Том 4 №5

Архив журнала Строительные материалы и изделия 2021

STRUCTURE FORMATION OF C-S-H FROM THE POSITION OF MICROMECHANICS OF COMPOSITE MEDIA

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-5-15
Аннотация
The creation of an environmentally friendly building material to protect the human environment can only be carried out from the position of a transdisciplinarity approach, taking into account modern achievements in geomimetics and micromechanics of composite media. A wide range of basalt-fiber-reinforced concrete based on composite binders has been developed, which have increased characteristics of impermeability and durability under extreme operating conditions. The nature of the influence of the composition and manufacturing technology of cement composites on the pore structure of the composite has been established, which has a positive effect on the characteristics of gas, water and vapor permeability. High early strength was obtained, which allows the use of materials for operational repair and construction in emergency situations. The positive influence of the composition of the developed composite on the performances has been proved. The water resistance of the modified composite provides a water pressure of 2 MPa for 148 hours, which corresponds to the W18 grade (for the control sample – W8), the frost resistance grade – F300. It was found that the water absorption of the modified concrete samples was lower than that of the control sample, which is explained by the decrease in the pore structure index λ by 28.4 times, and the average pore diameter by 3.05 times. The total pore volume of the modified concrete was lower and decreased with increasing dose of nanosilica.
PDF

DYNAMIC CALCULATION OF THE PLANE ELASTIC «DAM-FOUNDATION» SYSTEM

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-16-23
Аннотация
Design, construction, and reliable and safe operation of earth dams (more than 60 of them are in operation in the Republic of Uzbekistan located in seismic region) put forward requirements for the continuous improvement of the calculation methods for loads; as required by regulatory methods for fundamental (static) and special (dynamic) load combinations. These regulatory methods do not take into account the nonhomogeneous nature of the behavior and piecewise heterogeneity of the characteristics of foundation, and the stress-strain state (SSS) of an earth dam under constant or temporary loads, which is necessary for reliable and safe operation, especially in seismic regions. A general mathematical formulation of problems for earth dams in a plane elastic formulation is given. Dynamic calculations were conducted to determine the stress-strain state of an earth dam, taking into account the design features and real piecewise-nonhomogeneous physical and mechanical characteristics of soil of the structure body and base (these characteristics were provided by the design organization). The problem was solved by the numerical finite element method. The eigenfrequencies and modes of vibrations of the plane "structure-foundation" system are determined, considering the homogeneous and piecewise-nonhomogeneous characteristics of the foundation soil; the corresponding analysis of the behavior of the system was made. The stress-strain state of the “dam-foundation” system was investigated using calculated frequencies. The calculation results were lines of equal displacements (horizontal, vertical), normal and shear stresses in the “dam-foundation” system.
PDF

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТВЕРДЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЩЕЛОЧЕАКТИВИРОВАННЫХ ВЯЖУЩИХ С ЦИТРОГИПСОМ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-24-34
Аннотация
В процессе твердения вяжущей системы в консолидированный конгломерат, эффективность формирования структурного каркаса и основные эксплуатационные характеристики конечного про-дукта в значительной степени зависят от термовлажностных условий среды, в которой происходит консолидация вяжущего или сырца. В рамках данного исследования изучены различные условия твердения вяжущих щелочной активации различного состава. На основании проведенного литературного анализа, в качестве условий твердения для экспериментальных щелочеактивированных систем были выбраны следующие: 1) – термическая сушка, которая осуществлялась сушильном шкафу при температуре 60оС в течение 24 часов; 2) твердение в естественных лабораторных условиях, при температуре 23 ± 2оС, относительной влажности – 33 ± 2%. В качестве щелочных активаторов использовались водные растворы щелочи NaOH и соли Na2SiO3.
Результаты изучения изменения средней плотности показали, что при использовании щелочного активатора тепловая сушка способствует уплотнению затвердевшего композита (характерно для обоих видов щелочного компонента) на 5 и 7% для NaOH и Na2SiO3, соответственно. Отсутствие щелочных активаторов в экспериментальных составах приводит к разуплотнению структуры после воздействия термической сушки и снижению средней плотности до 18%. Результаты исследований показали, что термическая сушка способствует повышению прочностных показателей экспериментальных образцов щелочеактивированного вяжущего с использованием Na2SiO3 до 110 % (от 1.9 до 4 МПа). Для остальных составов наблюдается существенное снижение прочности (более чем в 2 раза). Визуальный анализ экспериментальных образцов щелочеактивированных вяжущих показал, что экспериментальные составы, содержащие добавку цитрогипса, продемонстрировали явные признаки высолообразования в случае их твердения в естественных лабораторных условиях. В то же время для аналогичных составов из серии образцов, твердевших в условиях термической сушки наблюдается полное отсутствие этого явления.
PDF

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-35-44
Аннотация
Основной целью настоящей статьи является получение сварных неразъёмных соединений современных термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов, выполненных лазерной сваркой, имеющих механические характеристики (временное сопротивление на растяжение, предел текучести, относительное удлинение при разрыве) и структурно-фазовый состав, близкие к основному сплаву или равные. Впервые показано, что, управляя параметрами термической обработки образцов со сварным соединением всех исследуемых алюминиево-литиевых сплавов, возможно целенаправленно влиять на формирование заданных механических свойств сварного шва за счет изменения структурно-фазового состава сварного шва. Исследована эволюция структурно-фазового состава сварных соединений термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов с помощью современных независимых методов диагностики: впервые использование дифрактометрии синхротронного излучения в сочетании с высокоразрешающей просвечивающей, сканирующей электронной и оптической микроскопией. Установлены зависимости приращения деформации при циклическом нагружении с амплитудами, превышающими предел упругости, от температуры. Для необработанных сварных соединений установлено, что при +85 °С повышается неоднородность приращение деформации, а его скорость увеличивается в 8 раз для сплава 1461, в 5 раз – для сплава 1420 и в 1,5 раза для сплава 1441. При температуре -60 °С у сплавов 1420 и 1461 появляются стадии упрочнения, в течение которых значение деформации при заданных граничных значениях напряжения уменьшается. При +20 °С происходит равномерное приращение деформации и увеличение амплитуды деформации при увеличении амплитуды напряжения. При +85 °С, амплитуда деформации не меняется с увеличением амплитуды напряжения, ее значение составляет 0,55-0,5 от амплитуды деформации при +20 °С. На основе результатов исследований разработаны технологические приемы, позволяющие получать при лазерной сварке авиационных термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов системы Al-Mg-Cu. Al-Mg-Li, Al-Cu-Mg-Li, Al-Cu-Li механические характеристики и структурно-фазовые составы сварных соединений, близкие к основному сплаву.
PDF