Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура @vestnik-susu-building
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Все статьи: 686
Влияние замораживания на прочность сцепления в бетонных швах при зимнем бетонировании
Статья научная
Объект исследования - бетонные швы и стыки крупнопанельных зданий. Целью исследования являлась оценка влияния раннего замораживания на прочность сцепления в бетонных швах и выявление эффективности различных технологических методов при зимнем бетонировании стыков сборных конструкций. Прочность сцепления определялась на образцах-призмах, изготовленных из тяжелого бетона и самоуплотняющихся мелкозернистых бетонных смесей. Получены зависимости влияния на прочность сцепления в бетонных швах и прочности бетона при сжатии в раннем возрасте после замораживания, оттаивания и последующего твердения в нормальных условиях. Установлено благоприятное влияние на прочность сцепления в швах предварительного прогрева стыков, а также динамика набора прочности сцепления в швах при «холодном» бетонировании. Результаты исследования позволяют существенно расширить область применения и повысить энергоэффективность беспрогревных методов зимнего бетонирования.
Бесплатно
Влияние известняка в цементе на структуру и модуль упругости тяжёлого бетона
Статья научная
В России в начале XXI века были активизированы работы по адаптации российских строительных стандартов к европейским. В связи с этим принятое в Советском Союзе решение не вводить в вяжущие добавки известняк в новом ГОСТ 31108 «Цементы общестроительные. Технические условия» было отменено. И в 2003 году российским ГОСТом был разрешен выпуск ЦЕМ II/А-И с содержанием известняка от 6 до 20 %, а в 2016 году - введен еще и ЦЕМ II/В-И с содержанием известняка от 21 до 35 %. Однако ранее исследованиями школы В.В. Тимашева было доказано, что применение добавки известняка в дозировке до 5 % положительно влияет на фазовый состав цементного камня и вносит только стабилизирующий эффект при его увеличении до 10 %. Введение добавки известняка в цемент свыше 10 % начинает существенно влиять на фазовый состав гидратов, модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона, поэтому применять его в составе цемента свыше 5 % следует только после дополнительных испытаний конкретного состава бетона, предназначенного для эксплуатации в строго заданных условиях.
Бесплатно
Влияние изменения климата на водные ресурсы в регионе Ближнего Востока и Северной Африки
Статья научная
Ближний Восток и Северная Африка (БВСА) сталкиваются с нарастающим водным кризисом, усугубляемым изменением климата, ростом населения, урбанизацией и неэффективным управлением водными ресурсами. По прогнозам, численность населения региона достигнет 724 миллионов человек к 2050 году, что увеличит потребность в воде на фоне уже существующего дефицита. С 2014 по 2020 год потребление воды выросло на 540 %, достигнув 360 млн м³ в 2020 году. Параллельно средние температуры в регионе повысились на 1,2 °C с 1970 года, а к 2050 году ожидается дальнейшее увеличение на 1,5–3 °C, что усилит засухи, тепловые волны и нехватку воды. В дополнение к этому количество осадков в регионе снизилось на 4,66 % за последние 60 лет, а прогнозы указывают на дальнейшее сокращение на 5–20 % к 2050 году, что усугубит нехватку водных ресурсов и снизит урожайность на 30 %. Повышение уровня моря на 3–5 мм в год в Персидском заливе и Средиземном море приводит к засолению прибрежных водоносных горизонтов и угрожает сельскому хозяйству. В данной работе проводится анализ динамики водных ресурсов региона в условиях изменения климата, а также рассматриваются стратегии адаптации. Полученные результаты подчеркивают необходимость комплексного управления водными ресурсами для смягчения климатических рисков и обеспечения устойчивого водоснабжения в регионе БВСА.
Бесплатно
Влияние количества и дисперсности золы на формирование структуры и свойства цементного камня
Статья научная
Экологические вопросы требуют большого внимания со стороны общественности и экологических организаций. Зола - мелкая, состоящая преимущественно из шарообразных стекловидных частиц, образующаяся при сжигании мелко молотого угля и обладающая пуццолановыми свойствами и/или гидравлической активностью. Использование золы в производстве бетона представляет экономичный и экологический способ ее утилизации по сравнению с доменным граншлаком, также распространенной пуццолановой добавкой, золу не нужно гранулировать и размалывать. В этой статье рассмотрена замена части портландцемента отвальной и дополнительно измельченной золой. Уменьшение размера частиц золы приводит к увеличению площади поверхности, в то время как добавление в качестве частичной замены цемента улучшает прочность, долговечность и микроструктурные характеристики цементного камня. Представлены результаты определения физико-химических характеристик цементного камня с различным зольным замещением.
Бесплатно
Статья научная
Изучены и дополнены особенности гидратации и твердения цементных систем высокофункциональных бетонов при помощи метода калориметрии. По результатам исследования определено влияние комплексных добавок на основе микрокремнезема и суперпластификаторов на процессы формирования структуры и свойств цементного камня. В исследовании применяли электронную микроскопию, рентгенофазовый анализ, дериватографию, калориметрию и физико-механические методы анализа свойств цементного камня. Установлено, что суперпластификаторы, помимо реологических и водоредуцирующих свойств, проявляют функции регуляторов схватывания и твердения цемента, а поликарбоксилатные суперпластификаторы способствуют формированию особенной, аморфизированной микроструктуры цементного камня. Так, поликарбоксилатный суперпластификатор в комплексе с микрокремнезёмом способствует формированию структуры цементного камня, состоящей преимущественно из слабозакристаллизованных низкоосновных гидросиликатов кальция. Такая структура способна сопротивляться циклическому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высушиванию и даже циклическому нагружению, что очень важно для дорожных бетонов.
Бесплатно
Статья научная
На основании исследования напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов стержней из равнополочных уголков, соединенных в тавр, получены закономерности изменения коэффициентов концентрации упругих напряжений по обушку и перу с торца уголков в зависимости от конструктивных параметров свариваемых элементов. Установлено, что величина коэффициента концентрации упругих напряжений с торца уголков со стороны обушка и пера определяется длиной, катетом сварных швов, шириной полки уголков и не зависит от толщины полки уголков и фасонки. Заведение фланговых швов на торец уголков на 20 мм не сказывается на концентрации напряжений. Наложение лобового шва снижает концентрацию упругих напряжений по обушку и перу в 1,62-2,45 раза.
Бесплатно
Влияние кремний содержащих добавок на свойство водонепроницаемости бетонных образцов
Статья научная
В статье исследуется влияние кремний содержащих добавок на свойство водонепроницаемости бетонных образцов. Приведен литературный обзор общих подходов и технологий, повышающих водонепроницаемость бетонных и железобетонных конструкций. Получены образцы нормального твердения на основе бетонов, содержащих в своем составе микрокремнезем, аэросил или золу, или их комбинации. Данное исследование направлено на изучение влияния комплексного модификатора на основе метакаолина, суперпластификатора и кремний содержащих добавок на свойство водонепроницаемости бетона. Указано на необходимость применения суперпластификатора для снижения водоцементного отношения и метакаолина как ускорителя твердения и набора прочности. Данная статья описывает часть результатов эксперимента, проводимого для поиска альтернативных вариантов кольматирующим дорогостоящим добавкам, используемых при бетонировании фундаментов частного домостроительства. Реализация научной работы не только внесет ясность в данную область, но и расширит знания о такой добавке, как аэросил.
Бесплатно
Влияние морфологии минералов доломитового вяжущего на прочность
Статья научная
Рассмотрены особенности морфологии минералов магнезиального вяжущего, получаемого при обжиге доломита в присутствии добавок-интенсификаторов. Выявлено, что периклаз и кальцит формируются мелкокристаллическими, периклаз имеет искаженную кристаллическую решетку. Выдвинуто предположение, что выявленные особенности морфологии обеспечивают магнезиальному вяжущему из доломита прочность, близкую к прочности вяжущих из магнезита и брусита.
Бесплатно
Влияние перегрузок на скорость роста усталостных трещин
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований роста усталостных трещин в зависимости от условий нагружения. Установлено существенное влияние интервала между растягивающими выбросами на процесс развития усталостных трещин.
Бесплатно
Влияние ползучести горных пород на нагрузки обсадной колонны
Статья научная
Согласно практическому строительству скважин и механическим основам, создана правильная механическая модель взаимодействия между обсадной колонной и стратиграфической ползучестью. При отсутствии стратиграфической ползучести напряжение в грунте не действует на ОК; при наличии напряжений в грунте и долгого действия внешняя нагрузка на ОК в самом деле представляет собой давление перекрывающего отложения.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты разработки технологии производства искусственного гипсового камня и минеральных вяжущих веществ на его основе. Показаны особенности технологии и оборудования для ее реализации.
Бесплатно
Влияние различных видов затворителей на гигроскопичность магнезиального камня
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований гигроскопичности магнезиального камня с использованием различных затворителей. Показано, что применение в качестве затворителя побочного продукта производства изопропилового спирта позволяет значительно снизить гигроскопичность камня.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование влияния примесей глинистых минералов из песков на эффективность работы поликарбоксилатныхсуперпластификаторов, свойства цементного теста и камня. Для проведения исследования были приняты пески различных месторождений Челябинской области, которые содержали разные глинистые минералы: монтмориллонит, гидрослюды и каолинит. Результаты исследования фазового состава глинистых представлены в данной статье. Исследование выполнено с помощью моделирования цементного камня бетона и проведено с применением математического планирования эксперимента, где основными факторами приняты: количество вводимого суперпластификатора от 0 до 0,8 % и количество глинистых от 0 до 4 %. Влияние указанных факторов на подвижность оценивали по расплыву цементного теста, а на прочность и пористость - по образцам-кубикам цементного камня с ребром 20 мм. Изучение фазового состава глинистых примесей из песков и особенностей структуры полученного цементного камня проводили с применением дериватографии, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Установлено, что прочность цементного камня и эффективность поликарбоксилатного суперпластификатора в большей степени снижает глинистый минерал монтмориллонит, а глинистые, содержащие гидрослюды или каолинит, на эти параметры влияют не столь значительно. Поэтому пески с глинистыми примесями до 2 %, состоящими из гидрослюд или каолинита, допустимо применять с целью получения даже высокофункциональных бетонов. Однако для обеспечения высокой эффективности поликарбоксилатных суперпластификаторов, повышенной прочности и долговечности бетонов на цементных вяжущих, рекомендовано применять мытые пески или пески с содержанием глинистых менее 1 %. Дополнительно выявлено, что поликарбоксилатный суперпластификатор способствует формированию структуры цементного камня из аморфизированных высокоосновных гидросиликатов кальция, которые отличаются повышенной стойкостью и, как следствие, долговечностью.
Бесплатно
Влияние раствора гидроксида натрия на морозное пучение глинистого грунта
Статья научная
Изложены физико-химические предпосылки к снижению морозного пучения глинистых грунтов путем их обработки растворами гидроксида натрия с добавкой негашеной извести. Приведены результаты лабораторных исследований, подтверждающих высокую степень снижения морозного пучения обработанного таким раствором легкого пылеватого суглинка.
Бесплатно
Влияние солей проникающей гидроизоляции на фазовый состав и пористость цементного камня
Статья научная
С помощью рентгенофазового, дифференциально-термического анализов и порометрии рассматривается влияние солей проникающей гидроизоляции на фазовый состав и пористость цементного камня.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время широко применяются монолитные и сборно-монолитные конструкции из железобетона, поэтому актуален вопрос обеспечения надежного контакта бетонов: вновь укладываемого («нового») и бетона, уже набравшего определенную прочность («старого»). В работе была рассмотрена проблема обеспечения необходимой прочности соединения «нового» и «старого» бетона, возникающая при организации технологических швов бетонирования и при выполнении стыков в сборно-монолитных конструкциях. Рассмотрены существующие предложения по повышению прочности контакта «нового» и «старого» бетона в русскоязычных и зарубежных источниках. Проведен анализ и сопоставление полученных результатов экспериментальных исследований, проведенных авторами данной статьи ранее. Сформулированы выводы, способствующие повышению прочности контакта бетонов в монолитных и сборно-монолитных железобетонных конструкциях. Предложен новый способ устройства технологических швов, заключающийся в том, что он организуется по технологии устройства замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций с использованием бетонной смеси на шлаковом вяжущем с модулем основности Мо более 1,0, затворенной щелочным раствором с уровнем рН выше 12,0. Представлено экономическое обоснование преимущества разработанной технологии по сравнению с классическим вариантом устройства рабочего шва бетонирования.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время широко применяются монолитные и сборно-монолитные конструкции из железобетона, в которых возможно устройство рабочих швов бетонирования. В связи с этим актуален вопрос обеспечения надежного контакта бетонов: вновь укладываемого («новый») и бетона, уже набравшего определенную прочность («старый»). В статье представлены методология и результаты экспериментальных исследований по изучению влияния рабочего шва, а также технологических параметров его устройства на дальнейшую работу конструкций под нагрузкой. Апробирована технология устройства рабочих швов с использованием бетонной смеси на шлаковом вяжущем с модулем основности Мо, равным 1,33, затворенной щелочным раствором с уровнем рН выше 12,0, и доказана эффективность применения данного технологического решения. Рассмотрена проблема устройства «вынужденных» наклонных швов бетонирования, вызываемая рядом технологических и организационных причин. Обосновано использование шлакощелочных растворов и шлаколощелочных бетонных смесей с указанными выше параметрами для устройства наклонных швов в монолитных железобетонных конструкциях, сформулированы рекомендации.
Бесплатно
Влияние толщины лакокрасочного покрытия на вероятность его растрескивания
Статья научная
В работе исследуется вероятность разрушения поливинилацетатцементных покрытий в зависимости от их толщины и прочности сцепления с цементной подложкой. Приведены сведения о закономерностях изменения когезионной прочности лакокрасочных покрытий в зависимости от их толщины. Предложена модель изменения когезионной прочности покрытия от толщины. Рассмотрен процесс растрескивания покрытий с позиции статистической оценки вероятности разрушения. Предложена графическая модель вероятности когезионного разрушения в зависимости от толщины и прочности сцепления покрытий.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен один подход к повышению достоверности определения значений горизонтальных перемещений (x), изгибающих моментов (M), поперечных сил (Q), реакции грунта по боковой поверхности (R) для буронабивных свай большого диаметра, испытанных горизонтальными нагрузками. В качестве основного объекта исследований принята буронабивная свая диаметром 1,5 м длиной 12,5 м (далее - свая ТР15), испытанная горизонтальными нагрузками (P) различной интенсивности. Предложенный подход предусматривает построение и сопоставление по глубине (z) эпюр реакций х(z), M(z), Q(z), R(z), полученных с применением следующих двух процедур (способов). Способ 1 основан на классическом дифференцировании эпюры углов поворотов φ(z) нормальных сечений сваи, способ 2 - на непосредственном дифференцировании эпюры M(z), полученной из результатов конечно-элементного анализа на модели свайной конструкции, предусматривающей применение эпюры x(z), определенной способом 1 для задания параметров контрольных точек, расположенных на глубине (z) по длине сваи. Авторами получены кривые распределения значений коэффициента пропорциональности K и коэффициента постели CZ(z) по длине испытанной сваи. Работа выполнена с применением результатов полевых экспериментов, которые провели G. Price и I.F. Wardle (1987), в частности с применением измерений угловых смещений (φ) контрольных точек по длине сваи. Эпюры построены авторами в системе математики MathCAD; расчеты M(z) для способа 2 выполнены с учетом особенностей нелинейного деформирования железобетонных конструкций в SAP2000. Для оценки достоверности значений M(z), Q(z), R(z), полученных указанными методами, учитывалось несколько критериев соответствия. Установлено, что незначительные отклонения кривой φ(z), построенной с применением аналитической функции, при огибании ею дискретных значений (φ), зафиксированных при инклинометрических измерениях, оказывают значительное влияние на достоверность построения эпюр M(z), Q(z), R(z). Показано, что при таком незначительном отклонении для сваи TP15 при нагрузке P = 1200 кН расхождение в оценках между значениями смещений (x) составляет 0,7 %, но расхождения между максимальными значениями (M), (Q) и (R) уже определяются равными 30, 30 и 38 % соответственно. Установлено, что зависимости K(z) и CZ(z), полученные для испытанной сваи при различных нагрузках (P) в уровне поверхности земли, имеют кардинально разный вид. Последнее следует объяснять нелинейной работой грунта и особенностями неупругого поведения свай при горизонтальных нагрузках большой интенсивности.
Бесплатно
Влияние уровня нагружения на коэффициент ползучести бетона
Статья научная
Железобетонные конструкции, которые подвергаются длительной нагрузке, со временем деформируются. Это связанно с ползучестью бетона. При напряжениях (45...50) % от призменной прочности бетона при длительном нагружении проявляется нелинейная ползучесть. Это приводит к тому, что при расчете железобетонных конструкций необходимо учитывать влияние уровня напряжений в сжатом бетоне на коэффициент ползучести, с помощью которого определяется модуль деформаций бетона в условиях длительного нагружения. Целью данной работы являлось экспериментальное исследование влияния уровня нагружения на коэффициент ползучести водонасыщенного бетона. В связи с этим были проведены экспериментальные исследования ползучести тяжелого модифицированного бетона. В качестве опытных образцов были приняты бетонные призмы размером 10х10х40 см. В экспериментах варьировался уровень нагружения бетонных призм от 0,35 до 0,9. В результате проведенных исследований установлено, что при уровнях нагружения 0,8...0,9 коэффициент ползучести практически не изменяется. На основании опытных данных, анализа данных различных авторов, отечественных и европейских норм предложены зависимости, отражающие влияние уровня нагружения, класса бетона по прочности на сжатие и относительной влажности окружающей среды на предельное значение коэффициента ползучести сжатого бетона.
Бесплатно
