Строительные материалы и изделия (технические науки). Рубрика в журнале - Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления»
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
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
Статья научная
В статье рассматриваются разнообразные приемы обеспечения бездефектного бетонирования различных транспортных объектов на примере возведения нескольких мостовых переходов в российских регионах. Показано, что с помощью внедрения апробированных расчетно-аналитических методик, базирующихся на моделировании теплофизических процессов, образующихся в реальном времени в бетонной смеси и во время ее разогрева, и в период остывания, в сочетании с накопленным опытом строительства подобных объектов возможно обеспечить получение бетонной конструкции требуемого конструкционного качества и эксплуатационной надежности с учетом регулируемых сроков возведения и применительно к различным условиям эксплуатации. Обозначенная в статье проблематика в нынешних условиях остается актуальной с учетом поэтапного развития транспортного мостостроения в России, имеющего колоссальное стратегическое и геополитическое значение, в том числе в условиях нынешних внешнеэкономических факторов, и поиск путей ее разрешения не представляется возможным без грамотного учета фактора температурного воздействия на твердеющий бетон как главный конструкционный материал, применяемый в строительстве. Предложенные методы позволили обеспечить требуемые конструкционные свойства конструкций указанного типа разных конфигураций, степеней сложности по возведению, а также выдержать установленные сроки возведения объектов в Крыму, Тольятти, других российских регионах и городах, и, несомненно, найдут применение при возведении иных подобных объектов и в нашей стране, и за ее пределами.
Бесплатно
Статья научная
Состав и свойства дорожных вяжущих играют важную роль в обеспечении продолжительных межремонтных сроков эксплуатации дорожных покрытий при пониженных температурах. Однако проведение испытаний непосредственно образцов асфальтобетонов связано с существенными техническими сложностями. Поэтому особый интерес вызывает внедрение в практику дорожной отрасли России нового метода определения температуры растрескивания дорожных вяжущих - метода ABCD. В данной работе рассмотрены особенности низкотемпературного поведения ординарных и модифицированных битумных вяжущих различного состава. При этом основным исходным сырьевым компонентом для всех исследованных вяжущих являлся битум нефтяной дорожный БНД 70/100. В работе определены низкотемпературные показатели для RTFOT-состаренных: битума, а также полимерно-битумных вяжущих марок ПБВ40 и ПБВ60. Показано, что методология ABCD позволяет объективно и оперативно классифицировать вяжущие по эффективности их применения даже без предварительного изучения остальных параметров. С помощью устройства ABCD был подтвержден широко известный факт о целесообразности модифицирования окисленных нефтяных дорожных битумов с помощью бутадиен-стирольных термоэластопластов.
Бесплатно
Принципы обеспечения качества проведения ремонтных работ на объектах транспортной инфраструктуры
Статья научная
В последние десятилетия в нашей стране возводится большое количество объектов транспортной инфраструктуры. Как в крупных городах, так и на периферии появляются новые мосты, тоннели, автодороги, не только обеспечивающие развитие экономики конкретного региона, но и существенно улучшающие транспортную логистику отдельных населенных пунктов, повышая тем самым их инвестиционную привлекательность. Однако при проведении работ по возведению транспортных сооружений зачастую, в силу определенных обстоятельств, в конструкциях возникают различные виды дефектов - трещины, раковины, полости, неплотности, которые необходимо устранять в достаточно оперативном порядке. Практика показывает, что данному процессу необходимо уделять должное внимание и обеспечивать его научно-техническое сопровождение, причем не меньшее, а зачастую и большее, чем при разработке мероприятий по предупреждению появления температурных трещин и дефектов на стадии проектирования объекта. Особо остро этот вопрос ставится в последнее время, когда на рынке строительных материалов существенно расширился спектр ремонтных составов различных производителей как из России, так и из-за рубежа. А из-за незнания некоторых особенностей ремонтных материалов и физико-химических процессов, происходящих в твердеющем бетоне, при производстве ремонтных работ очень часто возникают ситуации, приводящие к образованию еще более худших последствий и требующие принятия более сложных технических и экономических решений. В связи с этим в работе представлены результаты анализа проведенных исследований по устранению дефектов конструктивных элементов, позволяющие провести правильный выбор материалов для ремонта бетонных и железобетонных конструкций. Настоящая статья будет полезна работникам инженерно-технических служб, лицам, занятым на производстве в реальных условиях, а также всем, кому интересны технологические процессы, связанные с обеспечением качества ремонтных работ объектов транспортной инфраструктуры.
Бесплатно
Разработка практических рекомендаций по подбору составов пенобетонов на предприятиях стройиндустрии
Статья научная
Проведен анализ преимуществ пенобетона в сравнении с другими стеновыми материалами по показателям: назначение, материалоемкость, энергоэффективность, экологичность, огнестойкость, теплопроводность, звукоизоляция, долговечность. Представлены состав и характеристики оборудования технологической линии, спроектированной специально для рассматриваемой технологии. Это позволило получать пенобетонные изделия с расширенной номенклатурой по размерам; снизить общую металлоемкость технологической линии до 30 %; снизить количество ручного труда; увеличить производительность производства; улучшить качество производимой продукции. Далее даются рекомендации по подбору составов пенобетона. Одной из главных задач при этом является рациональное использование всех сырьевых компонентов и технологических возможностей. Подбор состава пенобетона предложено осуществлять расчетно-экспериментальным методом путем последовательных операций. Разработан алгоритм подбора состава пенобетонной смеси. Приведенные сравнительные технико-экономические показатели свидетельствуют о целесообразности выпуска пенобетона по одностадийной резательной технологии с применением турбулентного пенобетоносмесителя открытого типа. При высоком уровне рентабельности капитальные вложения окупаются за короткий срок. К определяющим причинно-следственным факторам следует отнести форму и габариты смесителя, форму и размеры активатора, скорость вращения и технологические особенности воздухововлечения. Разработана методика подбора состава пенобетонов с учетом установленных закономерностей влияния водоцементного отношения и концентрации пенообразователя, а также физико-механических и эксплуатационных свойств пенобетона.
Бесплатно
Самовосстанавливающийся бетон. Обзор зарубежных публикаций
Статья научная
Бетон и железобетон - основные конструкционные материалы, воспринимающие высокие нагрузки, многократное попеременное замораживание - оттаивание, коррозионные процессы и т. д., в результате чего возникает трещинообразование. Рассмотрены компоненты, необходимые для получения самовосстанавливающихся бетонов: виды бактерий и требования к ним, питательные среды, носители, прекурсоры (вещества, призванные интенсифицировать кристаллизацию СаСО3). Приведены реакции образования карбоната кальция при гидролизе мочевины и через бактериальное дыхание, приводящее к выделению СО2. Установлено, что карбонатная биоминерализация положительно влияет на физико-технические свойства бетонов: прочность при сжатии, изгибе и растяжении, стойкость к коррозии.
Бесплатно
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
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
