Том 2 №3

Архив журнала Строительные материалы и изделия 2019

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РЕАКЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ АЛЮМОСИЛИКАТОВ КИСЛОГО СОСТАВА С НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-5-11
Аннотация
Проблемы получения высококачественных строительных композитов являются весьма актуальными и, как правило, уходят своими корнями в типоморфные особенности (геологические или техно-логические условия образования) используемых сырьевых материалов. В этой связи, в условиях широкого внедрения того или иного материала, первостепенной задачей, ориентированной на оптимизацию процесса его получения и дальнейшую эффективность его использования, является разработка и применение методов оценки качества исходного сырья. Данный подход в производстве строительных материалов позволяет экономить время и сырьевые ресурсы при определении или прогнозировании конечных эксплуатационных характеристик проектируемого материала. При этом, наиболее остро этот вопрос стоит для новых и малоизученных строительных материалов. Это связано с тем, что отсутствие возможности прогнозирования характеристик конечных композитов на стадии подготовки и оценки сырья значительно ограничивает области их практического применения.
Среди таких малоизученных систем могут быть выделены бесцементные щелочеалюмосиликатные системы – геополимеры. В качестве сырьевых материалов для синтеза геополимерных материалов потенциально может применяться широкий спектр алюмосиликатов различного происхождения, которые существенно различаются в характеристиках. В связи с этим, методы оценки качества алюмосиликатного сырья для геополимеров не являются универсальными.
В рамках данного исследования предложена методика оценки реакционной активности в условиях высокощелочного воздействия, ориентированная на алюмосиликаты кислого состава, характеризующаяся преимущественно нанокристаллической (скрытокристаллической) структурой.
В качестве индикаторов реакционной активности использованы: степень растворимости в высокощелочной среде и предел прочности при сжатии. Установлено, что предел прочности при сжатии обратно пропорциональна степени кристалличности структуры алюмосиликата.
PDF

ПРИМЕНЕНИЕ ШАГОВО-ИТЕРАЦИОННОГО МЕТОДА ПРИ РАСЧЕТЕ ИЗГИБАЕМЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-12-27
Аннотация
Сборно-монолитные железобетонные конструкции с и без предварительного напряжения арматуры используются как вновь проектируемые самостоятельные, так и являются результатом проведения работ по усилению существующих конструкций наращиванием сечения. В обоих случаях поперечное сечение таких элементов рассматривается как двухслойное, а получающийся составной элемент работает под нагрузкой в условиях, распределенных между слоями внутренних усилий, механизм и фактическая величина распределения которых зависит от физико-механических характеристик, расчетной схемы и параметров контактного взаимодействия слоев. При расчете и конструировании предварительно напряженных железобетонных сборно-монолитных элементов податливость шва сдвига обычно не учитывается, что осложняет анализ действительного напряженно-деформированного состояния конструкции и содержит определенный нераскрытый потенциал ее рационального проектирования. Одним из возможных направлений в решении задачи, учитывающей сдвиг контактного шва, является использование вариационных принципов строительной механики при расчете таких конструкций, как стержней составного сечения. В рамках данной работы рассматриваются вопросы практической применимости при структурном анализе составного железобетонного сборно-монолитного стержня вариационных принципов строительной механики на основе метода В.З. Власова – И.Е. Милейковского в форме перемещений в сочетании с шагово-итерационным методом расчета. Приведены результаты численных расчетов по предложенной методике, что позволяет учитывать специфику работы связей сдвига сборного и монолитного слоя, осуществлять практический учет податливости шва, а также учитывать физическую нелинейность характеристик материалов, что позволяет осуществлять рациональное проектирование сборно-монолитных конструкций.
PDF

ОЦЕНКА СЕЙСМИЧНОСТИ СИЛ ИНЕРЦИИ ПО ФАКТИЧЕСКИМ ПОВРЕЖДЕНИЯМ МОСТОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-28-33
Аннотация
Постоянная угроза землетрясений в сейсмических опасных районах, вызывает необходимость исследования вопросов сейсмостойкости сооружений и разработки методов их проектирования с учетом сейсмического фактора. Значительную долю в общем объеме инженерных сооружений постоянных и строящихся на каналах, и на автодорогах занимают искусственные сооружения, типа акведуков, малых и средних мостов (путепроводов). В связи с этим, обеспечение сейсмостойкости указанных сооружений представляет практический интерес. Здания и сооружения, расположенные в сейсмических районах испытывают в процессе землетрясений воздействие факторов, вызывающих возникновение сейсмических усилий и изменение условий работы конструкций. В статье  представлены результаты сопоставления расчетов при динамической теории (по методу спектральных кривых)  и статической по определению коэффициента сейсмичности с фактическими данными о повреждениях сооружений при сильных землетрясениях.  Предложена формула расчета коэффициента сейсмичности.
PDF

АКТУАЛЬНОСТЬ СОЗДАНИЯ ИСКУСТВЕННЫХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ АТМОСФЕР В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-34-40
Аннотация
В настоящее время остро встала проблема качества воздуха в крупных городах с большим количеством автомобилей и промышленных предприятий. Нормативные документы на основе которых проектируют системы вентиляции регламентирует очистку наружного воздуха от пыли. Очистка от газообразных загрязнений, а так же от взвешенных аэрозолей данные документы не регламентируют. По результатам исследования качества воздуха в Москве за последние несколько лет зарегистрировано повышенное содержание загрязняющих веществ, таких как NO, СО, СО2, SO2. Вблизи оживленных магистралей в «часы пик» автомобили локально «выжигают» кислород воздуха, а выделяемые продукты горения ещё больше снижают удельную концентрацию кислорода в воздухе. Так же, большое количество загрязняющих веществ поступает от промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Применение в системах вентиляции дополнительных фильтров очистки, таких как фотокаталитический фильтр, адсорбционный фильтр способно снизить концентрации газообразных загрязнений до приемлемого минимума, но проблему пониженного содержания кислорода они не решат. Вдыхание воздуха с превышением ПДК в течении длительного времени может привести к необратимым последствиям для здоровья. В связи с этим, становится актуальной задача создания искусственных дыхательных атмосфер. Наибольшую актуальность качество воздуха и достаточное содержание кислорода имеет для детских учреждений, а так же специальных служб, работа которых связана с повышенной концентрацией внимания. Проблема загрязнения воздуха аэрозолями и мелкодисперсной пылью стала особо актуальной в связи со значительным увеличением заболеваний дыхательного тракта и различными аллергиями.
PDF

К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ НЕАВТОКЛАВНЫХ ГАЗОБЕТОНОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-41-47
Аннотация
Основу современного рынка ячеистых бетонов составляет газосиликат автоклавного твердения. В тоже время неавтоклавный газобетон является во многом более технологичным материалом, допускающим варьирование своих свойств в широких пределах, имеющим потенциально более широкую область применения, менее затратным при организации производства, что имеет большое значение для малого и среднего бизнеса. Основной проблемой неавтоклавного газобетона является более высокая стоимость сырья по сравнению с газосиликатом, и на 20…30% более низкие прочностные показатели. Предлагаемым решением этой проблемы является разработка специальных композиционных вяжущих с ограниченным содержанием клинкерной части и минеральными добавками различных генетических типов, учитывающих особенности протекания двухэтапного структурообразования материала – газовой поризации и формирования микроструктуры камня. В статье рассмотрены некоторые аспекты взаимодействия в системе «минеральная добавка – гипс – побочные продукты реакции газовыделения» с точки зрения влияния на вязкость вспучивающейся массы и прочность камня в различные сроки твердения. Даны рекомендации по предпочтительным составам композиционных вяжущих и дозировкам гипса в формовочной смеси при получении материала со средней плотностью в диапазоне 500…700 кг/м3.
PDF

ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ ПРИ ОСНОВНЫХ НАГРУЗКАХ С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОГО ОСНОВАНИЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-48-57
Аннотация
Проектирование, строительство и эксплуатация грунтовых гидротехнических сооружений, расположенных в сейсмических регионах требует постоянного усовершенствования расчетных методов расчета на различного рода нагрузок, как статических, так и динамических. На основе разработанной методики и комплекса прикладных программ произведен расчет грунтовой плотины (Туполангской ГЭС) на основные нагрузки (силы гравитации, гидростатика) с учетом конструктивных особенностей и реальных физико-механических характеристик грунта как самого сооружения так и его грунтового основания при высоте 165 м. Задача решена в плоской упругой постановке численным методом конечных элементов. Результатом расчета явились изолинии равных перемещений (горизонтальных и вертикальных), напряжений (нормальных, касательных, главных) по области занимаемой сооружением и его неоднородным основанием. Сделан ряд физических выводов относительно строительства ответственных сооружений на неоднородном грунтовом основании.
PDF

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ПОЛОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-58-64
Аннотация
В статье рассматривается актуальность применения композитных материалов при реконструкции подвергающихся большим нагрузкам бетонных и железобетонных полов промышленных зданий. Отмечается, что на современном этапе развития строительной индустрии особое внимание уделяют применению сталефибробетона, так как данный материал позволяет с минимальными материальными и трудовыми затратами провести работы по реконструкции промышленных полов. Новизной данного исследования является применение в качестве адгезива между существующим полом, который подлежит восстановлению и упрочнению, и вновь уложенным сталефибробетонным слоем полимер-битумного композитного материала с добавлением в состав цемента и графитового порошка, ранее полученного авторами экспериментальным путем. Указанный материал с обеспечением необходимой толщины является также конструктивной прослойкой для выравнивания поверхности нижнего слоя, уменьшения трения под подошвой верхнего сталефибробетонного слоя и существующего пола. В работе приводится технология производства работ при реконструкции. Состав сталефибробетонного слоя принят на основе исследований других авторов. Несмотря на то, что экспериментами доказаны монолитность и прочность реконструкции пола по разработанной технологии, в статье отмечается, что окончательные характеристики предлагаемой конструкции пола и технологии могут быть выявлены только при эксплуатации, что может стать основой дальнейших исследований по оптимизации толщины слоев предлагаемых к применению композитных материалов. Для оценки экономической эффективности применения указанных композитных материалов при реконструкции бетонных полов в ходе эксперимента выявлены некоторые показатели по трудовым и материальным затратам.
PDF

НАПРАВЛЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НАНОУГЛЕРОДНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-65-71
Аннотация
Направленное регулирование свойств асфальтобетона – важное условие получения долговечного материала, минимизирующее эксплуатационные издержки в процессе службы дорожного покрытия. Одним из таких перспективных направлений является модифицирование строительных композиций первичными углеродными наноразмерными объектами. В работе рассмотрен способ модифицирования минерального порошка из доломита углеродными нанотрубками, и приведены результаты испытаний асфальтобетона на его основе. Показано, что при использовании наномодифицированного дисперсного доломита в технологии приготовления асфальтобетонной смеси на поверхности зерен минерального материала образуется прочный, устойчивый к высоким температурам слой из структурированного битума. Увеличение динамической вязкости битума и комплексного модуля сдвига под воздействием УНТ способствует изменению предела текучести асфальтобетона выше уровня максимальных касательных напряжений, что приводит к незначительному накоплению остаточных пластических деформаций в плите, выполненной из такого материала, при исследовании колеестойкости. Таким образом, модифицирование битумов и асфальтобетонов наноразмерными добавками, может являться эффективным инструментом в борьбе с пластическими деформациями такими как сдвиги, наплывы и колееобразование в жарких климатических условиях, например, в условиях Иордании.
PDF

КОНЦЕНТРАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ И КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ ЛОКАЛЬНОМ НАГРЕВЕ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-72-77
Аннотация
Значительные по величине термические напряжения, возникающие в тонкостенных нагруженных растягивающими напряжениями металлических материалах и конструкциях, могут привести либо к их полному разрушению, либо к появлению в них зон нарушения сплошности. Анализируются уравнения для расчета температурных напряжений в плоских тонкостенных конструкциях при их локализованном тепловом нагреве, вызванном воздействием концентрированных потоков энергии. В качестве примера рассмотрена тонкостенная растянутая пластина, подвергающаяся сильному локальному нагреву в круговом пятне. Разработанная модель учитывает изменение упругих характеристик при сильном локальном нагреве и изменение толщины материала в пятне нагрева. В качестве примера приведена эпюра распределения тангенциальных напряжений для растянутой пластины в области кругового пятна нагрева. Таким образом, результаты исследования показывают, что происходит разрыв и концентрация напряжений по контуру пятна нагрева со стороны холодной зоны.
PDF

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ЗОНАХ СТРОИТЕЛЬСТВА, РЕКОНСТРУКЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-78-84
Аннотация
Экологический мониторинг строительного производства должен использовать современный научный и технический метод физического, химического и биологического контроля для периодического или непрерывного мониторинга и измерения факторов, связанных с химическими загрязнителями окружающей среды и физическим и биологическим загрязнением на месте, и для правильной оценки качества окружающей среды.
Для проекта строительства все этапы строительного производства нуждаются в экологическом мониторинге из-за различных целей мониторинга.
В течение всего периода строительства экологический мониторинг может точно, своевременно, всесторонне отражать воздействие строительных работ на площадку и окружающую среду и предоставлять научную основу для управления окружающей средой. Постоянный мониторинг позволяет получать актуальные результаты в режиме реального времени, чтобы помочь специалистам по управлению окружающей средой своевременно понять качество окружающей среды на площадке и иметь возможность своевременно реагировать.
PDF