Когай Э.А., Романченко О.Л. Дисперсно

во время землетрясения фундамент не должен соединяться со зданием. Из этой
формулировки ясно, что материал фундамента должен обладать различными свойствами в
различное время.
Между фундаментом и зданием находится тонкий слой легкоплавкого металла,
например, свинца, олова, или иного сплава с низкой температурой плавления (рис.11).
Рис.11
Теперь, в момент появления «голоса земли», который можно определить специальными
приборами, по сплаву пропускается достаточно мощный импульс электрического тока.
Металл расплавляется и превращается в жидкость, которая обладает минимальным
коэффициентом трения. При землетрясении фундамент будет скользить под зданием, не
передавая ему резких горизонтальных колебаний земли. После землетрясения металл
остывает и вновь прочно соединяет фундамент со зданием. При повторных толчках процесс
повторяется. Такое устройство фундамента в мировом патентном фонде не обнаружено. Но
оно обязательно появится, когда в нем возникнет необходимость.
ВЫВОДЫ
Анализ вышеперечисленных факторов и своевременный учет конструктивных
особенностей зданий и сооружений в сейсмоопасных районах позволяет избегать
разрушений при землетрясениях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. – СПб., Наука, 1998. – 255
с.
2. Патент России № 97113568.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
УДК:691.328.4:666.972.124
ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ХИМИЧЕСКИМИ
ДОБАВКАМИ БЕТОН НА КАРБОНАТНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ
Когай Э.А., ассистент, Романченко О.Л., ст. лаборатнт
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
Исследование влияния модифицированных химических добавок на прочностные
характеристики дисперсно-армированного бетона на карбонатных заполнителях. Показано,
что введение модифицированных химических добавок положительно влияет на
механические свойства бетона.
Дисперсно-армированный
бетон,
добавки
«С-3»,
«Хидетал-ГП-9»,
полипропиленовое, базальтовое волокна.
В мировой практике строительства все большее место занимают конструкции и
сооружения, возведенные из бетонов нового поколения с высокими эксплуатационными
свойствами. Как правило, эти бетоны отличаются высокой прочностью, коррозионной
стойкостью, низкой водопроницаемостью, которые обеспечивают повышенную
долговечность конструкции. Такие бетоны отличаются многокомпонентностью состава, в
293
294
Плотность,
г/см3
Диаметр, мм
Диаметр, мм
них используются комплексы химических добавок, наполнителей, дополнительных
компонентов.
Крымский полуостров, в силу своего сложного геологического строения, обладает
запасом разнообразного сырья для производства всех видов основных строительных
материалов - стеновых, вяжущих, облицовочных и др. В настоящее время рынок
строительных материалов Крыма достаточно насыщен продукцией, но её качество не всегда
удовлетворяет возрастающим современным требованиям строительства.
Одним из путей решения этой проблемы является дисперсное армирование бетонов с
введением модифицированных химических добавок. В настоящее время более 80% всего
объема приготовляемого в мире бетона производится с применением различных
модификаторов. Вводимые в десятых долях процентах от массы цемента, они существенно
влияют на химические и физические процессы твердения и создания благоприятной с точки
зрения структуры бетона. Широкое внедрение модификаторов бетона в практику
современного строительства обусловлено тем, что при сравнительно небольшом
удорожании за счет стоимости модификаторов и технологии их использования, можно
существенно улучшить целый ряд технологических свойств бетонной смеси и физикомеханических свойств бетона. Также за счет модификаторов можно придать бетрну новые
специальные свойства - гидрофобность, способность твердения при отрицательных
температурах, стойкость к коррозии, повысить прочность бетона и др. По мнению В.Б.
Ратинова особенно большие возможности в управлении долговечностью открываются при
использовании комплексных добавок.
Научные основы модифицирования строительных материалов были сформулированы
академиком П.А. Ребиндером и его школой. Значительный вклад в теорию и практику
модифицирования бетонной смеси и бетона внесли ученные Ю.М. Баженов, Б.А. Крылов,
Ф.М. Иванов, В.Г. Батраков,В.М. Москвин и др.Применение дисперсного армирования
позволяет существенно повысить целый комплекс свойств бетона, в частности его трещинои ударостойкость. В своей работе В.Н. Деревянко [2] показал, что фибра снижает
характерную для цементного камня хрупкость и не только воспринимает растягивающие
усилия, но и препятствует смещению блоков микроматрицы. Однако практически
отсутствует техническая информация о влиянии химических добавок на прочностные
характеристики фибробетонов на карбонатном заполнителе.
Целью настоящей работы являлось исследование влияния модифицированных
химических добавок на прочностные характеристики фибробетонов на карбонатных
заполнителях.
В качестве сырьевых материалов для проведения экспериментальных исследований
нами использованы полипропиленовое волокна Р19, базальтовое волокно, основные
характеристики которых приведены в табл.1., пластификатор «С-3», и гиперпластификатор
«Хидетал-ГП-9». В качестве вяжущего применяли шлакопортландцемент М400
Днепродзержинского цементного завода, в качестве мелкого и крупного заполнителя:
мраморовидный известняк (пос. Мраморное, Симферополь). М.к.=3,2.
Таблица 1
Физико-механические свойства волокон [2]
Прочность
Прочность
Модуль
Удли- сцепления с
Наименование
при
упругости, нение, цементной
волокна
растяжении,
МПа
%
матрицей,
МПа*103
МПа
Полипропиленовое
0,2
70
0,90
0,4-0,6
4-8*103
15-20
5-7
волокно
Базальтовое
0,5
70
2,6
0,15-0,2 (9,3-1,0)*104
2-3
1-3
волокно
1
2
3
4
5
6
7
Мраморовидный известняк
Вид
№
Наименование Наименование
заполп/п
волокна
добавки
нителя
Плотность
кг/м3
Исследование экспериментальных образцов-кубов с ребром 7см/ по определению
статистической прочности бетонов на сжатие проводились на гидравлическом прессе П-10,
прочность бетона на изгиб определяли с помощью прибора МИИ-100. Исследования
влияния различных химических добавок на физико-механические характеристики
фибробетонов были проведены на исходной бетонной смеси состава 1:3. Состав смеси
соответствовал подвижности по глубине проникновения стандартного конуса 4 см/, что
обеспечивало необходимую удобоукладываемость бетонной смеси. Уплотнение бетонной
смеси производили на виброплощадке СМЖ-739.
Результаты испытаний дисперсно-армированного модифицированного химическими
добавками бетона приведены в табл.2. Результаты исследований свидетельствуют, что
введение модифицированных химических добавок в количестве 1 % от массы цемента
обеспечивает повышение прочности бетона при статическом сжатии в 1,2 раза а при изгибе
в 1,5 раза.
В первой стадии опытов в бетонные смеси с одинаковым расходом цемента, песка и
фибры вводились различные добавки - «С-3» и «Хидетал-ГП-9». В опытах второй стадии
заменили полипропиленовую фибру на базальтовую.
Таблица 2
Влияния модифицированных химических добавок на прочность дисперсноармированного мелкозернистого бетона
Предел
прочности, МПа
Водопоглощение,
%
изгибе сжатии
-
-
2239
3,4
12,0
11,0
Полипропилен
-
2240
4,08
12,5
11,3
Полипропилен
«Хидетал-ГП9»
2220
5,62
17,0
8,05
2223
5,05
15,8
9,5
2146
4,13
12,7
11,6
2237
5,75
18,4
8,6
2157
5,09
17,4
9,2
Полипропилен
«С-3»
Базальтовое
волокно
Базальтовое
«Хидетал-ГПволокно
9»
Базальтовое
«С-3»
волокно
Зависимость прочности бетона от вида добавки и вида дисперсного армирования
показаны на рис.1. Полученные данные свидетельствуют о том, что в рамках одной
цементной системы зафиксированы разные варианты влияния модифицированных
химических добавок. В случаи использовании гиперпластифицирующей добавки «ХидеталГП-9», прочность бетона по сравнению с прочностью контрольных образцов увеличилась
на 65%, а водопотребность снизилась на 20%. В случаи использовании пластификатора
«СЗ», прочность бетона возросла на 45%, а водопотребность снизилась на 12%. Применение
пластифицирующих добавок дает существенный технический эффект.
295
Предел прочности при сжати,
МПа
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
Вид добавки
Рис.1 Зависимость прочности на сжатие бетона от вида добавки и вида дисперсного
армирования:
1. Контрольный образец; 2. С полипропиленовой фиброй; 3. С полипропиленовой
фиброй и гиперпластификатором «Хидетал-ГП-9»; 4. С полипропиленовой фиброй и
пластификатором «С3»; 5. С базальтовой фиброй; 6. С базальтовой фиброй и
гиперпластификатором «Хидетал-ГП9»; 7. С базальтовой фиброй и пластификатором
«С3».
В процессе увеличения процентного содержания добавок прочность также
увеличивается, а водопотребность уменьшается, но не столь значительно. Согласно теории
П.А. Ребиндера, пластифицирующее действие объясняется тем, что сульфолиглиновые
соединения, благодаря явлениям адсорбции, образуют на поверхности цементных
частиц коллоидные адсорбционные пленки гидрофильного характера. Эти пленки
способствуют более полному смачиванию частиц водой, ослабляют силы сцепления
между ними, препятствуют гидратации цементных частиц с образованием хлопьев
(флоккул) и переводят таким образом структуру цементно-водной суспензии из
коагуляционной в пептизационную.
ВЫВОДЫ
1. В результате исследования влияния модифицированных химических добавок на
прочностные характеристики дисперсно-армированного бетона на карбонатном
заполнителе установлено, что введение пластифицирующих добавок позволяет повысить
прочность бетона на 45-65%, снизить водопотребность на 12-20%.
2. Ввод добавок в бетонную смесь не изменяет токсико-гигиенических
характеристик готового продукта, а затвердевший бетон и раствор с ним не выделяют
вредных веществ, что способствует повышению экологической безопасности природной
среды.
3. Примененные новые модифицированные химические добавки производятся из
отечественных сырьевых материалов, что обуславливает их низкую стоимость, а также
конкурентоспособность на внутреннем рынке и позволяет отказаться от применения
зарубежных аналогов.
ЛИТЕРАТУРА
1 . Робинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами: Обзор ВНИИЭСМ.
- М, 1976. - 73с.
296
2. Деревянко В.Н. Теоретические основы повышения стойкости и технология
дисперсно-армированных покрытий: Дис. док. тех. наук: 05.23.05.- Днепропетровск, 2001.335 с.
3. Михайлов К.В., Евгеньев И.Е., Асланова Л.Г. Применение неметаллической
арматуры в бетоне // Бетон и железобетон. - 1990. - №4. - С.5-7.
4. Москвин В.М., Алексеев С.Н. Способы повышения коррозионной
стойкости арматуры железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. - 1957. -№1. С. 28-30.
5. Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции. - М.: Высшая
школа, 1990. – 486 с.
6. Волженский А.В., Стамбулко В.И. Структура и свойства цементного камня. М.:
Стройиздат, 1978. – 154 с.
7. Литвяк В.И. Получение бетонов на отходах камнедробления известняков с
заданными строительно-техническими составами: Дис. кан. тех. наук: 05.23.05.-Кишенев,
1983.-170 с.
8. Рояк С.М. Курбатова И.И., Абрамкина В.Г. Влияние минералогического
состава клинкера на кинетику изменения состава жидкой фазы и кристаллизацию
гидросульфоалюмината кальция в цементных пастах // ЖПХ.-1974, Вып. 2.-С.267-272
9. Пащенко А.А, Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. - К.: Высшая
школа, 1985.-440с.
1 0 . Армирование неорганическими вяжущими веществами минеральными
волокнами / Пащенко А.А., Сербии В.П., Паславский А.П. - М.: Стройиздат, 1988.-201 с.
11. Михайлов Н.В. Ребиндер П.А. Структурно-механические свойства
дисперсных и высокомолекулярных систем // Коллоидный журнал. - 1955. - №17. - С. 107119
УДК 691.7:546.78
О РАНЕЕ НЕИЗВЕСТНОМ СВОЙСТВЕ МЕТАЛЛОВ И ЕГО ПРИРОДЕ
Корохов В.Г., к.т.н. профессор; Пчелинцева Т.И., инженер
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
В статье указаны металлы, находящиеся в природе в составе метеоритов и
применяемые в технике, свойства которых достаточно глубоко изучены. Загадочным для
поисковых экспедиций упавших метеоритов явилось их отсутствие в месте падения, что
объясняется ранее неизвестным свойством некоторых металлов взрываться при
определенных условиях. И это находится в прямой зависимости от атомно-молекулярного
строения металлов.
Металл, взрыв, ядро, электрон, ускорение, метеорит.
Различные материалы издавна использовались человечеством для изготовления
орудий труда, предметов быта, жилища, в том числе использовались и металлы. В восьмом
– девятом тысячелетии до н.э. это были самородные металлы - медь, олово, золото. Но их
прочность и твердость были невелики. Позднее получили более прочный сплав меди с
оловом – бронзу. Сталь начали использовать примерно в третьем тысячелетии до н.э. и это
была сталь метеоритного происхождения. На африканском континенте выпадали
«метеоритные дожди» из таких металлов, как медь и железо.
Применяемые в настоящее время конструкционные материалы классифицируются на
металлические, полимерные, железобетонные, каменные, деревянные. Использование этих
материалов в различных отраслях техники обусловлено сочетанием тех или иных свойств
каждого из материалов, которые в наибольшей мере обеспечивают функциональное
назначение изготовляемых из них изделий, а также их надежность и долговечность при
различных нагрузках и изменяющихся условиях внешней среды.
297