировании использовались данные инструментального контроля механических характеристик материалов балок и их деформированного состояния. Проведен вероятностный расчет балки на ползучесть методом статистического моделирования с учетом изменчивости прочности бетона для различных значений относительной влажности воздуха окружающей среды и возраста бетона на момент приложения нагрузки. Получены статистические характеристики модуля деформаций и величины прогибов балки с различным уровнем обеспеченности. Расчет на безопасность показал снижение индекса надежности балки с учетом ползучести бетона при сроке эксплуатации конструкции 70 лет в 2,4 раза.
PDF

PERFORMANCES OF HIGH POROUS CELLULAR CONCRETE

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-5-5-14
Аннотация
The widespread use of cellular concrete for enclosing structures forces researchers to develop ways to improve their performance and durability. Compositions of aerated and foam concrete with the use of waste heat power engineering have been developed. The optimal formulation ratios have been identified that contribute to the creation of a rigid interpore matrix and water-repellent pore protection. The regularities of the synthesis of aerated concrete and foam concrete were established, which consist in optimizing the processes of structure formation through the use of a polymineral cement-ash binder and a pore-forming agent. The mix composition intensifies the process of hydration of the system, which leads to the synthesis of a polymineral highly porous heterodispersed matrix. The increased activity and granulometry of aluminosilicates predetermine an increase in the number of contacts and mechanical adhesion between particles during compaction, strengthening the framework of the interpore partitions. The mechanism of the influence of the composition of the concrete mix on the microstructure of the composite is established. The calculated sound insulation of airborne noise shows sufficient characteristics for using aerated concrete blocks as enclosing structures. One of the main advantages of aerated concrete is its low thermal conductivity, which is especially important from the point of view of ensuring the energy efficiency of buildings and structures. Even in spite of the high values of open porosity of the developed aerated concrete, the rigid frame makes it possible to achieve almost 2 times higher frost resistance characteristics than that of the reference specimen.
PDF

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-5-15-23
Аннотация
Статья посвящена проблеме обработки экспериментальных кривых ползучести полимеров. Ставится задача определения их реологических характеристик из испытаний на любой из простейших видов деформации. В основу для аппроксимации экспериментальных кривых положено нелинейное уравне-ние Максвелла-Гуревича.
Задача нахождения реологических параметров материала решается как задача нелинейной оптимизации. В качестве целевой функции выступает сумма квадратов отклонений экспериментальных значений на кривой ползучести от теоретических. Варьируемыми входными параметрами целевой функции являются начальная релаксационная вязкость и модуль скорости m*. Теоретическая кривая ползучести строится численно с использованием метода Рунге-Кутты четвертого порядка. Решение задачи нелинейной оптимизации выполняется в среде Matlab методом внутренней точки. Отыскиваются такие значения и m*, при которых целевая функция принимает минимальное значение.
Для апробации методики была решена обратная задача. При заданных значениях реологических параметров материала построена теоретическая кривая ползучести при изгибе, и по ней найдены значения и m*. Также методика апробирована на экспериментальных кривых релаксации напряжений вторичного поливинилхлорида и кривых ползучести пенополиуретана при чистом сдвиге.
Показано более высокое качество аппроксимации экспериментальных кривых по сравнению с существующими методиками. Разработанная методика позволяет определять реологические характеристики материалов из испытаний на изгиб, центральное растяжение (сжатие), кручение, чистый сдвиг, причем достаточно провести испытание только на один вид деформации, а не серию, как было предложено ранее некоторыми исследователями.
PDF

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО БЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-5-24-33
Аннотация
В статье рассмотрена возможность использования композиционных вяжущих и магнетита в качестве компонентов бетона с радиационно-защитными свойствами. Применение разработанных бетонов возможно не только при необходимости возведения атомных электростанций, но и создания бункеров или противорадиационных убежищ. Особенностью бетонов, которые применяются для защиты и проектирования кранов ядерных реакторов, являются их свойства, которыми они должны располагать. К таким свойствам относят: низкую теплопроводность, повышенную плотность, высокую термостойкостью, пониженные значения коэффициента термического расширения, усадка и ползучесть. Изучено техногенное сырье для получения особо тяжелых бетонов, проанализированы основные физико-механические характеристики, требования, которые необходимо учитывать при подборе состава сырьевой смеси для защитного бетона. В работе приведено сравнение физико-механических характеристик, выявлены преимущества и недостатки при введении вяжущего компонента различных типов: цемент, цемент с суперластификатором и вяжущее низкой водопотребности. Установлено, что применение вяжущего низкой водопотребности способствует повышению физико-механических характеристик при снижении расхода цемента в составе сырьевой смеси по сравнению с традиционным тяжелым бетоном с применением цемента.
PDF

ВЛИЯНИЕ ВОЛЛАСТОНИТА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-5-34-42
Аннотация
улучшение физико-механических свойств цементных композитов должно сопровождаться утилизацией отходов промышленности различной генерации. Поэтому в статье предложены принципы управлеиня прочностными свойствами бетонов, заключающиеся в комплексном влиянии волластонита, полученного из отходов борного производства, на процессы структурообразования цементной матрицы. При этом введенный в количестве 2-8 мас. % волластонит выполняет двойную функцию, минерального наполнителя и армирующего волокна. Доказано, что при наличии волластонита бетонная смесь становится более легкой, не снижая физико-механические свойства. Выявлено, что ранняя прочность для всех разработанных составов с добавкой волластонита повышается за счет ускорение гидратационных процессов. Силикат кальция, каким является волластонит CaSiO3, имеет близкий химический состав с цементным клинкером, особенно с белитом Ca2SiO4 и алитом Ca3SiO5. Это приводит к формировнию химически однородной и, как следствие, упрочненной микроструктуры. Удлиненные волокна волластонита, обладающие хорошим сцеплением с цементным камнем, обеспечивают эффективное микроармирование бетонного композита. Использование результатов приведет к возможности проектирования высокопрочных бетонов, в том числе и для специальных сооружений.
PDF

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ РЕЦЕПТУР ВЯЖУЩИХ КОМПОЗИЦИЙ С УЛУЧШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-4-5-12
Аннотация
Аннотация: экологическая безопасность земной цивилизации страдает от накопления огромных объемов промышленных отходов, природно-сырьевой потенциал сокращается, поэтому особое внимание уделяется разработке менее затратных и мало энергоемких технологий получения новых строительных материалов, реализация которых не требует высокотемпературной и дорогой технологической обработки, и позволит использовать вторичные и некондиционные сырьевые материалы.
В работе приводятся результаты разработки специальных рецептур вяжущих композиций щелочной активации на основе отходов цементного производства в виде аспирационной и клинкерной пылей электрофильтров вращающихся печей и отхода металлургической промышленности – добавки ферросилиция в виде активного кремнезема, что позволит получать новые строительные материалы с улучшенными свойствами. В работе исследуются свойства щелочного цементного теста и цементного камня, раскрываются вопросы, связанные с теоретическими основами формирования структуры и прочности искусственного камня на основе щелочного активатора. Результаты исследований, на наш взгляд, безусловно представляют практическую значимость для строительной отрасли, так как предлагаемые рецептуры бесклинкерных цементов способны частично заменить дорогой и энергоемкий портландцемент, позволяя создавать прочные и долговечные бетонные и железобетонные конструкции.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-4-13-23
Аннотация
Аннотация: в исследованиях использованы некоторые способы определения материалов, строго применяя действующие стандарты и требования Российской Федерации. Степень научной разработанности данного исследования заключается в том, что специалистами кафедры Инженерной физики и физики материалов Инженерного факультета Башкирского государственного университета и лабораторией ОАО «Керамика» Республики Башкортостан проведены исследовательские работы в области керамического материаловедения строительного назначения. Методологическая основа исследования лежит на общеизвестных методах исследования структуры глинистого сырья, пригодного для производства изделий строительного назначения, с выбором стабильной световой гаммы изделий и исключает трещинообразование в технологическом процессе производства кирпича. Правильно выбранный состав приводит к снижению энергозатрат без ухудшения физико-механических характеристик изделий.
PDF