2020г.

Архив журнала Строительные материалы и изделия Том 3

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

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА ИЗ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ЗА СЧЕТ ЕГО ГИДРОФОБИЗАЦИИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-4-24-30
Аннотация
Аннотация: перспективным направлением в решении задачи получения качественного асфальтобетона является применение минеральных наполнителей, в том числе из отходов промышленности. В статье рассмотрено использование шлака ОЭМК в качестве минерального порошка в составе асфальтобетонной смеси. Изучено влияние гидрофобизации минерального порошка Препаратом ГФ на влагопоглощение и его структурирующую способность по изменению предельного напряжения сдвига от содержания минерального порошка до и после гидрофобизации. Установлено, что обработка наполнителя обеспечивает необходимую гидрофобность минерального материала, снижает битумоемкость, водонасыщение, пористость асфальтовяжущего, способствует увеличению его прочности и водостойкости. Результаты исследований основных характеристик асфальтобетона на примере смеси типа Г III марки показали, что в результате гидрофобизации значительно увеличивается прочность, водостойкость, снижается водонасыщение, набухание композита.
PDF

НЕПЛАСТИЧНЫЕ СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-4-31-38
Аннотация
Аннотация: исследования некоторых ученых показывают, что самым дорогостоящим элементом при изготовлении строительной керамики являются глинистые материалы, в частности каолины. Они позволяют получить изделия с высокой прочностью, но при этом значительно повышают тугоплавкость массы. В связи с чем добавляют значительное количество плавня или увеличивают температуру обжига. Безусловно это приводит к увеличению стоимости изделий. В России запасы этих сырьевых материалов недостаточны и целесообразно искать новые нетрадиционные виды сырьевых ресурсов. Возникает необходимость корректировать компонентный состав керамических масс и использовать непластичное сырье. Примером могут служить природные волластониты или их аналоги в виде диопсида, являющиеся малоиспользуемым видом минерального сырья. В Сибирском регионе имеются несколько месторождений непластичных разновидностей сырья для производства обожженных строительных изделий. Самыми известными являются месторождения Слюдянского и Саянского районов. Авторами представлены, результаты анализа диопсидовых пород, где исследованы химический, минеральный составы и поведение образцов при нагреве. Определено отсутствие в диопсидах оксидов щелочных и щелочноземельных металлов. Содержание оксида железа в количестве 0,1% говорит о чистоте сырья. Больше половины состава занимает кремнезем, что составляет 53% и 58% в породах Бурутуйского и Саянского месторождений соответственно. Основу минерального состава образцов составляет диопсид, с присутствием кварца, кальцита, слюды и карбоната магния. Данный ассортимент минералов является традиционным во многих шихтах керамических материалов. Поэтому возможность использования диопсидовых пород в производстве строительных керамических материалов достаточно высоко.
PDF

О КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ ТОРГОВЫХ ЦЕНТРОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-4-39-47
Аннотация
Аннотация: в статье рассматривается способ создания параметров микроклимата в помещениях торговых центров, спортивных комплексов и т.п. На примере помещения торгового зала показана возможность использования комплексной системы, включающей воздушное отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха. Для повышения эффективности работы системы предлагается традиционное водяное отопление заменить на воздушное, которое работает за счет использования газовой горелки-теплообменника. Для помещений торгового центра в г. Санкт-Петербурге произведен теплотехнический расчет наружных ограждений, определена тепловая мощность системы отопления. По результатам теплового и воздушного баланса продуктовой торговой зоны рассчитана производительность системы вентиляции и кондиционирования. Подобрана автономная моноблочная установка для обработки воздуха. В холодный период установка выполняет функции воздушного отопления и вентиляции. Для экономии тепловой энергии предусмотрена рециркуляция воздуха. Рассчитано количество наружного и рециркуляционного воздуха. В теплый период охлаждение и осушение воздуха осуществляется за счет использования холодильного компрессионного цикла. Предлагаемая комплексная система создания требуемых параметров микроклимата позволяет снизить материальные затраты благодаря использованию газовой горелки-теплообменника вместо теплового пункта водяного отопления, а также применения более дешевого источника энергии и утилизации тепла за счет теплового насоса.
PDF

ВЛИЯНИЕ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ НА ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЕ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-2-5-18
Аннотация
Разработаны составы газо- и пенобетонов с улучшенными акустическими характеристиками. Выявлен оптимальный вид пористости, способствующей поглощению звуковых волн, как в диапазоне слышимых частот, так и при инфразвуковых и ультразвуковых частотах. Усовершенствована математическая модель проектирования звукопоглощающих бетонов, учитывающая, как пористость композита, так и влияние пористого заполнителя. Установлены закономерности синтеза газобетонов и пенобетонов, заключающиеся в оптимизации процессов структурообразования за счет применения полиминерального цементно-зольного вяжущего и порообразователя. Состав композита интенсифицируют процесс гидратации системы, что приводит к синтезу полиминеральной гетеродисперсной матрицы с открытой пористостью выше 60%. Выявлены особенности влияния системы «Портландцемент – алюмосиликат – комплекс модификаторов» на реологию бетонной смеси, что позволяет значительно уменьшить напряжение сдвига и создать легкоформуемые ячеистобетонные смеси. Повышенная активность и гранулометрия алюмосиликатов предопределяют рост числа контактов и механическое сцепление между частицами при уплотнении, упрочняя каркас межпоровых перегородок. Установлен механизм влияния состава бетонной смеси на микроструктуру композита. Наличие в системе наряду с цементом очищенных алюмосиликатов и комплекса добавок способствуют синтезу матрицы с открытой пористостью, за счет чего возрастает коэффициент звукопоглощения.
PDF

ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ГИДРОСИЛИКАТОВ КАЛЬЦИЯ НА ПРОЦЕССЫ ТВЕРДЕНИЯ И СВОЙСТВА НЕАВТОКЛАВНЫХ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕТРАДИЦИОННОГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-2-19-28
Аннотация
Одним из возможных путей улучшения свойств строительных материалов является модифицирование процессов структурообразования, что может быть реализовано за счет применения кристаллических затравок. В связи с этим актуальным является вопрос исследования влияния искусственных гидросиликатов кальция на процессы твердения, а также свойства силикатных материалов неавтоклавного твердения на основе нетрадиционного алюмосиликатного сырья. Проведенными исследованиями установлено, что добавка искусственных гидросиликатов кальция (CSH) в количестве 1-1,5 мас. %, при содержании в смеси CaO менее 10 мас. %, эффективно повышает прочностные показатели изделий на всех этапах тепловлажностной обработки от 8 до 16%. Наиболее интенсивный прирост прочности отмечается в процессе тепловлажностной обработки (ТВО) в период с 3 до 6 часов и составляет не менее 13%, в то время как у образцов без добавки искусственных гидросиликатов кальция прирост прочности составил 6%. Добавка искусственных гидросиликатов кальция интенсифицирует процессы структурообразования, что обеспечивает увеличение кристаллического вещества, а за счет волокнистого строения выступает в качестве фиброволокна, что способствует наноармированию формирующегося цементирующего вещества из новообразований в системе CaO-SiO2(Al2O3)-H2O на основе используемых глинистых пород и оксида кальция. За счет ускоренного набора прочности возможно сокращение длительности изотермической выдержки при сохранении необходимых эксплуатационных характеристик.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНОГО НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ, ВКЛЮЧАЮЩЕГО В СЕБЯ МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЭЦ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-2-29-35
Аннотация
Важнейшее направление ресурсосбережения в строительстве – это широкое использование вторичных материальных ресурсов, которыми являются отходы производства. Применение вторичных продуктов промышленности в качестве сырья для производства различных строительных материалов очень актуально, поскольку предоставляет производству богатые источники дешевого и, часто, уже подготовленного сырья; ведут к снижению затрат на производство некоторых строительных материалов, а следовательно, экономит капитальные вложения, предназначенные для строительства зданий и сооружений; освобождают крупные площади земельных участков и уменьшают степень воздействия на экологию окружающей среды. Целью проведенного исследования являются теплоизоляционные и конструктивно-теплоизоляционные материалы, с частичным замещением компонентов золошлаковыми отходами (ЗШО) топливно-энергетической промышленности: легкие бетоны с применением стекольного боя и бетоны, модифицированные серой. Исследованы свойства бетонов, модифицированных серой: предел прочности на сжатие, плотность и теплопроводность. Исходя из полученных свойств, была проведена сравнительная характеристика полученных материалов с уже имеющимися строительными материалами: бетоны, модифицированные серой, и легкие бетоны; легкие бетоны с применением стекольного боя и керамзитобетон. Произведен теплофизический расчет многослойных наружных ограждений. В каждом из вариантов в качестве конструктивно-теплоизоляционного материала был выбран один из следующих материалов: легкие бетоны с применением стекольного боя и бетоны, модифицированные серой. Также для каждого варианта наружного ограждения подобраны необходимые теплоизоляционные и конструкционные материалы. В экономической части рассчитана стоимость сырьевых компонентов, необходимых для получения 1 м3 исследуемых материалов, а также рассчитана стоимость 1 м3 многослойных ограждающих конструкций, в состав которых входят исследуемые бетоны.
PDF

МОДЕЛЬ РАЗРУШЕНИЯ ИДЕАЛИЗИРОВАННОЙ СТРУКТУРЫ БЕТОНА ПИЛЕНИЕМ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-2-46-54
Аннотация
Требования современного строительства – это прочность строительных конструкций, а также низкая себестоимость. Именно эти условия обеспечивают новые технологии, которые постоянно со-вершенствуются. Статья посвящена рассмотрению случаев вероятностного подхода к решению задачи о теоретических затратах энергии на разрушение бетона идеальной структуры. Процессы деформирования бетона и его разрушение изучается строительной механикой. Бетон является многокомпонентным материалом, что представляет определенную сложность в изучении трещинообразования. В условиях эксплуатации на бетонную/железобетонную конструкцию влияют свойства составляющих ее материалов, поэтому одной из самых важных задач является выбор критериев, которые способны комплексно охарактеризовать основные параметры бетона. Получение прочностных характеристик бетона эксплуатируемых конструкций остается актуальной задачей. В статье предложена к рассмотрению идеальная структура бетона. Особенности этой структуры – симметричность разрушения по двум главным плоскостям. Разрушение бетона проводили путем пиления отдельных полосок бетона. При этом для описания процесса пиления авторами была пред-ложена модель симметричной структуры бетона, в которой идеализированы зерна заполнителя. Они представлены в расчете в виде шаров в теле бетона. Выявлены особенности процесса пиления. Получены аналитические зависимости разрушения пилением идеальной структуры бетона. Сделаны выводы о возможности использования идеальной модели при получении прочностных характеристик бетона. Выполнен анализ симметричных идеальных составов бетона при различных переменных. Значимость проделанной работы заключается в возможности переноса результатов исследования на реальные здания и сооружения и решение главных задач, которые ставятся в исследовании.
PDF

ВЛИЯНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ СМОЛ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНОЙ СМЕСИ НА ОСНОВЕ БУТИЛКАУЧУКА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-2-36-45
Аннотация
Данная работа посвящена проблеме разработки вибропоглощающих полимерных материалов с высокими демпфирующими свойствами в широком диапазоне температур. Изучение влияния модифицирующих добавок на прочностные, демпфирующие, адгезионные и когезионные свойства композита на основе бутилкаучука является целью данной работы. Поставлена задача выявить фактические температурные, частотные, динамические и механические характеристики композиционного материала на основе бутилкаучука (далее БК) в зависимости от вида и концентрации смол. Ключевыми методами к исследованию данной проблемы является метод динамического механического анализа, направленный на получение информации об изменении динамических свойств полимерных материалов (прочность связи с металлом при отслаивании образцов композитов, определение сопротивления текучести образцов, определение миграции пластификатора). Благодаря установленным экспериментальным зависимостям выявлено, что добавление смол (3% по массе) в композиции на основе бутилкаучука ведёт к увеличению демпфирующих свойств композиционных материалов, а увеличение до (4,25% по массе) ведёт к их снижению. Установлено, что полученные наполненные смеси с высоким демпфирующим пиком и хорошими адгезионными и прочностными свойствами это смеси с добавлением алкилфеноло-формальдегидных смол.
PDF