ivdon3@bk.ru
Приводятся результаты исследований по применению гипсогидратных кеков – отходов афинажного производства Красноярского завода цветных металлов для получения строительных материалов. Показано, что пастообразные кеки могут быть использованы в строительных растворах, а после сушки и измельчения порошок кеков используется, как мелкий наполнитель в асфальтобетонных смесях. Полученные строительные материалы отвечают требованиям соответствующих нормативных документов. По результатам исследований выбраны оптимальные составы растворов и асфальтобетона, которые были рекомендованы строительным организациям Красноярского края для внедрения.
Ключевые слова: отходы, кеки, строительные растворы, составы, свойства, уравнения регрессии, прочность, водоудерживающая способность, расслоение, минеральный порошок, асфальтобетон
Рассмотрено влияние щелочи NaOH на структуру и морфологию целлюлозы. Методами рентгеноспектрального микроанализа и электронной микроскопии установлено, что обработка древесной целлюлозы водными растворами NaOH позволяет понизить содержание лигнина в целлюлозе и значительно улучшить топографию волокон. Проведен сравнительный анализ образцов алкалицеллюлозы, полученных при обработке щелочью NaOH с концентрациями 13,7 % и 12,3 % при продолжительности процесса 5,5 часов, температуре 124 °С. Установлено, что при рассмотренных концентрациях NaOH, из исходной целлюлозы удаляется, соответственно, ~75 % и ~50 % лигнина. Результаты инфракрасной спектроскопии свидетельствуют о возрастании аморфизации алкалицеллюлозы. Лучшей морфологической однородностью и меньшим содержанием лигнина обладает алкалицеллюлоза, сформированная при концентрации NaOH 13,7 %.
Ключевые слова: древесная целлюлоза, химическая обработка, щелочность, лигнин, рентгеноспектральный анализ, электронная микроскопия
1.4.7 - Высокомолекулярные соединения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье рассматривается влияние различных суперпластификаторов на эксплуатационные характеристики бетона. Проведена серия испытаний образцов-балочек мелкозернистого бетона модифицированных пластификаторами различного типа. Экспериментально определено оптимальное количество вводимой добавки для сравнения пластифицирующего эффекта цементно-песчаной смеси. Приведены экспериментальные данные с указанием основных эксплуатационных характеристик материала в зависимости от используемой добавки. Определена наиболее эффективная добавка «Полипласт СП-3».
Ключевые слова: бетон, мелкозернистый бетон, смесь, лигносульфанаты, поликарбоксилаты, нафталинсульфанаты, пластификатор, суперпластификатор, водопотребность, пластичность
Исследовано влияние вторичного щебня на прочность и усадку бетона. Показано, что при замещении гранитного крупного заполнителя на дробленый бетон прочность на сжатие бетона снижается в среднем на 20 %, а прочность на изгиб – на 3-10%. Бетоны на вторичном щебне имеют большую усадку, но при минимальных исследованных дозировках рециклингового заполнителя их усадка незначительно отличается от усадки бетона на гранитном щебне.
Ключевые слова: отходы сноса, бетонный лом, рециклинг, вторичный заполнитель, прочность на сжатие, прочность на изгиб, усадка
В статье приведены результаты влияния замены части цемента вулканическим пеплом на прочность цементного камня в строительных растворах. Пуццолановые добавки обладают гидравлическими свойствами. Вулканические пеплы месторождений Кабардино-Балкарии можно применять в строительных растворах и бетонных смесях в качестве активной минеральной добавки.
Ключевые слова: вулканический пепел, активная минеральная добавка природного происхождения, строительные растворы с активными минеральными добавками, цементный камень, прочность на изгиб и сжатие
В данной статье представлены разработанные составы сухих растворных смесей для приготовления мелкозернистых бетонов. Для приготовления указанных смесей была применена технология электромагнитного воздействия на сухие компоненты растворов. В результате использования магнитного поля для активизации и повышения реакционной способности смеси значительно улучшились физико-механические характеристики мелкозернистых бетонов. Увеличение предела прочности образцов на сжатие достигало более 70 % по сравнению с прочностью образцов, приготовленных по обычной технологии без применения магнитной обработки сухих компонентов смеси.
Ключевые слова: сухая смесь, магнитная обработка, линейно-индукционный вращатель, мелкозернистый бетон, прочность
В статье показана возможность снижения водопотребности клинкерных вяжущих на основе безгипсового цемента с многокомпонентной добавкой из технического лигносульфоната и водного раствора силиката натрия. Показана возможность получения для строительных конструкций композитов на основе модифицированного безгипсового цемента с улучшенными свойствами.
Ключевые слова: композит, безгипсовый цемент, композиция, лигносульфонат технический, бетон, портландцемент, силикат натрия, прочность
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье рассматриваются существующие методы расчета прочности нормального сечения в многослойных изгибаемых конструкциях. Был проанализирован опыт российских и зарубежных исследователей, выполнено сравнение подходов, описанных в отечественных и иностранных нормативных документах, выявлены ключевые отличия. При этом уделено особое внимание математическому описанию работы бетона как материала. В заключении сделан вывод о целесообразности дальнейших исследований для поиска наиболее оптимальной методики расчета многослойных конструкций.
Ключевые слова: бетон, железобетон, многослойные конструкции, метод расчета, изгибаемый элемент, нормальное сечение, напряжения, высокопрочный бетон, диаграмма напряжения, описание работы бетона, изгибающий момент, нейтральная ось
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье показана возможность получения композита с использованием в качестве наполнителя – технического углерода. Оксид хрома трехвалентный выбран не только в качестве пигментной составляющей, но и в качестве светостабилизатора. Полученные результаты позволяют сказать, что дисперсная композиция работоспособна. Составы на техническом углероде и при содержании оксида хрома трехвалентного в количестве 1% - проявляют электропроводящие свойства.
Ключевые слова: пиролизный углерод, химический состав, структурно-морфологические характеристики, элементный состав, энергодисперсионный спектр, микрофотография, эпоксидное связующее, полиэтиленполиамин, оксид хрома трехвалентный, теплопроводность, электропроводность
Настоящая статья представляет из себя исследование физико-механических характеристик и волновых параметров пористо-волокнистых материалов (ПВМ), используемых в обеспечении звукоизоляции и виброзащиты зданий и сооружений. В работе выполнена классификация пористо-волокнистых материалов по исходному сырью и различной степени жёсткости, представлены основные физико-механические характеристики и волновые параметры ПВМ, и теоретические методы их определения. Представлены результаты лабораторных измерений физико-механических и волновых характеристик образцов ПВМ (стеклянной и каменной основы различной плотности и толщины). Проведено обширное экспериментальное исследование с целью оценить основные взаимосвязи между материалом образца, его плотностью, исходным сырьем, структурой, размером и его акустическими, физико-механическими и волновыми характеристиками. Результаты исследования имеют важное практическое значение для разработки акустически эффективных строительных материалов и их оптимального применения в строительстве и инженерных системах.
Ключевые слова: акустические измерения, акустическое проектирование, строительные материалы, характеристики пористо-волокнистых материалов, звукоизоляция, виброзащита зданий и сооружений
Использование отходов камнеобработки в производстве других видов продукции является актуальной задачей для камнерезных предприятий. В данном исследовании изучены возможности использования базальтовой пыли, образующейся при пилении, шлифовке и полировании изделий из базальтов и родственных минералов при изготовлении бетонов. Подготовлены три группы образцов с различным содержанием базальтовой пыли – 0 %, 5 % и 20 %. После окончательного твердения бетона проведены испытания прочности образцов на сжатие. Результаты показали, что добавка 5 % базальтовой пыли практически не снизила прочности бетонного образца, повышение содержания базальтовой пыли до 20 % вызвало снижение прочности образцов в среднем на 16 %. Характер разрушения образцов с содержанием базальтовой пыли соответствовал характеру разрушения аналогичных по форме бетонных изделий.
Ключевые слова: бетон, отходы камнеобработки, прочность, базальт
Сварка является основным методом соединения толстолистовой стали. Её применение приводит к значительным остаточным сварочным напряжениям. Остаточное напряжение может существенно повлиять на несущую способность стальных большепролетных мостов. В данной работе был проведён конечно-элементный расчет остаточных сварочных напряжений стальных листов толщиной до 100 мм, а также выявлено распределение поверхностных остаточных напряжений и влияние толщины листа на остаточное поверхностное напряжение.
Ключевые слова: стальной мост, толстолистовая сталь, сварочные остаточные напряжения, метод конечных элементов, сварное соединение, распределение напряжений
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Тепловая обработка бетона наряду с пропариванием является одним из основных методов ускорения твердения бетона и достижения им передаточной, распалубочной и проектной прочности. Данные технологии обработки бетона чаще применяются на заводах при изготовлении бетонных и железобетонных изделий массового производства в пропарочных камерах периодического и непрерывного действия, под переносными колпаками на стендах и других установках или в специальных термоформах, термопакетах, кассетах и т. п. Однако все больше возникает необходимость ускорения набора прочности бетона на строительной площадке в моменте производства строительно-монтажных работ, связанных с новым строительством, ремонтом или реконструкцией существующих строений. Целью исследования является изучение ускорения набора прочности бетона, подверженного тепловой обработке с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ). В статье приведены данные результатов экспериментального исследования бетонных образцов на сжатие, обработанных энергией СВЧ и контрольной группы образцов, набиравших прочность в естественных условиях. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о приросте прочности обработанных образцов бетона на 1 сутки на 72.94%, на 2 сутки на 27.83%, на 3 сутки на 14.23%, на 7 сутки на 1.1% в сравнении с образцами, не подвергавшимся СВЧ-воздействиям. С 14 суток происходит плавное падение прочности в сравнении с образцами, не подвергавшимися обработке с помощью электромагнитных полей, так, на 14 сутки прочность обработанных образцов бетона уменьшилась на 2.45%, на 21 сутки на 32,17%, на 28 сутки на 25.61%. В результате анализа полученных экспериментальных данных, сделаны выводы о том, что СВЧ- воздействия на бетонный раствор значительно увеличивают прочность бетона на ранних стадиях, но негативно сказываются на проектной прочности бетона в целом.
Ключевые слова: сверхвысокочастотное излучение, СВЧ, бетон, тепловая обработка, прочность, строительство
В статье рассмотрены факторы, влияющие на ограниченность минеральных ресурсов планеты и требующие расширения сырьевой базы стройиндустрии. Отмечено негативное влияние отвалов вскрышных пород на экологическое состояние среды обитания. Подчеркнута важность их переработки в полезный продукт в связи с необходимостью реализации отраслевой программы РФ «Вовлечение вскрышных и вмещающих горных пород, отнесенных к отходам производства, в хозяйственный оборот на 2022-2030 гг.». Выполнен анализ свойств песка и опоки как сырья для изготовления пенобетонов. Результат анализа позволил сформулировать перечень ограничений, в результате которых опоку нежелательно применять в бетонах слитной структуры и перечень причин, опираясь на которые можно прогнозировать целесообразность её применения в пенобетонах. Приведены результаты экспериментальных исследований, отражающие влияние индивидуальных свойств песка и опоки на плотность пенобетонных смесей, плотность затвердевшего пенобетона и кинетику их пластической прочности в течение трех часов твердения из которых следует, что замена песка на опоку позволяет существенно улучшать технологические свойства пенобетонных смесей без ущерба достижения их проектной плотности. Из анализа экспериментальных данных следует, что положительное влияние на технологические свойства пенобетонных смесей оказывают структурные особенности опоки, которые обеспечивают ускорение набора пластической прочности пенобетонных смесей после их укладки в формы. Важнейшей причиной достигнутого результата следует считать мезопоры, расположенные в объеме дисперсных частиц заполнителя из опоки. Установленные научные факты позволяют прогнозировать расширенное применение вскрышной породы – опоки в целях ресурсосбережения в стройиндустрии и строительстве.
Ключевые слова: ресурсосбережение, песок, опока, пенобетонная смесь, пластическая прочность
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье изложены результаты исследования реологических свойств цементных композиций с пластификатором на поликарбоксилатной основе и каменной мукой из карбонатных пород Саратовской области.
Ключевые слова: цемент, реологическая матрица, порошково-активированные бетоны, суперпластификатор, гиперпластификатор, тонкодисперсная добавка, отход камнедробления, каменная мука, водоцементное соотношение, водоредуцирующий эффект
Исследовано влияния вида и дозировки некоторых редиспергируемых полимерных порошков на деформации усадки строительных растворов, полученных из сухих строительных смесей, в т.ч. для теплых полов, после выдерживания при температуре 70оС в соответствии с ГОСТ Р 56387-2018. Введение в состав смесей добавок 4042Н, Е06РА, 5603 не привело к повышению деформаций усадки при выдерживании по ГОСТ Р 56387-2018 относительно бездобавочного эталона независимо от вида и дозировки добавки, при этом с указанными добавками независимо от их дозировки в пределах 1-3% значения усадочных деформаций составили менее 1,5 мм/м. Наибольшее влияние вида и дозировки редиспергируемых полимерных порошков на изменение усадки проявляется на стадии нагрева, что связано с их влиянием на кинетику обезвоживания и величину модуля упругости. В зависимости от типа цемента, вида и дозировки добавки значения влагопотерь к моменту окончания нагрева до 70оС составили от 0,114 до 0,629 относительно полных влагопотерь к моменту окончания выдерживания. Закономерно отмечено изменение усадки к моменту окончания нагрева от 0,027 до 0,595 относительно полной усадки к моменту окончания выдерживания, при этом выявлена пропорциональная зависимость между влагопотерями и усадкой. В некоторых составах к моменту окончания нагрева зафиксировано расширение до 0,469 мм/м. Для комплексной оценки степени влияния добавок на изменение деформационных и прочностных свойства строительного раствора при температуре выдерживания 70оС по ГОСТ Р 56387-2018 предложен показатель условного уровня напряжений, изменяющийся в зависимости от стадии выдерживания, типа цемента, вида и дозировки добавки в диапазоне от 0,489 до 3,05.
Ключевые слова: усадка, строительные растворы, сухие строительные смеси, редиспергируемые полимерные порошки, теплые полы
Исследовано влияние соотношения золы-уноса и доменного шлака в геополимерном вяжущем на свойства бетона, твердеющего при тепловлажностной обработке. Получены данные о влиянии состава вяжущего на удобоукладываемость бетонной смеси, прочность и усадку бетона. Установлены зависимости влияния температуры твердения и доли шлака в вяжущем на прочность геополимерного бетона. Полученные результаты позволили рекомендовать исследованное вяжущее и бетон на его основе для опытного промышленного производства сборных железобетонных конструкций.
Ключевые слова: геополимерное вяжущее, зола-унос, шлак доменный, бетон, прочность, удобоукладываемость, водопоглощение, усадка
Проведён анализ патентов Китая в области технологии синтеза неизоцианатных полиуретанов . Отмечено, что Китай в этой области конкурирует с США.
Ключевые слова: патенты, неизоцианатные полиуретаны, олигомерные циклокарбонаты
1.3.16 - Атомная и молекулярная физика , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Рассмотрен технологический процесс изготовления самоклеящихся радиопоглощающих материалов. Технологический режим изготовления радиопоглощающих материалов состоит из двух операций – приготовление смеси и изготовление из полученной смеси радиопоглощающих материалов. Важным этапом является перемешивание смеси. От качества смеси зависит качество радиопоглощающего материала.
Ключевые слова: смесь, время перемешивания, сканирующий зондовый микроскоп, исследование микроструктуры
Показана эффективность золы-уноса Ново-Иркутской ТЭЦ и золошлаковых смесей с ТЭЦ-10, образующихся при сжигании твердотопливных ископаемых АО «Иркутскэнерго», в составе цементов низкой водопотребности. Определены химический состав и физико-технические свойства этих отходов. Изучена размолоспособность и рассчитаны удельные энергозатраты цементов с различным содержанием зол (30-70 %). Установлено, что цементы низкой водопотребности с золой-уноса и ЗШС по технологическим и физико-механическим показателям не уступают портландцементу, и могут быть рекомендованы для применения в строительстве.
Ключевые слова: крупнотоннажные отходы, золошлаковые смеси, размолоспособость, цемент низкой водопотребности, суперпластификатор
Приведён обзор исследований фотоэлектрических хроматических устройств регулирования прозрачности стекла и одновременной выработки электрической энергии посредством внутреннего фотоэффекта. Подробно рассмотрены устройства на основе тонкоплёночных гетероструктур с кестеритом в качестве фотоэлемента. Кестерит – поглощающий материал, состоящий из меди, олова, цинка, серы и селена, новый перспективный материал для создания «умного» остекления с регулируемой прозрачностью. Проведено сравнение энергетических характеристик покрытий на основе кестерита с покрытиями других типов. Показана перспективность кестерита в качестве основы создания эффективных автономных фотоэлектрических окон регулируемой прозрачности.
Ключевые слова: фотоэффект, прозрачность, стекло, кестерит, перовскит, кремний, окно, энергетическая эффективность, электрохромный эффект
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Представлены исследования, направленные на управление структурообразованием, регулирование состава и свойств вспучивающихся огнезащитных композитных покрытий (огнезащитных композитов) для обеспечения огнестойкости строительных конструкций. В работе на основе топологического анализа и моделирования структурообразования оптимизирован компонентный состав шунгита в огнезащитных композитах с требуемыми теплофизическими и прочностными характеристиками. Экспериментально установлена взаимосвязь структурных характеристик, изменения минерально-фазового состава и свойств огнезащитных композитов при высокотемпературном воздействии. Расчетно-аналитическим методом установлена эффективность огнезащитных композитов для повышения огнестойкости железобетонных конструкций. Полученные данные позволили развить представления о механизме структурообразования при взаимодействии частиц шунгита во вспучивающейся цементной системе при высокотемпературном нагреве и обоснованно подойти к созданию эффективных огнезащитных композитов для огнестойких строительных конструкций
Ключевые слова: огнезащитные композиты, вспучивающиеся покрытия, шунгит, гранулометрия компонентов, оптимизация состава, моделирование структуры, структурообразование композитов, минерально-фазовый состав, свойства композитов, огнестойкость конструкций
Для создания композитных строительных материалов с полимерной матрицей могут использоваться различные наполнители как растительного (древесно-полимерные композиты - ДПК), так и минерального (минерально-полимерные композиты - МПК) происхождения. В статье оценивается целесообразность применения в МПК двенадцати различных минералов с позиций прочности, стоимости и веса получаемых материалов в сравнении с аналогичными показателями ДПК. При последовательном рассмотрении каждого из оцениваемых параметров производится сокращение выборки наполнителей за счет исключения комбинаций с характеристиками хуже, чем у эталонного материала – древесно-полимерного бинарного композита, состоящего из древесной муки и полипропилена. Показано, что одними из наиболее эффективных минеральных наполнителей могут стать отходы предприятий строительной индустрии, а также утилизируемые при сносе зданий и сооружений конструкции.
Ключевые слова: композит, матрица, наполнитель, минерал, древесная мука, пыль, стоимость, объемный вес, прочность, модуль упругости, коэффициент Пуассона
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Статья посвящена теме вторичного использования отходов нефтепромышленности, а именно бурового шлама, в качестве добавки при производстве строительного кирпича. В статье рассматриваются наиболее применяемые в нефтедобывающей промышленности способы переработки бурового шлама. На сегодняшний день нет экологически эффективного способа переработки, утилизации и обезвреживания буровых отходов. Набирают популярность, однако не развиты в полной мере, технологии переработки, которые подразумевают использование буровых отходов в качестве вторичного сырья. Особое внимание в статье уделено рассмотрению применения отходов бурового шлама в качестве вторичного сырья. Приведены лабораторные исследования применения бурового шлама в производстве керамического кирпича, основная цель которых является сокращение негативного воздействия на окружающую среду, снижение затрат на транспортировку, хранение, переработку отходов бурения, а также экономия природных ресурсов.
Ключевые слова: бурение, отходы нефтепромышленности, буровой шлам, щламовые амбары, негативное воздействие на окружающую среду, утилизация, вторичный ресурс, компонентный состав, строительство
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Представлен анализ зависимостей «предел прочности на растяжение при изгибе – предел прочности на сжатие» тяжелых бетонов, полученных в результате обработки многочисленных экспериментальных данных авторов и заимствованных из опубликованных работ, а также по данным, представленным в различных нормативных документах. На основании полученных уравнений регрессии, описывающих зависимость предела прочности бетона на растяжение при изгибе, от предела прочности на сжатие в диапазоне прочности на сжатие от 30 до 100 Мпа, сделан вывод о целесообразности нормирования классов по прочности на растяжение при изгибе без учета рецептурных особенностей бетонов. Выявлена некоторая несогласованность соотношений классов по прочности на растяжение при изгибе и сжатие в проанализированных нормативных документах. Подтверждена высокая достоверность полученной ранее зависимости прочности бетона на растяжение при изгибе от прочности на сжатие . Предложена формула, учитывающая влияние добавки микрокремнезема в составе бетонной смеси на соотношение пределов прочности на растяжение при изгибе и сжатии. Отмечена роль качества заполнителей в обеспечении высоких показателей предела прочности бетона на растяжение при изгибе.
Ключевые слова: предел прочности бетона на растяжение при изгибе, предел прочности бетона на сжатие, классы по прочности бетона, бетон для дорожных и аэродромных покрытий