Том 3 №3

Архив журнала Строительные материалы и изделия 2020

ЧИCЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ С УЧЁТОМ ВОЛНОВОЙ ДИНАМИКИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-3-5-20
Аннотация
Проектирование, строительство и эксплуатация высоких грунтовых плотин в сейсмических районах, одним примером которых является территория Республики Узбекистан, требует постоянного усовершенствования методов их расчета на различные нагрузки, как статического характера (силы гравитации, гидростатика и т.п.), так и динамического характера, включая сейсмические воздействия. Аварийные ситуации на таких сооружениях или их частичное разрушение при каких-либо воздействиях может привести к катастрофическим последствиям.
Целью данной работы является разработка математической постановки и алгоритма численного решения нестационарной задачи для грунтовой плотины в плоской упругой постановке. Для проверки предложенной методики и соответствующего комплекса прикладных программ приводится решение тестовой задачи (задача Лемба). По разработанной методике и алгоритму, основанного на численном методе конечных разностей, решена задача по исследованию напряженно-деформированного состояния на примере высокой Чарвакской грунтовой плотины, находящейся недалеко от г. Ташкента при сдвиговом воздействии на основании (типа сейсмограммы). Решение представляется в виде распределения линий равных перемещений, напряжений по телу плотины в зависимости от времени. При этом выявлены наиболее уязвимые зоны рассматриваемой грунтовой плотины.
PDF

МИНЕРАЛОВАТНЫЙ КОМПОЗИТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПОНИТ-СОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-3-21-27
Аннотация
В работе показана возможность производства теплоизоляционного композита на основе базальтовых волокон и сапонит-содержащего отхода горнодобывающей промышленности. Предложен способ изготовления теплоизоляционных композитов из гидромасс с различным содержанием комонентов смеси. В качестве заполнителя использовали базальтовые волокна, а в качестве связующего предварительно механоактивированный сапонит-содержащий материал (ССМ). Экcпериментально было установлено, что в зависимости от содержания компонентов композита, коэффициент теплопроводности меняется от 0,1109 и до 0,1342 Вт/(м•K), а прочность на сжатие – от 0,45 до 0,93 МПа. Кроме этого было установлено, что термическая модификация композитов при температуре до 1200°C значительно (до 4 раз) увеличивает его прочность на сжатие, при этом, практически не оказывая влияния на коэффициент теплопроводности. Эксперименты по определению коэффициента теплопроводности композита «базальтовые волокна – ССМ» в зависимости от его влажности показали, что полученный материал характеризуется интенсивным и линейным увеличением значений коэффициента теплопроводности при изменении влажности образца до 12%, а дальнейшее увеличение влажности практически не приводит к изменению значений коэффициента теплопроводности. Сопоставление теплоизоляционных и прочностных характеристик полученного минерального композита с наиболее распространенными конструкционными теплоизоляционными материалами показало, что по данным показателям он не уступает газо- и пенобетону. Также следует отметить, что является высокоэкологичным и может эффективно работать в условиях высоких температур (например, в условиях пожара), при этом даже увеличивая свои прочностные характеристики.
PDF

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕТОННОГО ЛОМА ИРАКА В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ И ЗАПОЛНИТЕЛЯ ТЯЖЕЛОГО И ЛЁГКОГО БЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-3-28-39
Аннотация
Актуальность работы обусловлена поиском альтернативных источников сырья для строительной индустрии, сопряженным с утилизацией техногенных отходов. Новизна статьи заключается в выявлении научных закономерностей влияния отходов сноса зданий и сооружений на формирование микроструктуры легких и тяжелых бетонов. Бетонные отходы готовили в качестве, как наполнителей цементных материалов, так и мелких заполнителей, на основе которых созданы бетоны с высокими механическими свойствами. Проектирование составов производилось с точки зрения геоники (геомиметики), в частности, с учетом закона сродства структур. Прочностные характеристики бетонных смесей были исследованы в соответствии с EN 12390-3. Кроме того, были определены микроструктурные, морфологические и термические свойства сырья и бетонов при 28-дневном отверждении. Впервые была обеспечена плотная микроструктура композита, как продуктами портландцемента, так и гидратацией, и, частично, продуктами гидратации ранее непрореагировавшего клинкера. минералы которого присутствуют в бетонных отходах и активируются при их измельчении. Использование отходов сноса зданий и сооружений в качестве наполнителя цементирующего материала при замене портландцемента до 20% позволяет получить лучшую прочность на сжатие, как тяжелых, так и легких бетонов.
PDF

КЕРАМИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕТРАДИЦИОННОГО ВИДА СЫРЬЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-3-40-46
Аннотация
В работе подняты вопросы поиска возможности получения строительного керамического материала с применением особого вида сырьевого составляющего. Основой в составе керамических масс был выбран диопсидовый концентрат в связи с его положительными параметрами необходимыми для по-вышения прочностных свойств материала и в целях поддержки местных месторождений сырья Восточносибирского региона. Для снижения оптимальной температуры обжига в небольших количествах использовался водно-щелочной раствор из силиката натрия. Химический состав диопсидовой породы показал в основном наличие оксидов кремния. Рентгеноструктурный анализ выявил присутствие диопсида, кварца и кальцита. Натрий-силикатное стекло характеризуется полным содержанием кремнезема и модулем в значении 3. С помощью диаграммы состояния трехкомпонентных систем установлены температурные границы необходимые для спекания керамических масс. Кривые плавкости показывают, что при температуре 1040оС значения первичного расплава у различных составов составляют 4-14%, а полное содержание расплава наблюдается при 1475оС. Определены показатели физико-механических свойств керамического материала, где при температуре обжига 1000-1100оС величина огневой усадки составила не более 1%, водопоглощение до 10%, прочность на сжатие до 31 МПа. Причем с увеличением количества диопсида до 90% в массе, прочность возрастает, а усадка уменьшается. Рентгенофазовый анализ составов определил преимущественно аналитические линии диопсида, которые начинают уменьшаться 1000оС, что определяет взаимосвязь с жидким стеклом. Кривые ДТА и ТГ термограммы показали эндотермический и экзотермический эффекты, обусловленные выходом адсорбированной воды и кристаллизации стекла. Установлена возможность получения высокопрочной малоусадочной керамики с использованием диопсидового сырья как основы керамических масс при добавлении в виде плавня натрий-силикатного стекла.
PDF

ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БЕЗБАЛОЧНЫХ ПЛИТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ. КОНСТРУКЦИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-3-47-53
Аннотация
В данной статье представлена программа экспериментального исследования поведения же-лезобетонных плит при продавливании в режимах статического и кратковременного динамического нагружения. На опасных производственных объектах всегда существует повышенная вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций аварийного характера, приводящих к взрывам и характеризующиеся резким нарастанием фронта, коротким сроком действия и волновым характером. С учетом размещения сложных технологических процессов в зданиях в настоящее время требуется реализовывать «гибкие» объемно-планировочные решения, например, применение безбалочных перекрытий. Необходимость выполнения данных исследований также обусловлена отсутствием методик и нормативных документов, регламентирующих расчет на продавливание безбалочных монолитных плит при динамическом нагружении. Целью и задачами данной программы являются: оценка влияния толщины плитной части образцов и класса бетона на прочность и трещиностойкость элементов, получение новых опытных данных, характеризующих процессы, возникающие в бетоне и арматуре, выявление схем разрушения образцов. Испытание проводилось на испытательном стенде на базе копровой установки. Выбор размеров опытных образцов обусловлен техническими характеристиками данной установки, задачами эксперимента, возможностями изготовления и испытания моделей, получением при испытаниях достаточно надежных значений исследуемых параметров. Двенадцать образцов испытывались на кратковременную динамическую нагрузку и четыре образца при статическом нагружении. При этом варьируются следующие параметры: класс бетона (B15 и B20) и толщина плитной части образца (100 мм и 120 мм). В статье представлено описание размеров, армирования, классов бетона исследуемых образцов, последовательность проведения работ при изготовлении образцов с учетом установки тензодатчиков. Результатом данной работы является разработка методики испытания опытных образцов.
PDF