Строительные материалы и изделия (технические науки). Рубрика в журнале - Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления
Свойства арболита с наномодифицирующей добавкой на основе микрокремнезема
Статья научная
Исследованы физико-механические свойства конструкционно-теплоизоляционного крупнопористого арболита для стеновых неармированных изделий с использованием наномодифицирующей добавки (НМД), полученной способом ультразвукового диспергирования микрокремнезема в водной среде суперпластификатора С-3. Определены гранулометрический состав и микроструктура микрокремнезема как активного минерального компонента техногенного происхождения для НМД, состоящего из полидисперсных частиц аморфного диоксида кремния сферической формы средним диаметром 1150 нм. Выполнен анализ показателей размерности и агрегативной устойчивости НМД. Диспергирование микрокремнезема в интенсивном ультразвуковом поле, возбуждаемом в водной среде С-3, приводит к образованию агрегативно-устойчивой суспензии с дисперсной фазой средним диаметром 400 нм в интервале от 56 до 614 нм. Разработанная наномодифицирующая добавка позволяет ускорить набор прочности арболита в ранние сроки твердения и повысить его прочность на сжатие в проектном возрасте, а также снизить открытую пористость при незначительном увеличении средней плотности и коэффициента теплопроводности.
Бесплатно
Статья научная
В Сибирском федеральном округе керамический кирпич является востребованным строительным материалом. Отсутствие качественного глинистого сырья предполагает переход на выпуск изделий полусухого прессования. Рассмотрены также достоинства технологии жесткого формирования. Отсутствие высокопластичного глинистого сырья, необходимого в качестве добавки при использовании этой технологии, не удалось заменить местной породой, активированной ударно-волновым способом. Подобраны оптимальные состав шихты и технологические параметры для получения изделий полусухого прессования из местной глинистой породы Бердского месторождения. Для получения бездефектной продукции рекомендуется введение в состав шихты 10 мас. % диабазовой пыли - отхода, собираемого в циклонах (п. Горный Новосибирской области).
Бесплатно
Систематизация внешних воздействий с учетом усталостной трансформации цементных композитов
Статья научная
Рассматриваются вопросы проектного прогноза усталостной долговечности цементно-матричных композитов с использованием принципов и методологии расчетных предельных состояний. Испытанию подвергнуты стандартные призматические образцы (100×100×400 мм) двух серий: из бетона (серия «Б») и фибробетона (серия «ФБ») - бетона того же состава дисперсно-армированного (µf = 1,5 %) полипропиленовыми волокнами диаметром 0,8 мм и длиной 40 мм. Циклическое нагружение характеризовалось двумя уровнями амплитуды η = 0,6 и 0,8 при нулевой асимметрии. Продолжительность циклов составляла соответственно 200 и 50. Обоснована целесообразность приведения спектра случайных нестационарных воздействий к модельному эквиваленту в виде стандартизированных (базовых) циклов с априори установленными изменениями параметров сопротивления. Экспериментально обоснована возможность использования энергетических параметров усталостного отклика в качестве критерия верификации и обобщения воздействий различной интенсивности при оценке усталостной деградации.
Бесплатно
Строительно-технические свойства дорожного асфальтобетона на сталеплавильных шлаках
Статья научная
Показана возможность применения шлакоасфальтобетона в дорожных покрытиях в условиях необеспеченного поверхностного водоотвода городских улиц и дорог. Полученные асфальтобетонные смеси на основе сталеплавильных шлаков Новокузнецкого металлургического комбината (мартеновский, конвертерный, шлак печь-ковш) соответствуют требованиям ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия». Подтверждена гипотеза об изменении в материале структурных связей при длительном воздействии воды. Показатели строительно-технических свойств (на примере водостойкости и предела прочности при сжатии) при длительном водонасыщении шлакоасфальтобетона возрастают во времени по сравнению с образцами на традиционном заполнителе. Применение в составе асфальтобетона сталеплавильных шлаков способствует повышению качества асфальтобетонных смесей и дорожных покрытий и уровню безопасности дорожного движения.
Бесплатно
Статья научная
В статье излагаются результаты исследований, связанные с возможностью повышения прочности цементного камня на основе высокоосновных гидросиликатов кальция, синтезируемых в процессе автоклавной обработки, за счет снижения водоцементного отношения при помощи суперпластификаторов. Несмотря на то что камень автоклавного твердения на основе высокоосновных гидросиликатов кальция уступает по прочности низкоосновным, но позволяет улучшить показатели атмосферостойкости. Данный подход обусловлен тем, что действие добавок разжижителей в силикатных смесях усиливается по мере повышения основности, а образцы бетона на основе цементной матрицы, содержащей С2SH(А) в уплотненном состоянии, проявляют более высокую прочность. Показано, что снижение водоцементного отношения цементного теста на 20 % при помощи суперпластифкаторов (СП) повышает прочность при сжатии образцов цементного камня автоклавного твердения на 30 %, при этом рост прочности образцов аналогичного состава, твердевших 28 сут в нормальных условиях, не превысил 12 %. Отмечено, что прочность матрицы определяется не только формой и размером кристаллов высокоосновных гидратных фаз С2SH(А) и С2SH(С), но также степенью срастания и количеством контактов между ними.
Бесплатно
Теплоизоляционный материал на основе торфов Республики Бурятия
Статья научная
В статье приведены результаты исследований по получению теплоизоляционного материала на основе торфов Республики Бурятия. Проведены исследования по получению композиционного материала - торфодревесного теплоизоляционного материала на основе отходов лесопиления и низинного торфа Энхалукского месторождения Республики Бурятия. Исследованы различные способы активации торфа: с помощью тонкого механического измельчения - механохимической активации, химической активации - за счет введения химической добавки в виде безводного силиката натрия. Выявлен наиболее оптимальный способ активации торфяного вяжущего. Изучено влияние модифицирующих добавок на физико-механические свойства теплоизоляционного торфодревесного материала. Определены оптимальные способы сушки теплоизоляционного материала, разработана технологическая схема его производства.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты термодинамического моделирования в системе «Цемент - вода - углеродный наномодификатор». Углеродный наномодификатор содержит фуллерены С60 и С70. Термодинамические расчеты позволяют оценить вклад углеродного наномодификатора в процессы гидратации портландцемента. С помощью термодинамических расчетов были определены изменения фазового состава и общие свойства системы (полная энтальпия, энтропия) при введении углеродного наномодификатора. Результаты термодинамических расчетов согласуются с результатами рентгенофазового анализа гидратных композиций и экспериментальных исследований.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье предложена технология производства композиционного холодного асфальтобетонана золо-битумной суспензии, где в качестве твердого эмульгатора использована зола-уноса. Теоретически проанализированы процессы структурообразования асфальтового бетона. Лабораторно исследованы основные дорожно-технические свойства полученного материала, имеющие большое значение при его эксплуатации. Композиционный холодный асфальтобетон на суспензии с золой-уноса целесообразно применять на дорогах 4-й, 5-й технических категорий для укладки в качестве слоя покрытия для однослойных дорожных одежд или в качестве финишного слоя для двуслойных покрытий. Применяться данные смеси могут как для строительства, так и для ремонта дорожных покрытий. Актуальностью данного исследования является то, что при помощи полученных холодных смесей происходит утилизация техногенных отходов, что очень важно в настоящее время.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена возможность получения гидро- и коррозионностойкого изоляционного материала, защищающего от сильноагрессивных сред. Представлены методы механического, химического, ультрафиолетового и плазменного травления поверхности политетрафторэтилена для улучшения адгезионных свойств и возможности нанесения клеевого слоя. Проведено плазменное травление в вакууме поверхности политетрафторэтилена тлеющим разрядом переменного тока. Исследование краевого угла смачивания пленок ПТФЭ показало увеличение гидрофильности в результате плазменного травления при краевом угле смачивания 54-57°. Посредством качественного и количественного анализа обнаружено изменение содержания атомарного углерода (C), фтора (F) и появление кислорода (O) на поверхности пленок политетрафторэтилена после плазменного травления. Методами ИК-спектроскопии исследована поверхность пленок политетрафторэтилена; выявлены образовавшиеся в результате плазменного травления новые функциональные группы (OH, С=О, С=С, CH2, CH3). Представлен возможный механизм процесса плазменного травления и образования новых функциональных групп.
Бесплатно
Учет температурного фактора твердеющего бетона при возведении объектов транспортной инфраструктуры
Статья научная
В настоящее время в Российской Федерации значительно возросло количество личного и коммерческого автомобильного транспорта, в связи с чем все более остро встает вопрос строительства новых автодорог, мостов, тоннелей, других переправ. Поскольку зачастую при строительстве указанных объектов одной из главных задач является минимизация срока возведения объекта, на первое место выходит процесс интенсификации технологических процессов производства. Исходя из того, что абсолютным лидером по использованию в качестве основного строительного материала является железобетон, необходимо обязательное соблюдение всех качественных характеристик указанного материала как на стадии укладки бетонной смеси в опалубку, так и в процессе выдерживания твердеющего бетона до момента прекращения тепловлажностного ухода за ним. В связи с этим для оптимизации температурного фактора твердеющего бетона при возведении объектов транспорт- ной инфраструктуры необходимо уже на стадии проектирования объекта предусмотреть мероприятия по учету влияния температурного градиента твердеющего бетона на эксплуатационные свойства строительных конструкций. В статье представлены основные методы учета температурного фактора твердеющего бетона возводимых конструкций, разработанные, в том числе, авторами работы, применение которых позволит обеспечить бездефектность бетонирования объектов, в том числе в ускоренные сроки.
Бесплатно
Физико-механические свойства композитных материалов на основе эпоксидных смол с наночастицами
Статья научная
В статье показано влияние наночастиц в структуре компаунда на их физико-механические свойства. Описан способ получения одновременно пяти образцов в виде лопаток в силиконовой форме из эпоксидных композитов с различными наночастицами. Изготовление и использование многоместных силиконовых форм для получения различных по форме образцов перспективно и может быть использовано при дальнейших исследованиях. Композиционные материалы с наночастицами получали с применением ультразвуковых ванн. Выявлено, что различные марки эпоксидных смол имеют существенные отличия не только в технологии изготовления, но и по прочностным характеристикам образцов.
Бесплатно
Цементные пенобетонные смеси с глиоксалевой модифицирующей добавкой
Статья научная
В статье представлены результаты исследований цементного пенобетона с глиоксалевой модифицирующей добавкой, которая вводится в смесь различными технологическими приемами, в зависимости от требуемых технологических и технических характеристик смеси и строительных изделий. Для пенобетона с маркой по средней плотности D500: введение 40 % раствора глиоксаля в процессе приготовлении пенобетонной смеси повышает расплыв смеси на 27,3 %, прочность на сжатие - на 14 %, введение глиоксаля кристаллического в процессе приготовления смеси уменьшает усадку на 41,7 %, повышает прочность на сжатие на 19 %, предварительная обработка песка 40 % раствором глиоксаля повышает расплыв смеси на 30,9 % и прочность на сжатие на 82 %, совместный помол песка с глиоксалем кристаллическим в количестве 0,01 % от массы цемента снижает усадку на 54,7 % и увеличивает прочность на сжатие пенобетона на 114 %. Разработанный состав и технология производства пенобетона с глиоксалевой добавкой рекомендуются для производства стеновых изделий в заводских условиях, а также в монолитном и сборно-монолитном строительстве зданий.
Бесплатно
Статья научная
Проведено экспериментальное исследование прочностных свойств полимерного композиционного материала, наполнитель которого (стеклоткань) в ходе изготовления композита был подвергнут механическому растяжению во время затвердевания полимерной матрицы. В результате проведенных сравнительных испытаний предварительно напряженных и ненапряженных композитных образцов на растяжение было выявлено улучшение механических свойств предварительно напряженного композиционного материала. У предварительно напряженных композитов наблюдались более высокая стойкость к растрескиванию на 45 %, повышение предела прочности на 12 %, повышение модуля упругости на 4,7 %, по сравнению с образцами, наполнитель которых не подвергался предварительному напряжению. Полученные результаты позволяют рекомендовать использование предварительного напряжения наполнителя при производстве конструкций из композиционных материалов.
Бесплатно
Элементы оценки ресурса стальных балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки
Статья научная
В статье представлены возможные пути определения ресурса стальных, однопролетых балок, предварительно напряженных вытяжкой их стенки. Приведена методика поиска коэффициентов оптимального распределения материала по поперечному сечению симметричного, монометаллического стального двутавра. На основании теории сооружений определены предельно допустимые моменты внешних нагрузок для обычных и предварительно напряженных балок. Сформулированы аналитические выражения, характеризующие первое и второе предельные состояния предварительно напряженных балок, установлен ресурс их несущей способности. Выполнен анализ и определены аналитические зависимости жесткости предварительно напряженных балок и установлен ресурс конструкций по этому критерию. Определена высота исследуемых балок и ее изменение при вариации пролета и действующей равномерно распределенной нагрузки. Установлен ресурс высоты предварительно напряженных балок по сравнению с высотой обычных изгибаемых конструкций. Несущая способность балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки, выше соответствующей способности обычных балок в 1,8 раза, и их ресурс составляет 180 %. Прогибы предварительно напряженных балок меньше прогибов традиционных балок на 77,3 %, и их ресурс жесткости составляет 1,29. Высота обычной балки выше высоты предварительно напряженной конструкции в 1,847 раза. Ресурс предварительно напряженной балки составляет 187 %.
Бесплатно
Энергосберегающая технология получения безобжиговых материалов с использованием техногенного сырья
Статья научная
В статье приведены результаты исследований получения строительных безобжиговых материалов с использованием хризотилцементных и золошлаковых отходов Республики Бурятия. Установлены оптимальные технологические параметры: при увеличении давления прессования сырьевых смесей повышаются механические и гидрофизические свойства изделий, составы из отходов без добавления вяжущего позволяют получить марку кирпича М100. Разработана энергоэффективная технология производства стеновых и дорожных материалов на основе хризотилцементных и золошлаковых отходов Республики Бурятия методом гиперпрессования. Использование техногенного сырья снижает себестоимость изделий на 25-35 % по сравнению с традиционными изделиями.
Бесплатно
