Строительные материалы и изделия (технические науки). Рубрика в журнале - Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления
О влиянии режимов перемешивания на качество пенобетонной смеси
Статья научная
Для приготовления пенобетонной смеси на основе анализа априорной информации использовалась одностадийная технология приготовления пенобетонной смеси. В качестве перемешивающего устройства рассмотрены турбулентные смесители. Необходимым условием применимости смесителя служит обеспечение суспендирования частиц в объеме смешения. Рассматриваются особенности перемешивания только таких дисперсных систем «твердая фаза - жидкость», для которых характерны достаточно высокие скорости осаждения частиц, что применимо к пенобетонным смесям. Цементно-песчаные суспензии проявляют склонность к быстрому расслоению после прекращения перемешивания. Рассмотрены зависимости однородности структуры пенобетонной смеси от скорости вращения активатора и времени перемешивания. На основании результатов исследования сделаны следующие выводы. Влияние скорости перемешивания на однородность пенобетонной смеси изучалось на лабораторном турбулентном смесителе с конической частью 150 л. Использованы четыре отражательные перегородки, установленные на внутренней стороне корпуса смесителя. В качестве перемешивающего органа применяли трехлопастной активатор. Регулирование скорости вращения активатора осуществлялось изменением передаточного числа клиноременного привода, для этого использовался набор шкивов разного диаметра. Скорость вращения электродвигателя оставалась постоянной. Рациональная скорость вращения активатора при приготовлении пенобетонной смеси заданной однородности находится в интервале от 450 до 550 об./мин; рациональное значение времени перемешивания, обеспечивающее заданную однородность пенобетонной смеси, - в интервале от 3,5 до 5,5 мин.
Бесплатно
О влиянии скорости вращения активатора на однородность структуры пенобетонной смеси
Статья научная
В рамках проводимого исследования предложен ряд параметров, оказывающих значительное влияние на качество получаемой пенобетонной смеси. Для приготовления пенобетонной смеси на основе анализа априорной информации использовалась одностадийная технология. Авторами проведены эксперименты по влиянию скорости вращения активатора на однородность перемешивания пенобетонной смеси. Рассмотрены распределения концентраций взвешенных частиц по радиусу и высоте смесителя. На основании результатов всего исследования установлено, что уменьшение высоты установки мешалки над днищем способствует подъему частиц и увеличению потребляемой мощности. Выявлено, что наибольшее влияние на степень однородности распределения частиц в пределах периферийной зоны оказывают скорость осаждения частиц и масштабы смесителя, скорость радиального движения частиц уменьшается, а коэффициент турбулентной диффузии увеличивается. Это приводит к снижению степени неоднородности радиального распределения, и в смесителях стандартных конструкций радиальный перепад концентрации частиц в периферийной зоне незначителен. Установлено, что экономичность проектируемых смесителей в большой степени зависит от того, насколько обоснованны требования к степени однородности распределения концентраций в смеси. Ужесточение требований к степени однородности приводит к резкому возрастанию мощности. Излишнее снижение требований к степени однородности пенобетонной массы может способствовать осаждению некоторой части твердой фазы на днище смесителя, что приведет к неоднородности смеси.
Бесплатно
О возможности модификации цементных бетонов отработанным катализатором производства анилина
Статья научная
На химических предприятиях Российской Федерации ежегодно образуются сотни тонн отходов, загрязняющих окружающую среду и требующих утилизации. Некоторые химические отходы содержат в своем составе компоненты, которые могут использоваться в качестве модифицирующих добавок при производстве композиционных строительных материалов. Выполненные исследования посвящены повышению комплекса физико-механических свойств цементного бетона модифицирующей добавкой дисперсного железосодержащего шлама, являющегося отходом производства анилина. Прочность цементного камня, цементно-песчаного раствора и цементного бетона при сжатии, а также водонепроницаемость бетона определяли стандартными методами. Для выяснения причины повышения прочности цементного вяжущего при добавке в него железосодержащего шлама применяли мессбауэровскую спектроскопию. Кинетику процессов твердения цементного теста, раствора и бетона исследовали электронно-акустическим методом, кинетику тепловыделения при гидратации портландцемента определяли термосным методом, оптимальное количество добавки железосодержащего шлама получено вероятностно-статистическим методом. Установлено, что добавка железосодержащего шлама повышает прочность цементного камня на 16-18 %, цементно-песчаного раствора на 12-14%, цементного бетона на 8-10%, снижает водопоглощение бетона на 43-45% и повышает водонепроницаемость цементного бетона на 60-63%. Оптимальное количество добавки железосодержащего шлама в цементное вяжущее составляет 4,0-4,5 % от массы цемента.
Бесплатно
Об опыте применения метакаолина в качестве структурирующей добавки в цементных композитах
Статья научная
В статье приведены результаты исследования влияния метакаолина на физико-химические характеристики цементных композиций с описанием метаморфизма новообразований в структуре цементного камня при модификации его данной добавкой. Установлена концентрация, при которой достигается максимальное повышение прочности цементного бетона как в проектном возрасте, так и на ранних сроках твердения. Методами ИК-спектроскопии, дифференциально-термического анализа, рентгеновского микроанализа и изучения микроструктуры было установлено, что использование метакаолина в качестве структурирующей добавки усиливает гидратацию цемента за счет поглощения гидроксида кальция и формирования новой фазы в виде гидроалюмосиликатов кальция, что приводит к повышению прочности модифицированного цементного камня.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются разнообразные приемы обеспечения бездефектного бетонирования конструктивных элементов тоннельных сооружений и подпорных стен мостов. На примере исследования температурного режима твердеющего бетона подпорных стен с учетом опыта гидротехнического строительства показано, что при соблюдении определенного ряда условий размер блоков бетонирования подобного типа конструкций может быть увеличен. Указанная необходимость вызвана обеспечением требуемых сроков возведения конструкции, с одной стороны, и соблюдением критериев по обеспечению их качества - с другой. В работе приведены исследования, выполненные авторами, свидетельствующие о необходимости соблюдения при бетонировании требований по обеспечению безопасной разницы температур укладываемой бетонной смеси и основания, и решение задачи по увязке данной температуры является одним из основополагающих моментов при закрытии вопроса обеспечения высоких потребительских свойств всей возводимой конструкции.
Бесплатно
Обоснование степени деструкции резиновой крошки в резинобитумном вяжущем
Статья научная
Несмотря на наличие большого количества исследований, посвященных вопросам модификации битумов резиновой крошкой, на сегодняотсутствуют данные о степени ее деструкции. В статье описано влияние технологического режима получения резинобитумного вяжущего на степень уменьшения средневзвешенного размера частиц резиновой крошки и изменение структуры модифицированного битума. Установлено, что при одностадийном технологическом процессе получения резинобитумного вяжущего средневзвешенный размер резиновой крошки уменьшается всего на 3-4 %, в то время как при двухстадийном технологическом процессе изменение данного показателя составляет 15-20 %. Это приводит к тому, что при одностадийном технологическом процессе количество экстрагированных из резиновой крошки разорванных, но частично сшитых молекул каучука недостаточно для образования в вяжущем дисперсного каркаса, армирующего вяжущее и придающего ему улучшенные свойства, а при двухстадийном технологическом процессе данный каркас образовывается.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты получения опилкобетона с применением древесных отходов и ультрадисперсных добавок. Определены характеристики сырьевых материалов для получения опилкобетона. Показано, что при введении нанокремнезема происходит увеличение прочности при сжатии цементного камня и опилкобетона. Рентгенофазовый анализ цементного камня показал изменение интенсивности пиков портландита и гидросиликатов кальция. Определена кинетика набора прочности при сжатии опилкобетона при введении нанокремнезема.
Бесплатно
Статья научная
В статье проводится исследование взаимосвязи высоких физико-механических характеристик изделий высокопрочной строительной керамики и фазового состава керамического черепка. Фазовый состав и микроструктуру образцов клинкерного кирпича и керамического гранита определяли методом порошковой рентгеновской дифракции и с помощью сканирующего электронного микроскопа. Структура черепка влияет на многие свойства изделий, в том числе на прочность, водопоглощение, морозостойкость и др. В статье рассмотрены компоненты микроструктуры строительной керамики, придающие высокие физико-механические характеристики изделиям. Показано, что высокие физико-механические свойства клинкерного кирпича достигаются благодаря содержанию игловидного муллита. Микроструктура клинкерного кирпича представлена оплавленными зернами кварца и кристаллами муллита, между которыми фиксируются прослойки стеклофазы. В керамограните мелкокристаллический муллит распределен в рентгеноаморфной фазе. Керамогранит имеет хорошо развитую рентгеноаморфную фазу за счет интенсивного жидкофазного спекания. В образцах высокопрочной строительной керамики установлено формирование кристаллов лейцита, который оказывает армирующее действие на структуру керамического черепка.
Бесплатно
Статья научная
Приводится описание методики оценки остаточной жесткости и уровня накопления дефектов зданий и сооружений на основе анализа величин параметров собственных колебаний, определенных бесконтактным способом, при помощи высокоточного лазерного виброизмерителя. Лазерное отображение собственного колебательного процесса при спектральном преобразовании позволяет экспериментально определить фактические собственные динамические параметры сооружения и потерю жесткостных свойств в процессе эксплуатации, что, в свою очередь, определяет количественную меру оценки накопленных дефектов здания. На основе решения обратной задачи динамики разработана методика определения параметров остаточной жесткости из выражений собственных частотных характеристик, соответствующих колебаниям низшего тона. Предложенная ме-тодика позволяет произвести интегральную (комплексную) оценку остаточной жесткости несущих конструкций здания при горизонтальных воздействиях, не производя демонтаж ограждающих конструкций со всеми технологическими преимуществами обследований, вытекающими из этого обстоятельства.
Бесплатно
Опыт применения скользящей опалубочной системы при возведении мостовых сооружений
Статья научная
В настоящее время на объектах транспортной инфраструктуры активно внедряются новые передовые технологии. В комплексе с применением современных строительных материалов и систем это дает широкую возможность интенсифицировать процесс производства, ускорить темпы строительства объектов и снизить трудозатраты, применяя при этом новые современные проектные решения. Особенно важным это представляется в местах с пересеченной местностью, где, с одной стороны, необходимо обеспечить требуемые условия и темпы строительства объекта, а с другой - выстроить должные логистические маршруты, обеспечивающие бесперебойную и своевременную подачу расходных материалов и оборудования непосредственно на строительную площадку. Среди последних производственных разработок, нашедших применение в транспортной инфраструктуре, можно назвать скользящую опалубочную систему, применение которой непосредственно на мостовых сооружениях до последнего времени не имело массового характера, да и на других объектах промышленного и гражданского строительства объем ее применения по сравнению с классической опалубочной системой не столь велик. В 2021 г. при строительстве обхода г. Тольятти с мостовым переходом через р. Волгу в составе международного транспортного маршрута «Европа - Западный Китай» при сооружении стоек опор железобетонного моста впервые в транспортном строительстве была применена скользящая опалубочная система, позволившая ускорить темп строительства объекта, снизить сроки возведения конструкции и обеспечить должное качество ведения работ. В настоящей статье представлены основные предпосылки и порядок применения на объекте строительства скользящей опалубки, приведены особенности технологии возведения конструкций в ней и сложности, с которыми могут столкнуться строители при ее массовом использовании в транспортной отрасли, а также иная сопутствующая информация.
Бесплатно
Орнаментирование фасадных панелей зданий методом инкрементальной формовки листового металла
Статья научная
Металлические фасадные панели образуют внешний вид здания, делая его поверхность привлекательной и современной. С их помощью можно выполнить облицовку зданий различного размера и назначения жилые дома, промышленные объекты, торговые центры и т.п. В статье рассмотрена технология инкрементальной формовки листового металла для получения орнамента на объемных фасадных металлических панелях. Эта технология значительно увеличивает вариативность дизайнерских решений и оформления внешнего фасада здания, а также она значительно дешевле и доступнее в сравнении с классическими процессами листовой штамповки. В статье приведен анализ применения инкрементальной формовки в строительстве и архитектуре. Была смоделирована фасадная панель с национальным орнаментом, рассмотрены различные методы ее изготовления с помощью инкрементального формования. Проведено численное моделирование процессов формовки. Выбран оптимальный вариант формовки. Для оптимального варианта разработана экспериментальная установка и проведена опытная формовка. Были проведены замеры и анализ полученных результатов и сравнение с численным моделированием в программном комплексе PamStamp.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье авторами приведены опытные данные по определению модуля упругости бетона в возрасте 1, 3, 7, 14 и 28 сут. Также проведен сравнительный анализ полученных данных с нормируемыми значениями в соответствии с требованиями СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» для одинаковой прочности бетона. Установлено, что разница в опытных и нормируемых величинах полученных испытаний может достигать 35 %. Показано, что в расчетах собственных температурных напряжений изменение модуля упругости бетона необходимо увязывать с особенностями структурообразования в цементном камне. Полученные результаты целесообразно учитывать при расчете термонапряженного состояния бетона для железобетонных конструкций в раннем возрасте.
Бесплатно
Отходы обогащения железистых кварцитов как структурный компонент мелкозернистого бетона
Статья научная
В статье дается характеристика проблемной ситуации с накоплением отходов получения (хвостов обогащения) железорудного концентрата из железистых кварцитов на АО «Олкон» (Мурманская обл.). Ставится задача строительно-технологической утилизации хвостов обогащения в качестве компонента мелкозернистого бетона. Представлены результаты диагностики хвостов обогащения и их тестирования как участников процессов структурообразования мелкозернистого бетона в сравнении с кварцевым песком Оленегорского карьера. Показано, что замена природного песка на хвосты обогащения в исходном виде приводит к снижению прочности вследствие недоуплотнения смеси при принятых режимах виброуплотнения. Вместе с тем использование молотых хвостов обогащения в составе композиционного вяжущего обеспечивает рост прочности бетона по сравнению с бетоном на «чистом» цементе и повышение эффективности использования клинкерной части вяжущего в формировании прочности бетона на 57-58 %. Предложены рекомендации по составу мелкозернистого бетона класса В40 для изготовления вибропрессованных изделий городского благоустройства (тротуарная плитка, бордюрный камень и т. д.). Раскрываются перспективы дальнейших исследований в направлении строительно-технологической утилизации хвостов обогащения железистых кварцитов как фактора формирования биосферно-совместимой среды жизнедеятельности в регионе.
Бесплатно
Пенобетон на экструдированных древесных волокнах
Статья научная
Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания новых теплоизоляционных материалов, которые могли бы обеспечить комфортные тепловлажностные условия, быть экологически чистыми, современными, при этом обладать характеристиками, аналогичными древесине и являющимися безопасными для здоровья человека. В статье предложена разработка нового решения для получения теплоизоляционного материала с применением магнезиального вяжущего и экструдированного древесного волокна. Проведена серия опытов с экструдированным волокном на основе разных вяжущих и способов пено и газообразования: 1) на портландцементе с применением синтетического пенообразователя; 2) на магнезиальном цементе с применением синтетического пенообразователя; 3) на магнезиальном цементе с газообразованием с помощью алюминиевой пудры и гидрооксида натрия. Проведенные исследования показали, что утеплитель на основе магнезиального цемента и древесного волокна может быть эффективным в условиях, где требуется высокая огнестойкость и устойчивость к биологическим воздействиям, и при создании комфортного тепловлажностного режима в заполнении стен каркасных домов.
Бесплатно
Перспективы применения атмосферостойкой стали в мостовых сооружениях
Статья научная
В статье проводится комплексная оценка и анализ результатов технико-экономического сравнения различных вариантов пролетных строений малых мостов. В качестве сравниваемых вариантов рассматриваются стальные балки из прокатных двутавров стали 14ХГНДЦ, сварные двутавровые балки из стали 15ХСНД и деревянные конструкции пролетных строений. Использование стального проката марки 14ХГНДЦ позволяет получить эффективные и экономически выгодные решения в области транспортного строительства. Оптимальное использование атмосферостойких сталей в конструкциях мостов и других сооружений - это возможность увеличения срока службы объектов при минимальных затратах на их эксплуатацию и содержание. По результатам проведенного анализа установлено, что атмосферостойкая сталь является эффективным материалом для применения в мостостроении. Она обладает повышенной устойчивостью к атмосферным воздействиям, что повышает долговечность конструкции и безопасность на дорогах.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований изменений деформативно-прочностных характеристик щебеночно-мастичного асфальтобетона с использованием битумного вяжущего, модифицированного коллоидной добавкой. Коллоидная добавка синтезируется методом экстракции в кислотном растворителе с образованием продукта растворения коллагена. Описан механизм влияния модификатора на изменение микроструктуры вяжущего и основные свойства битума. Введение коллоидной добавки в битумное вяжущее позволяет регулировать температуру размягчения (по методу «Кольцо и шар»), глубину проникновения иглы, кажущуюся вязкость. Щебеночно-мастичный асфальтобетон на основе битума, модифицированного коллоидной добавкой, имеет повышенные физико-механические характеристики. Установлена зависимость изменения свойств битумного вяжущего и ЩМА от количества модификатора.
Бесплатно
Повышение прочности тяжелого бетона при использовании дисперсных минеральных добавок
Статья научная
Использование дисперсных минеральных добавок позволяет повысить прочность тяжелого бетона как при твердении с использованием тепловлажностной обработки, так и при твердении в нормальных условиях. Наибольшее влияние на прочность при сжатии бетона оказывает добавка диопсида в количестве 9 мас. %, повышая этот показатель на 29 %. Оптимальная дозировка известняковой муки составляет 2 мас. %. При применении комплексной добавки соотношением известняк:диопсид, равное 1:2, в количестве 7 мас. % достигнута прочность при сжатии в 28-суточном возрасте 28,6 МПа. Рост прочности при этом составляет 40,9 %. Замена в составе комплексной добавки 30-35 % диопсида на известняковую муку обеспечит снижение энергозатратности получения добавки.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований по использованию золошлаковых отходов Улан-Удэнской ТЭЦ-2 в качестве компонента вяжущего для укрепления оснований конструкций дорожной одежды на региональных дорогах Республики Бурятия. Выявлена закономерность увеличения предела прочности при сжатии и морозостойкости золоцементогрунта в зависимости от количества вяжущего, пропорции компонентов в смеси и от возраста твердения образцов. Доказано, что использование золы как гидравлической добавки позволяет не только экономить портландцемент для устройства жестких оснований автомобильных дорог с требуемыми физико-механическими характеристиками, но и повысить эксплуатационные показатели асфальтобетона для покрытий автомобильных дорог, увеличить сроки межремонтных работ. Минимальной марки укрепленного грунта (несущего слоя основания) для капитального и облегченного типов дорожной одежды М40 достигли все составы смесей, содержащие от 4 до 15 % портландцемента и от 8 до 19 % золошлаковых смесей.
Бесплатно
Статья научная
Составу и свойствам дорожных материалов в последнее время уделяется постоянное внимание. Расширение температурного диапазона использования битумных вяжущих - одна из основных задач, стоящая перед представителями нескольких отраслей: нефтеперерабатывающей, дорожной и полимерной. Постоянно расширяющийся набор синтетических материалов, способных существенно скорректировать свойства ординарных окисленных битумов и явился причиной данного исследования. Безусловно, эталонным полимерным модификатором для указанных целей на сегодня является бутадиен-стирольный термоэластопласт (БСТЭП, СБС-полимер). В качестве альтернативы для модификации битумов нефтяных дорожных вязких в данном случае был рассмотрен синдиотактический 1,2-полибутадиен (1,2-СПБ). Исследовано влияние полимерных компонентов на свойства битумных вяжущих. Оценена целесообразность применения различных по составу модифицирующих агентов, а также их смеси.
Бесплатно
Получение жесткостной характеристики кинематических фундаментов Юсупова А.К. средствами ПК Лира-САПР
Статья научная
В статье рассматривается сейсмоизоляция зданий кинематическими опорами (КО) [1, 2]. В [2] приведены различные варианты таких опор в виде «кинематических стен» [3]. «Отличаясь пониженной горизонтальной жесткостью, такие опоры снижают деформации здания и нагрузки на него за счет собственных смещений» [2]. Эффект сейсмоизоляции существенно зависит от силовой характеристики опоры H(∆), устанавливающей связь горизонтальной силы H, приложенной к верху опоры в точке А, с горизонтальным перемещением ∆ этой же точки (рис. 1). Показано, что уточненная модель КО приводит к жесткостным характеристикам, существенно отличающимся от таковых, полученных по упрощенной модели теоретической механики. При ∆
Бесплатно
