Том 6 №4

Архив журнала Строительные материалы и изделия Том 6 №4

Влияние плазменной обработки высокочастотным индукционным разрядом пониженного давления на повышение адгезионных характеристик стекловолокна

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-5-14
Аннотация
В статье приведены результаты исследований, подтверждающие преимущества плазменной обработки при производстве стеклонаполненных композиционных материалов на основе полиамидов, заключающиеся в экологичности, ресурсосбережении и отсутствии зависимости от химических растворов, которые предлагает плазменная обработка по сравнению с традиционными методами. Путем оптимизации параметров обработки в исследовании также изучается, как плазменная обработка может управлять характеристиками поверхностного слоя и структурой материала, чтобы улучшать определенные характеристики стекловолокна без ущерба для других свойств.
В рамках исследования проводились эксперименты по изучению влияния низкоэнергетических ионов, генерируемых высокочастотной плазмой, на технологические характеристики стеклян-ных волокон. Предыдущие исследования показали, что плазменная обработка в различных га-зовых средах (аргон, воздух, пропан-бутановая смесь) позволяет удалять замасливатель с по-верхности стекловолокна, активировать его поверхность, увеличивать адгезию в системе поли-мер-наполнитель.
Для оценки адгезионных характеристик обработанных плазмой стеклянных волокон были про-ведены тесты на капиллярность. Результаты показали прямую зависимость между увеличением показателя капиллярности, длительностью и интенсивностью плазменной обработки. В резуль-тате исследования были определены оптимальные параметры обработки для достижения жела-емых адгезионных характеристик, в результате чего адгезионная прочность увеличилась в 1,5-1,7 раза.
Результаты исследования подтвердили сохранение эффекта плазменной обработки во времени, в связи с чем, рекомендуется использовать модифицированные стекловолокна для армирования полимерных матриц в течение первых 10-25 дней после обработки.
Полученные данные позволяют рекомендовать плазменную обработку для модификации стек-лянных волокон при производстве армированных полимерных композитов.
PDF

Инъекционные растворы на композиционных цементах для закрепления грунтов

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-15-29
Аннотация
Закрепление просадочных грунтов является важной практической научно-технической задачей, позволяющей осуществлять строительные и ремонтные работы на слабых (просадочных) грунтах оснований. Разработаны композиционные цементы (КЦ), включающие алюмосиликаты (АС), полученные обогащением золошлаковой смеси (до 65 мас. %), портландцементный клинкер и гипс. На основе разработанных КЦ создана широкая номенклатура инъекционных растворов с водовяжущими отношениями от 1,0 до 2,0, включающих отсев гранитного щебня с модулей крупности 0,7. Разработанные инъекционные растворы способны эффективно закреплять грунты оснований подземных сооружений, обеспечивая прочность грунтобетонного массива до 25,6 МПа с модулем деформации 10,1 ГПа. По данным седиментационного анализа растворов видно, что эти материалы обладают процентом водоотделения от 22,5 при В/В=1 до 36,5% при В/В=2. При этом показатели вязкости этих материалов говорят о высокой проникающей способности, так как время истечения растворов через вискозиметр Марша для растворов ИР5 и ИР6 составляет 39 и 40 секунд при В/В=1,5 и В/В=2, соответственно. Эффект повышения плотности инъекционных растворов на композиционном цементе в возрасте 28 су-ток, был максимальным при дозировке АС 45% по массе, далее он снижался с ростом содержа-ния алюмосиликатной составляющей. Отмечаются высокие отношения значений прочностных свойств во вторые сутки к аналогичным показателям в марочном возрасте: для прочности при сжатии 0,24 (0,20-0,22 у бездобавочных клинкерных композиций), для прочности при изгибе 0,16 (0,15 у бездобавочных клинкерных составов; при этом при повышении содержания АС выше 45% это отношение снижается до 0,14). Высокая ранняя прочность позволяет эффектив-но применять инъекционные растворы для срочного закрепления грунтов в ходе ремонта под-земных сооружений.
PDF

Радиопоглощающие материалы на основе герметика «Абрис»

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-30-41
Аннотация
В статье рассматривается создание эластичных самоклеящихся радиопоглощающих материалов для диапазона частот 4,5 – 6,0 ГГц. В последние десятилетия бурное развитие получили технологии, связанные с излучением электромагнитной энергии в окружающую среду. В 1996 году Всемирная организация здравоохранения впервые ввела понятие «Электромагнитное загрязнение окружающей среды». Электромагнитное поле является биологически активным, биотропным фактором, в определенных условиях способным вызвать патологические изменения в функционировании организма человека. Эффективный способ, позволяющий обеспечить требования электромагнитной экологии и безопасности – это снижение до прием-лемого уровня электромагнитного излучения за счет применения защитных материалов. Ана-лизируя состав существующих защитных материалов, очевидно, что экранирующие (отражаю-щие) свойства доминируют над поглощающими. В условиях современной магнитной обстанов-ки потребность именно в поглощающих материалах велика, что объясняется необходимостью исключить влияние переотражений на усложнение структуры электромагнитного поля, приво-дящего к росту суммарного поверхностного облучения объекта. В связи с этим на основе эти-ленпропиленового герметика «Абрис» выпускаемого ООО «Завод герметизирующих материа-лов» г. Дзержинск Нижегородской области разработан радиопоглощающий материал. Для по-глощения электромагнитного излучения в него вводится углеродное волокно UFM-4HD и ме-таллическая окалина. Показано, что введение их в состав композита приводит к поглощению электромагнитного излучения 75-78%. Материал предназначен для защиты помещений и обо-рудования от электромагнитного излучения.

Особенности создания информационной модели функционального перепрофилирования морских нефтяных платформ

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-42-57
Аннотация
В статье отмечается, что по завершении жизненного цикла утилизация морских нефтяных платформ (МНП) нецелесообразна и неоправдана с экологической точки зрения, поскольку в результате данного процесса гидросфера подвергается серьезному отрицательному воздействию, чем и обосновывается актуальность перепрофилирования МНП под объекты дру-гого функционального назначения. Рассматривается мировой опыт перепрофилирования МНП под гражданские и промышленные здания. Обращается внимание на то, что перепрофилирова-ние объектов приводит к сокращению сроков строительства, что возможно за счет оптимизации временных параметров демонтажных работ, ненужных при дальнейшей эксплуатации конструктивных частей МНП. Подчеркивается, что рефункционализация МНП, и в том числе создание на их базе так называемых плавучих городов, способна устранить комплекс экологических, социально-экономических и градостроительных проблем, что, однако, требует строгого профессионального подхода и внимательного изучения стадий жизненного цикла МНП до их функционального перепрофилирования и после, что, в свою очередь, может лечь в основу разработки информационной модели изменения функционального назначения МНП. Целью исследования является выявление особенностей разработки информационной модели перепрофилирования МНП под другие объекты, в связи с чем изучены основные типы МНП (глубина и конструктивные решения подводной части, основные достоинства и недостатки), необходимые для создания отдельных информационных блоков, которые должны войти в общую информационную модель перепрофилирования МНП. Также представлена схема информационных сред, где приводится алгоритм работ по созданию информационной модели перепрофилирования МНП с указанием стадий отдельных фаз жизненного цикла.
Сделан вывод о том, что изменение функционального назначения МНП должно выполняться в целях обеспечения экологической безопасности окружающей природной среды, в связи с чем формирование показателей экологической безопасности и энергоэффективности организацион-но-технологических решений изменения функционального назначения МНП необходимо вы-полнить на стадии предпроектирования.
PDF

Эксергетический анализ отопительного режима тригенерационного энергокомплекса на базе нового трансформатора теплоты

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-58-68
Аннотация
В статье анализируется с энергетической и эксергетической позиций тригенерационный энергокомплекс, разработанный авторами и состоящий из двух основных блоков: тепло-вогодвигателя и нового трансформатора теплоты, дополнительно имеющий генератор для вы-работки электроэнергии на собственные нужды. Основным преимуществом данного энерго-комплекса является сокращение потребления топлива в отопительном режиме. Делается акцент именно на тепловой эффективности установки и ее термодинамических параметрах.
Исследуемый энергокомплекс работает на органическом топливе, а также использует возоб-новляемые источники энергии (тепловой насос на органическом топливе) и позволяет получать значение коэффициента энергетической эффективности от полутора до более трех в отопитель-ном режиме. На основе анализа энергетической эффективности, посчитанной методом тепло-вых балансов, авторами проведен эксергетический анализ. Были рассмотрены различные вари-анты включения механического и теплового компрессоров парокомпрессионного и абсорбци-онного насосов, такие как последовательный, параллельный и смешанный. Для каждой вариа-ции будут различные условия работы, эффективность и различное применение источника теп-лоты и механической энергии
В результате проведенного расчетного анализа сделан вывод о том, что при достаточно вы-соком коэффициенте энергетической эффективности в отопительном режиме, энергокомплекс также имеет еще и большой потенциал для его дополнительного увеличения. Кроме того, энер-гокомплекс производит холод в теплый сезон и не нуждается в подключении к сетям электро-снабжения. А недостаточно высокие значения эксергетического КПД говорят о несовершенстве термодинамической системы и ее потенциале дальнейшего улучшения и повышения коэффи-циента энергетической эффективности.
PDF

Анализ мирового опыта строительства высотных зданий и обоснование организационно-технологических решений высотного строительства

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-69-85
Аннотация
Высотное строительство – актуальный путь развития современных мегаполисов в условиях постоянного роста численности городского населения и сопутствующего этому дефицита земельных участков для строительства объектов жилищно-гражданского назначения. При этом нужно сохранить то градостроительное наследие, которое формирует индивидуальный характер города. В связи с чем необходимо ориентироваться, с одной стороны, на историко-культурные особенности городской среды и имеющиеся в наличии городские ресурсы, с другой стороны, следует стремиться к индивидуальным архитектурным и градостроительным решениям, которые сделают строящиеся высотные здания привлекательными как для инвесторов, так и для градостроительного облика города и привлечения туристов. Однако для реализации творческих идей при строительстве высотных зданий необходим поиск адекватных технологических решений, что нередко является сложной задачей, особенно в условиях плотной городской застройки.
Цель статьи - обоснование организационно-технологических решений высотного строительства в условиях плотной городской застройки.
В работе осуществлен анализ опыта строительства высотных зданий и представлено обоснова-ние организационно-технологических решений высотного строительства в условиях плотной городской застройки.
На основе проведенного исследования показана возможность повышения эффективности управления процессом высотного строительства путем усовершенствования метода обоснова-ния и выбора рациональных организационно-технологических решений сооружения высотных зданий, направленных на эффективное использование ресурсов и уменьшение стоимости стро-ительной продукции благодаря учету градостроительной ценности территорий и комплексного влияния факторов энергосбережения и экологичности. При этом результаты исследования по-казали, что при строительстве высотных зданий с развитой подземной частью в условиях плот-ной городской застройки необходимо решение ряда сложных технических проблем, связанных с технологическими особенностями строительства и обеспечением устойчивости имеющейся застройки. Тем не менее современные строительные технологии и оборудование позволяют осуществить выбор доступных методов строительства высотных зданий с подземными соору-жениями, например, технология «вверх – вниз», позволяющая практически одновременно вести работы по устройству подземной и наземной частей здания, что соответственно ускоряет сроки строительства зданий, в первую очередь высотных и повышенной этажности.
Результаты исследования могут быть использованы в практике высотного строительства в условиях плотной городской застройки.
PDF