Том 3 №5

Архив журнала Строительные материалы и изделия 2020

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