ivdon3@bk.ru
В статье рассматривается решение задачи одностороннего контакта с трением на примере водопропускной арочной трубы в грунте. Односторонний контакт моделируется в виде линейной задачи дополнительности, которая решается с помощью метода Лемке. Показаны особенности решения подобных задач. Приведено сравнение с современными подходами, указаны преимущества и недостатки предлагаемого метода.
Ключевые слова: конструктивная нелинейность, контакт с трением, односторонние связи, линейная задача дополнительности, численные модели, метод конечных элементов, нарастающая нагрузка
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Рассматривается применение результатов измерении твердости и его моделировании в CAD в качестве 3Д модели. Были применены разные режимы сварки и качестве расходных материалов использовали электроды ЦТ-15, ОЗЛ-8 и ЦЛ-11. Испытуемый материал горячекатаная труба диметром 159 мм из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т толщиной 6 мм. Электроды сплавляли до половины его длины и снимали его с электрододержателя, после остывания остатка электрода его применяли повторно. Для сканирующего измерения микротвёрдости образцов с нагрузкой 100 г, шаг сканирования был применен 0,5 мм. Применение современных программного обеспечения смогли более точно смоделировать результаты испытания на 3D модели. Образцы сваренные электродами ЦТ-15 при максимальном токе 100 А. твердость свыше 450-550 HV не зависимо какой был проход. Так же и при сварки электродом марки ОЗЛ-8 но только при низких токах твердость превышает 450 HV.В обоих электродах твердость повышена. При использовании электродами ОЗЛ-8 образцы сваренные на высоких токах твердость меньше чем при низких токах. При сварки этими электродами возможно применение в определенных проходах например при наплавки корневого слоя шва. В случае с полным проплавлением в режимах повышенным током с электродами ЦТ-15 мало отличается результат как при низких режимах.
Ключевые слова: сталь 12Х18Н10Т, многопроходная сварка, сварка аустенитных сталей, труба, покрытые электроды, режимы сварки, механические свойства, макроструктура. Exel, Autodesk Inventor, ЦТ-15 , ОЗЛ-8, ЦЛ-11,сила тока
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
В данной статье рассмотрены способы и методы модифицирования битума резиновой крошкой полученной из использованных утилизированных автомобильных покрышек. Предложен способ модифицирования битума резиновой крошкой при двухстадийном технологическом процессе. Рассмотрены основные модификаторы, приведен анализ данных литературных источников по модифицированию битума полимерами для улучшения физико-механических свойств. Приведены собственные данные исследований по модифицированию битума резиновой крошкой. Сделаны основные выводы, анализ полученных результатов, а также сделаны рекомендации по дальнейшему использованию битума, модифицированного резиновой крошкой при двухстадийном технологическом процессе.
Ключевые слова: резиновая крошка, битум, модификация, полимер, улучшение, качество, утилизация, анализ, исследование
В последние десятилетия осознание экологического, социального и экономического кризиса, как на национальном, так и на международном уровне, побудило исследователей к разработке новых, недорогих композитов, которые являются более экологичными и безопасными для человека, с использованием растительных материалов в качестве армирующих элементов. По сравнению с обычными синтетическими армирующими материалами, лигноцеллюлозные волокна имеют много преимуществ. Помимо того, что растительные волокна являются возобновляемыми, недорогими, широкодоступными и безвредными для здоровья, они обладают относительно высокими удельными механическими свойствами в сочетании с низкой плотностью. Однако существует проблема с биостоикостью растительного сырья, используемого при производстве композитных материалов, и для ее решения было решено предварительно модифицировать растительное сырье с помощью модификатора моноэтаноламин(N-B)тригидроксибората. Для того чтобы выяснить влияние модификатора на растительное сырье, был определен химический состав растительного сырья до и после модификации. Определение содержания целлюлозы проводилось азотно-спиртовым методом по Кюршнеру и Хофферу; количество гемицеллюлоз анализировалось путем обработки 2% соляной кислотой с последующим осаждением фурфурала, полученного бромисто-броматным методом; содержание лигнина определялось методом Класона с использованием 72% серной кислоты; и, наконец, определялось содержание экстрактивных веществ, растворимых в органических растворителях. Следует отметить, что по сравнению с компонентным составом необработанного растительного сырья, происходит изменение, и это изменение заметно по количеству лигнина после модификации сырья и после экстракции, что дает снижение почти в 2,75 раза. Это связано с образованием слабых эфиров под действием модификатора и, что самое поразительное, сильным увеличением количества гемицеллюлозы, способствующим деполимеризации макромолекул целлюлозы под действием используемого щелочного модификатора. Все это позволяет утверждать, что модификация измельченных стеблей борщевика Сосновского моноэтаноламином(N→B)-тригидроксиборатом изменяет состав компонентов лигноуглеводного комплекса субстрата в направлении снижения степени полимеризации и образования сложных эфиров.
Ключевые слова: компонентный состав, целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, экстрактивные вещества, растительное сырьё, лигно-углеводный комплекс
Приведены экспериментальные данные об изменении температуры и времени окончания твердения гипсового вяжущего в присутствии углеродного наномодификатора фуллероидного типа, а также свойства наномодифицированного отвержденного высокопрочного гипса: прочность, плотность, водопоглощение, коэффициент размягчения. При выполнении экспериментальной части работы гипсовое вяжущее затворяли растворами фуллеренола с различным рН: нейтральным, кислым, щелочным. Сделаны выводы о влиянии фуллероидных наночастиц на скорость схватывания и твердения гипса и характеристики гипсового камня. Наномодификатор оказывает влияние на реологические свойства смеси и температуру протекания процесса гидратации вяжущего, что отражается на его физико-механических характеристиках, плотности, водопоглощении.
Ключевые слова: гипсовое вяжущее, фуллероидный наномодификатор, температура, время твердения, гипсовое тесто, гипсовый камень, свойства
Данная статья посвящена вопросу применения геосинтетических материалов в дренажных конструкциях, которые могут быть использованы на площадках нефтегазовых месторождений. В связи с развитием строительства и строительных материалов в мире, возникает необходимость применения технологий и решений, направленных на оптимизацию и снижение расходов на строительные работы, эксплуатацию объекта. В статье представлены структурные схемы классификации геосинтетических материалов по различным параметрам. Рассмотрены вопросы применения геосинтетиков и их функций в строительстве, в частности в дренажных конструкциях площадок нефтегазовых месторождений. Произведен анализ нормативно-технической базы в рамках проведенного исследования, описаны рассматриваемые нормативные документы. Изучение данной темы позволяет определить требуемый для геосинтетика набор свойств и функций, а также установить методом технико-экономического сравнения наиболее эффективные дренажные конструкции с использованием геосинтетических материалов, которые могут быть использованы в условиях реального объекта.
Ключевые слова: геосинтетический материал, дренажная конструкция, водопонижение, грунтовая вода, нефтегазовое месторождение
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Одним из крупных недостатков отечественной промышленности является ее высокая ресурсоемкость, обусловленная, в том числе, низким уровнем использования вторичного сырья. Проблем, связанных с утилизацией полимерных отходов, достаточно много. Они имеют свою специфику, но их нельзя считать неразрешимыми. Одним из методов переработки является использование пластиковых отходов в качестве заполнителя в цементном растворе и приготовлении бетона. В статье собраны и проанализированы методики, физические свойства бетона, с пластмассовым заполнителем и физические свойства, связанные с эксплуатацией, долговечностью бетона, содержащего пластмассовые заполнители. По результатам обзора был сделан вывод, что методика использования пластмасс в цементном растворе и приготовлении бетона является эффективной и экономически выгодной. Результаты показывают, что использование переработанных пластиковых волокон и гранул в бетоне может привести к улучшению свойств бетона.
Ключевые слова: бетон, заполнитель, пластиковый, прочность, волокна, свойства, отходы, сжатие, смесь, материал, качество
В работе представлены результаты исследований влияния отходов топливных зол и соломы зерновых культур на свойства получаемого керамзитового гравия. Указанные отходы применялись в качестве вспомогательных добавок в сырьевую смесь. Лабораторным путем установлен оптимальный состав сырьевой смеси, для чего были проанализированы физико-механические характеристики опытных образцов, в том числе водопоглощение, прочность на сдавливание, насыпная плотность. Проведено сравнение характеристик образцов керамзитового гравия с требованиями государственных стандартов. Было выявлено, что добавление 5% топливных зол и 1,5% отходов растениеводства (соломы зерновых культур) обеспечивает оптимальное вспучивание смеси и высокие прочностные характеристики готового продукта.
Ключевые слова: керамзит, топливные золы, отходы растениеводства, вспучивание, строительные материалы, пористость
Многочисленность факторов, определяющих качество монолитных железобетонных массивных фундаментов, предопределяет актуальность тщательной проработки совокупности вопросов, связанных с интенсивностью бетонирования, техническими возможностями производителя работ, температурно-влажностными условиями, особенностями технологических свойств бетонной смеси и кинетики твердения бетона. Для обеспечения монолитности конструкции обоснована целесообразность определения толщины укладываемого слоя не только длиной рабочей части вибратора, как предписывают нормы, но и показателями интенсивности бетонирования, определяемыми параметрами конструкции, температурно-влажностными условиями и возможностями производителя работ. Показано влияние на рациональное время перекрытия слоев температурно-влажностных условий среды и рецептурных особенностей бетонной смеси. Приведены результаты моделирования уровня растягивающих напряжений от таких рецептурно-технологических факторов, как класс и кинетика твердения бетона, температурные условия и условия теплообмена с окружающей средой на примере температурно-усадочного блока 20х20х2 м. Предложена зависимость определения интенсивности бетонирования в зависимости от рассмотренных факторов и дано обоснование значениям входящих в нее параметров. Приведено уравнение относительных влагопотерь по толщине конструкции в условиях сухой жаркой погоды при применении самоуплотняющихся бетонных смесей.
Ключевые слова: интенсивность бетонирования, качество массивных монолитных фундаментов, время перекрытия слоев, влагопотери, уровень растягивающих напряжений
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
В настоящее время одним из самых перспективных и экономически целесообразных методов сейсмоизоляции является использование систем пассивного рассеивания энергии. Исследования, проведенные в этой статье, ориентированы на использование нового гибридного устройства рассеивания энергии, который сочетает в себе параллельный слой недорогого вязкоупругого материала и металлического компонента. Обычно вязкоупругий материал в таких системах крепится к стальным амортизаторам при помощи клея. В данной статье изучено поведение вязкоупругого материала, когда он крепится к металлическому компоненту без использования клея, удерживаясь только силами трения и давлением. Установлено влияние силы сжатия на упругие и демпфирующие свойства вязкоупругого материала, устраиваемого в сейсмическом демпфере, и определена сила прижима, которая обеспечивает оптимальные функциональные свойства вязкоупругого материала.
Ключевые слова: землетрясение, сейсмическая безопасность, демпфер, терморасширение, вязкоупругий материал, резиновая смесь, каучук, смола, полимер, вибрация, сейсмоизоляция
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Показана актуальность моделирования температурного режима и напряженно-деформированного состояния в ранний период возведения массивных монолитных железобетонных конструкций. Приведены некоторые данные о температурных и временных параметрах формирования температурных полей в конструкциях с модулем поверхности от менее 1,1 до 2,4 из бетонов классов от В25 до В70 как быстро, так и медленно твердеющих. Обоснованы по результатам обработки многочисленных данных количественные значения параметров кинетики тепловыделения для предложенной зависимости. Предложена упрощенная методика расчета температурных напряжений, основанная на предложенных и обоснованных зависимостях свойств бетона от его степени зрелости, которые подтверждены многочисленными экспериментальными данными, в т.ч. полученными другими исследователями. Проведено сравнение полученных расчетных значений напряжений при возведении температурно-усадочного блока 20х20х2 м из бетонов быстро и медленнотвердеющих классов В25 и В45 с некоторыми экспериментальными результатами и данными моделирования. Сделан вывод о нецелесообразности применения бетонов класса В45 в связи с высоким риском трещинообразования в период 1,5 – 3 сут. При применении бетонов класса В25 предпочтение следует отдать быстротвердеющему.
Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, температурные напряжения, трещинообразование, степень зрелости бетона, кинетика
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
В результате обработки экспериментальных данных авторов и других исследователей получена зависимость между прочностью сцепления Aсц с бетонным основанием и пределом прочности на осевое растяжение Rt растворов без РПП Асц = 0,23ˑRt при R2=0,996. Выявлена тенденция к росту прочности сцепления до 30% при увеличении дозировки РПП до 2% и до 130% при дозировке РПП 3%, при этом установлено существенное влияние на прочность сцепления вида цемента и РПП. Приведены данные о роли возраста бетонного основания и его обработки перед нанесением ремонтной (восстанавливающей) растворной или бетонной смеси на прочность сцепления. Получена инвариантная к рецептурным факторам зависимость модуля упругости строительного раствора или мелкозернистого бетона от предела прочности на осевое растяжение. Отмечено несоответствие некоторых стандартов в части требований к основанию при испытаниях на прочность сцепления.
Ключевые слова: сухие строительные смеси, прочность сцепления, модуль упругости, редиспергируемые полимерные порошки, ремонтные смеси
Описана инженерная методика определения несущей способности армированных изгибаемых элементов строительных конструкций, выполненных из бинарного композиционного материала с разномодульной, нелинейно упругой матрицей и порошковым наполнителем.
Ключевые слова: композиты, матрица, наполнитель, нелинейно упругий материал, арматура, итерационный процесс, компьютерная программа, балка, двутавр, геометрические характеристики
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Показано значение инертных минеральных добавок для развития технологии современного бетона. Приведены результаты исследования влияния дозировки известнякового порошка на консистенцию и прочность мелкозернистого бетона с различным соотношением его компонентов. Установлено, что в бетонах с высоким содержанием суперпластификатора доля минеральной добавки в смешанном цементе -основной технологический фактор управления прочностными характеристиками бетона.
Ключевые слова: мелкозернистый бетон, минеральный порошок, инертная минеральная добавка, суперпластификатор, консистенция смеси, прочность, управление прочностью
Описана инженерная методика прогнозирования основных физических характеристик многокомпонентных композитных материалов с полипропиленовой матрицей. Приведены расчетные формулы для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона композита. Описан алгоритм применения предложенных формул. Доказано, что порядок учета наполнителей не влияет на конечный результат.
Ключевые слова: композиты, матрица, наполнитель, полипропилен, древесная мука, мел, модуль упругости, коэффициент Пуассона.
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
В данной работе представлен анализ результатов исследований, которые касаются рационального использования отходов производства плитного утеплителя на основе пенополиизоцианурата (PIR). Рассмотрено его применение в качестве заполнителя для конструкционно-теплоизоляционных материалов на основе цементного и гипсового вяжущих, описываются оптимальные составы для получения изделий, отвечающих требуемым эксплуатационным характеристикам.
Ключевые слова: пенополиизоцианурат, PIR, теплоизоляция, отход производства, вторичное использование, цементное вяжущее, гипсовое вяжущее, лёгкие бетоны
В качестве объекта исследования были выбраны CLT-панели (англ. Cross Laminated Timber) — это многослойный материал, выполненный из хвойных и твердолиственных пород дерева, имеющий в своем составе систему перекрестно-клееной древесины. В рамках работы, была проанализирована имеющаяся литература по данной тематике, произведен расчет и анализ полученных результатов. В статье предоставлены результаты расчета CLT-панели с рассмотрением возможности изотропного и ортотропного задания жесткости панели, с использованием модулей упругости вдоль и поперек волокон. Приведены результаты расчета в виде максимальных прогибов панели. Применения в расчете модуля упругости поперек волокон и учет ортотропной жесткости уточняет напряженно деформированное состояние панели перекрытия. На основании выполненных расчетов и проведенного анализа полученных результатов сделаны выводы.
Ключевые слова: CLT-панель, поперечный изгиб, модуль упругости, жесткость, напряжение, прогиб, ортотропия
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Обоснована целесообразность применения моделирования при помощи метода конечных элементов для исследования влияния некоторых рецептурно-технологических факторов на результирующие температурные поля и температурные напряжения при возведении массивных фундаментных плит. Рассмотрена упрощенная методика определения температурных напряжений, основанная на сведении трехмерной задачи к одномерной на основе гипотезы плоских сечений. Предложена зависимость и обоснованы количественные значения параметров для расчета кинетики тепловыделения бетона в температурно-усадочном блоке. В результате реализации численного эксперимента по влиянию продолжительности перерывов между перекрытием слоев, температуры среды и бетонной смеси, класса и кинетики твердения бетона, параметров теплоотдачи получены зависимости уровня растягивающих напряжений от указанных факторов во времени. Показано, что при разработке технологических регламентов бетонирования определение технологических параметров (интенсивность укладки смеси, термическое сопротивление опалубки, устройство рабочих швов и др.) невозможно без учета кинетики твердения бетона, определяемой рецептурными особенностями бетонных смесей.
Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, температурные поля и напряжения, рецептурно-технологические факторы, тепловыделение бетона, напряженно-деформированное состояние
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
На основе экспериментальных данных получены зависимости, описывающие прочностные и деформативные свойства тяжелого бетона при раннем нагружении в условиях отрицательных температур. Предложены эмпирические коэффициенты для описания меры ползучести бетона через температурную функцию. Подтвержден существенный прирост прочности бетона, твердеющего под нагрузкой при замораживании и оттаивании. Результаты могут быть использованы при назначении параметров раннего нагружения и расчета монолитных зданий в стадии их возведения.
Ключевые слова: монолитные здания, строительные конструкции, тяжелый бетон, прочность, деформация, ползучесть, мера ползучести, раннее нагружение, интенсивность нагружения
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
В статье рассматриваются различные механизмы самовосстановления бетона, используемого при строительстве зданий и сооружений, проектируемых для определенных условий эксплуатации и окружающей среды, что позволяет экономить ресурсы и время при обслуживании и ремонте объектов различного назначения.
Ключевые слова: бетон, разрушение, самовосстановление, полые волокна, микрокапсулирование, расширяющий агент, бактерии
05.23.05 - Строительные материалы и изделия , 05.23.08 - Технология и организация строительства
В статье рассматриваются возможные пути повышения энергоэффективности систем вентиляции в жилых зданиях за счет замены естественной вентиляции механическими системами с рекуперацией тепла удаляемого воздуха. Проведен анализ экономической целесообразности применения центральных зональных и поквартирных механических приточно-вытяжных установок вентиляции в зависимости от конкретных социальных и планировочных решений здания при реконструкции жилых домов в условиях г. Волгограда.
Ключевые слова: энергосбережение, естественная вентиляция, механическая центральная зональная система вентиляции, поквартирная система вентиляции, рекуперация, планировочное решение здания, экономическая целесообразность
Проблематика современных методов возведения зданий, а именно устаревание технологий строительства и система производственного контроля на большинстве строящихся объектах не обеспечивают требуемый уровень качества. Из-за некачественных материалов, опалубки, армирования, укладки и трамбовки, появляются дефекты и отклонения от важнейших требований к готовому продукту и значительно увеличиваются ресурсные затраты. Поэтому с целью разработки и введения эффективных мер, позволяющие улучшить существующие методы возведения зданий, в данной работе перечислены основные недостатки используемых технологий. Приведена практика применяемых инновационных технологий способных увеличить качество и скорость возводимых конструкций. Рассмотрены технологии возведения зданий при использовании различных конструкций несъемной опалубки.
Ключевые слова: опалубка, цемент, жилые здания, монолитное строительство, монолитный дом, дефекты, конструкция, материалы
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Исследование посвящено обобщению имеющегося мирового опыта о влиянии продуктов вторичной переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ) при их добавлении в бетон на его характеристики. Анализ имеющихся данных показывает эффективность применения фибры из ПЭТ в бетонной матрице с целью утилизации отходов пластика, облегчения бетонных конструкций, экономии расхода цемента и повышения прочностных характеристик бетона. Но исследователи не пришли к единому мнению по вопросам эффективного расхода фибры при армировании, влияния формы применяемых волокон на свойства фибробетона, а также областей применения этого материала.
Ключевые слова: бетон, бетонная матрица, фибра, дисперстное армирование, полиэтилентерефталат, прочность на растяжение, прочность на сжатие
Данная статья содержит результаты исследования прочностных характеристик строительных растворов различных составов на основе магнезиального вяжущего (магнезиального оксихлоридного цемента). Полученные результаты: конечная прочность (28-ми суточная) на сжатие в пределах исследуемых составов от 12 до 45 МПа, кинетика (скорость) роста прочности в первые сутки твердения – от 22 до 38 %, на третьи сутки твердения – 33-68 %, на седьмые сутки – от 50-88 %, и около 120 % от проектной (28-ми суточной) при дальнейшем твердении.
Ключевые слова: магнезиальный оксихлоридный цемент, магнезиальное вяжущее, магнезиальный раствор, магнезиальный бетон, каустический магнезит, хлористый магний, прочность на сжатие, кинетика набора прочности
В работе представлены модель распределения серы по видам состояний и модель коалесценции капель серы в серобитумном вяжущем, а также экспериментальные данные, демонстрирующие влияние содержания серы на основные свойства серобитумного вяжущего и механические свойства сероасфальтобетона. Модель распределения серы по видам состояний демонстрирует, что с увеличением содержания серы в серобитумном вяжущем возрастает доля серы в физически свободном состоянии, которая формирует дисперсную фазу, повышающую вязкость вяжущего. Это повышение приводит к закономерному увеличению величин свойств серобитумного вяжущего с введением серы. Модель коалесценции капель серы показывает, что этот процесс является энергетически выгодным. Движущей силой коалесценции является давление Лапласа, возрастающее с увеличением соотношения размеров контактирующих капель серы. Также с увеличением содержания серы возрастает вероятность преодоления межфазной плёнки битума между каплями серы, что закономерно повышает вероятность образования пространственных структур серы, отрицательно влияющих на трещиностойкость сероасфальтобетона. Ключевые слова: сера, состояния серы, прочность, трещиностойкость, серобитумные вяжущие, сероасфальтобетон, асфальтобетон, коалесценция капель серы.
Ключевые слова: сера, состояния серы, прочность, трещиностойкость, серобитумные вяжущие, сероасфальтобетон, асфальтобетон, коалесценция капель серы