Строительные материалы и изделия. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Статья научная
The article assesses the impact of concrete biodegradation on the durability of concrete and reinforced concrete bridge structures. Areas of biocorrosion and other types of concrete corrosion were identified on real bridges. Based on the developed physical and mathematical model, we calculated the service life of reinforced concrete bridge supports and proposed economically advantageous terms for removing biodeposits from concrete. We also calculated the economic efficiency of removing biofouling from concrete and determined that the annual economic effect amounted to 9 % of the cost of the estimated work. If preventative measures against biofouling are carried out at least once every five years, the period for carrying out works to eliminate defects in concrete and reinforced concrete building structures can be increased by 1.5x. We provide recommendations to improve the durability and effective operation of bridge structures.
Бесплатно
Статья научная
According to technical and economic characteristics it’s possible to replicate geosynthetics in house building and road repairing. Geosynthetic layers strengthen slopes and protect them from erosion; geosynthetic layers improve grass plot, minimize ground deformation and many other scientific works about the road and house building we come to the conclusion that it’s necessary to develop such materials as geosynthetics with warp knitted structure. Some experimental research in special laboratories for every case to test synthetic fiber for climatic and mechanical influences had been done. Geotextiles with warp knitted structure were tested for strengthening, compressibility, elasticity. The materials are tested for tear-stability. Stability is tested by the method of cylindrical cliche which helps to value stability of joints, press-and-hit-stability. Temperature, ultraviolet, acid and alkaloid influences test fiber in its chemical and physical qualities. All experiments done led to, that vc geotextiles with warp knitted structure can be applied to improving expansive ground qualities (concentrating, consolidating, CBR, diametrical force) because they have all necessary qualities required to such materials.
Бесплатно
Быстротвердеющий, высокопрочный и морозостойкий бетон на основе шлакопортландцемента
Статья научная
Известно, что бетоны на шлакопортландцементе (ШПЦ) отличаются высокими экологическими и экономическими показателями, а также повышенной долговечностью почти во всех средах эксплуатации. Но многими исследователями и технологами, как и положениями стандартов, утверждается, что на ШПЦ невозможно получать быстротвердеющие и высокопрочные бетоны, а также бетоны с высокой морозостойкостью. В настоящей работе предложены комплексные меры, направленные на эффективное повышение всех этих характеристик. Результаты испытаний доказывают, что при низком водоцементном отношении шлакопортландцемент, содержащий молотый гранулированный доменный шлак и минеральные добавки, способен быстро твердеть в нормальных условиях, набирать высокую прочность и формировать структуру цементного камня бетона с низкой открытой пористостью, которая обеспечивает высокую морозостойкость. В результате разработан быстротвердеющий бетон класса по прочности на сжатие B55 с маркой по морозостойкости F2 400 (F1 1000). Оценены и другие характеристики бетона: класс по прочности на осевое растяжение - Bt 3,6, на растяжение при изгибе - Btb 6,4; марка по истираемости - G1 и марка по водонепроницаемости - W16.
Бесплатно
Вещественный состав и свойства золы от сжигания осадков бытовых сточных вод
Статья научная
Одним из потенциальных многотоннажных источников сырья для получения строительных материалов являются практически неиспользуемые золы от сжигания образующихся в результате функционирования очистных сооружений канализации осадков бытовых сточных вод (ОБСВ). С использованием физико-химических методов изучены вещественный состав и свойства золы от сжигания бытовых сточных вод. Зола состоит из частиц с шероховатой текстурой поверхности и пористой микроструктурой и проявляет высокие впитывающие свойства. Установлено, что зола от сжигания ОБСВ по ряду характеристик (коэффициент фильности, истинная плотность, гранулометрический состав, содержание ряда оксидов) существенно отличается от используемых для получения строительных материалов зол ТЭС и суглинка. Близость оксидного состава золы и суглинка делает технически рациональным ее использование в качестве легкоплавкого алюмосиликатного сырьевого компонента с расширенным интервалом спекания. Наличие у золы гидравлической активности позволяет рассматривать ее и в качестве активной минеральной добавки к цементному клинкеру. Стойкость золы к раздавливанию сравнима с керамзитом, что допускает в ряде случаев пригодность ее в качестве наполнителя или мелкого заполнителя. Дренажные характеристики допускают использование золы при строительстве оснований автомобильных дорог.
Бесплатно
Влияние введения пенографита на прочность цементно-песчаного раствора
Статья научная
В данной статье рассматриваются основные эффекты от введения добавки пенографита. Пенографит, метод его введения в состав смесей и дозировка выбраны на основании низких затрат, но значительной эффективности. С помощью пенографита удалось достичь высоких значений физико-механических характеристик при замене значительной части портландцемента отходом металлургического производства. Проведенное сравнение выявило увеличение прочностных характеристик цементного камня на основе портландцемента, молотого доменного гранулированного шлака и их смеси при хранении в нормальных условиях и вследствие тепло-влажностной обработки при введении добавки пенографита. Наибольший эффект при добавлении пенографита имеет состав, содержащий 60 % доменного гранулированного шлака от массы вяжущего. На основании полученных результатов пенографит является конкурентоспособной добавкой по сравнению с другими, имеющими популярность на рынке добавок. В том числе за счет простого получения и введения добавка пенографита не уступает по эффективности графену.
Бесплатно
Статья научная
Выявлены закономерности влияния водоцементного отношения (В/Ц) и суперпластификаторов на тепловыделение, фазовый состав и прочность в процессе гидратации и твердения цемента. Установлено, что повышенное В/Ц вызывает не только увеличение индукционного периода и замедление гидратации цемента, но и формирование другого состава гидратных фаз. Обнаружено, что интегральные тепловыделения как при повышенном В/Ц=0,5 так и на поздних сроках гидратации цемента не имеют прямо пропорциональной зависимости с темпами набора прочности. Обоснована нецелесообразность применения калориметрического анализа цементных систем при В/Ц=0,5 в исследовательских целях, связанных в первую очередь с получением высокофункциональных бетонов.
Бесплатно
Влияние добавок на тепловыделение цементов
Статья научная
Исследовано влияние химических добавок-пластификаторов на тепловыделение при гидратации цементов местного производства. Сделаны выводы о том, в какой степени влияет каждая добавка на этот процесс для ЦЕМ II 32,5Н и для ЦЕМ I 42,5Н, и то, что введение добавки понижает максимальную температуру разогрева смеси. В лабораторных условиях для всех составов была подобрана нормальная густота в соответствии с ГОСТ 310.3-76. Результаты исследования были получены с помощью адиабатического калориметра. Была рассчитана площадь под графиками для определения количества теплоты, выделенного за определенный период.
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 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
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
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 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
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
Статья научная
Особенности производства строительно-монтажных работ при отрицательных температурах окружающего воздуха предполагают применение специальных технологий. В особенности это касается бетонных работ, требующих применения методов интенсификации твердения бетона монолитных конструкций. Использование бетонов на основе магнезиального вяжущего позволяет существенно снизить стоимость и продолжительность работ, так как для его затворения используются водные растворы хлористого магния, являющиеся электролитами с пониженной температурой замерзания. В статье приведены основные теоретические выкладки по формированию структуры строительных композитов при их твердении в условиях отрицательных температур. Раскрыты факторы влияния на процессы структурообразования и твердения магнезиального бетона. Приведена методика проведения эксперимента. Описаны полученные результаты. Дано объяснение характеру набора прочности магнезиального бетона, выдержанного первые 7 суток твердения в диапазоне температур от -10 до -20 °С. Получена математическая зависимость прочности магнезиального раствора от плотности применяемого водного раствора хлористого магния при расходе вяжущего от 50 до 25 % от массы заполнителя в исследуемом диапазоне температур выдерживания. Проведенные исследования доказывают, что магнезиальный бетон, затворенный водным раствором хлористого магния плотностью 1,15…1,25 г/см3, набирает прочность при температурах выдерживания от -10 до -20 ºС, отрицательная температура выдерживания уменьшает скорость твердения на 18…62 % от R28.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены основные принципы внедрения инструментов бережливого производства на промышленных предприятиях строительной индустрии в рамках реализации национального проекта «Производительность труда» на примере завода железобетонных изделий ООО «Бетотек». В рамках участия предприятия в проекте было проведено картирование пилотного потока создания ценности - производства железобетонных наружных трехслойных стеновых панелей, выявлено 48 проблем, вызывающих потери в процессе производства. С использованием диаграммы Ишикавы, а также других методов анализа были выявлены коренные причины основных проблем. Затем с помощью мозгового штурма были предложены варианты устранения данных причин и определены оптимальные методы решения проблем с помощью диаграммы выбора, после чего был разработан план по улучшению, направленный на сокращение потерь и обеспечение роста производительности труда. Практическое внедрение инструментов бережливого производства на предприятии позволило повысить производительность труда на предприятии на ~20 % после первого года участия в проекте и на ~7 % - после второго.
Бесплатно
Высокопрочное доломитовое вяжущее
Статья научная
Рассмотрена возможность получения качественного высокопрочного вяжущего из различных доломитовых пород. Исследованы процессы, протекающие в доломите при обжиге. Установлено, что в производстве доломитового вяжущего эффективно применение интенсификаторов обжига.
Бесплатно
Статья научная
На основе глиноземистого цемента, шлака алюминотермической выплавки ферротитана и добавок суперпластификаторов на основе эфиров поликарбоксилатов (РСЕ) разработано модифицированное глиноземистое вяжущее. Изучены методами физико-химического анализа особенности гидратации вяжущего в присутствии данных добавок. Показано, что в начальные сроки твердения (3-7 сут) скорость гидратации алюминатов кальция в различной степени снижается под действием суперпластификаторов на основе РСЕ. Выявлены добавки, в наименьшей степени замедляющие твердение, установлены их оптимальные дозировки. Исследовано влияние данных добавок на свойства вяжущего. Получено модифицированное вяжущее с повышенной огнеупорностью (1520-1550 °С). Показано, что применение суперпластификаторов на основе РСЕ обеспечивает вяжущему, содержащему шлак алюминотермической выплавки ферротитана, высокие прочностные показатели. На основе разработанного вяжущего, шамотного и огнеупорного заполнителя получены жаростойкие ячеистые бетоны с температурой применения до 1300 °С.
Бесплатно
Добавки-ускорители полифункционального действия для шлакопортландцементов
Статья научная
Исследовано влияние добавок-ускорителей на твердение и свойства бетонов на шлакопортландцементах. В качестве ускорителей использовали высокоактивные минеральные добавки - микрокремнезем и метакаолин, а также формиаты натрия и кальция. Выявлено, что наиболее эффективными ускорителями твердения и модификаторами структуры цементного камня бетона на основе шлакопортландцементов являются комплексы, включающие поликарбоксилатный суперпластификатор Glenium Ace 430 с формиатом натрия и Ace 430 с микрокремнеземом.
Бесплатно
