Современные технологии, материалы и качество в

ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И МАТЕРИАЛОВ
«СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА – 2015»
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ И
КАЧЕСТВО В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ
СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ
КОНФЕРЕНЦИИ
Тезисы докладов
Ростов-на-Дону
2015
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СОЮЗ СТРОИТЕЛЕЙ ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
АССОЦИАЦИИ СТРОИТЕЛЕЙ ДОНА
ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И МАТЕРИАЛОВ
«СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА – 2015»
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ И
КАЧЕСТВО В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
Тезисы докладов
Ростов-на-Дону
2015
2
Коллектив авторов
«Строительство и архитектура – 2015». Строительные технологии, материалы и
качество в строительстве: материалы Международной студенческой научно-практической
конференции: тезисы докладов. – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2015. – 334
Предлагаемый
сборник
содержит
материалы
конференции
по
с.
технологии
строительного производства, строительным материалам, технологии вяжущих веществ,
бетонов
и
строительной
керамике,
механизации
и
автоматизации
строительства,
стандартизации и сертификации, товароведению и экспертизе, технологии художественной
обработки материалов, физике, химии.
Предназначен
для
научных
сотрудников,
преподавателей,
проектировщиков,
архитекторов, аспирантов, магистров и студентов строительных вузов.
Редакционная коллегия:
А.И. Шуйский, канд. техн. наук, проф. – отв. редактор
Г.В. Несветаев, д-р техн. наук, проф. – зам. отв. редактора
С.А. Стельмах, канд.техн.наук. – отв. секретарь
В.Д. Котляр, д-р техн. наук, доц.
Х.С.Явруян, канд. техн. наук, доц.
М.А.Таутиева, канд. хим. наук, доц.
Е.Б.Русакова, канд. физ.-мат. наук, доц.
Л.П.Щулькин, канд. техн. наук, доц.
Корректор Н.Е. Гладких
Компьютерная верстка, макет О.И. Пушкиной
_______________________________________________________________
Подписано в печать 22.04.2015. Формат 60×84/16. Бумага писчая.
Ризограф. Уч.-изд. л. 14,0. Тираж 100 экз. Заказ 252/15
_______________________________________________________________
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета.
344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162.
© Ростовский государственный
строительный университет, 2015
3
СОДЕРЖАНИЕ
1. ПОДСЕКЦИЯ ФИЗИКИ……………………………………………….
Харенкова О.Г., Таран И.А. Равновесие и центр тяжести зданий.
Устойчивость зданий…………………………………………………...
Саяпин В.М. Физические явления, обусловленные туннельным
эффектом…………………………………………………………………
Бабакова М.С. Нелинейный резонанс. Гистерезис……………………
Алпатова М.К., Калашникова В.Д. Теория горения. Техника
безопасности при пожарах и огнегасящие вещества…………………
2. ПОДСЕКЦИЯ ХИМИИ…………………………………………………
Алпатова М.К., Калашникова В.Д.. Теория горения и огнегасящие
вещества………………………………………………………………….
Таутиев В.В.. Изучение свойств ионно-обменной смолы КУ-2 и
отделение FE(III) ОТ CU(II)……………………………………………
Таутиев В.В. Ионнообменная хроматография (литературный обзор)
Ганина А.А. Органические красители…………………………………
Некрасова М.Е. Рост кристаллов……………………………………….
Гараев Е.П., Деркач А.А., Залюбовский Д.В., Сандульский Д.В.
Наука и религия: общее и перспективы……………………………….
Мазирка Н.А. Белый цемент……………………………………………
3. ПОДСЕКЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ…………………..
Кобелева И.С., Мельник Я.С., Чижов А.В. К вопросу о
модификации гипсовых материалов и изделий силиконовыми
добавками с целью повышения их водостойкости……………………
Мальцева В.А. Специфические требования к сырьевым материалам,
предназначенным для изготовления изделий из дорожного бетона...
Щеглова О.Ю. К вопросу о принципах проектирования смесителей
турбулентного типа……………………………………………………..
Черенкова И.А. Актуальность теплоизоляции фасадов гражданских
зданий…………………………………………………………………….
Виснап А.В., Петижев Р.О. О преимуществах стеклопластиковой
арматуры в пенобетоне…………………………………………………
Шевченко Д.А. О свойствах ячеистого бетона, пригодного
для изготовления изгибаемых строительных конструкций………….
Аразова Д.Д. Современные отделочные материалы из цветного
гипса………………………………………………………………………
Гавриленко О.Е. Ситаллы и области их применения…………………
Данилейко И.Ю. Бетоны водохозяйственного назначения…………...
Забейворота В.А. Технология и свойства шлакоситаллов……………
Литовка В.В., Марченко А. Технология и свойства
сталефибробетонов для полов промышленных зданий……………….
10
10
12
14
16
19
19
22
25
27
29
32
33
35
35
38
40
42
45
47
48
50
52
54
55
4
Сериков Е.А. Свойства и области применения фибропенобетона….
Сидоренко А.Ю. Эффективность применения строительной
керамики в качестве стеновых материалов…………………………...
Шайхутдинова И.Р., Вострикова В.А. Свойства
теплоизоляционных материалов, примененных при возведении
комплекса «Москва-Сити»……………………………………………..
Гончаров М.В. Прессованные цементно-минеральные композиты
для дорожного строительства………………………………………….
Лысенко С.В., Лаптев И.П. Безобжиговые стеновые изделия
компрессионного формования………………………………………...
Кондрик И.В., Хатхоху И.А. Высокопрочные самоуплотняющиеся
бетоны…………………………………………………………………...
Новикова А.С. Использование керамических кирпича и камня с
учетом требований теплозащиты зданий……………………………..
Мирина В.А. Технологическая линия по производству
керамических камней высокой эффективности на основе
аргиллитоподобных глин и отходов углеобогащения……………….
Каргин Н.С., Котляр А.В. Технологическая линия по производству
клинкерного кирпича на основе аргиллитоподобных глин…………
Заманский А.М. Технологическая линия по производству
керамической черепицы на основе аргиллитоподобных глин……...
Рогочая М.В. Карбонатные опоки – многофункциональные добавки
при производстве изделий стеновой керамики……………..
Ионов А.Ю. Добавочные материалы для получения лицевого
керамического кирпича коричневых тонов…………………………...
Закарян С.В. Свойства и применение фасадных керамических плит
Замазий А.Д., Котляр А.В. Применение клинкерного кирпича в
строительстве……………………………………………………………
Усепян И.М. Требования к керамической черепице в России и
Европе……………………………………………………………………
Чеботарева Я.Ю., Овдун Ю.А. Перспективы производства
керамических блоков в России………………………………………...
Ященко Р.А., Овдун Ю.А. Порообразующие и выгорающие
добавки в производстве стеновой керамики………………………….
Куликовская В.Л. Традиции и технологии семикаракорской
керамики…………………………………………………………………
Манвелян Л.А. Технология производства и показатели качества
плит «OSB»……………………………………………………………..
Телегина В.Н. Жидкая теплоизоляция «ИЗОЛЛАТ»………………...
Мальчикова А.В. Современные технологии строительства на
примере канадской технологии………………………………………..
57
58
60
61
63
65
68
71
73
77
80
83
85
88
90
93
95
98
100
103
106
5
Ермакова Г.И. Преимущества применения финишной штукатурки
«жидкие обои»………………………………………………………….
Экизян В.О. Особенности применения фибролитовых плит………..
Зинченко Т.М. Перспективы развития технологии
конструкционного бетона……………………………………………...
Колесниченко М.А. Перспективы развития технологии
конструкционного бетона (на примере суперпластификаторов)……
Пилипенко Д.С. Технология и свойства железобетонной
тюбинговой крепи………………………………………………………
Некрасова М.Е. Краснокирпичная архитектура г. Ростова-на-Дону,
проблемы реставрации…………………………………………………
Бовкун Т.В. Взаимодействие цвета и света в реставрации
интерьера………………………………………………………………..
Киселёва Е.В. Применение техники золочения при создании и
реставрации ювелирных изделий……………………………………...
Назарюк Д.И. Технология реставрации викторианской кирпичной
кладки……………………………………………………………………
Корепанова О.И. Ювелирная техника «гранулирование» и приемы
ее реставрации…………………………………………………………..
Перевертайлова Т.С. Металл с деревянной текстурой - «Мокумэ
Ганэ». История создания и приемы реставрации…………………….
Некрасова М.Е. Рельефная декоративная плитка…………………….
Борисенко О.Г. Технология изготовления и дизайн клинкерного
кирпича на основе аргиллитоподобных глин………………………...
Еременко Г.Н. Композиционные решения и технология
декорированной керамической черепицы на основе
аргиллитоподобных глин………………………………………………
Шарипов А.В. Технология применения полимерных красок в
изготовлении витражей………………………………………………...
Штефан Е.А. Технология изготовления и дизайн деревянной
шкатулки с элементами художественного декорирования металлом
Жмайлова Е.И. Изготовление скульптуры малых форм методом
художественного литья из бронзы…………………………………….
Осколков Н.Е. Технология изготовления колье в египетском стиле
Вощаная М.И. Декоративные бетоны для полов……………………..
Медведева А.С. Композиционные решения и технология
изготовления керамического панно в технике «азулежу» при
реставрации архитектурного наследия………………………………..
Ивонин А.С. Технология изготовления декоративных панелей из
ячеистого бетона………………………………………………………..
Аверкова В.А. Дизайн и технология изготовления декоративной
чеканки…………………………………………………………………..
109
112
115
117
118
119
122
124
127
129
132
134
137
139
142
144
147
150
153
156
159
162
6
Тимошенко А.В. Технология изготовления и дизайн керамической
композиции «бабочки»…………………………………………………
Панькин С.С. Композиционные решения и технология
изготовления камина из фигурного керамического кирпича при
реставрации архитектурного наследия………………………………..
4. ПОДСЕКЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ, БЕТОНОВ
И СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ……………………….
Усепян Л.М. Влияние зернового состава заполнителя на
показатели качества жесткопрессованного бетона…………………..
Усепян Л.М. Анализ ассортимента вяжущего, используемого для
изготовления газобетона……………………………………………….
Одинцова Е.Ф. РГЭУ (РИНХ). Оценка качества косметической
продукции для ухода за ногтями………………………………………
Лемешко Е.Ю. Организация контроля качества при производстве
стекломагниевых листов……………………………………………….
Ермакова Г.И. Организация контроля качества при производстве
жидких обоев……………………………………………………………
Телегина В.Н. Организация контроля качества при производстве
теплоизоляционного материала «Изоллат»…………………………..
Бровко Т.Н. Внедрение новой методики определения истираемости
бетона…………………………………………………………………….
Киреева Т.А. К вопросу оценки влажностной усадки бетона………..
Косякова Е.С. Обеспечение качества работ по устройству
оснований дорожных одежд……………………………………………
Хатламаджиян В.А. К вопросу о методах измерения кирпича
ручной формовки………………………………………………………..
Щербакова В.К. Особенности экспертизы качества керамических
изделий…………………………………………………………………..
Букина В.С. Методы измерения основных показателей качества
ножей охотничьих………………………………………………………
Шаталов А.В. Показатели качества мужской повседневной обуви…
Беспалый Е.Ю., Кучеренко Д.Ю., Согомонов В.Х. Оборудование
для демонтажа конструкций зданий и сооружений…………………..
Терехова Н.А., Костыря Я.И. Изучение влияния бетонной и
кирпичной пыли на структурообразование мелкозернистых
бетонов…………………………………………………………………..
Диденко Т.И. К вопросу обеспечения энергоэффективности
многослойных ограждающих конструкций…………………………..
Голубенко К.А., Экизян В.О. К вопросу подтверждения
соответствия утеплителя ISOPLAAT требованиям системы
РОССТАНДАРТ РФ…………………………………………………….
Кострица О.А., Храмеева В.А. О долговечности многослойных
панелей наружных стен полносборных жилых домов………………
165
167
169
169
172
173
175
178
181
184
186
188
190
193
195
197
200
203
205
207
210
7
Роман З.С., Манвелян Л.А. Сравнительная экспертиза качества
тепло-звукоизоляционных плит ISOPLAAT и аналогов
российского производства……………………………………………..
Шильченко В.А. А может всё-таки однослойные ограждающие
конструкции……………………………………………………………..
Харитонов А.А. К вопросу повышения качества внутренних
стеновых панелей……………………………………………………….
Руденко А.А. Манзулов А.Ю. Роль карбонатной опоки в качестве
демпфирующей добавки……………………………………………….
Смирнова М.М. Управление качеством при строительномонтажных работах…………………………………………………….
Гельман А.А. Применение древовидной диаграммы при
планировании качества древеснополимерных композитов………….
Шляхов М.А. Комплексная органоминеральная добавка в
бетонную смесь…………………………………………………………
Хроменкова К.С. Влияние демпфирующих добавок на свойства
бетона……………………………………………………………………
Машуренко С.В., Заровный А.Г. Повышение качества кладочных
цементно-песчаных растворов…………………………………………
Власова А.В., Потемкина В.В. О влиянии дисперсного
армирования на свойства высокоподвижных керамзитобетонных
смесей……………………………………………………………………
Гречко М.Г. Влияние гидрофобизирующих добавок на физикомеханические характеристики бетона тротуарных плит…………….
Елсуфьева М.Е., Скиба В.П. Оптимизация зернового состава
заполнителя для бетона мостовых конструкций……………………..
Завадская К.С. Производство сборных железобетонных изделий
для социального жилья в Ростовской области………………………..
Синицина Н.А., Фоминых Ю.А. Влияние микронаполнителей и
гиперразжижителей на растекаемость цементных суспензий………
Синицина Н.А., Галаева К.Н., Власов П.В. Деформационные
характеристики легких самоуплотняющихся бетонов……………….
5. ПОДСЕКЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА………………………………………………………
Порфилкина Е.В. К вопросу о влиянии формы здания на
теплопотери……………………………………………………………..
Васильев В.А., Токарь А.О. Современные методы устройства
рабочих швов при устройстве монолитных железобетонных
конструкций (горизонтальных)………………………………………..
Бельская Я.В., Нор-Аревян С.Л. Способы уменьшения или
ликвидации опасных зон, возникающих при перемещении грузов
строительными кранами………………………………………………..
212
213
215
216
218
221
223
225
227
230
233
235
237
239
243
245
245
248
249
8
Будник В.В. Особенности строительства железобетонных
сооружений в Китае…………………………………………………….
Грицай А.С. Отделка фасадов домов из газобетона………………….
Сухарева А.В. Пескоструйный витраж………………………………..
Новикова А.С. Рациональные ограждающие конструкции из
керамического кирпича и камней с учетом современных
требований теплозащиты………………………………………………
Егорова Е.В. Современные виды подмащивания при фасадных
работах…………………………………………………………………..
Морозов В.В. Биопозитивные шумозащитные стены……………….
Сидоров В.А. Дилатометрический метод определения
морозостойкости бетонов……………………………………………...
Стройкова В.В. Оптимизация монолитных работ при возведении
жилых зданий…………………………………………………………...
Каркавин И.А., Буц А.А., Хван О.П. Эффективные методы
антивандальной защиты фасадных поверхностей зданий…………...
Холодцов П.П., Новиков Ю.А., Чередниченко А.А. Перспективы
применения видеорегистрации строительных процессов при
оценке квалификации рабочих………………………………………...
6. ПОДСЕКЦИЯ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ
СТРОИТЕЛЬСТВА……………………………………………………..
Сидельникова Е.Г. Интегральная оценка строительных и
подъемно-транспортных машин……………………………………….
Зайцев А.В. Амортизация автотранспортных средств в
строительной организации……………………………………………..
Немцева И.М. Методы определения оптимальных сроков службы
машин……………………………………………………………………
Репина С.Н. Показатели рентабельности строительной
организации……………………………………………………………..
Сорокин Д.В. Подшипники скольжения из пористых порошковых
сплавов…………………………………………………………………...
Пархомов А.С. Механизация и автоматизация изготовления и
монтажа объемных блоков жилых домов……………………………..
Ханцеверов Р.А. Сравнение методов торкретирования……………..
252
255
257
259
261
263
265
267
268
270
272
272
274
277
279
281
283
286
Кострикин Ф.С. Требования к организации работ при монтаже
(демонтаже) крана………………………………………………………
Шорин Д.Ю. Назначение, принцип действия скрепера……………...
287
279
Коломоец П.Ю. Технология организации земляных работ…………
291
Коломоец П.Ю. Задачи диагностики технического состояния
строительных машин…………………………………………………...
Камянский Д.Н. Основные принципы обеспечения надежности
строительных машин…………………………………………………...
293
296
9
Чумаков С.А. Оптимизация потребности запасных частей для
строительных экскаваторов……………………………………………
Чернова Т.Ю. Модели надежности деталей машин………………….
300
301
Баско В.С. Особенности рабочего оборудования
грейдер-элеватора……………………………………………………...
Близнюк А.И. Современные цепные траншейные экскаваторы…….
302
303
Болквадзе Д.М. Образование набивных свай с помощью
раскатчиков………………………………………………………………
Ворожейкин Г.С. Краны-манипуляторы и эффективность их
использования……………………………………………………………
Кирчев А.Д. Горизонтально-направленное бурение. Оборудование и
инструмент……………………………………………………………..
Нужный В.Г. Новые конструкции ковшей драглайна………………...
Подлеснов В.А. Современное сменное оборудование для
экскаваторов……………………………………………………………...
Шарап И.А. Разработка участка технического обслуживания и
ремонта электропогрузчиков……………………………………….......
Лобанов И.В. Бульдозер………………………………………………...
305
308
311
313
315
318
320
Березов К.С. Автогрейдеры. Назначение, классификация и
технические характеристики……………………………………………
Кристостурян А.Х. Показатели качества строительных машин……..
321
322
Ханцеверов Р.А. Технология процесса торкретирования…………….
324
10
1. ПОДСЕКЦИЯ ФИЗИКИ
О. Г. Харенкова, И. А. Таран
(Научный руководитель – к.ф.-м.н., доц. Т.Н. Ларина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
РАВНОВЕСИЕ И ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ ЗДАНИЙ.
УСТОЙЧИВОСТЬ ЗДАНИЙ
Равновесие - состояние системы, при котором воздействия на неё
компенсируются другими
системами или отсутствуют вообще. Виды
равновесия:
- устойчивое - при отклонении от него возникают силы, возвращающие
тело в положение равновесия;
- неустойчивое - при самом незначительном отклонении от него
равнодействующая действующих на тело сил вызывает дальнейшее отклонение
тела от положения равновесия;
- безразличное
- равновесие, при котором смещение тела в любом
направлении не вызывает изменения действующих на него сил и равновесие
тела сохраняется.
Смежное с равновесием понятие - устойчивость - способность системы
сохранять текущее состояние при влиянии внешних воздействий.
Центром тяжести называется точка, относительно которой суммарный
момент сил тяжести, действующих на систему, равен нулю.
Ряд вопросов, связанных с равновесием, очень важных для строительной
техники, решил Архимед. Он, в частности, доказал, что любая плоская фигура
имеет такую точку, что, если фигура находится на весу, опираясь на острие
только этой точкой, то такая фигура сохранят равновесие в любом положении.
Эту точку Архимед и назвал центром тяжести.
11
Центры тяжести однородных фигур:
- у отрезка — середина;
- у многоугольников (как сплошных плоских фигур, так и каркасов):
у параллелограмма — точка пересечения диагоналей.
у треугольника — точка пересечения медиан (центроид).
- у правильного многоугольника — центр поворотной симметрии;
- у полукруга - точка, делящая перпендикулярный радиус в отношении
4:3π от центра круга.
Координаты центра масс однородной плоской фигуры можно вычислить по
формулам:
,
где Vx
и Vy
(1)
– объём тела, полученного вращением фигуры вокруг
соответствующей оси; S – площадь фигуры.
Открытие
центра
тяжести
тела
имеет
большое
значение
для
строительства. Строители узнали, что пока отвес, мысленно опущенный из
центра тяжести сооружения, не выходит за пределы площади опоры, оно
сохранит равновесие. Всему миру известна, например, наклонная башня в
итальянском городе Пиза. Несмотря на значительный уклон, она не падает,
потому что ее центр тяжести находится над площадью основания.
Устойчивость зданий можно повысить с помощью:
1. Увеличения площади опоры;
2. Расположения центра тяжести низко над площадью опоры.
Примером устойчивого сооружения является Останкинская башня,
построенная по принципу детской игрушки – неваляшки.
Также на тела, имеющие площадь опоры, действует сила упругости со
стороны опоры, перпендикулярно ее поверхности.
Равновесие будет устойчивым, если при отклонении тела от положения
равновесия не возникает момент силы, удаляющий тело от этого положения.
12
В.М. Саяпин
(Научный руководитель – д-р ф.-м.н., проф. В.И.Снежков)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ТУННЕЛЬНЫМ
ЭФФЕКТОМ
Туннельным эффектом называется возможность элементарной частице,
например, электрону пройти (протуннелировать) через потенциальный барьер,
когда барьер выше полной энергии частицы. Возможность существования
туннельного эффекта в микромире была понята физиками в период создания
квантовой механики, в 20- 30 –х годах ХХ века.
Туннельный эффект является принципиально квантово-механическим
эффектом, не имеющим аналога в классической механике. В рамках
классической механики ясно, что любое материальное тело, имеющее энергию
W, не может преодолеть потенциальный барьер высотой U, если U > W. При
падении тела на такой барьер оно может лишь отразиться от него. Это
утверждение находится в полном согласии с законом сохранения энергии.
Если в качестве материального тела рассмотреть электрон, то нельзя оставаться
в рамках классической механики. Хорошо известно, что электрону присущи как
корпускулярные, так и волновые свойства. Длина волны де Бройля для
материального тела с массой m и скоростью v описывается соотношением
λБ =
где ћ = h/(2π), h – постоянная Планка. Для электрона, имеющего кинетическую
энергию порядка 1 эВ, величина λБ порядка 10-7 см. В атомных масштабах это
очень большая величина – на порядок превышающая размер атома.
Если
ширина потенциального барьера R = λБ, то электрон с определенной
вероятностью может при падении на барьер оказаться с другой его стороны,
электрон протуннелирует через барьер, не изменив своей энергии. В этом
качественно состоит сущность туннельного эффекта.
13
Явление радиоактивности было обнаружено А.Беккерелем в самом конце
ХIХ века. Он установил, что атомные ядра спонтанно (самопроизвольно)
испускают α-, β- и γ- лучи. Вскоре после этого Э.Резерфорд и М.Кюри
установили, что это α-частицы (ядра гелия), электроны и γ-лучи. Было
обнаружено, что энергии вылетающих α-частиц для большого числа различных
ядер оказались почти одинаковыми, но периоды полураспада этих же ядер
различались на много порядков величины. Так, например, для α-распада ядра
полония
212
92Ро
период полураспада порядка 10-7 с, а в случае ядра урана 23892U
− порядка 109 лет. Этот парадокс нашел объяснение лишь в рамках теории
туннелирования
вылетающих
α-частиц
через
потенциальный
барьер,
объяснивший и сам факт α-распада ядер. Внутри ядра на α-частицу действуют
ядерные силы притяжения, вне ядра – силы кулоновского отталкивания от
ядра. Таким образом, на границе ядра имеется потенциальный барьер. Высота
барьера (в случае тяжелых ядер с числом нуклонов больше ста) U = 25−30
МэВ, а энергия α-частицы W = 5 – 10 МэВ. Чем меньше U и больше W, тем
больше проницаемость барьера для α-частиц и тем меньше период полураспада
ядра. Туннельная теория α-распада была создана в 20-х годах ХХ века
независимо Г.А.Гамовым, а также Р.Герни и Е.Кондоном. Теория позволила
описать с вполне разумной точностью периоды распада различных ядер во всем
огромном диапазоне их величин.
В полупроводниках в определенных условиях возникает туннельный
эффект на р-n – переходе. Это позволило создать туннельные диоды, имеющие
существенные преимущества перед обычными диодами в ширине полосы
пропускаемых частот и быстродействии. Туннельный эффект определяет
процесс миграции валентных электронов в кристаллической решетке твердых
тел. Туннельный эффект лежит в основе эффекта Джозефсона – протекание
сверхпроводящего тока между двумя сверхпроводниками через экстремально
тонкую прослойку из диэлектрика.
14
Однако наиболее широкий интерес к туннельному эффекту обусловлен
тем, что это принципиально квантово-механический эффект, не имеющий
аналога в классической механике. Своим существованием туннельный эффект
подтверждает
основополагающее
положение
квантовой
механики
–
корпускулярно-волновой дуализм свойств элементарных частиц.
М.С. Бабакова
(Научный руководитель – д-р ф.-м.н., проф. В.И.Снежков)
(г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕЗОНАНС. ГИСТЕРЕЗИС
Для колебательных систем, движения в которых обладают той или иной
степенью повторяемости во времени, удобными эталонами являются маятники.
Обычно под маятником понимают тело, совершающее колебание под
действием силы тяжести, при этом ось маятника не должна проходить через
центр тяжести тела. В настоящее время термин «маятник» широко используют
в приложении к системам различной природы. Так, электрическим маятником
называют цепь, состоящую из конденсатора и катушки индуктивности,
экологическим маятником – две взаимодействующие популяции хищников и
жертв и т.д.. Ограничимся строго диссипативными системами, для описания
состояния которых при отсутствии внешних воздействий достаточно указать
две переменные величины: х, называемую координатой, и скорость ее
изменения ẋ = dx/dt. Маятник, выведенный из состояния равновесия и
предоставленный сам себе, совершает колебания, называемые собственными.
При малых колебаниях вид временных реализаций близок к затухающей по
экспоненте косинусоиде или синусоиде:
х(t) = xoexp(-δt)cos(ω1t + φ), (1)
где постоянная δ определяет затухание, ω1 = 2π/Т1 – частота, Т1 - период
малых колебаний, φ – начальная фаза, которая определяет сдвиг кривой по оси
15
t. Временные реализации координаты и скорости по форме подобны, но
сдвинуты во времени на Т1/4 (по фазе на π/2). При малых амплитудах
колебаний временные интервалы между соседними максимумами не меняются,
то есть маятник обладает свойством изохронности, которое отсутствует в
случае больших отклонений. Малые изохронные колебания называют
линейными, что связано с математической природой уравнений, используемых
для описания такого процесса. Решение вида (1) имеет обыкновенное
дифференциальное уравнение:
ẍ + 2δẋ + ω02х = 0, (2)
известное как уравнение линейного диссипативного осциллятора. Переменная
х и ее производные входят в это уравнение в первой степени (линейно) поэтому
уравнение удовлетворяет принципу суперпозиции. Это означает, что сумма
двух любых решений уравнения или решение, умноженное на константу, тоже
являются решениями. В виде (2) удается записать уравнения динамики
различных колебательных систем. Уравнение осциллятора
(2) станет
нелинейным, если в него войдут члены, содержащие любые нелинейные
функции от х и его производных. В случае математического маятника
нелинейность определяется синусоидальной зависимостью от угла поворота
величины момента силы тяжести относительно оси вращения.
Результат раскачивания маятника внешней силой зависит от временных
масштабов воздействия. При некоторых частотах следования внешних
импульсов подталкивания маятника наиболее эффективно – наблюдается
увеличение амплитуды колебаний (резонанс). При наличии нелинейности (β ≠
0) явление резонанса сохраняется. Качественное различие резонанса при малых
и больших амплитудах колебаний (линейного и нелинейного) прослеживается
на изменении максимума резонансной кривой при увеличении амплитуды
воздействия. С ростом амплитуды резонансная частота уменьшается, а
резонансная кривая разрывается на ветви. Ветви соответствуют разным
нелинейным видам колебаний. На отдельных частотах воздействия на маятник
16
имеет место бистабильность. Изменение параметров при переходе через эту
область сопровождается гистерезисом, то есть при изменении частоты
воздействия реализуются разные ветви резонансной кривой.
М.К. Алпатова, В.Д. Калашникова
(Научный руководитель – к.ф.-м.н. наук, доц. Т.Н. Ларина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПОЖАРАХ
И ОГНЕГАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Освоение огня сыграло ключевую роль в развитии человеческой
цивилизации. Огонь открыл людям возможность приготовления пищи и
обогрева жилищ, а впоследствии — развития металлургии и создания новых,
более совершенных инструментов и технологий.
Горение до сих пор остаётся основным источником энергии в мире и
останется таковым в ближайшей обозримой перспективе.
Особенности горения, отличающие его от прочих видов окислительно восстановительных реакций, — это большой тепловой эффект реакции и
большая энергия активации, приводящая к сильной зависимости скорости
реакции от температуры.
Во многих случаях практически важные процессы горения подчиняются
чисто физическим закономерностям, вследствие того, что при высоких
температурах
химическое
превращение
может
протекать
с
большими
скоростями и химический процесс оказывается подчинен чисто физическим
закономерностям таким, как перенос тепла и диффузия, и ими регулируется.
Это означает, что химическая реакция, которая протекает с высокой скоростью,
имеет ограниченную скорость и подчиняется закономерностям того или иного
физического явления.
17
По скорости движения горение подразделяется на медленное и
детонационное.
Медленное горение подразделяется на ламинарное и турбулентное
соответственно характеру течения смеси. В медленном горении течение
продуктов всегда турбулентное. В определённых условиях медленное горение
может переходить в детонацию.
Выделяют и такие особые виды горения, как тление, беспламенное и
холодно пламенное горение.
По скорости распространения процесса:
Дефлаграционное горение – медленное распространение процесса (при
помощи теплопроводности или диффузии).
Детонационное горение – быстрое распространение процесса (при
помощи ударной волны).
Сущность горения заключается в нагревании источником зажигания
горючего материала до начала его теплового разложения. Когда горючий
материал разлагается, он выделяет пары углерода и водорода, которые,
соединяясь с кислородом воздуха в реакции горения, образуют двуокись
углерода, воду и выделяют много тепла. Кроме того, на пожаре образуется
окись углерода как продукт неполного сгорания углерода (основное
отравляющее вещество, называемое угарным газом) и сажа, то есть
несгоревший углерод, который черной массой оседает на стенах и мебели.
В общем случае можно сказать, что время воспламенения может колебаться от
нескольких недель и месяцев (что характерно для процессов самовозгорания),
до одного мгновения. С момента воспламенения горючего вещества начинается
пожар.
Первые 10 минут огонь распространяется линейно вдоль горючего
материала.
Еще через 10 минут наступает разрушение остекления и увеличивается
приток свежего воздуха, что резко увеличивает развитие пожара, который
18
переходит в следующую фазу: температура внутри помещения повышается до
900°С, максимальная скорость выгорания продолжается в течение 10 минут.
На 20-25 минуте от начала пожара происходит его стабилизация и
продолжается 20-30 минут. После чего пожар идет на убыль, если не имеет
распространения в другие помещения.
Из этих условий развития пожара дают следующие рекомендации:
Первая: очень важно при первых признаках пожара (запах дыма, отблески
пламени и т.п.) позвонить по телефону 01 в пожарную охрану и сообщить о пожаре.
Вторая: уходя из помещения, рекомендуется закрыть все окна и двери,
чтобы максимально предотвратить поступление свежего воздуха в помещение.
Отсутствие кислорода воздуха в помещении в достаточном для пожара
количестве приводит к самозатуханию огня.
Третья: чтобы в вашу квартиру не распространился огонь с нижележащих
или соседних этажей, также необходимо закрыть все окна и двери балконов
(особенно, если вы уходите из квартиры надолго).
Четвертая: при пожаре необходимо быстро выйти на улицу или в
безопасное место, так как скорость распространения дыма очень высока (20
м/мин) и даже при незначительных возгораниях задымление путей эвакуации
происходит в считанные минуты. Кроме того, высокая температура на
лестничной клетке также препятствует выходу людей. Натурные испытания
показывают, что время задымления верхних этажей зданий составляет 2-3
минуты, а температура в объеме лестничной клетки в течение 5 минут может
достичь 200°С (опасной для человека является температура 60°С).
Пятая: в случае, когда пути эвакуации отрезаны дымом и огнем,
необходимо предпринять все возможные меры, чтобы о вас знали. С этой целью
необходимо выйти на балкон или открыть окно и голосом взывать о помощи.
Пожарные в первую очередь по прибытии на пожар выявляют
отрезанных огнем и дымом людей и направляют все силы и средства на их
спасание.
19
Для тушения возгораний и пожаров используют огнетушащие вещества.
Под огнетушащими веществами понимают такие, которые непосредственно
воздействуют на процесс горения и создают условия для его предотвращения
(вода, пена, пороши).
Основными способами тушения возгорания и пожаров являются:
- охлаждение горящих поверхностей (предупреждение распространения и
локализация);
- изоляция его от доступа воздуха (перекрытие доступа окислителей);
- удаление горючего вещества из зоны горения.
По основному признаку действия на прекращение горения огнетушащие
вещества подразделяются на:
- охлаждающего (вода, твердый диоксид углерода);
- разбавляющего (негорючие газы, водяной пар, тонко распыленная вода);
- изолирующего (воздушно-механическая пена различной кратности,
сыпучие негорючие материалы, твердые тканевые материалы);
- ингибирующего (средства химического торможения реакции горения бромистый метилен, бромистый этил).
2. ПОДСЕКЦИЯ ХИМИИ
М.К. Алпатова, В.Д. Калашникова
(Научный руководитель – к.х.н., доц. Л.М. Астахова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ОГНЕГАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Пожар – это сложный физико-химический процесс, при котором химическое
превращение сопровождается выделением энергии в виде тепла и излучения.
Горение
— сложный процесс превращения исходных веществ в
продукты сгорания в ходе экзотермических реакций, сопровождающийся
интенсивным выделением тепла. Светящаяся зона пламенем.
20
Ф. Энгельс в свое время писал: «...только научившись добывать огонь с
помощью трения, люди
впервые заставили
служить себе некоторую
неорганическую силу природы. Какое глубокое впечатление произвело на
человечество это гигантское, почти неизмеримое по своему значению
открытие, показывают еще теперешние народные суеверия»
Горение до сих пор остаётся основным источником энергии в мире и
останется таковым в ближайшей обозримой перспективе.
Для того чтоб произошло загорание требуется наличие трех условий:
1. Горючая среда (все что горит);
2. Источник зажигания (открытый огонь, искра, химические реакции с
выделением большого количества тепла и т.п.);
3. Окислитель (наличие в воздухе кислорода).
Если убрать хоть одно условие, загорания не будет. Например, при
наличии горючей среды и источника зажигания, но без окислителя, будет
происходить тление или, что чаще всего, загорания не произойдет.
А вот для того, чтоб произошел пожар, требуется наличие четвертого
условия:
4. Пути распространения пожара (горючие вещества, по которым огонь
может распространяться на дальние расстояния)
Если
мы
уберем
пути
распространения
пожара,
произойдет
контролируемое горение. Что мы можем увидеть на примере печки или камина.
Параметры пожара:
- продолжительность, мин, - с момента возникновения до ликвидации;
- площадь, м2 - площадь проекции зоны горения на горизонтальную
вертикальную плоскость;
- температура, °С, - среднеобъемная температура газовой среды
помещения:
Пространство, в котором развивается пожар, условно делят на четыре
зоны:
21
– горения - где идет реакция с выделением теплоты, дыма и токсичных
газов;
– теплового воздействия – где изменяются свойства материалов,
конструкций и пребывание людей без специальной защиты невозможно.
Температура более 60-80°С;
–
задымления,
которая
заполнена
дымом,
токсичными
газами,
концентрация кислорода снижена, видимость до 6 м, находиться без средств
защиты органов дыхания нельзя.
– безопасности - расположена вне перечисленных зон и позволяет
находиться людям без средств защиты органов дыхания.
По природе горящего материала пожары подразделяют на четыре
основных класса:
класс А: горение твердых материалов органического происхождения, при
котором воспламенение происходит одновременно с образованием горячей
зоны;
класс В: горение жидкостей или плавящихся твердых материалов;
класс С: горение газов;
класс D: горение металлов;
класс E: горение электрооборудования под напряжением.
С точки зрения пожарной опасности все вещества по агрегатному
состоянию подразделяются на твердые вещества, жидкости и газы.
Материалы делятся на негорючие и горючие.
- негорючие - при нагревании до 750°С не горят и не выделяют горючие
газы (стекловата, вермикулит);
- трудногорючие - воспламеняются при температуре ниже 750°С, причем
горят, тлеют или обугливаются только под действием постороннего источника
пламени и перестают гореть или тлеть после его удаления (фторопласт,
пенопласт и т.п.);
22
- трудновоспламеняющиеся - воспламеняются при температуре ниже
750°С, горят, тлеют или обугливаются только под действием постороннего
источника пламени, после его удаления продолжают гореть затухающим
пламенем, (фибра, текстолит, войлок технический);
- горючие материалы - воспламеняются при температуре ниже 750°С от
постоянного источника, продолжают гореть или тлеть после его удаления
(целлулоид, полиэтилен, древесина, картон, ткани, краски и т.п.).
Основным отравляющим веществом на пожаре является окись углерода
(угарный газ).
Для тушения пожаров используют огнегасящие вещества такие, как пена
и пенное оборудование, вода, сухие химикаты, бикарбонат натрия (порошок),
фосфат моноаммония.
В.В. Таутиев
(Научный руководитель – к.х.н., доц. М.А. Таутиева)
(г. Ростов-на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ИОННО-ОБМЕННОЙ СМОЛЫ КУ-2
И ОТДЕЛЕНИЕ FE(III) ОТ CU(II)
Хроматография является классическим методом концентрирования и
разделения неорганических и органических веществ.
Качественная идентификация веществ и количественное определение
состава смеси связано с основными характеристиками ионно-обменных смол
такими, как влажность, обменная ёмкость, набухание. Поэтому нами была
отработана методика определения влажности смолы марки КУ-2, её обменная
ёмкость и скорость набухания:
а) определение влажности.
В бюкс с притёртой крышкой отбирают 4 г катионита с точностью до
0,0001 г. Открытый бюкс помещают в сушильный шкаф (t = 100-110ºС) на
23
некоторое время, охлаждают 60 мин. и взвешивают. Влажность рассчитывают
по формуле:
W=
m1  m2
100 %,
m1
где m1 – масса ионита до сушки, г;
m2 – масса ионита после сушки, г;
W – влажность, %.
б) определение обменной ёмкости КУ в Н+-форме.
В 300 мл коническую колбу помещают 1 г абсолютно сухого катионита.
Навеску заливают 200 мл 0,1 М раствором едкого натра. Колбу закрывают
пробкой и оставляют на 2 часа, периодически встряхивая 1-2 раза в час. После
истечения срока содержимое фильтруют через беззольный фильтр. Первую
порцию (5 мл) отбрасывают, фильтрат собирают (25 мл) и титруют 0,1 М
раствором НСl по метилоранжу.
Обменную ёмкость рассчитывают по формуле:

(200  C NaOH  na C HCl )  100
,
m  (100  W )
где СNaOH, CHCl – 0,1 моль/л;
na – количество раствора HCl, пошедшее на титрование, мл;
m – навеска смолы, г;
W – влажность ионита, %.
в) определение набухания катионно-обменной смолы КУ-2 .
В 50 мл колбу помещают 1,5 г воздушно-сухого катионита и 30 мл
дистиллированной воды и оставляют на 3 часа. Затем воду от смолы отделяют
центрифугированием и осторожно подсушивают фильтровальной бумагой.
Отбирают 0,8 г с точностью до 0,0001 г набухшей смолы, взвешивают в бюксе,
предварительно доведенном до постоянной массы в сушильном шкафу при 100
ºС. Бюкс с набухшей смолой доводят в сушильном шкафу до постоянной массы
при той же температуре.
24
Набухание рассчитывают по формуле:
Н=
m1  m2
,
m2
где m1 – масса набухшей смолы, г;
m2 – масса высушенной смолы, г.
Подготовленный таким образом сорбент используют для разделения
Fe(III) и Cu(II). Разделение основано в переводе этих ионов в комплексные
соединения противоположных знаков.
Раствор, содержащий смесь Fe+3, Cu+2, обрабатывают лимонной кислотой,
а затем раствором аммиака. Железо в растворе находится в виде анионного
цитратного комплекса, а медь – в виде катионного аммиачного комплекса.
Поскольку нами используется КУ-2, в колонке задерживаются катионные
формы, а цитратный анион железа (III) остаётся в растворе.
Предлагается методика разделения и определения Fe+3 и Сu+2 при
совместном присутствии.
Реактивы: растворы солей железа (Ⅲ), меди (Ⅱ) (1 мл – 10 мг элемента),
лимонная кислота 20 %, раствор аммиака 10 %, соляная кислота 1 М,
тиосульфат натрия 0,1 н, раствор йодида калия 10 %, раствор крахмала 1 %,
серная кислота (1 : 4), катионит КУ-2 в Н+ форме.
К 20 мл исследуемого раствора добавляют 5 см3 20 % раствора лимонной
кислоты и 10 мл 10 % раствора аммиака. Полученный раствор пропускают
через колонку высотой 7 см, внутренним диаметром – 2 см. Элюат,
содержащий ионы железа, собирают в мерную колбу на 100 мл. Колонку
промывают 10 % раствором аммиака и собирают в ту же мерную колбу.
Концентрацию железа определяют колориметрически, а ионы меди (II)
элюируют из колонки 1 М раствором НСl отдельными порциями по 10 см3.
Количество меди, в мг, в каждой порции определяют йодометрическим
методом.
25
В.В. Таутиев
(Научный руководитель – к.х.н., доц. М.А. Таутиева)
(г. Ростов-на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ИОННООБМЕННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ
(ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
При анализе микроколичеств вещества часто бывает недопустимо
присутствие посторонних примесей. Поэтому выполнение количественного
анализа любой системы состоит из основных этапов: выделение определяемого
компонента и его количественное определение. В тех случаях, когда количество
определяемого вещества меньше чувствительности используемого метода,
применяют
концентрирование
микропримеси.
Целесообразным
хроматографический метод анализа. Хроматография - метод
является
разделения,
использующий различные процессы распределения вещества между двумя
фазами: анализируемым раствором и твердым сорбентом.
Наибольшее распространение в аналитической практике получила
ионообменная хроматография. Она основана на обратимом обмене ионов
раствора с подвижными ионами, входящими в состав сорбента. Сорбент для
ионного обмена – ионит должен представлять собой твердое нерастворимое
вещество, содержащее в своей структуре ионногенные группы, способные к
реакциям
обмена.
Сорбируемое
вещество
находится
в
растворе
в
диссоциированном состоянии. При взаимодействии этих двух фаз происходит
ионный обмен, в результате которого концентрация вещества в растворе
понижается, а на твердой фазе повышается. Ионогенная группа содержит
фиксированный
катион
или
анион
и
нейтрализующий
его
ион
противоположного знака (противоион). Противоионы, как правило, подвижны
и могут обмениваться с раствором на ионы, имеющие тот же знак заряда.
Иониты, способные обменивать катионы, называются катионитами, иониты,
способные обменивать анионы, называются анионитами. Для осуществления
26
катионного обмена сорбент должен содержать в своей структуре кислотные
группы, ион водорода которых легко обменивается на катионы электролита.
В случае анионообменной сорбции сорбент должен содержать в своей
структуре группы, обладающие свойствами оснований, например, содержать
ион гидроксила, который должен обмениваться на анион электролита.
Разделение
на
ионитах
осуществляют
в
большинстве
случаев
колоночным методом. Процесс разделения включает в себя три стадии:
сорбция, промывание, элюирование.
Первая стадия – обмен подвижных ионов сорбента с ионами раствора
того же знака.
На второй – удаляют растворителем (водой) несортированные вещества
оставшиеся между зернами ионитов.
На третьей – с помощью подобранных элюентов, содержащих кислоту,
щелочь, комплексообразующие реагенты, десорбируют поглощенные колонкой
ионы. Слишком длительное элюирование не выгодно.
Выходящий из колонки раствор анализируют химическими или физикохимическими методами.
Хроматографическое разделение на ионитах возможно в тех случаях,
когда
обмен
ионов
характеристикой
носит
избирательный
избирательности
разделения
характер.
является
Количественной
коэффициент
распределения. «К» - коэффициент распределения – это отношения содержания
исследуемого иона на сорбенте (мг-экв/л).
Основные количества сорбента определяются: сорбционной емкостью,
химической стойкостью. Активность сорбента условно характеризуются
количеством растворенного электролита, которое было поглощено единицей
веса и объема сорбента, то есть «емкостью сорбента». Для большинства
ионитов емкость составляет от 1 мг-экв/г. Емкость сорбента зависит от условий
сорбций, например:
27
1. От среды (рH): Ёмкость сульфофенолформальдегидной смолы при
pH = 3 составляет 2 мг – экв/г, а при рН= 13 – 5,2 мг –экв/г.
2. От природы сорбируемого иона:
емкость сульфоугля по Na+ - 3,2 мг – экв/г;
емкость сульфоугля по Ca2+ - 1 мг – экв/г.
Химическая стойкость сорбента определяет по отношению к тем рабочим
средам, в которых должна происходить сорбция или регенерация.
По химическому составу иониты подразделяются на две группы:
ионообменные
сорбенты
и
ионообменные
сорбенты
органического
происхождения.
Хроматографический метод позволяет не только разделять, но и
концентрировать
содержание
анализируемого
иона.
Концентрация
осуществляется за счет сорбции из большого объема и десорбции в меньший
объем.
Метод ионообменной хроматографии широко применяют в аналитике и
химической технологии. Он универсален и эффективен. Метод настолько
надежен, что вещество можно считать однородным, если его не удается
разделить на части этим методом.
А.А. Ганина
(Научный руководитель – к.х.н., доц. Л.М. Астахова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОРГАНИЧЕСКИЕ КРАСИТЕЛИ
Природные
вырабатываются
красители
живыми
-
органические
организмами
и
соединения,
окрашивают
которые
животные
и
растительные клетки и ткани. В основном соединения желтых, коричневых,
черных и красных цветов разных оттенков, очень мало синих и фиолетовых,
зеленые, как правило, отсутствуют.
28
В
небольших
количествах
природные
красители
используют
в
реставрационных работах. Их применяют также в пищевой и парфюмерной
промышленностях, при исследованиях методами оптической и электронной
микроскопии в цитологии и гистохимии, в аналитической химии.
Многие природные красители обладают значительной физиологической и
антибиотической активностью, вследствие чего их часто используют как
лекарственные средства. Некоторые природные красители - регуляторы роста
растений, а также сигнальные вещества, привлекающие насекомых-опылителей
и отпугивающие вредителей.
Природные красители широко распространены в природе и крайне
многообразны. Часто в различных природных источниках встречаются одни и
те же или близкие по строению природные красители, поэтому наиболее
целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.
Полимерные материалы можно окрашивать органическими красителями в
различные цвета, обладающие яркостью и чистотой тона. Высокая красящая
способность позволяет вводить органические красители в полимерные
материалы в небольших количествах (0,01-0,1 %), которые не вызывают
изменения механических или электрических свойств готовых изделий.
Сейчас естественные
красители полностью вытеснены синтетическими.
Преимущество синтетических красителей – дешевизна, удобство в обращении,
разнообразие оттенков, возможность
красителей
с нужными свойствами.
создавать
широкий
ассортимент
Последнее особенно
важно,
так как число материалов, которые окрашивают органическими красителями,
непрерывно растёт. Если раньше единственным потребителем органических
красителей
была
текстильная
промышленность,
где
красили
почти
исключительно хлопчатобумажные, шерстяные и хлопковые волокна, то
сегодня органические
красители применяют для
крашения
многих
видов
синтетических волокон, пластических масс, резины, бумаги, картона, дерева,
кожи, меха и других материалов. Области применения природных красителей
29
всё больше
и больше
суживались,
и в наши
дни они ограничены
лишь
специальными областями, например, окрашивание некоторых продуктов
питания.
М.Е. Некрасова
(Научный руководитель – к.х.н., доц. М.Н. Мицкая)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
РОСТ КРИСТАЛЛОВ
Под кристаллизацией из растворов подразумевается рост кристалла
соединения, химический состав которого заметно отличается от химического
состава
исходной
жидкой
фазы.
Растворителями
могут
быть
вода,
многокомпонентные водные и неводные растворы, расплавы каких-либо
химических соединений. В зависимости от температуры процесса и химической
природы
растворителя
различают
процессы
выращивания
из
низкотемпературных водных растворов (при температурах не выше 80-90оС),
перегретых водных растворов (гидротермальный метод, температуры до
800оС), солевых расплавов (методы кристаллизации из раствора в расплаве,
температуры кристаллизации до 1500оС).
Кристаллизацию из растворов применяют при выращивании веществ,
разлагающихся при температурах ниже температуры плавления или имеющих
несколько полиморфных модификаций. Рост кристаллов осуществляется при
температурах ниже температуры плавления, поэтому в выращенных такими
методами кристаллах отсутствуют дефекты, характерные для кристаллов,
выращенных из расплава. При выращивании кристаллов из растворов
движущей
силой
процесса
является
пересыщение,
уровень
которого
характеризует величина переохлаждения DТ.
Кристаллизацию из растворов можно осуществлять за счет изменения
температуры раствора, за счет изменения состава раствора, а также использовать
30
кристаллизацию при химической реакции. Кристаллизация при химической
реакции основана на выделении твердых продуктов в процессе взаимодействия
растворенных компонентов. Такой способ кристаллизации возможен лишь в том
случае, если растворимость получаемого кристалла будет ниже растворимости
исходных компонентов. Обычно химические реакции в растворе протекают с
достаточно большой скоростью, создаются высокие пересыщения и происходит
массовое выделение мелких кристаллов. Ограничение скорости достигается либо
использованием слабо растворенных исходных продуктов, либо регулированием
скорости поступления веществ в зону реакции.
Ниже мы предлагаем выращивание кристаллов различной формы и цвета,
напоминающие растения.
1. «М р Водорослей». Ц аноферратные кустарн к Ломоносова
Изумительные «растения», похожие на нитевидные «водоросли» или ветки
«подводного кустарника», вырастают в сосудах при взаимодействии в водном
растворе гексацианоферратов калия с хлоридом или сульфатом марганца (II),
цинка (II), никеля (II), кобальта (II), хрома (III). Для этого в раствор 30-50 г
желтой кровяной соли - гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6] 1 л воды
добавляют два-три кристаллика этих солей.
Появление водных «растений» связано с реакциями, в которых выпадают в
осадок
малорастворимые
KCr[Fe(CN)6].
Эти
комплексные
соединения
соли
покрывают
типа
K2Zn[Fe(CN)6]
внесенные
или
кристаллики
полупроницаемой пленкой. Через пленку просачивается вода из раствора.
Давление под пленкой возрастает, в некоторых местах она прорывается, и там
начинают расти длинные изогнутые «трубочки» - «ветки» диковинных
растений. Рост будет продолжаться до тех пор, пока не израсходуется весь
кристалл внесенной соли.
Цвет водных «растений» зависит от металла : соли меди - вырастают бурые
водоросли, железа - синие водоросли, никеля - бирюзовые, марганца- белые,
кобальта –зеленые.
31
2. Х м ческ й аквар ум (с л катный сад).
Для получения «аквариума » в стакане можно использовать следующий
метод. В стакан налейте жидкое стекло (силикатный клей, мы использовали
строительный клей), разведенное примерно в три раза водой. После этого
внести в раствор по шепотке солей разных металлов- меди, кобальта, никеля,
железа, цинка, алюминия, магния и др. Для этих целей можно использовать
любые растворимые соли – сульфаты, хлориды, нитраты, ацетаты и другие
соли.
Мы использовали сульфаты этих металлов. Со временем в стакане будем
наблюдать рост «химических водорослей», которые состоят из нерастворимых
силикатов металлов и напоминают настоящие нитчатые водоросли. Цвет
водорослей зависит от металла. Соли меди дают голубые водоросли, кобальта –
синие, магния, алюминия и цинка – белые, никеля – бирюзовые, железа (III) –
коричневые, хрома – зеленые, соли железа(II) дают темно зеленые водоросли,
которые потом становятся бурые (в результате окисления).
3. «Осенн й сад»
Химический осенний сад с желтой «травой» и золотистыми «листьями»
вырастает, если в водный раствор, содержащий 30-50 г хромата калия K2CrO4 в
1 л воды, добавить кристаллик дигидрата хлорида бария ВаCl 2·2Н2О. В желтом
растворе будет протекать осаждение хромата бария ВаCrO4:
K2CrO4 + ВаCl2 =
ВаCrO4 + 2KCl
4. «Желтая трава»
Тонкие нити желтого цвета, похожие на траву, появятся и в водном
растворе нитрата свинца (II) Pb(NO3)2, содержащем 100-150 г соли в 1 л воды,
если в него опустить несколько кристалликов хромата калия. В этом случае
«трава» - это малорастворимый хромат свинца PbCrO4:
K2CrO4 + Pb(NO3)2 = PbCrO4 + 2KNO3
Изучив влияние различных условий на рост кристаллов, человек может
управлять процессом кристаллизации, получая
при этом
кристаллы с
32
необходимыми
свойствами,
возможно,
будущее
новейших
технологий
принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам.
Е.П. Гараев, А.А. Деркач,
Д.В. Залюбовский, Д.В. Сандульский
(Научный руководитель – к.п.н., доц. В.Н. Алексенко)
(г. Ростов-на-Дону, Донская духовная семинария)
НАУКА И РЕЛИГИЯ: ОБЩЕЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Донская
духовная
семинария
(ДДС)
является
образовательной
организацией высшего профессионального религиозного образования и
канонически относится к Русской Православной церкви. Учебный план
основной профессиональной образовательной программы по направлению
подготовки 48.03.01 Теология соответствует ФГОС ВПО и включает в себя
изучение дисциплин систематической конфессиональной теологии, сакральных
текстов конфессии, истории религии, практической теологии конфессии,
языков
сакральных
текстов
(церковнославянского,
древнегреческого,
латинского), религиозной философии, отношение религии с государством и
обществом,
психологии,
православной
культуры
педагогики,
и
наряду
с
методики
ними,
преподавания
современных
основ
концепций
естествознания.
Как создан мир? По каким законам развивается? Вот вопросы,
интересующие многие поколения человечества, независимо от принадлежности
к той или иной конфессии, или отношения к религии. Начиная с середины XIX
века, естественные науки сделали большой прорыв в познании законов
природы. А кто были те ученые, что проводили кропотливые исследования,
делали научные открытия? Рассмотрев так вопрос, можно увидеть, что в
основном – это люди, верующие в Бога. Семейные отношения, воспитание,
образование,
общественные
связи
имели
существенную
религиозную
составляющую. Религия не мешает заниматься изучение естественных наук.
33
Русской Православной церковью разработаны основы социальной концепции,
определяющие отношение к наукам и подчеркивающие отсутствие антагонизма.
Нами видится перспективным развитие взаимного интереса светского
ученого сообщества и современной богословской научной мысли.
Студенты ДДС ведут научную работу с использованием естественнонаучных
методов исследования. Пишутся статьи, делают доклады на студенческих научных
конференциях ведущих вузов. В 2013 году мы приняли участие в конференции на
химическом факультете ЮФУ. С 2011 года результаты исследований по разным
направлениям представляем на геолого-географическом факультете ЮФУ. Третий
год продолжается развитие экологического проекта совместно с биологопочвенным факультетом ЮФУ. В прошлом году семинаристы впервые приняли
участие в работе научной конференции РГСУ.
В ДДС работает открытый межвузовский методологический семинар, в
котором могут принять участие все, проявившие интерес.
Н.А. Мазирка
(Научный руководитель – к.х.н., доц. М.А.Таутиева)
(г. Ростов-на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
БЕЛЫЙ ЦЕМЕНТ
Цемент – это важный и незаменимый материал в строительстве. Цемент
классифицируют по маркам, наличию добавок и даже по цвету. Одним из видов
цементов, который в последнее время набирает всё большую популярность изза своих преимуществ по соотнесению с серым, является белый цемент.
Благодаря привлекательной цветовой окраске, его
используют не только в
строительных но и декоративных работах, создании статуй, изваяний и иных
объектах культурного достояния.
Для того чтобы цемент обладал светлой окраской, необходимо
использовать сырьё с низким содержанием железистых соединений.
34
Изготовляют белый цемент на основе маложелезистого клинкера, в
котором содержание марганца и хрома имеет минимальное значение. В его
состав входят добавки, из-за которых он имеет белёсый цвет, такие, как
известняк, гипс, хлорноватые соли. Измельчение сырья и помол клинкера
совершается в дробилках (мельницах), оснащенных особой футеровкой. Здесь
используются кремневые, базальтовые, фарфоровые плиты.
Клинкер обжигают при высоких температурах, потом его охлаждают в
бескислородной среде, в результате цемент становится прочным и имеет
светлый оттенок. Также возможен способ охлаждения водой, следом сырой
клинкер сушат в сушильном барабане при температуре 300 °С.
Существует 2 способа производства – сухой и мокрый.
Сухой – имеет обширно применение в наше время. Этот способ
заключается в тонком перемалывании, тщательной просушке и перемешивании
сырья, эти процессы осуществляют в шахтной печи. В результате получают
клинкер, который обжигают при температуре 800°С.
Мокрый встречается реже. При таком способе твёрдые компоненты
дробят в мельнице, а мягкие - в особом приспособлении - болтушке с
применением воды. После этой процедуры сырой шлам высушивают и далее
выполняют его более мелкий размол и смешивание с другим сырьевым
материалом, как при сухом способе.
Производят две марки белого цемента: М400 и М500. Числовое значение
показывает, давление в килограммах, которое должен выдержать кубический
сантиметр, при полном отвердевании цемента.
Белый цемент в зависимости от степени белизны подразделяют на 3
сорта. Степень белизны по сортам должна быть не менее 1-80, 2-75, 3-68%.
Первичное схватывание настаёт в течение 45 минут, за 12 часов материал
полностью высыхает, спустя 16 часов бетон приобретает 60% заявленной
прочности. Чтобы избежать потери белизны, при помоле белого цемента в его
состав включают диатомит, который связывает гидроксид кальция. Он имеет
35
склонность к усадке, из-за присутствия алюмината кальция в смеси.
При работе с белым цементом применяют только чистые инструменты, в
том числе и бетономешалку. Для замешивания и увлажнения раствора
используют исключительно чистую воду. Армирующие элементы советуют
покрыть антикоррозионной защитой до заливки бетоном, иначе на материале
могут появиться пятна. В качестве отбеливающего материала используют
диоксид титана, но его массовая доля в смеси не должна превышать 1%.
Белый цемент обширно употребляется в качестве отделочного материала.
Его используют для декоративного оформления сборных железобетонных
конструкций, также используется для окраски фасадов зданий и строительных
конструкций. Благодаря износостойкости и светоотражающим способностям
белый портландцемент применяют для разметки автомагистралей, посадочных
полос и даже в качестве материала дорожного покрытия.
Цемент очень важен в строительстве и его разновидности, обладающие
специфическими свойствами, зачастую упрощают процесс строительства.
3. ПОДСЕКЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
И.С. Кобелева, Я.С. Мельник, А.В. Чижов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. А.В. Каклюгин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ О МОДИФИКАЦИИ ГИПСОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ИЗДЕЛИЙ СИЛИКОНОВЫМИ ДОБАВКАМИ
С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ВОДОСТОЙКОСТИ
Основными недостатками строительных материалов и изделий на основе
гипсовых вяжущих веществ являются их низкая водостойкость и значительные
деформации под нагрузкой (ползучесть). Одним из способов устранения
36
указанных недостатков является модификация гипсовых материалов и изделий
силиконовыми добавками, придающими им водоотталкивающие свойства. На
современном
рынке
строительных
материалов
такие
добавки
широко
представлены, однако практическая и экономическая целесообразность их
применения часто вызывает сомнения у возможных потребителей.
В настоящей работе выполнена оценка эффективности добавки Silsan® P 53
(производитель  немецкая фирма Graf), специально разработанной для
объемной
гидрофобизации
гипсовых
материалов
и
изделий.
Добавка
представляет собой порошок, состоящий из смеси силанов и силоксанов. Фирмапроизводитель рекомендует использовать добавку с целью повышения
водостойкости гипсовых изделий при сохранении их паропроницаемости, а
также придания водоотталкивающих свойств и снижения тенденции к
загрязнению их поверхности.
На первом этапе исследований применяли гипсовое вяжущее Г-5 Б II по
ГОСТ
125.
изготавливали
Контрольные
из
образцы-балочки,
гипсового
теста
размером
стандартной
4040160
консистенции.
мм,
Перед
определением физико-механических характеристик образцов их высушивали в
сушильном шкафу до постоянной массы при температуре (53±2) С.
Насыщение образцов водой производили в емкости с водой в течение 24 ч. Для
определения капиллярного всасывания образцы гранью с размерами 4040 мм
погружали в ванну с водой на глубину (10±1) мм. Уровень воды в емкости
поддерживали постоянным в течение всего испытания. Результаты испытаний
образцов и дозировки добавки Silsan® P 53 приведены в таблице.
37
сжатии

0,10
0,25
0,50

0,10
0,25
0,50
1250
1220
1200
1190
980
990
990
1000
16,3
14,3
12,8
11,8
4,1
4,1
4,1
4,2
в сухом
состоянии при
в водонасыщенном
состоянии
изгибе
сжатии
изгибе
6,4
6,2
5,8
4,0
2,3
2,3
2,3
2,4
6,4
6,2
5,8
4,0
2,0
2,1
2,5
2,5
2,3
1,7
1,6
1,4
1,1
1,2
1,4
1,5
Водопоглощение при
капиллярном
всасывании,%
(через 1 сут)
Сухая
штукатурная
гипсовая
смесь
Средняя
плотность, кг/м3
Гипсовое
вяжущее
Расход добавки, %, от
массы сухих
компонентов
Наименовани
е материала
Предел прочности, МПа, образцов
Водопоглощение по
массе, %
Результаты испытаний контрольных образцов
21,1
22,7
20,3
20,7
31,1
31,0
31,0
31,8
11,9
9,8
9,4
9,9
21,4
18,3
12,5
0,6
Анализируя представленные в таблице данные, видим, что добавка
Silsan® P 53 не только не способствует повышению водостойкости образцов,
изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции, но при высоких
дозировках, вероятно из-за воздухововлечения, способствует снижению их
средней плотности, а также прочности.
В работах ряда авторов показано, что силиконовые материалы особенно
эффективны как гидрофобизаторы в системах, имеющих щелочную среду.
Руководствуясь
этим
положением,
на
втором
этапе
исследований
эффективность действия добавки проверяли на сухой штукатурной гипсовой
смеси (далее  СГС), содержащей в своем составе гидратную известь. Образцы
испытывали по методикам, описанным выше. Представленные в таблице
результаты испытаний показывают, что введение в СГС добавки Silsan® P 53 не
влияет на прочность образцов как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии,
а также их водопоглощение. Однако заслуживает внимания значительное
снижение водопоглощения при капиллярном всасывании, особенно при расходе
добавки 0,5 % от массы СГС. При этом прочность образцов практически не
снижается.
38
Таким образом, добавка Silsan® P 53 может быть рекомендована для
объемной гидрофобизации гипсовых материалов, содержащих в своем составе
кроме гипсового вяжущего щелочной компонент.
В.А. Мальцева
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ДОРОЖНОГО БЕТОНА
Изделия из дорожного бетона, используемые для строительства дорог –
бортовые
камни и тротуарные плитки. Согласно ГОСТ 6665 бетонные
бортовые камни изготовляют из мелкозернистого (песчаного) и/или тяжелого
бетонов слитной структуры. Такие изделия
предназначены для отделения
проезжей части дорог от тротуаров, т.е. эксплуатируются при исключительно
сложных температурно-влажностных и химически агрессивных воздействиях.
Эти изделия в настоящее время чрезвычайно популярны, потому что по
сравнению со сплошным асфальтобетонным покрытием:
- снижается нагрузка на экологическое равновесие городской среды;
- на поверхности покрытий из тротуарной плитки
не задерживается
дождевая влага;
- не мешают проведению ремонтных работ (например, прокладка
подземных коммуникаций), так как тротуарную плитку можно легко снять,
провести необходимые работы и уложить снова.
Для изготовления дорожных изделий применяют бетон класса прочности
не менее В30, морозостойкость их не должна опускаться ниже F 200, а
структура
капиллярной
водопоглощение.
методом
жесткого
пористости
обеспечивать
минимальное
Изделия дорожного назначения принято изготавливать
вибропрессования,
поэтому
учитывая
жесткость
39
эксплуатационных воздействий и интенсивность технологических необходимо
уточнить перечень специфических требований к сырью.
Более 80% объема дорожного камня занимают заполнители. Поэтому
сырьевые материалы должны обладать:
- высокой водо-, кислото- и щелочестойкостью;
- высокой морозостойкостью;
- достаточной, из условий эксплуатации, механической прочностью на
сжатие и истирание;
- предельно высокой ударной вязкостью;
- заполнители должны быть чистыми для того, чтобы в ходе
технологической переработки сырья было обеспечено надежное сцепление с
цементным камнем;
-
зерновым
составом,
исключающим
возможность
перерасхода
цементного теста при их изготовлении.
Особое внимание при изготовлении таких изделий необходимо уделять
составу и структуре цементного теста потому, что после его отвердевания
цементный камень будет обладать некоторой пористостью, величина и
параметры
которой
окажут
определяющее
влияние
на
долговечность
эксплуатации бетонных изделий дорожного назначения.
Для изготовления изделий дорожного назначения применяют чисто
клинкерный
или
шлакопортландцемент
с
минералогическим
составом,
обеспечивающим его коррозионную стойкость по отношению к дождевой воде
городских поселений. Начальное водосодержание цементного теста должно
обеспечивать формирование минимально возможного объема капиллярной
пористости. Для достижения этой цели в состав сырьевых смесей водят
добавки супер- или гиперпластификаторов, которые эффективно влияют на рост
удобоукладываемости бетонных смесей в период перемешивания сырья и
формования изделий.
40
На следующем этапе технологической переработки – твердении –
чрезвычайно важно обеспечить изделиям такие параметры температуры и
влажности, которые позволят соблюсти требования по уровню капиллярной
пористости цементного камня.
О.Ю.Щеглова
(Научные руководители – д-р т.н., проф. Л.В.Моргун, к.т.н., доц. Л.П. Щулькин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ О ПРИНЦИПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СМЕСИТЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОГО ТИПА
Технология изготовления бетонных смесей, дисперсно армированных
волокнами, требует применения смесителей турбулентного типа, потому что в
процессе гомогенизации сырьевых компонентов необходимо равномерно
распределять по объему дисперсные частицы зернистой и волокнистой форм.
Опыт показывает, что достижение вышесформулированной цели обеспечивать
достаточно сложно по ряду причин. К ним относятся:
- соответствие мощности на валу вязко-пластическим свойствам смеси;
- взаимосвязь скорости вращения рабочего органа с возможностью
транспортирования дисперсных частиц сырья в заданную точку;
- комкование волокнистых частиц сырья и т.д.
Важнейшей задачей, решение которой необходимо для развития
технологии фибробетонов, является проектирование таких конструктивных
особенностей смесителя, которые гарантированно обеспечат
равномерное
распределение по объему всех компонентов смеси при минимально возможной
мощности на валу.
Методы расчета, применяемые при решении задач перемешивания
компонентов в системах жидкость – твердая фаза связаны с использованием
гидродинамических характеристик потока, поэтому следует рассмотреть
влияние взвешенных частиц на поле скоростей и коэффициенты турбулентного
41
переноса в потоке шликера, а также на потребляемую мощность.
Использование коэффициента турбулентного переноса жидкости для
описания перемещения взвешенных частиц не всегда применимо. В тех
случаях, когда плотность дисперсных частиц существенно превышает
плотность сплошной фазы, пульсационные скорости частиц и коэффициент
диффузии могут существенно отличаться от соответствующих свойств
сплошной фазы. По мере
уменьшения отношения плотностей, повышения
скорости движения и увеличения размеров частиц отношение коэффициентов
их турбулентного переноса и среды асимптотически приближается к единице и
применительно к условиям перемешивания в системе жидкость – твердая фаза
в смесителе открытого типа. Следовательно, это уравнение может быть
применимо к расчетам смесителя для изготовления фибросмесей. Значение
скорости движения твердых частиц относительно жидкости под действием
массовых сил в общем случае может изменяться
в поле турбулентных
пульсаций из-за нелинейного характера. Таким образом, при расчете
параметров перемешивания пенобетонной смеси можно допустить применение
уравнений поля скоростей
и коэффициентов турбулентного переноса,
полученных применительно к перемешиванию гомогенных жидкостей. При
этом суспензия рассматривается как квазигомогенная система, вязкость
которой равна вязкости жидкой фазы, а средняя плотность (ρср) рассчитывается
по уравнениям:
ср  (1   )   ч ;
 ср 
1
1 x
x ,
(
)

ч
где ρ, ρч – плотность жидкости и частиц твердой фазы, φ, χ – объемная и
массовая доля частиц твердой фазы.
Указанный подход к расчетам и приводимые далее зависимости
получены экспериментально при объемных концентрациях дисперсной фазы от
20 до 40%.
42
Расчеты, показывают, что мощность, необходимая для предотвращения
осадки твердых дисперсных частиц на днище смесителя, понижается с
увеличением
диаметра
гидравлического
активатора
сопротивления
и
мешалки.
уменьшением
Такой
характер
коэффициента
зависимости
сохраняется только при соотношении между радиусом колбы смесителя и
активатора 1,8 …2.
И.А. Черенкова
Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ФАСАДОВ
ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
Эффективность расходования энергетических ресурсов является одной из
наиболее важных проблем экономики современной России. Международная
экологическая организация «Greenpeace» считает, что потери энергии в нашей
стране достигают 40% от общего объема потребления. Эти потери
эквивалентны 400 млн тонн условного топлива в год. По данным профильных
научно-исследовательских институтов строительного комплекса России, до
45% вырабатываемой в стране тепловой энергии уходит на отопление жилых
зданий.
В
строительном
комплексе
решение
задач
энергосбережения
достигается за счет улучшения энергетической эффективности новых,
реконструируемых и эксплуатируемых зданий и систем их энергообеспечения.
Этому способствует также применение современных материалов, созданных с
использованием новейших технологий и научных достижений.
Большое внимание уделяется проблеме теплового сопротивления стен
зданий действующего жилого фонда. Это связано с тем, что существует
множество зданий старой постройки, которые требуют большого количества
тепла для обогрева и поддержания микроклимата в помещениях. Расходы
тепловой энергии составляют 250…600 кВт/ч за отопительный период на 1 м2
43
отапливаемой площади в зависимости от объемно-планировочного решения
дома:
многоэтажный
или
малоэтажный,
многосекционный
или
одноквартирный.
В
2009
году
был
принят
Федеральный
закон
№
261
«Об
энергосбережении и повышении энергетической эффективности». Закон
предусматривает ряд требований, должных препятствовать неэффективному
расходованию энергии и регламентирующий необходимость:
-
поддержки и стимулирования
энергосбережения и
повышения
энергетической эффективности;
- снижения удельного расхода энергетических ресурсов в здании,
строении, сооружении;
- установления перечня требований
к факторам, влияющим на
энергоэффективность функционально-технологических, конструктивных и
инженерно-технических решений;
- формулирования специальных требований к отдельным элементам,
конструкциям, материалам и технологиям;
-
обеспечения
энергосбережения
и
повышения
энергетической
эффективности в жилищном фонде.
В настоящее время известны различные виды и системы теплоизоляции,
большинство из которых относится к многослойным, таким, как системы
навесного и мокрого фасада. Данные системы сочетают в себя материалы
различной плотности и долговечности. Долговечность и длительность
безаварийной работы таких систем обеспечивается совместной работой
материалов. Весьма значимой составляющей эффективности их работы
является способность к сохранению исходных теплоизоляционных свойств в
течение всего срока эксплуатации сооружения.
При
выборе
материалов
для
обеспечения
требуемого
уровня
теплоизоляционных свойств стен необходимо учитывать температурновлажностный режим внутри
помещения, нагрузки
и деформационные
44
воздействия на конструкцию, то есть условия эксплуатации и другие
требования, перечисленные в п. 4.2 СНиП 23-02-2003, а не только
сопротивление теплопередаче тех слоев, из которых они запроектированы. К
числу
важнейших
требований
относятся
параметры
воздухо-
и
паропроницаемости, звукоизоляционные свойства, защита от переувлажнения,
пожарная безопасность и другие.
Основными материалами, используемыми в современной теплоизоляции
зданий
РФ
являются
минеральная
вата,
стекловата,
вспученный
пенополистирол (ППС), экструдированный пенополистирол и пенополиуретан
(ППУ). Изделия из этих материалов используются для утепления стен,
теплоизоляции полов, крыш, трубопроводов, емкостей и так далее.
Данные материалы кроме безусловной теплотехнической эффективности,
имеют и ряд недостатков. ППС и ППУ не паропроницаемы. Это влечет за
собой
ухудшение
санитарно-гигиенического
состояния
помещений.
Увлажнение материалов, из которых состоит ограждающая конструкция,
предопределяет повышение её теплопроводности, что резко (примерно в 20 раз)
снижает эффективность теплоизоляционного слоя и оказывает разрушающее
воздействие на его структуру.
Вышеперечисленные материалы также являются пожароопасными, так
как имеют класс горючести Г2…Г4. Применение таких материалов повышает
риск быстрого распространения пожара, что может привести к большому
количеству жертв и значительному материальному ущербу. Одной из причин
крупнейших пожаров в России за последние годы в ночном клубе «Хромая
лошадь» (г. Пермь) и торговом центре «Адмирал» (г. Казань) является
использование горючих изоляционных материалов.
В связи с этим возникает вопрос о замене довольно опасных материалов на
безопасные. Такими могут быть изделия из пено- и газобетона, которые могут
обеспечить теплоизоляцию здания и одновременно являются негорючими.
Конкурентоспособным и перспективным материалом является фибропенобетон.
45
Фасадные изделия из фибропенобетона годятся как для строительства
новых зданий со сложным архитектурным обликом, так и для реконструкции
или ремонта устаревших. Применение изделий для утепления фасадов способно
существенно снизить стоимость фасадных систем при одновременном
улучшении эксплуатационных и эстетических свойств зданий.
А.В. Виснап, Р.О. Петижев
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
О ПРЕИМУЩЕСТВАХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ
АРМАТУРЫ В ПЕНОБЕТОНЕ
Бетон как каменный материал хорошо сопротивляется сжимающим
нагрузкам, но слабо противодействует растяжению. Поэтому только бетон не
используют для изготовления конструкций, которые могут быть подвержены
растягивающим напряжениям. Опыт показывает, что
решение проблемы
возможно при армировании (каркасном и/или дисперсном), в результате чего
существенно
повышается
способность
конструкций
воспринимать
растягивающие и изгибающие напряжения.
В строительных изделиях, содержащих арматурные каркасы, сцепление
возникает в результате трения затвердевшего бетона о сталь. Со временем
сцепление возрастает в результате развития
усадочной деформативности
цементного камня и дополнительного обжатия поверхности арматурных
стержней.
Наибольшее влияние на сцепление стержневой арматуры с бетонной
матрицей оказывает сопротивление бетона усилиям смятия и среза. Эти усилия
возникают в результате наличия выступов периодического профиля на
поверхности арматуры. Принято считать что, механическое зацепление
арматуры за бетон обеспечивает до 75 % от общей величины сцепления.
Сцепление стержневой арматуры периодического профиля с бетоном в 2...3
46
раза выше по сравнению со сцеплением гладкой арматуры. Существенное
влияние на сцепление арматуры с бетоном оказывает седиментация частиц
цемента и отжимание воды с поверхности металлического стержня в объем
твердеющей бетонной смеси. Это приводит, особенно в высокопластичных
составах бетонных смесей, к тому, что сцепление арматуры с бетоном
становится различным для стержней в направлении бетонирования и
перпендикулярно ему. Причиной разницы являются различия в объеме пор,
образующихся в контактной зоне арматуры и бетона. Периодический профиль
арматуры эффективно смягчает неблагоприятное влияние седиментации и
пористости на прочность сцепления.
Любые виды ячеистых бетонов обладают пористостью многократно
превышающей объем пор в бетонах слитной структуры. Выполненные нами
экспериментальные исследования показали, что на прочность сцепления
стержневой арматуры с ячеистым бетоном влияют не только параметры их
пористости и прочности межпоровых перегородок, но и вещественная природа
арматурных стержней.
Испытаниям на сцепление с арматурными стержнями подвергались
образцы, изготовленные из равноплотных пенно- и фибропенобетонов. Они
показали, что прочность сцепления фибропенобетона со стеклопластиковой
арматурой на 118% , т.е. более чем в 2 раза, превысила его же прочность
сцепления с металлической. В образцах, характеризующихся равной величиной
сцепления арматуры с ячеистым бетоном, плотность его при наличии
стеклопластикового стержневого армирования была на 140 кг/м3 меньше, чем в
образцах с металлической арматурой.
Установленные различия свидетельствуют о том, что полимерный
компонент стеклопластиковой арматуры положительно влияет на процессы
массопереноса в фибропенобетонных смесях в период раннего формирования
их структуры и способствует повышению прочности сцепления. Отсюда
следует, что при изготовлении строительных изделий из фибропенобетона в тех
47
случаях, когда противопожарные требования не накладывают ограничений на
возможность
применения
стеклопластиковой
арматуры,
целесообразно
применять стержневую стеклопластиковую арматуру.
Д.А. Шевченко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
О СВОЙСТВАХ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА, ПРИГОДНОГО
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
Рост производства и применения изделий из легких бетонов обусловлен
потребностями строительства в уменьшении массы конструкций. Поэтому
ячеистые бетоны – пористые каменные материалы востребованы строительным
комплексом РФ. Прочность и область применения ячеистого бетона зависит от
его вида и свойств сырьевых материалов, плотности, режима тепловой
обработки,
влажности
и
ряда
других
факторов.
Для
конструкционно-
теплоизоляционного бетона нормируется следующие показатели качества (ГОСТ
31359 – 2007):
- класс прочности по прочности на сжатие не ниже B1.5;
- марки по средней плотности не выше D 700.
При изготовлении изгибаемых строительных конструкций важна не
только прочность бетона на сжатие, но его прочность при растяжении. Начиная
с последней четверти ХХ века повышать прочность ячеистых бетонов на
растяжение стали путем дисперсного армирования пенобетонных смесей
синтетическими
армирования
волокнами.
бетона
Использование
позволяет
повышать
волокон
его
для
дисперсного
трещиностойкость
и
энергоемкость разрушения.
Причиной достижения вышеперечисленных свойств, предопределяющих
возможность
применения
конструкционно-теплоизоляционного
дисперсно
48
армированного
волокнами
пенобетона
для
изготовления
изгибаемых
строительных конструкций, являются:
- адгезия между цементным камнем и синтетическим волокном;
- невозможность хрупкого разрушения каменного материала под
действием приложенной нагрузки.
Д.Д. Аразова
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СОВРЕМЕННЫЕ ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ИЗ ЦВЕТНОГО ГИПСА
Сегодня
гипс
широко
известен
как
строительный
материал,
используемый для кладочных, отделочных и штукатурных работ.
Гипсовое вяжущее является важным сырьем для изготовления изделий
конструкционного назначения таких, как гипсобетонные блоки и панели. Но
эта тема не является целью данного сообщения, поэтому на свойства таких
изделий наше внимание обращено не будет.
Он также используется в архитектуре и дизайне интерьера. Гипсовое вяжущее
относится к воздушным, поэтому если изделия из него эксплуатируют в
атмосферных условиях, то обязательно предусматривают конструктивные или
технологические способы их защиты от прямого попадания влаги.
Для предотвращения воздействия влаги, а также чтобы сохранить цвет
готовых гипсовых поверхностей на долгий срок, используют синтетические
светопрозрачные лаки. При нанесении лака на поверхность гипсовых деталей
он проникает в поры камня, и таким образом пленка защищает архитектурную
гипсовую деталь от размокания.
С
целью
порошкообразные
придания гипсовым
изделиям
минеральные
синтетические
или
цвета,
используют
пигменты.
Они
выпускаются в виде порошков. Пигменты должны быть не растворимыми в
49
воде и органических растворителях, тогда цветной гипсовый камень будет
способен сохранять свою окраску в течение длительного времени.
Технология изготовления цветных гипсовых изделий заключается в
следующем. Пигментный порошок смешивают с сухим гипсом. Полученную
смесь затворяют водой и получают цветное тесто, которое со временем
самопроизвольно превращается в камень.
При минимальном количестве пигмента прочность и стойкость к
разрушению гипсового камня на открытом воздухе максимальны. Интенсивно
окрашенные гипсовые изделия практически всегда требуют дополнительной
защиты от воздействий окружающей среды.
В настоящее время самым распространенным отделочным материалом
является гипсокартон – индустриально изготовляемый материал, который
может иметь различные размеры в плане и толщину. Изделия из гипсокартона в
ходе выполнения отделочных работ можно пилить, гнуть и окрашивать.
С древнейших времен и до настоящего времени известен лепной
гипсовый декор. В настоящее время индустриальным способом из белого и
цветного гипса изготавливают художественные погонажные изделия в виде
карнизов, содержащих орнамент. Такие изделия придают интерьеру помещений
монументальность и праздничность.
Литьевая технология и способность гипсового теста при отвердевании
незначительно увеличиваться в объеме позволяют изготавливать из него
барельефы и плафоны, которые придают художественную индивидуальность
интерьеру дома.
Важной художественной разновидностью цветного гипса является
искусственный мрамор. Такой материал предназначен для отделки стен и
оконных проемов. Он существенно дешевле природного материала, но при
эксплуатации в воздушно-сухих условиях вполне ему конкурентоспособен.
50
О.Е. Гавриленко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СИТАЛЛЫ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
С таллы — стеклокристаллические (микрокристаллические) материалы,
состоящие из мелких кристаллов SiO2. Их получают путем направленной
кристаллизации стекол, протекающей в объеме заранее отформованного
изделия. Ситаллы обладают такими свойствами, как высокая механическая
прочность,
влаго-
и
газонепроницаемость,
термостойкость,
высокая
температура размягчения, хорошие диэлектрические свойства, химическая
стойкость. Они стойки к действию концентрированных кислот и щелочей.
Термостойкость изделий из ситаллов может достигать + 1100ºС.
Плотность ситаллов лежит в пределах 2400…2950 кг/м3, прочность при
изгибе – от 70 до 350 МПа, временное сопротивление растяжению
112…161МПа, сопротивление сжатию – 700…200 МПа. Модуль упругости 84 –
141Гпа. Прочность ситаллов зависит от температуры. Твердость их близка к
твердости закаленной стали. Они весьма износостойки (fтр = 0,07-0,19).
Коэффициент линейного расширения лежит в пределах (7– 300)∙10-7 с-1.
Теплопроводность ситаллов выше, чем у стекла.
По своим свойствам строительные ситаллы делятся на: высокопрочные;
химически стойкие, прозрачные термостойкие, износостойкие и химически
стойкие; ситаллоцементы.
Высокопрочные ситаллы получают на основе нефелиновых стекол.
Оптически прозрачные, термостойкие, радиопрозрачные, химически стойкие
ситаллы получают на основе стекол системы Li2O-Al2 O3-SiO2. В оптически
прозрачных ситаллах размер кристаллов не превышает длины полуволны
видимого света. Введение в состав таких ситаллов активаторов люминесценции и
специальных добавок позволяет применять их в солнечных батареях.
51
Ситаллоцементы получают на основе стекол системы PbO-ZnO-B2O3-SiO.
Они имеют весьма низкий коэффициент теплового расширения at=(4−10)⋅106
⋅K-1. Ситаллоцементы находят применение при спаивания деталей из стекла.
Использование таких ситаллов в качестве стеклокристаллических покрытий
(стеклоэмалей), наносимых на поверхность различных металлов находит
применение для защиты их от коррозии, окисления и износа в условиях
эксплуатации при атмосферных воздействиях и повышенных температурах.
Обладая повышенной термо- и жаростойкостью, устойчивостью к истиранию,
высокой механической и электрической прочностью, ситаллоцементы находят
применение в качестве покрытий для строительных деталей и т.п.
Кроме ранее перечисленных достоинств ситаллов, ценным для их
применения
в
светопрозрачности
строительстве
материалов
является
путем
возможность
выбора
нужного
регулирования
соотношения
кристаллической и стекловидной фаз.
Развитие строительства постоянно связано также с применением
принципиально новых строительных материалов на базе ситаллов. Широкое
распространение в строительстве имеют облицовочные материалы и материалы
для полов. Россия занимает одно из ведущих мест в мире по созданию и
разработкам уникального неорганического стекломатериала ситалла. Для
устройства светопрозрачных конструкций, кроме рядового стекла, применяют
также швеллерное профильное стекло (ШП) и коробчатое (КП). В помещениях
с агрессивной средой для облицовки несущих конструкций, обшивки
перегородок и покрытия полов применяют листы и плиты из шлакоситалла и
строительного ситалла.
Следовательно, можно сделать вывод о том, что ситаллы являются весьма
привлекательными конструкционными и изоляционными материалами и в
обозримом будущем будут ещё шире применяться во всех областях
строительства.
52
И.Ю. Данилейко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
БЕТОНЫ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Такой бетон должен обеспечивать длительную службу строительных
конструкций, постоянно или периодически омываемых водой. Поэтому в
зависимости от условий службы к гидротехническому бетону помимо
требований
прочности
предъявляют
также
требования
по
водонепроницаемости, а нередко и по морозостойкости. Выполнение этих
дополнительных требований достигается правильным назначением состава
бетона, обеспечением комфортных условий твердения и т.д.
Требования к гидротехническому бетону специфичны и высоки, так что
изготовление монолитных конструкций не всегда осуществимо. В зависимости
от назначения на практике применяют три разных типа гидротехнического
бетона преимущественно заводского изготовления.
Первый тип – подводный бетон – эксплуатируют под водой. В качестве
вяжущего
для
такого
бетона
используют
портландцементы,
шлакопортландцементы, пуццолановые и сульфатостойкие цементы, то есть
такие минеральные вяжущие, которые обладают достаточной устойчивостью к
агрессивным воздействиям контактирующей с ними жидкости.
Второй тип – бетон, эксплуатирующийся при переменном уровне
воды. Такой бетон подвергается многократным перепадам температуры и
влажности. Он замерзает и оттаивает, высыхает и намокает. Бетон для таких
сооружений
должен
обладать
минимальной
капиллярной
пористостью.
Требования к разновидностям минерального вяжущего не отличаются от
требований бетона 1-го типа, а вот параметры начального водосодержания
резко ограничивают. Для этого используют достижения современной химии в
виде применения пластифицирующих добавок.
53
Третий тип – надводный бетон, непосредственно
с водой не
контактирует, однако эксплуатируется в условиях высокой влажности пара,
находящегося в состоянии равновесия с зеркалом воды. Поэтому к такому
бетону применимы требования по ограничению капиллярной пористости,
только тогда материал сможет бездефектно эксплуатироваться.
Гидротехнический
бетон
изготавливается
таким
образом,
что
приобретаемые им свойства позволяют отнести его к тяжелым бетонам, при
этом коэффициенты водонепроницаемости и морозостойкости его должны быть
существенно выше, чем у рядовых бетонов слитной структуры.
По пределу прочности при сжатии гидротехнический бетон имеет
следующие классы по прочности: В10, В15, В20, В30, В40, В50. Класс
гидротехнического бетона по прочности на сжатие устанавливают в возрасте
твердения180 суток.
По степени водонепроницаемости гидротехнический бетон делят на
марки В-2, В-4, В-6, В-8, В-12. Водонепроницаемость характеризуется
давлением воды, при котором она не просачивается через образцы в 180суточном возрасте.
По морозостойкости изделия из гидротехнического бетона могут иметь
марки F50 до F500..
Заполнителями
кристаллических
в
пород,
гидротехнических
известняков,
бетонах
пемзы.
При
могут
быть
щебни
использовании
для
гидротехнического бетона заполнителей, содержащих опал и другие аморфные
видоизменения кремнезема, цементы не должны содержать щелочей более 0,6%
(в пересчете на Na20).
Из
изложенного
следует,
что
изготовление
любого
бетона
водохозяйственного назначения требует учета физико-химических свойств
среды эксплуатации и должен иметь структуру, обладающую минимальной
капиллярной пористостью.
54
В.А. Забейворота
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ И СВОЙСТВА ШЛАКОСИТАЛЛОВ
Шлакоситалл – стеклокристаллический материал, получаемый путем
управляемой кристаллизации стекла, сваренного из металлургического шлака,
кварцевого песка и добавок, обладающий мелкозернистой структурой.
Металлургические
шлаки
–
промышленности, разрушающие
многотоннажные
дисперсные
отходы
экологическое равновесие окружающей
среды. Использование их в производстве строительных материалов является
одним из важнейших направлений снижения напряженности проблем
экологического
равновесия
планеты.
Если
в
качестве
шлакоситаллов
применяют сульфиды тяжелых металлов, получают материалы черного цвета.
Наличие в стекле ZnO, дает возможность получения белых шлакоситаллов.
Шлакоситаллы обладают следующими физико-механическими свойствами.
Плотность – 600–2700 кг/м3; прочность при изгибе – 65–110 МПа; прочность на
сжатии – 250–550 МПа; ударная вязкость – 0,3–0,35 МПа/см2; потеря массы при
истирании – 0,03–006 г/см2; термостойкость – 600–750 °С; кислотостойкость в
96%-ной H2SO4 – 99,1–99,9%; щелочестойкость в 35%-ной NaOH – 80–85%.
Изделия выпускают в виде плоских и волнистых листов. Плоскими
листами облицовывают цоколи и стены зданий, устраивают покрытия полов
зданий с интенсивным движением. Волнистые листы применяют
для
устройства кровель на химических предприятиях, для футеровки конструкций и
аппаратов, подвергаемых химической
(гидротехнические
сооружения,
агрессии и
конструкции
абразивному износу
химических
производств).
Пеношлакоситаллы плотностью 300...600 кг/м3 и прочностью при сжатии 6...14
МПа применяют для устройства теплоизоляционных покрытий промышленных
тепловых агрегатов и трубопроводов.
55
В.В. Литовка, А. Марченко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ И СВОЙСТВА СТАЛЕФИБРОБЕТОНОВ
ДЛЯ ПОЛОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Бетон – один из самых применяемых в строительстве материалов. Не
одну сотню лет он постоянно подвергается модернизациям и модификациям.
Строители, технологи и проектировщики не устают думать о том, как придать
сооружениям, изделиям и конструкциям из бетона еще большую прочность,
стойкость к различным нагрузкам, упростить, ускорить и удешевить работу с
ним. На сегодняшний день, наиболее современным и технически оправданным
решением, в большинстве случаев, является применение фибробетонов.
Пол является той частью здания, которая подвергается интенсивным
истирающим
и
ударным
нагрузкам.
Высокопрочные
бетоны,
обладая
достаточной механической прочностью на сжатие, в большинстве случаев не
соответствуют требованиям по истираемости и энергоемкости разрушения, так
как являются хрупкими материалами. Дисперсное армирование бетонов
волокнами позволяет при сохранении прочности бетона резко повысить
параметры его энергоемкости разрушения.
Фибробетоны отличаются повышенной прочностью на растяжение и
сжатие,
трещиностойкостью,
морозостойкостью
и
водостойкостью.
Фибробетон, предназначенный для полов, в зависимости от вещественной
природы армирующих волокон подразделяют на:
- сталефибробетон, если бетон дисперсно армирован только стальными
фибрами, равномерно распределенными по объему конструкции;
- сталефиброжелезобетон - при армировании бетона стальными фибрами
в сочетании со стержневой или проволочной арматурой (как в железобетоне).
Технология изготовления бетонных смесей, содержащих дисперсную
56
арматуру, требует соблюдения следующих правил:
- применения высокоскоростных смесителей турбулентного типа;
- учета геометрических свойств дисперсной арматуры, важнейшим из
которых является их отношение длины к диаметру;
- использования высокопластичных бетонных смесей, обладающих
высокой однородностью по объему;
- ограничение размеров крупного заполнителя диаметром частиц 10 мм.
Свойства сталефибробетонов:
‒
прочность материала на растяжение при изгибе увеличивается в
2…3 раза;
‒
прочность на сжатие увеличивается на 30…40%;
‒
ударная вязкость возрастает в 3…5 раз;
‒
сопротивление истираемости увеличивается в 1,5…2 раза;
‒
вибро- и трещиностойкость увеличивается в 2…3 раза;
‒
не
менее,
чем
на
класс
повышается
морозостойкость
и
водонепроницаемость.
Классический способ устройства промышленных железобетонных полов
весьма трудоемок и сложен, так как необходимо не только изготавливать
каркасы, но и очень точно располагать их в бетонируемом пространстве.
Изготовление полов из сталефибробетона позволяет практически полностью
исключить стержневую арматуру. Этот прием уменьшает трудоемкость работ
на 25…28% и позволяет применять высокотехнологичное оборудование для
укладки смесей (бетонасосы).
Таким образом, важно отметить, что применение сталефибробетона в
практике строительства обеспечивает достижение комплексной эффективности
как на этапе изготовления материала, так и в условиях его эксплуатации.
57
Е.А. Сериков
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФИБРОПЕНОБЕТОНА
Технология пенобетона, дисперсно армированного синтетическими
волокнами (фибропенобетона - ФПБ), развиваемая в г. Ростове-на-Дону,
предлагает строительному комплексу РФ энергоэффективный материал
заводского изготовления, свойства которого обеспечивают возможность
изготовления такой номенклатуры энегоэффективных изделий, которая не
может быть изготовлена из других видов ячеистых бетонов. Причиной
комплексного улучшения конструкционных свойств ФПБ по сравнению с
равноплотными пено- или газобетонами является изменение их структуры на
микро- и наноуровнях, формирующееся при изготовлении и фазовом переходе
смесей из «вязкого в твердое» . Затвердевший ФПБ под действием нагрузок
способен претерпевать те же стадии деформирования, что и железобетон.
То есть, с помощью дисперсного армирования пенобетонов можно
управлять не только прочностью, но и энергоёмкостью их разрушения.
Сотрудники кафедры «Строительные материалы» РГСУ экспериментально
установили, что наличие фибры в количестве до 0,5% от объема твердой фазы
не оказывает практического влияния на прочностные и деформативные
свойства пенобетонов. При содержании фибры более 0,5% по массе становится
заметным
её
конструктивное
влияние
на
эксплуатационные
свойства
пенобетонов, что позволяет из таких материалов успешно изготавливать
широкую номенклатуру энергосберегающих пожаробезопасных строительных
изделий.
К ним относятся стеновые блоки и плиты, галтели, плиты утепления
фасадов, карнизные изделия, перемычки и даже плиты перекрытий.
58
А.Ю. Сидоренко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ
В КАЧЕСТВЕ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Использование керамических изделий, как строительных материалов,
берет свое начало в материальной культуре Индии, Китая и Востока. На Руси
первое применение строительной керамики имело место в период правления
Ивана IV. Развитие кирпичного производства в Москве и наличие достаточного
числа опытных кирпичников позволили Ивану IV начать в 1485 г.
строительство стен и башен Московского Кремля из кирпича, продолжавшееся
с перерывами до 1516 г. В настоящее время керамические изделия широко
используются при строительстве зданий и сооружений различного типа.
Улучшение методов производства и применения строительной керамики в
строительстве является одним из ключевых направлений современной
строительной науки.
Наиболее
распространёнными
видами
строительной
керамики
в
производстве стеновых изделий являются различные виды кирпича и
керамические блоки. Кирпич представляет собой камень в виде прямоугольного
параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными поверхностями размером
250x120x65 мм.
Керамику в строительстве применяют для кладки наружных и внутренних
стен, изготовления стеновых блоков и панелей, кладки печей и дымовых труб в
зонах, где температура не превышает температуры его обжига. Физические и
механические свойства кирпича зависят от качества исходного сырья и
технологии изготовления. Кирпич наряду со своими преимуществами обладает
и отрицательными свойствами — высоким коэффициентом теплопроводности
— 0,55 Вт/(мС) и средней плотностью около 2 т/м3. Поэтому технологи
59
создали новые виды кирпича с меньшим коэффициентом теплопроводности и
средней плотностью, нашедшие широкое применение в строительстве в
качестве стенового материала. К таким относят кирпич пустотелый и пористопустотелый, кирпич строительный легкий, камни керамические пустотелые
пластического формования.
Кирпич пустотелый и пористо-пустотелый изготовляется по способу
пластического формования из глин с выгорающими добавками или без них.
Вакуумные прессы оборудованы специальными приспособлениями для
получения в кирпиче отверстий - кернов. Применяют такой кирпич для кладки
наружных и внутренних стен, а также для заполнения стен каркасных зданий.
Пустотелые керамические камни изготовляются из легкоплавких глин с
добавками или без них, со сквозными пустотами путем формования, сушки и
последующего обжига. Технология производства аналогична технологии
изготовления пустотелого кирпича.
Легкий (пористый) кирпич изготовляется из глин с введением в них
выгорающих добавок, а также из диатомитов (трепелов) или из смесей
диатомитов и глин. Чем меньше средняя плотность легкого кирпича, тем
меньше его теплопроводность.
Среди новейших высококачественных строительных материалов можно
выделить
крупноформатные
производстве
используется
поризованные
процесс
керамические
добавления
в
глину
блоки.
В
опилок
их
или
полистирола в различных пропорциях. Тем самым меняется пористость
кирпича и регулируются его термическое сопротивление и теплопроводность.
Процесс работы с керамоблоками большого размера облегчается за счет
наличия специальных захватных отверстий. Вертикальные швы не требуют
применения раствора, что приводит к экономии времени, затраченного на
кладку. Крупноформатные поризованные керамические блоки применимы для
возведения перекрытий, дверных и оконных проемов, внутренних перегородок
зданий.
60
И.Р. Шайхутдинова, В.А. Вострикова
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ,
ПРИМЕНЕННЫХ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ КОМПЛЕКСА
«МОСКВА-СИТИ»
В настоящее время проблема энергосбережения является чрезвычайно
острой. Причин тому несколько. Во-первых, чтобы обогреть сотни миллионов
квадратных
метров
плохо
утепленных
жилищ,
необходимо
тратить
астрономические суммы на топливо, да и запасы ископаемого топлива не
бесконечны.
Во-вторых, в последнее время стало заметным антропогенное
воздействие на окружающую среду.
Для того чтобы сберечь и деньги, и природу, необходимо
утеплять
здания, вне зависимости от их назначения (жилые, административные или
промышленные). Причем современное утепление, помимо своего прямого
действия, дает и ряд приятных «побочных» эффектов: хорошую шумо- и
виброизоляцию.
Именно поэтому при строительстве высотных комплексов
«Москва-Сити», возведенных по каркасной схеме, в качестве основного
теплоизоляционного и акустического материала применяли газосиликаты
плотностью 300…500 кг/м3.
Стеновые блоки, изготовленные из газосиликата плотностью 500 кг/м3,
были применены для устройства стен и перегородок. Акустические плиты из
газосиликата плотностью 300 кг/м3 использовали в качестве пожаробезопасного
материала при устройстве подвесных потолков.
Газосиликат средней плотностью 500 кг/м3 имел класс по прочности на
сжатие В3,5, что позволило надежно закреплять в нем оконные и дверные
конструкции. Однако морозостойкость такого материала не превышала 35
циклов, поэтому фасады всех объектов «Москва-Сити» являются навесными и
выполнены из цветных ситаллов.
61
М.В. Гончаров
(Научный руководитель – к.т.н., доц. С.Н. Курилова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПРЕССОВАННЫЕ ЦЕМЕНТНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПОЗИТЫ
ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Строительные материалы и изделия, изготовленные на базе природного
местного сырья или техногенных отходов промышленности, считаются в
настоящее время весьма перспективными. Среди них все большую роль
начинают играть жесткопрессованные изделия из цементно-минеральных
композитов (ЦМК). К дорожным прессованным ЦМК относятся тротуарная
плитка, брусчатка, бортовой камень, изделия малых архитектурных форм.
Дорожные прессованные изделия изготавливают из полусухих цементноминеральных формовочных смесей методом прессования при давлении 20-40
МПа. Они обладают достаточной структурной прочностью не менее 10 кгс/см2,
что позволяет осуществлять немедленную распалубку изделий и их безопасное
перемещение по технологическим постам при минимальном риске нарушения
целостности и внешнего вида.
Прессованные ЦМК – это многофазные системы, состоящие из двух и
более минеральных компонентов. Их формуют из вяжущего, мелкозернистых
минеральных заполнителей, при необходимости специальных добавок и
небольшого
количества
воды
затворения.
В
качестве
вяжущего
предпочтительнее использовать портландцемент бездобавочный марки М 500, а
в качестве минеральных заполнителей отсевы от дробления плотных прочных
горных пород (гранита, сиенита и др.) и природный мелкий кварцевый песок.
Участвующие в структурообразовании минеральные компоненты имеют
различные физико-химические характеристики (химическое строение, степень
дефектности, дисперстность). Поэтому для управления структурообразованием
композитов необходимо оценить свойства исходного сырья и так подобрать
зерновой состав смеси минерального заполнителя, чтобы обеспечить наиболее
62
плотную упаковку зерен. Это позволяет получать прочные и долговечные
ЦМК. Структурообразование прессованных ЦМК происходит в несколько
стадий. Начинается оно на стадии приготовления формовочных смесей,
продолжается при формовании и завершается при естественном или
ускоренном твердении. На структурообразование ЦМК влияет гранулометрия
минеральных компонентов, влажность формовочной смеси, вид, количество и
активность вяжущего, величина давления прессования и условия твердения.
Определяющим фактором плотности и прочности материала является
однородность распределения твердых частиц разного размера и жидкой фазы в
объеме смеси. В результате многочисленных исследований были определены
следующие
параметры
зернового
состава
минеральной
части
смеси:
содержание фр. 1,25-5 мм – 5-8%, фр. 0,315-1,25 мм – 47-50% и фр. менее 0,315
-32-35%. Перемешивание минеральной смеси должно осуществляться в
смесителях принудительного действия или в смесительных бегунах. Важным
фактором, определяющим свойства прессованных ЦМК, является расход воды.
Для
большинства
композитов
максимальная
структурная
прочность
наблюдается при очень низком расходе воды- 4-5%, а максимальная прочность
затвердевшего материала – при значительно большем расходе воды – 8-12%.
Расход цемента рекомендуется назначать в количестве до 25%. При более
высоком расходе цемента снижается интенсивность прироста прочности
прессованных ЦМК. При повышении давления прессования до 40 МПа
происходит
интенсивный
рост
прочности
композитов
и
снижение
водопоглощения, а при больших давлениях эффективность влияния этого
фактора снижается. Наиболее благоприятными условиями твердения являются
нормальные условия. Учитывая влияние основных технологических факторов,
можно управлять стуктурообразованием и свойствами прессованных ЦМК.
63
С.В. Лысенко, И.П. Лаптев
(Научный руководитель – к.т.н., доц. С.Н. Курилова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
БЕЗОБЖИГОВЫЕ СТЕНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ КОМПРЕССИОННОГО
ФОРМОВАНИЯ
Безобжиговые стеновые изделия
это современный, перспективный,
малоэнергоемкий строительный материал. В настоящее время к таким изделиям
относятся рядовой и лицевой кирпич, плитка.
Рядовой кирпич изготавливается на основе местного минерального сырья
(отсевы дробления известняка, мергеля и др.), портландцемента и воды
способом полусухого прессования при давлении прессования 20-30 МПа.
Расход цемента в формовочных смесях рекомендуется в количестве 10 – 15%, а
водосодержание смесей – 6-8% от массы сухих материалов. Кирпич имеет
марку по прочности 200-250, а марку по морозостойкости F 25.
Лицевые изделия – кирпич и плитка также изготавливаются способом
полусухого прессования на основе цемента, минерального заполнителя, воды и
красителей. Рационально подобранные рецептурно-технологические факторы
позволяют получать облицовочный кирпич марки 250 – 300, массой от 2 до 4,3
кг, с водопоглощением до 8% и морозостойкостью F 75. Лицевые изделия
внешне очень красивы. Кирпич характеризуется разнообразной цветовой
гаммой от белого, светло-желтого, серого, коричневого, зеленого до черного
цветов, разнообразной формой и фактурой поверхности. Существует более 800
цветов и оттенков цветного кирпича для удовлетворения широкого спроса
потребителей. Его с успехом применяют для кладки наружных стен зданий и
уличных ограждений. Сочетание кирпича разной формы, расцветки и фактуры
придает зданиям и сооружениям неповторимый архитектурный облик, украшая
городские кварталы.
В настоящее время безобжиговый цементно-минеральный кирпич
изготавливается на основе таких минеральных заполнителей, как песчаник,
64
кремнистый известняк, травертин, известняк-ракушечник с использованием
белого или серого портландцемента, воды и при необходимости пигментов.
Полусухие формовочные смеси уплотняются вибропрессованием или под
давлением 20-40 МПа с однократным односторонним или двухсторонним
приложением
прессующего
усилия.
Более
перспективным
является
двухстороннее приложение усилия. Этот способ уплотнения получил название
способа компрессионного формования.
Применяемый кирпич характеризуется довольно большой массой и
высокой средней плотностью. Например, полнотелый кирпич на основе
известняка имеет массу 4330 г и среднюю плотность 2303 кг/м3. Пустотелый
кирпич на основе травертина имеет массу 2395 г и среднюю плотность 1675
кг/м3. Средняя плотность определяет эффективность стенового кирпича по
теплотехническим характеристикам. Приведенные значения средней плотности
относят кирпич к малоэффективному материалу, что нежелательно.
Повысить эффективность кирпича представляется возможным, если
вместо традиционно используемых заполнителей применять новый вид
заполнителя. Заполнитель должен обладать пористой структурой и в то же
время
быть
минерального
прочным.
кирпича
В
качестве
пористого
компрессионного
заполнителя
формования
цементно-
предлагается
использовать кремнистые породы осадочного происхождения – опоки. Опоки –
легкие тонкопористые породы. Окраска опок от светло-желтой до темно-серой.
Прочность крепких кремнеподобных разностей до 150 МПа, «нормальных» - от
5 до 20 МПа, а «выветрелых» от 3 до 7 МПа. Средняя плотность опок
составляет 1100-1600 кг/м3, а пористость достигает обычно 30-40%. Пористость
опок обусловлена микропористой структурой опала и опал-кристобалита,
содержание которых в опоке обычно составляет 50-60% в зависимости от
месторождения. Существующая доля пористости опок и их химическая
активность, обусловленная присутствием опала и опал-кристобалита позволяет
предположить целесообразность их использования в качестве минерального
65
заполнителя безобжигового стенового кирпича.
Актуальность использования опок в качестве минерального заполнителя
безобжигового кирпича компрессионного формования была проверена на опоке
Таскалинского месторождения республики Казахстан. Средняя плотность
опоки в куске – 1,123 г/см3. Опоку измельчали и брали материал с размером
зерен меньше 1,25 мм. В качестве вяжущего использовали портландцемент
марки М 400. Расход цемента в формовочной смеси составлял 15% по массе.
После ТВО при давлении 15 МПа и расходе воды 31% средняя плотность
в сухом состоянии составляет 1140 кг/м3 при прочности на сжатие в сухом
состоянии -215 кгс/см2, а при давлении 30 МПа и расходе воды 31% средняя
плотность в сухом состоянии составляет 1212 кг/м3 при прочности на сжатие в
сухом состоянии – 335 кгс/см2.
После естественного твердения при давлении 15 МПа и расходе воды
31%
средняя плотность в сухом состоянии составляет 1190 кг/м 3 при
прочности на сжатие в сухом состоянии -250 кгс/см2, а при давлении 30 МПа и
расходе воды 31% средняя плотность в сухом состоянии составляет 1210 кг/м 3
при прочности на сжатие в сухом состоянии – 418 кгс/см2.
Таким образом, при расходе воды 31 % от массы сухих компонентов
получена средняя плотность прессованного материала в сухом состоянии от
1140 до 1200 кг/м3. Это свидетельствует о том, что повышена на две позиции
группа стенового кирпича по эффективности от малоэффективного к
эффективному. При этом кирпич может иметь марки 200-300.
И.В. Кондрик, И.А. Хатхоху
(Научный руководитель – к.т.н., проф. А.Н. Юндин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ САМОУПЛОТНЯЮЩИЕСЯ БЕТОНЫ
Самоуплотняющийся бетон (СУБ) – бетон, полученный в результате
затвердевания самоуплотняющейся бетонной смеси.
66
Самоуплотняющаяся
бетонная
смесь
–
высокоподвижная,
нерасслаивающаяся бетонная смесь, способная полностью заполнять форму
опалубки и пространство между арматурными стержнями без дополнительных
механических (вибрационных) воздействий на нее.
Высокопрочный бетон – тяжелый или мелкозернистый бетон, класса по
прочности на сжатие не ниже B60, приготовленный из вяжущего на основе
портландцементного клинкера.
Прародителем
современной
технологии
производства
самоуплотняющихся бетонов является японский профессор Окамура, который в
1986
году
обобщил
высокопрочных
имеющийся
бетонов
и
на
изобрел
тот
момент
высокопрочный
опыт
производства
бетон,
способный
уплотняться в опалубке под действием собственной массы. Этот бетон в
последствии получил название «самоуплотняющегося бетона».
Получение
высокопрочных
самоуплотняющихся
бетонов
с
суперпластификаторами связано с преодолением трех основных препятствий:
-обеспечение необходимой удобоукладываемости и текучести бетонной
смеси;
-исключение расслаиваемости бетонной смеси;
-обеспечение высокой прочности бетона в 100-150 МПа и более.
Оптимальная осадка конуса самоуплотняющихся бетонных смесей – 2628 см или же расплыв обратного конуса 60–80 см. Для приготовления таких
смесей пригоден щебень фракции 3–10 или 3–16 мм.
Как указывается в правилах EG SCC (Self compacting concrete) для СУБ
предусматривается 3 класса по текучести с разными расплывами обратного
конуса: SF-1(550-650мм); SF-2 (660-750мм); SF-3 (760-850мм).
Для увеличения текучести бетонной смеси, уменьшения содержания
воды, а также некоторого увеличения прочности малопластичной смеси
используют эффективные пластификаторы и гиперпластификаторы.
Гиперпластификаторы обеспечивают высокую текучесть бетонной смеси
67
за счет снижения вязкости цементного теста, а это приводит к расслаиваемости
даже при большом количестве цемента. Для исключения расслаиваемости
бетонной
смеси,
в
последнюю
необходимо
добавлять
специальные
загущающие добавки.
Высокое загущающее действие достигается при добавлении в бетонную
смесь микрокремнеземистых добавок (микрокремнезема) и кислых зол ТЭС с
высокой пуццолановой активностью в количестве 10-15% от массы цемента.
Рациональная
комбинация
микрокремнезема
и
суперпластификаторов
позволяет получать высокоподвижные пластичные бетоны класса прочности В
90-110 при расходе цемента 450-500кг и микрокремнезема 30-60 кг на м3.
Микрокремнезем получают при выплавке ферросилиция и его сплавов в
виде ультрадисперсных шарообразных частиц с высоким содержанием
аморфного кремнезёма, который образуется в результате восстановления
углеродом кварца высокой чистоты в электропечах и улавливается рукавными
фильтрами при очистке отходящих газов.
Высокая прочность бетонов классов В100-200 обеспечивается также
добавлением в бетон помимо микрокремнезема каменной муки в количестве
50-70% от массы цемента.
Для
достижения
высоких
эксплуатационных
характеристик
самоуплотняющихся бетонов предъявляются очень жесткие требования к
материалам для их приготовления. Крупность мелкого заполнителя должна
составлять не более 1,25 мм, причем 70% из них размером менее 0,63мм.
Крупный заполнитель фракционируют по размерам 2-15 мм и 15-20 мм.
Причем обязательно наличием минеральных материалов с высокой удельной
поверхностью, которые увеличивают водоудерживающую способность смеси и
суперпластификаторов, регулирующих технологические свойства бетонной
смеси.
Подбор состава самоуплотняющейся бетонной смеси осуществляется, как
правило, по методу, предложенному японским профессором Окамурой. В
68
основу концепции данного метода положены два следующих условия:
- насыпной объем заполнителя крупной фракции должен быть не более
50% от общего объема бетона;
- объемная часть песка в растворной части бетонной смеси должна
составлять 40%.
В наиболее простой форме стандартную рецептуру самоуплотняющегося
бетона можно представить следующим образом:
1.
Цемент – 350 кг/м3;
2.
Вода – 170–180 кг/м3;
3.
Водоцементное отношение – 0,49–0,51;
4.
Песок (зернистость 0–2) –650 кг/м3;
5.
Мелкий щебень (2–20) – 950 кг/м3;
6.
Суперпластификатор – 2–4 кг/м3;
7.
Добавки-загустители – 200 кг/м3.
Вследствие отсутствия необходимости в дополнительном уплотнении при
помощи вибраторов и других устройств, самоуплотняющиеся бетоны получили
широкое распространение.
А.С. Новикова
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ КИРПИЧА И КАМНЯ
С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ
При любых архитектурных и конструкторских решениях стеновая
конструкция должна удовлетворять требованиям безопасности, долговечности,
несущей способности, теплоизоляции, теплоемкости, пожаробезопасности,
звукоизоляции, паропроницаемости, экологичности.
Проектирование ограждающих конструкций с теплофизической точки
зрения в настоящее время регламентируется СП 50.13330.2012 «Тепловая
69
защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003».
Исторически нормирование в области теплозащиты шло по пути
санитарно-гигиенических требований. При этом основанием для выбранного
уровня тепловой защиты здания служил комфорт проживающих в нем людей.
Жилищное строительство отличалось возведением стен с массивными
кирпичными стенами толщиной до 1480 мм. Излишнее утолщение стен
вызвано, в т.ч. отсутствием в то время теории расчета каменных конструкций.
Недостатки таких стен очевидны: большая масса, высокий расход материалов,
трудоемкость. Однако они имеют и преимущества: высокая тепловая инерция
и теплоустойчивость ограждающей конструкции обеспечивают оптимальные
параметры микроклимата в помещениях.
В настоящее время требования к тепловой защите зданий существенно
возросли с целью экономии энергоресурсов при обеспечении санитарногигиенических
показателей,
оптимальных
параметров
микроклимата
и
долговечности ограждающих конструкций. Эти требования отражают также
вопросы охраны окружающей среды, рационального использования природных
ресурсов, уменьшения влияния «парникового» эффекта и сокращения
выделений двуокиси углерода и других вредных веществ в атмосферу.
За основу проектирования взят принцип нормирования суммарных
энергозатрат и, согласно СП 50.13330.2012 под удельным расходом, например,
тепловой энергии на отопление здания понимают количество тепловой энергии,
необходимое для компенсации теплопотерь здания за отопительный период при
нормируемых параметрах теплового и воздушного режимов, отнесенное к
единице отапливаемого объема.
В соответствии с нормативами требуемое сопротивление теплопередаче
ограждающей конструкции R0тр для климатических условий г. Ростова-на-Дону
составляет 2,68 м2∙°С/Вт.
Основным недостатком сплошной кладки из керамического кирпича
является высокая теплопроводность. Стена из полнотелого керамического
70
кирпича на цементно-песчаном растворе должна иметь толщину более 1,7 м, из
пустотелого керамического кирпича плотностью 1200 кг/м 3 – более 1,3 м,
чтобы обеспечить необходимое сопротивление теплопередаче.
Существует несколько вариантов расположения теплоизолирующего слоя
в многослойных конструкциях:
на внутренней или наружной поверхности
кирпичной стены или внутри (кладка с облицовочным слоем).
При
проектировании
и
эксплуатации
многослойных
стен
с
расположением утеплителя на внутренней поверхности стены следует
учитывать конденсацию влаги внутри конструкции. Водяной пар в результате
диффузии, попадающий в толщу стены, может привести к прогрессирующему
отсыреванию утеплителя и постепенной потере им своих теплоизолирующих
свойств. При выборе утеплителя в таком случае необходимо учитывать не
только
коэффициент
теплопроводности
,
но
и
коэффициент
паропроницаемости . Кроме того, массивная, хорошо аккумулирующая тепло
часть стены при таком расположении в результате оказывается в зоне низких
температур. Это резко снижает тепловую инерцию ограждающей конструкции,
что в значительной степени ухудшает микроклимат в помещении.
Расположение теплоизолирующего слоя снаружи кирпичной стены
решает проблемы малой тепловой инерции и конденсации влаги внутри
конструкции. Выбор материала утеплителя зависит от ряда факторов,
определяющими из которых являются: долговечность, требуемая толщина слоя,
масса конструкции, эксплуатационная стойкость, трудоемкость устройства,
стоимость и возможность поставки на строительную площадку.
За
рубежом
широко
применяется
возведение
зданий
с
энергосберегающими наружными стенами из пустотелых керамических
камней.
В
большинстве
случаев
поризованные
керамические
камни
применяются в малоэтажном строительстве, которое весьма популярно в
Европе. В ряде стран Европы, а теперь и России находят применение
крупноформатные пустотелые керамические камни (рисунок).
71
11,3NF
10,7NF
Керамический камень пустотно-поризованный рядовой
В условиях европейского климата стены из таких камней выполняются,
как правило, однослойными. При этом кладка с обеих сторон стены
покрывается штукатуркой. В большинстве российских регионов климат не
всегда позволяет применять в наружных стенах однослойную конструкцию.
Кроме того, наибольшим спросом у отечественного потребителя пользуются
здания с наружными стенами, облицованными фасадным кирпичом. Такие
ограждающие
(сопротивление
конструкции
отвечают
теплопередаче
и
требованиям
тепловая
энергоэффективности
инерция)
и
комфортного
проживания.
В.А. Мирина
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д.Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ КЕРАМИЧЕСКИХ
КАМНЕЙ ВЫСОКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НА ОСНОВЕ
АРГИЛЛИТОПОДОБНЫХ ГЛИН И ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ
Керамические
камни
в
последнее
время
пользуются
большой
популярностью, за счет того, что они обладают низким коэффициентом
теплопроводности, имеют хорошую паропроницаемость и акустические
свойства. Они устойчивы к воздействиям окружающей среды, в частности,
72
отличаются
повышенной
морозостойкостью,
а
также
имеют
высокие
прочностные характеристики.
При
подборе
учитываются:
шихт
химический
для
изготовления
состав
керамических
используемого
сырья,
материалов
оптимальные
формовочные свойства, чувствительность к сушке и обжигу, соответствие
готовой продукции ГОСТ 530-2012. Аргиллитоподобное сырьё достаточно
распространено в нашем регионе, но ранее мало использовалось, т.к. имеет
свои особенности. В зависимости от степени переработки сырья будут
изменяться свойства обожжённого материала и конечной продукции.
Нами были проведены исследования свойств аргиллитоподобных глин
Ростовской области, на основе результатов которых было установлено, что на
их основе можно изготавливать керамические камни высокой эффективности.
За основу взята фракция 0-1,25 мм, так как по показателям водопоглощения,
спекаемости, чувствительности к сушке, прочности на изгиб и на сжатие,
морозостойкости изделий, она является наиболее оптимальной. Формовочная
влажность для выбранной нами фракции составляет 13,5-14,5 %. Полученные
образцы имели прочность 20-30 МПа, водопоглащение 8-10 %, что позволяет
получать керамические камни с пустотностью 50 % и прочностью 10 МПа.
Керамические камни целесообразно производить по технологии, не
сильно отличающейся от технологии производства обычного керамического
кирпича, но из-за специфических свойств сырья необходимо подобрать
оборудование для получения необходимой степени измельчения. Чаще всего в
качестве такого оборудования применяют щековые и молотковые дробилки,
дезинтеграторы, вальцы и т.д. В данной технологической линии принято
пластическое формование изделий, которое
состоит из следующий этапов:
подготовка сырья, приготовление глиняной массы с добавкой, формование,
сушка, обжиг (рисунок). Необходимо соблюдать температурный интервал
обжига 1000-1050 0С.
73
Технологическая схема производства керамических камней
высокой эффективности на основе аргиллитоподобных глин
При производстве керамических камней на основе аргиллитоподобных
глин используют отходы углеобогащения. В керамической массе они играют
роль топливосодержащей добавки, которая экономит топливо и
создает
дополнительную
должны
пористость
в
черепке.
Готовые
изделия
соответствовать ГОСТ 530-2012.
Н.С. Каргин, А.В. Котляр
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ КЛИНКЕРНОГО
КИРПИЧА НА ОСНОВЕ АРГИЛЛИТОПОДОБНЫХ ГЛИН
Клинкерный кирпич – изделие, имеющее высокую прочность и низкое
водопоглощение, обеспечивающее эксплуатационные характеристики кладки в
74
сильноагрессивной среде и выполняющее функции декоративного материала.
Этот материал обладает широчайшей областью применения – от кладки
фундаментов гражданских зданий до применения в дорожных покрытиях.
Основными особыми свойствами клинкерного кирпича являются низкое
водопоглощение, высочайшая прочность, высокая стойкость к агрессивным
средам, что позволяет применять его не только в кладке наружных стен. Этот
материал является не только высокопрочным, но и обладающим прекрасными
декоративными свойствами.
В 2012 году в действие был введен ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень
керамические. Общие технические условия». С момента появления данного
ГОСТа клинкерным кирпичом начало интересоваться большое количество
архитекторов, проектировщиков, строителей, однако, количество действующих
заводов на территории РФ остается минимальным, и в перспективе их
количество не будет удовлетворять спрос потребителей. На данном этапе
большинство клинкерного кирпича в РФ приходится на долю импортной
продукции, получаемой из стран Западной Европы, а также Китая. Основным
выходом
из
сложившейся
ситуации
является
создание
экономически
эффективного производства данного материала в РФ для импортозамещения
зарубежного товара. В этом случае необходимо разрабатывать новые
технологии производства, а также применять экономически выгодные виды
сырья. К таким видам сырья относятся аргиллитоподобные глины, свойства
которых обеспечивают возможность производства на их основе клинкерного
кирпича.
Технология
производства
клинкерного
кирпича
на
основе
аргиллитоподобных глин основана на производстве обычного керамического
кирпича, с некоторыми особенными параметрами технологического процесса и
применяемого оборудования.
Лабораторные
исследования
образцов
аргиллитоподобных
глин
Ростовской области были проведены для различных фракций данного сырья.
75
Были исследованы показатели водопоглощения, усадки, прочности при сжатии
и изгибе, морозостойкости и т.д. Результаты исследования показали, что
наиболее перспективной к производству клинкерного кирпича является
фракция с размером частиц 0–0,63 мм, которая и была принята к разработке по
данной технологии производства. Также одной из проблем при проектировании
данной технологической линии оказалась пластичность данного сырья,
решением которой явилось введение добавки-пластификатора, количество
которой было подобрано по расчету.
В связи с высокой степенью измельчения сырья необходимо применять
особое современное оборудование, имеющее высокие показатели качества
измельчения. Данная технология требует высокого качества обжига, что
необходимо достигать с помощью соблюдения узкого температурного
интервала обжига, в пределах от 1050 до 1100 0С.
Приняты
следующие
параметры
технологического
процесса:
формовочная влажность – 17 %, давление в головке пресса – 2 МПа, остаточная
влажность сырца после сушки – 3 %, продолжительность обжига по расчету –
32 часа, продолжительность сушки по расчету – 72 часа.
Проведя лабораторные испытания и расчеты всех соответствующих
параметров, составили технологическую схему производства клинкерного
кирпича из аргиллитоподобных глин (рисунок).
76
Технологическая схема производства клинкерного кирпича
Готовые
изделия
обладают
высокими
показателями
качества,
водопоглощение их ниже 3 %, а марка по прочности на сжатие – М500 и прочие
положительные качества. Такого рода изделия имеют большие перспективы в
отрасли строительства, так как последнее время товар пользуется большим
спросом на рынке.
77
А.М. Заманский
(Научный руководитель – ст. преп. Я.В. Лазарева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ
КЕРАМИЧЕСКОЙ ЧЕРЕПИЦЫ НА ОСНОВЕ
АРГИЛЛИТОПОДОБНЫХ ГЛИН
Керамическая черепица с давних времен является актуальным и
традиционным кровельным материалом. На Руси черепицу начали использовать с
первых веков существования государства. В Киевской Руси активно применяли
черепичные покрытия для устройства каменных храмов, первыми создателями
которых были византийские мастера, прочно внедрившие эту традицию в русское
зодчество. Черепицей были покрыты и все башни Московского Кремля. Сегодня
традиция использования черепицы в России возрождается, все больше
домовладельцев отдают предпочтение именно этому надежному и эффектному
кровельному материалу. Но его конструктивные и эстетические возможности все
еще в полной мере не осознаны ни застройщиками, ни архитекторами.
В последнее время
керамическая черепица пользуется большой
популярностью, за счет того что она устойчива к воздействиям окружающей
среды,
в
частности,
отличается
повышенной
морозостойкостью,
водонепроницаемостью, а также имеет высокие прочностные характеристики.
Натуральный цвет черепицы изменяется в диапазоне от светлокоричневого
до
насыщенного,
интенсивного
коричнево-красного.
Использование черепицы подобных оттенков облагораживает здание и придает
ему черты некоторой консервативности. Однако современные технологии дают
возможность окрашивать натуральную черепицу в любой цвет, что позволяет
добиваться самых неожиданных эффектов. Использование черепицы в любом
случае привлекает внимание к крыше здания, которая становится при этом
важнейшим
элементом
формообразования
конструктивным, но и эстетическим.
–
элементом
не
только
78
При
подборе
учитываются:
шихт
химический
для
изготовления
состав
керамических
используемого
сырья,
материалов
оптимальные
формовочные свойства, чувствительность к сушке и обжигу. Требования
технических условий различных предприятий, так как ГОСТа в России на
керамическую черепицу нет, предусматривают, что разрушающая нагрузка при
испытании на излом в воздушно-сухом состоянии должна быть не менее 900 Н
(90 кгс/см2) для пазовой штампованной марсельского типа, 800 Н (80 кгс/см2) –
для коньковой и вентиляционной. Аргиллитоподобное сырье достаточно
распространено в нашем регионе, но ранее мало использовалось, т.к. имеет
свои особенности. В зависимости от степени переработки сырья будут
изменяться свойства обожжённого материала и конечной продукции.
Нами были проведены исследования свойств аргиллитоподобных глин, на
основе результатов которых можно изготавливать керамическую черепицу
высокой эффективности. За основу взята фракция менее 0,16 мм, так как по
показателям
водопоглощения,
спекаемости,
чувствительности
к
сушке,
прочности на изгиб и сжатие, ее использование является оптимальным.
Формовочная влажность для выбранной нами фракции составляет 15,8 %.
Аргиллитоподобные
глины
обладают
хорошей
спекаемостью
и
необходимым пределом прочности при изгибе. Черепок, на основе этих глин,
обладает
низким
водопоглощением,
водонепроницаемостью
и
морозостойкостью.
Керамическую
черепицу
производят
по
технологии,
не
сильно
отличающейся от технологии производства керамического кирпича, но из-за
специфических свойств сырья, необходимо подобрать оборудование для
получения необходимой степени измельчения. Чаще всего в качестве такого
оборудования применяются щековые и молотковые дробилки, дезинтеграторы,
камневыделительные вальцы и т.д.
В данной технологической линии принято пластическое формование
изделий, которое состоит из следующих этапов:
79

подготовка сырья;

приготовление глиняной массы с добавкой;

формование;

сушка;

обжиг.
Необходимо соблюдать температурный интервал обжига 1000-1100 °С.
Для производства керамической черепицы была разработана технологическая
схема (рисунок).
Технологическая схема производства керамической черепицы
80
М.В. Рогочая
(Научный руководитель – к.т.н. А.Г. Землянская)
( г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КАРБОНАТНЫЕ ОПОКИ – МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ СТЕНОВОЙ КЕРАМИКИ
Успешное развитие стройиндустрии неразрывно связано с производством
эффективных стеновых керамических изделий. Важнейшими мероприятиями,
повышающими эффективность стеновой керамики являются: снижение
плотности и теплопроводности за счёт увеличения пористости черепка и
пустотности изделий; повышение механических показателей; ускорение
технологического процесса и снижение производственных затрат; улучшение
качества внешнего вида; выпуск лицевого кирпича разнообразной цветовой
гаммы и различной формы. Для лицевых изделий важным показателем является
цвет, особенно светлых тонов, получить который на основе суглинков
достаточно
сложно.
промышленности
В
связи
стеновой
с
этим,
керамики
расширение
с
сырьевой
использованием
базы
нового
нетрадиционного сырья является весьма актуальной научно-технической
проблемой. В качестве одного из перспективных путей решения этой проблемы
предлагается использовать кремнистые опал-кристобалитовые породы – опоки
и
их
разновидности
–
опоковидные
породы,
имеющие
широкое
распространение во многих регионах России.
Опока — микропористая кремнистая осадочная горная порода, сложенная
аморфным кремнезёмом с примесью глинистого вещества, скелетных частей
организмов (диатомей, радиолярий и спикул кремнёвых губок), минеральных
зёрен (кварца, полевых шпатов, глауконита). Цвет от светло-серого до тёмносерого, почти чёрного.
Карбонатные опоки относятся, как правило, к переходным частям
разрезов от карбонатных пород верхнемелового возраста к кремнистым
81
породам палеогена. Сформировались они в промежуточные эпохи от
карбонатонакопления к кремненакоплению. В это время в бассейнах
осадконакопления еще не прекратилась осадка карбонатного материала, и уже
начались процессы кремненакопления, часто сопровождаемые синхронным
формированием
высококремнистых
цеолитов.
Такие
породы
являются
естественной тщательно усредненной природной шихтой с различной
стехиометрией СаСО3 : SiO2. Интервалы варьирования химического состава
приведены в табл. 1.
Карбонатные опоки имеют широкое распространение на всей территории
России: в районах Поволжья и Дона, Западной Сибири, на Северном Кавказе, в
центральных и западных областях Европейской части России, Ленинградской
области, Дальнем Востоке, Кольском полуострове, на Камчатке. На юге России
месторождения
карбонатных опок преимущественно
правобережной части Нижнего Дона, в
сосредоточены на
Предкавказье – от Таманского
полуострова до Дагестана.
Таблица 1
Химический состав карбонатных опок
Содержание, % по массе
SiO2
A12O3 Fe2O3+
CaO
MgO
SO3
K2O
Na2O
TiO2
Р2O5
общ
FeO
49,83-
4,28-
1,54-
2,91-
0,63-
0,069-
1,32-
1,01-
0,12-
0,04-
83,92
12,14
5,98
21,99
2,12
1,85
2,94
1,86
0,83
0,19
В настоящий момент на ОАО «Славянский кирпичный завод» активно
разрабатывается технология применения карбонатных разновидностей опок
Крымского месторождения как добавки в шихту для получения лицевых изделий
светлых оттенков и снижения теплопроводности изделий. Химический состав
опок данного месторождения приведен в табл. 2.
82
Таблица 2
Химический состав карбонатной опоки
Месторождение
Баканское
SiO2
A12O3
Fe2O3
CaO
MgO
П.п.п.
62-82,2
3,9-11,4
1,2-3,7
1,2-13,1
0,3-2,1
5-13,7
В исследуемых пробах
опоки Крымского месторождения содержание
глинозема варьируется от 3,9 до 11,4 %. По содержанию Al2O3 можно судить о
«глинистости» опоки и делать предварительные выводы об ее технологических
и керамических свойствах.
Присутствие оксида кальция в опоке отмечено в пределах 1,2-13,1 %.
Карбонатный материал представлен в тонкорассеянном виде (размер частиц до
0,1 мм). В небольших количествах щелочноземельные оксиды присутствуют в
глинистых минералах. В комплексе со щелочными оксидами и оксидом железа
выступают как «некислые» плавни и придают черепку светлую окраску.
Исходя из минерального состава Крымская опока имеет зеленовато-серый
цвет, который при увлажнении становится темно-серым. Порода плотная, с
признаками слоистости, микропористая. При несильном ударе разрушается по
плоскостям напластования. Средняя плотность около 1,35 г/см3, истинная 2,4
г/см3. При увлажнении прочностные свойства породы сильно снижаются.
Излом полураковистый. Реагирует с 10%-ной соляной кислотой. В воде не
размокает.
По результатам проведенных исследований на ОАО «Славянский
кирпичный завод» было определено, что опоки Крымского месторождения
приемлемы как добавочный материал в шихту для получения лицевых изделий
светлых оттенков с относительно низкими показателями средней плотности и
марок по прочности М150-200.
83
А.Ю. Ионов
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
( г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ДОБАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИЦЕВОГО
КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА КОРИЧНЕВЫХ ТОНОВ
На протяжении многих веков цветовые решения зданий в архитектуре
менялись: они становились то более сложными, то более простыми, заполняли
собой целые фасады или сосредотачивались лишь в отдельных местах, отражая в
своих изменениях тенденции архитектуры в целом. Цвет создает общий фон
зданию, акцентирует внимание на его деталях и отдельных частях, а также
подчеркивает
его
тектонику.
В
связи
с
возросшими
требованиями,
предъявляемыми к современному строительству как в плане надежности, так и
дизайнерской индивидуальности, в центре внимания оказались вопросы
архитектурно-художественного эстетического осмысления жилых районов,
создание уюта в застройке кварталов, улиц, общественных комплексов.
Требуются решения, сочетающие исторические традиции российского зодчества и
выдающиеся
достижения
строительных
технологий.
Для
осуществления
поставленных задач применяется широкий спектр декоративных стеновых
материалов. Дополнительные возможности в этом направлении появляются при
использовании лицевого керамического кирпича объёмного окрашивания
разнообразной цветовой палитры. Отличительное преимущество такого кирпича –
в долговечности по сравнению с двухслойным, ангобированным и глазурованным
кирпичом.
Кроме
того,
объёмное
окрашивание
керамики
не
требует
дополнительных технологических переделов и применения спецоборудования.
Лицевой керамический кирпич должен соответствовать ГОСТ 530-2012
«Кирпич и камень керамические. Общие технические условия», независимо от
его цвета и применяемых в производстве добавок. Технические характеристики
такого
кирпича:
прочность
–
способность
материала
сопротивляться
внутренним напряжениям и деформациям, не разрушаясь; марка – это
84
показатель прочности, обозначается «М» с цифровым значением. Цифры
показывают, какую нагрузку на 1 см2 может выдержать кирпич. Кирпич может
иметь марку от 100 до 1000; морозостойкость – способность материала
выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном
состоянии. Морозостойкость (обозначается «F») измеряется в циклах.
При производстве кирпича из смеси глин естественных цветов, практически
невозможно
получить
изделия
коричневого
цвета.
Поэтому,
наиболее
целесообразным для подробного рассмотрения и дальнейшего углубленного
изучения представляется способ введения окрашивающих добавок в глины
естественного цвета, применяемый на действующих заводах. Использование
низкосортных руд и отходов производства не дает чистоты и насыщенности цвета,
необходимых для соответствия требованиям, предъявляемым в настоящее время к
облицовочной
продукции.
Для
достижения
стабильных
положительных
результатов окрашивания необходимо увеличивать количество добавок вплоть до
80 % от массы глины, что в свою очередь повышает себестоимость, а также влечет
за собой изменение физико-механических свойств готовых изделий. При
применении чистых красящих оксидов и хромофорных соединений отпадает
проблема ввода и транспортировки повышенного количества окрашивающих
добавок, но возникают сложности с дозированием и достижением однородности
перемешивания. Из-за дороговизны чистых химических реактивов себестоимость
окрашенных изделий увеличивается в несколько раз.
Основной проблемой введения известных окрашивающих добавок
является зависимость достижения положительных результатов от целого ряда
факторов: химического состава глины, изменения температуры обжига,
тщательного перемешивания и т. д. Огромное влияние на стабильность обжига
оказывает газовая среда обжига. Поэтому, применение одних и тех же
известных однокомпонентных окрашивающих добавок в условиях различных
заводов, приводит к получению цвета различных оттенков, а иногда и вообще
не оказывает ожидаемого результата.
85
Огромное влияние на цвет и внешний вид изделий оказывает наличие
солевого налета, так называемых «высолов», на поверхности изделий. Для
ликвидации высолов на поверхности кирпича в окрашенную массу вводят
углекислый барий технический в количестве 0,5 % к весу массы, в виде водной
суспензии. За рубежом, с целью устранения высолов находит применение
тонкомолотый гематит.
Таким
образом,
многофакторность
технологического
процесса,
применяемого на каждом конкретном заводе, определяет возможность получения
цвета, требуемой однородности и интенсивности и, зачастую, не позволяет
добиваться ожидаемых результатов при применении одних и тех же
окрашивающих добавок. Исходя из этих соображений, Г.В. Мойсов провел ряд
экспериментов с целью изучения влияния различных окрашивающих добавок,
выбора оптимальных составов, применительно для заводов Краснодарского края.
Изготовление керамического кирпича коричневых тонов осуществляли на
заводе «ОАО» Славянский кирпич». По информации главного технолога завода
в качестве красящей добавки используется тетраоксид марганца Mn3O4
(гаусманит), содержание марганца около 95 %, при использовании двуокиси
марганца MnO2 цвет не такой контрастный и коричневый, так как его
содержание – 75-77 %. Производитель "PrinceMinerals", Великобритания.
Добавляется марганец от 0,65 до 2 % в зависимости от вида продукции,
содержания железа в глине и среды в канале печи.
С.В. Закарян
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
( г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ФАСАДНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПЛИТ
Фасадная керамика используется для внешней отделки навесных фасадов.
Она является универсальным отделочным материалом, сочетающим в себе
привлекательный внешний вид и отличные эксплуатационные характеристики.
86
На
сегодняшний
день
при
отделке
фасадов
используют
следующие
разновидности фасадной керамики, приведенные ниже.
Терракотовая фасадная плитка.
Этот вид фасадной керамики
производится из глины без добавления синтетических красителей. Обжиг при
температуре более 1200 0С в течение 10 часов не только придаёт терракотовой
фасадной плитке прочность, но и обеспечивает ей природный рисунок.
Терракотовые керамические панели для фасада отличаются долговечностью,
презентабельным внешним видом, но по своим техническим характеристикам
существенно уступают клинкерным и композитным панелям.
Клинкерная
фасадная
плитка.
Отличается
от
традиционной
керамической более высокими показателями тепло- и звукоизоляции. Кроме
того, фасадный клинкер очень прочен, и успешно противостоит как
механическим повреждениям, так и воздействиям неблагоприятных погодных
факторов. Еще одним фактором в пользу облицовки фасадов клинкерной
плиткой говорит её цена. Несмотря на не самую низкую стоимость клинкера
как такового, в соотношении «цена-качество» клинкерный керамофасад
практически не имеет конкурентов.
Преимущества керамических фасадов. Несмотря на достаточно
высокую
стоимость,
керамические
вентилируемые
фасады
достаточно
популярны. Объясняется это теми преимуществами, которыми обладают
керамические панели для их отделки. Относительно небольшая масса панелей
позволяет использовать менее массивные каркасные системы. Кроме того, чем
легче фасад, тем дольше срок его эксплуатации. Фасадная плитка на
керамической основе обладает высокой прочностью (190-230 МПа в
зависимости от типа применяемой плитки). Облицовка из такой плитки
надежно
защищает
механических
утеплитель
повреждений.
и
гидроизоляционную
Качественно
мембрану
смонтированный
фасад
от
из
керамической плитки является водонепроницаемым. Сама плитка также
устойчива к воздействию влаги. В отличие от некоторых других фасадных
87
материалов,
керамическая
плитка
невосприимчива
к
воздействию
отрицательных температур. Керамические панели являются огнеупорным
материалом, что существенно повышает пожаробезопасность здания в целом.
Также следует отметить, что фасадные панели на керамической основе долгое
время
не
теряют
свой
первоначальный
цвет
под
воздействием
ультрафиолетового излучения. Это дает возможность существенно экономить
на поддержании презентабельного внешнего вида фасада.
Недостатки керамических фасадных панелей. Сюда можно отнести
разве что их хрупкость и ломкость. Впрочем, использование усиленной
клинкерной плитки, а также строгое соблюдение рекомендаций по монтажу и
транспортировке способны нивелировать эти недостатки.
Фотокерамика в отделке зданий. Панели для отделки наружных стен
зданий, покрытые слоем фотокерамики – новинка на российском рынке. В чем
их отличие от привычных потребителю материалов для отделки фасадов
домов?
Производитель
гарантирует,
что
отделочные
материалы
с
фотокерамическим покрытием помимо основной задачи защиты и украшения
здания выполняет еще ряд функций:
– разрушают загрязнения, попадающие на поверхность фасадных
материалов;
– обладают низким показателем смачиваемости;
– устойчивы к воздействию плохих погодных условий;
– очищают атмосферный воздух.
При их производстве сверху основного материала панелей наносится
слой органического красителя, затем слой прозрачного керамического
(силикатного) материала, и в последнюю очередь слой фотокатализатора. Эти
два внешних слоя обеспечивают надежную защиту красителя от воздействия
ультрафиолетовых лучей. Благодаря этому панели длительное время сохраняют
первоначальный цвет и яркость. Таким образом, фотокатализаторы получают
все большее распространение
благодаря своим уникальным свойствам.
88
Применение их в производстве отделочных материалов сделает окружающий
мир ярче и чище.
А.Д. Замазий, А.В. Котляр
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПРИМЕНЕНИЕ КЛИНКЕРНОГО КИРПИЧА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Клинкерный кирпич – очень популярный вид лицевого кирпича. Он
широко применяется для отделки фасадов, сооружения беседок, заборов,
дымоходов, мощения дорог, дворов и полов в цехах промышленных зданий. В
последние
годы
архитектурным
стремительно
решениям,
где
начал
расти
используются
интерес
к
классическим
различные
традиционные
материалы. Именно поэтому все больше жилых объектов начали возводить с
использованием клинкерного кирпича.
Фасад, отделанный клинкерным кирпичом, долгое время не нуждается в
ремонте, грязь и пыль практически не проникают в структуру его поверхности,
а широкий спектр цветовых и фигурных вариаций позволяют с помощью
кирпича создавать различные декоративные эффекты.
Благодаря огромному разнообразию фасадных поверхностей – изделия
могут быть глянцевыми, матовыми, шершавыми или выполнены под старину,
кирпич без труда можно подобрать к любым зданиям и сооружениям. Кроме
того, выбрав тот или иной оттенок можно быть уверенным в том, что под
действием ультрафиолетового света, дождей и изменений температур свой
внешний облик кирпич не потеряет в течение длительного времени,
безупречный внешний вид гарантирован надолго.
Кроме прекрасного внешнего вида клинкерный кирпич обладает целым
рядом достоинств: прочность, высокая стойкость к различным атмосферным
влияниям, стойкость цвета, фактура его поверхности приближенная к
натуральным
материалам.
Благодаря
высокотeмпературной
специальной
89
технологии обжига, а клинкерный кирпич обжигается при температуре1100 0С
и выше, он становится очень стойким, ведь подобные высокие температуры не
дают остаться порам и включениям. Высокая жаростойкость клинкерного
кирпича позволяет применять его в строительстве противопожарных стен.
Также клинкеpный кирпич незаменим во время pеcтаврации или строительства
нoвыx зданий на теppитopии, где неoбxoдимо сохранить общeиcтopический
облик, т.е. строительство ведут не нарyшая пpи этом арxитектyрные стили и
фopмы. Но и во время возведения современных домов и зданий клинкер
превосходно coчeтаeтcя и с бетоном, и co cтeклом, и с мeталлом.
Применение
клинкерного
кирпича
для
лицевой
кладки
также
представляется весьма перспективным. Дома, имеющие презентабельный
клинкерный фасад, значительно украшают городские улицы и улучшают общий
облик кварталов. Наиболее популярной областью применения клинкерного
кирпича стали жилые дома, дачные постройки, загородные коттеджи.
Устойчивость
клинкерный
кирпич
к
внешним
для
воздействиям
мощения
городских
позволяет
дорог,
использовать
обрабатываемых
противогололедными реагентами, и для облицовки цоколей городских зданий.
Применение клинкерного кирпича для мощения представляется наиболее
потенциально востребованным, поскольку спрос на мощеные тротуары взамен
асфальтированных в последнее десятилетие получил значительное развитие.
Исторически клинкерный кирпич появился в качестве спутника обычного
керамического кирпича при обжиге в печах периодического действия сырца из
глин. Впервые клинкерный кирпич начали выпускать в Голландии в начале XIX
века.
Отсутствие природных каменных материалов заставило смышленых
голландцев
придумать
технологию
производства
искусственной
высокопрочной и исключительно плотной керамики. Почти 200 лет назад была
построена и сохранилась дорога из клинкера между Амстердамом и Гарлемом.
Соседние страны, видя преимущества кирпича из клинкера, переняли у
Голландии технологию его производства.
90
И.М. Усепян
(Научные руководители – к.т.н., доц. К.А. Лапунова, ст. преп. Я.В. Лазарева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТРЕБОВАНИЯ К КЕРАМИЧЕСКОЙ ЧЕРЕПИЦЕ
В РОССИИ И ЕВРОПЕ
Прежде чем анализировать требования, предъявляемые к керамической
черепице, необходимо разобраться, что же она из себя представляет.
Керамическая черепица – это один из древнейших, экологически чистых
природных кровельных материалов, имеющий долговечность до 300 лет. Она
активно используется в строительстве и архитектуре и сегодня. Производится
из глины, смешиваемой с водой или пластификатором (для облегчения
формования) и другими добавками, сушится на воздухе и обжигается при
температуре более 1000 0С. Таким образом, получается естественный продукт
без всяких искусственных добавок и красителей. Основной цвет керамической
черепицы красно-кирпичный. Этот цвет материалу придают оксиды железа
содержащиеся в глине. Для улучшения внешнего вида, а также дополнительной
водонепроницаемости, керамическую черепицу покрывают декоративным
слоем – глазурью и ангобом.
Качество черепицы зависит, прежде всего, от двух факторов: правильно
выбранного сырья и технологии изготовления. Подойдет далеко не каждое
месторождение глин. Хорошая глина должна соответствовать определенным
требованиям – содержать минимальное количество включений других пород,
быть
однородной,
пластичной,
иметь
небольшую
усадку,
быть
малочувствительной к сушке и т.д.
Начиная с 1999 года, все сертификаты качества в Европе выдают на
основании
норматива
DIN
EN
1304.
Этот
документ
является
основополагающим для определения качества керамической черепицы. Нормы
DIN EN 1304 подробно описывают требования, по керамической черепице, её
свойства и характер поведения при взаимодействии с различными факторами
91
такими, как попеременное замораживание и оттаивание, воздействие влаги,
испытания на прочность. Структура и форма материала при этом должны
оставаться неизменными.
Морозостойкость – метод испытания, согласно DIN EN 539-2 черепица
после предварительной обработки водой (увлажнение с одной стороны)
подвергается воздействию резких перепадов температур, при этом происходит
как замораживание, так и оттаивания материала (табл. 1). Этот процесс
проходит более 150 циклов с продолжительностью одного периода около трех
часов.
Таблица 1
Требования к черепице по морозостойкости в зависимости зоны
Минимальное
Зона и тип
Зона
метода
A
B
количество
циклов
Бельгия, Люксембург, Нидерланды
Австрия, Чехия, Дания, Германия, Финляндия, Швеция,
Норвегия, Словакия, Россия, Украина, Венгрия, Исландия
24
150
C
Франция, Греция, Италия, Испания, Португалия
50
D
Ирландия и Англия
100
Одной из важнейших характеристик кровельного материала является
влагопоглощение. Соответственно в лабораторных условиях проводится
исследование согласно норм DIN EN 539-1. Черепица прошла тест, если допуск
влагопоглощение составляет не более 0,5 см³/см² в день.
Прочность кровельного материала также является важным фактором. В
зависимости от формы черепицы установлены соответствующие испытания
согласно норм DIN EN 538, которые опытный образец должен выдержать без
малейших деформаций. Например:
– 600 Н для черепицы «Бобровый хвост»;
– 900 Н для пазовой черепицы с ровной лицевой поверхностью;
– 1000 Н для черепицы «Монах-Монашка»;
92
– 1200 Н для всей остальной черепицы.
Правильная геометрия керамической черепицы обеспечивает не только
прекрасный внешний вид, но и простоту монтажа. Эта характеристика
определяется согласно DIN EN 1024, при этом физические размеры модели
могут колебаться в пределах +/- 2 % (табл. 2).
Таблица 2
Требования по геометрическим размерам для черепицы
Кровельная черепица, мм
Коэффициент ровности, %
≥ 300 мм
≤ 1,5 %
≤ 300 мм
≤ 2,0 %
Маркировка происходит согласно норм DIN EN 1304, а это означает, что
по меньшей мере 50 % всей черепицы должны содержать такие детали, как
производитель, страна происхождения, год и месяц производства. Структура и
поверхность материала также определяется согласно DIN EN 1304. В этом
случае указывается тип покрытия и его дополнительные характеристики.
Несколько черепиц из партии различных модель проходят сертификацию,
после успешного проведения испытаний продукция поступает в продажу.
ГОСТ на керамическую черепицу в России отсутствует, хотя при
желании можно использовать ГОСТ 13996-93 «Плитки керамические фасадные
и кровли из них». Данный ГОСТ устанавливает количество циклов
попеременного замораживания и оттаивания для керамической фасадной
плитки в количестве не менее 50 циклов, а водопоглощение – от 2 до 9 %. В
России керамическая черепица не подлежит обязательной сертификации,
поэтому для ее продажи достаточно иметь санитарно-эпидемиологическое
заключение, в котором, как правило, указывается только уровень естественного
радиационного фона. Разработка ГОСТа на керамическую черепицу будет
способствовать увеличению её производства и широкому использованию в
строительстве в нашей стране.
93
Я.Ю.Чеботарева, Ю.А. Овдун
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ
БЛОКОВ В РОССИИ
В конце 70-х годов энергетический кризис заставил большинство
строительных компаний начать поиски новых строительных материалов,
которые позволят сохранить тепло и смогут обеспечить хорошую вентиляцию в
помещениях.
К
началу
80-х
годов
появились
первые
поризованные
керамические блоки. Поризованные керамические блоки – это экологически
чистые строительные материалы, производимые из качественной глины и
обладающие всеми свойствами обычного кирпича. В отличие от обычных
кирпичей, поризованные блоки имеют меньший вес, низкую теплопроводность,
большую прочность и надежность. В этом плане в сравнении простой
керамический кирпич обладает недостатками, среди которых выделяется цена,
достаточно высокая теплопроводность, а также сложность и дороговизна
кладки. Свое основное применение поризованные керамические блоки нашли в
строительстве малоэтажных и многоэтажных зданий, где они используются в
качестве основных несущих стен и перегородок.
По
оценкам
аналитического
агентства
РБКresearch,
в
России
производство поризованной керамики только налаживается. Насчитывается не
более 10 заводов, которые имеют оборудование для производства данной
продукции, а доля поризованной керамики в структуре производства стеновых
керамических материалов не превышает 8 %. Говоря о рынке керамических
стеновых материалов в целом, отметим, что сегодня их производством в России
занимаются более 250 предприятий, объём выпуска которых варьируется от
0,01 млн до более чем 250 млн усл. кирпичей в год. При этом доля самого
крупного из этих предприятий не превышает 4 % от общего объема выпуска.
94
Данный факт объясняется тем, что стеновые строительные материалы обладают
достаточно большим весом, поэтому их перевозка на дальние расстояния
затруднена
в
связи
с
увеличивающимися
затратами,
что,
учитывая
значительную географическую протяженность России, является серьезным
сдерживающим фактором концентрации рынка.
До кризиса 2008-2009 годов производство керамических стеновых
материалов развивалось высокими темпами. По данным Росстата, несмотря на
начало мирового финансово-экономического кризиса, объём производства
керамического кирпича по сравнению с 2007 годом вырос на 9,2 %. В 2009
году, в связи с кризисом, спад производства составил порядка 25 %, однако,
начиная со второй половины 2010 года, наметился очевидный тренд на
восстановление производства. Объём производства керамических стеновых
материалов на территории Российской Федерации составил в 2010 году 5,2
млрд усл. кирпичей, что выше значения аналогичного показателя в 2009 году на
13,0 %. В 2011-2012 годах тренд продолжается – усредненный рост
производства составляет 18,4 %.
В условиях полного восстановления и роста рынка, важной задачей
является
анализ
конкурентоспособности
основных
производителей
керамического кирпича и крупноформатных поризованных блоков. Для этого
агентством
РБКresearch
были
проанализированы
основные
показатели
деятельности крупнейших компаний, успешно работающих в России:
– качество производственного оборудования, год его ввода в эксплуатацию;
– объёмы производства керамического кирпича и поризованной керамики;
– производственные мощности по производству керамического кирпича и
поризованной керамики;
– широта ассортимента продукции;
– цветовая гамма продукции.
Каким видится рынок керамического кирпича в ближайшие 5–10 лет?
Здесь впору говорить уже не только о кирпиче. На самом деле российская
95
промышленность изготавливает лишь 5 – 7 % от того, что можно делать из
глины. А перспективы огромны: черепица, трубы, плитка, подоконники и
многое другое – глина не только вечна, она универсальна.
Несмотря на завидный ассортимент российских производителей в
секторе, занимаемом непосредственно кирпичом, многие позиции в реальности
остаются
«нераскрученными»
диковинами.
Но
общее
развитие
темы
продолжается. В рамках импортозамещения в России появляются предприятия
по выпуску клинкерного кирпича, продолжаются работы по расширению
цветовой гаммы (сегодня в прайсах всего 5–7 оттенков, тогда как у зарубежных
производителей значительно больше). Таким образом, перспективы развития
производства стеновой керамики в России огромны.
Р.А. Ященко, Ю.А. Овдун
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
( г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПОРООБРАЗУЮЩИЕ И ВЫГОРАЮЩИЕ ДОБАВКИ
В ПРОИЗВОДСТВЕ СТЕНОВОЙ КЕРАМИКИ
Порообразующие и выгорающие добавки служат для создания пористости
черепка и улучшения теплофизических свойств керамических изделий. Кроме
того, они армируют глиняную массу, улучшают формовочные свойства,
повышают трещиностойкость при сушке. Однако обладают и существенными
недостатками, которые в основном сводятся к следующему: использование или
дорогостоящего и, как правило, дефицитного сырья, или дешевого сырья, но с
большими транспортными расходами по его доставке на кирпичный завод,
большим энергетическим затратам на сушку и обжиг сырья, так как добавки
повышают
водопоглощение,
невозможность
регулирования
качественных
характеристик получаемых изделий. Выгорающие добавки сгорают при обжиге.
Количество добавок в шихте обычно составляют 2,5-15 % по объему.
96
Древесные оп лк при производстве строительного кирпича вводятся в
массу для улучшения сушильных свойств полуфабриката (сырца). Являясь
длинноволокнистыми, опилки армируют глинистые частицы и повышают
сопротивление разрыву керамической массы и трещиностойкость в сушке. В
обжиге они выгорают, оставляя в керамике относительно крупные поры,
увеличивающие водопоглощение кирпича, теплоизоляционные свойства, но
снижающие морозостойкость. В кирпичные массы добавляют обычно 5-10 %
опилок (от объёма глины). В таком количестве они ускоряют сушку и
существенно не снижают прочность кирпича, несмотря на увеличение
пористости. Наиболее эффективно повышают трещиностойкость кирпича
опилки продольной резки.
Антрац т
тощ е каменные угл
добавляют в глину до 60 % от
требуемого на обжиг объёма топлива, или 2-2,5 % от объема глины. В таких
количествах каменный уголь оказывает небольшое влияние на пористость
кирпича. Основное его назначение – создать восстановительную среду в толще
обжигаемого материала. Это интенсифицирует процесс спекания и упрочнения
керамики. В изломе кирпича, полученного из глины и угля, видна темномалиновая уплотненная зона, повышающая его прочность.
Бурые угл добавляют в глину с той же целью. При их использовании
увеличивается недожог кирпича вследствие улетучивания горючих веществ при
температурах ниже температуры их воспламенения. Выделение тепла и газов
происходит более равномерно и в более широком температурном интервале,
чем при вводе антрацита, поэтому почти не возникает пережог кирпича, и его
обжиг можно вести более уверенно.
Отходы углеобогат тельных фабр к. Ежегодно от углеобогатительных
фабрик нашей страны поступают в отвалы отходы в виде шлама, влажность
которого в отвале снижается до 10-12 %. Зольная часть этих отходов в
большинстве случаев является глинистой с содержанием Al2O3 до 16 %, а
теплота сгорания отходов достигает 8400 кДж на 1 кг. Некоторые заводы с
97
успехом используют их в качестве выгорающей добавки вместо углей, что
выгодно экономически и технологически, поскольку обеспечивает более
равномерное распределение горючей массы в обжигаемых изделиях.
Золы ТЭС также используют в качестве добавок в глину при производстве
кирпича. Они действуют как отощители, а в следствие наличия в них
механического недожога (невыгоревшего коксового остатка) так же, как и
выгорающие добавки. Удельная поверхность золы колеблется в пределах 20003000 см2/г. Теплота сгорания зол ТЭС достигает 8000-10000 кДж/кг. Для добавки
в шихту стеновой керамики необходимо использовать золу с содержанием
CaO+MgO не выше 5 %, потерями при прокалывании не менее 20 %. Добавляют
её до 15 %, а на некоторых заводах до 50 %, что позволяет снизить объемную
массу до 1250 кг/м3 полнотелого кирпича.
Л гн н – порошковый тонкодисперсный отход производства древесного
спирта. Он действует не только как выгорающая, но и как пластифицирующая
добавка, улучшающая сушильные и формовочные свойства глиняной массы.
Лигнин вводят в количестве 4-15 %, комбинируя с другими выгорающими
порошками (опилки, уголь).
Торф
змельченный (фрезерный)
отходы торфяных бр кетов при
отсутствии других отощителей могут служить добавкой в глину при
производстве пористого облегчённого кирпича. Однако торф замедляет сушку
вследствие высокой влагоемкости.
Как видно, выбор порообразующих и выгорающих добавок достаточно
велик и задачей технолога является их правильный выбор исходя из техникоэкономических факторов.
98
В.Л. Куликовская
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТРАДИЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ СЕМИКАРАКОРСКОЙ КЕРАМИКИ
Семикаракорская
керамика
–
это
яркое
явление
народной
художественной культуры Донской земли. Она впитала в себя все краски
прекрасного и могучего края, его местную духовную культуру, традиции
донского искусства, овеянные свободолюбивым духом казачества.
Промысел берет свое начало от вековых традиций гончарного ремесла
казачьей станицы Семикаракорской.
Многочисленные археологические исследования в окрестностях города
подтвердили, что кустарные гончарные мастерские возникли здесь еще с
дохристианских времен. Ремесленники использовали богатые местные ресурсы
сырья: различные глины и песок.
Достаточно близко от города при раскопках обнаружены древние
многослойные поселения периода средневековья, в развалах которых обнаружена
характерная традиционная керамика с местной глиной в тесте из обрывов реки Дон.
В 1936 г. отдельные промысловые гончарные мастерские объединились и
приобрели устойчивые структуры, было создано керамическое производство
при Семикаракорском райпромкомбинате.
Здесь в 1972 г. была внедрена технология изготовления художественных
изделий и сувениров из белой фаянсовой массы.
В марте 1973 после утверждения областным художественным советом
Ростовского областного Совета депутатов трудящихся РСФСР выпускаемая
продукция
была
впервые
отнесена
к
категории
изделий
народных
художественных промыслов.
В 1990 в связи с реорганизацией Семикаракорский райпромкомбинат
изменил организационно-правовую форму и получил название "Арендное
предприятие "Аксинья".
99
В настоящий момент для производства керамики «Аксинья» использует
Владимирскую глину, просяновский каолин и пески местных месторождений.
Благодаря такому составу глинистой массы возможно получение белого черепка, что
обеспечивает возможность его декорирования различными красками. Формование
изделий осуществляется в основном двумя способами: пластическим формованием
из пластичной массы и шликерным литьем. Сушка изделий-полуфабрикатов
производится в туннельных сушилках с целью изменения их технологических и
физико-химических свойств: снижение влажности и повышение механической
прочности. Далее полуфабрикаты отправляют на первый утильный обжиг.
Обжигаются в туннельной печи при температуре 1200 – 1220°С. После этого
утильные изделия отправляют на участок росписи подглазурными красками и
глазурование. Глазурование осуществляется двумя способами в зависимости от
сложности формы утильного изделия, либо окунанием, либо напылением. Благодаря
устойчивости фаянса (после первого обжига) к деформациям допускается при
загрузке глазурованных изразцов установление их на треугольные в
сечении
огнеупорные палочки. При повторном обжиге – политом, при температуре 1160-1180
градусов глазурь становится стекловидной, схватываясь с черепком и росписью,
образуя «вечный декор». В этот момент происходит необыкновенное превращение –
сквозь тонкий слой глазури на изразцах проступает яркая роспись. Все изделия после
обжига подвергаются сортировке перезвонкой. Далее изделия, поступающие в
сортировочное отделение, подлежат чистке обработке на горизонтальных
шлифовальных станках. Маркируются изделия товарным знаком, утверждённым для
завода «Аксинья». Товарный знак может быть рельефным, если наносится при
формовании, или может быть нанесён краской, устойчивой к истиранию.
Художественный стиль Семикаракорского промысла формировался при
участии
специалистов
и
искусствоведов
Московского
Научно-
исследовательского института художественной промышленности.
Художникам и мастерам удалось создать оригинальное художественностилевое направление – Семикаракорское письмо с использованием в росписи
100
букетно-растительного орнамента с акцентом на более крупном центральном
цветке. В орнамент включаются сюжетные композиции стилизованной флоры и
фауны Дона, идущие от казачьего фольклора и современные мотивы (рисунок).
Высокое
качество
продукции,
функциональность,
ручная
роспись,
выполненная с высоким художественным мастерством, создали художественный
образ изделий. Они стали произведением прикладного искусства.
Продукция ЗАО «Аксинья»
Основной производственной деятельностью ЗАО «Аксинья» является
производство
фаянсовых
изделий:
посуды,
предметов
декоративно-
утилитарного назначения, игрушек, мелкой пластики. В мае 2000 г.
Семикаракорск отнесен к местам традиционного бытования данного промысла.
Л.А. Манвелян
(Научный руководитель – ассист. Ю.В. Терехина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПОКАЗАТЕЛИ
КАЧЕСТВА ПЛИТ «OSB»
OSB – древесный плитный материал, предназначенный для строительства
и ремонта. Ориентировочно-стружечная плита или OSB представляет собой
современный стройматериал; древесные плиты, которые изготавливаются
101
посредством многослойного формирования с помощью метода горячего
прессования крупногабаритной древесной стружки. Внешний слой содержит
щепы, которые ориентированы параллельно длине уже готовой плиты,
благодаря чему они равномерно распределяют нагрузку, образуя при этом
цельный конструкционный элемент. Микроструктура прессованной щепы
позволяет предохранить края плиты от сколов, возникающих обычно при
монтаже. По свойствам прочности OSB превосходит другие материалы, такие
как МДВ и ДСП, в 2,5 раза.
Производство OSB плит развивается с 80-х годов, и уже за 30 лет данный
материал получил популярность и пользуется спросом, а также считается
одним из самых высококачественных. Сравнительные характеристики плит
OSB приведены в таблице. Материал нашел широкое применение в сфере
изготовления мебели, в сфере строительстве и технологических конструкциях.
В качестве стройматериала OSB могут применяться и самостоятельно, и в
составе
композитных
SIP
панелей.
Особенно
популярны
дома
с
использованием OSB-3 в Японии и Калифорнии.
Сравнение плит OSB с другими строительными материалами из древесины
Характеристики
Прочность
на
изгиб
Модуль
упругости
Наружное
применение
Стабильность
размеров
Вес
Крепление
гвоздем
Обработка
Дефекты
Облицовка
Окраска
БАЛЛЫ
Оценка (баллы)
хвойная
пиломатериалы
фанера
4
4
4
лиственная
фанера
4
4
4
4
4
1
1
3
3
3
3
1
1
3
3
3
3
2
1
3
4
3
4
2
3
3
4
2
2
3
4
5
5
3
2
36
4
3
3
2
33
3
3
3
3
31
5
2
2
2
32
3
5
5
5
28
4
5
2
4
26
Osb
МДФ
ДСП
2
1
102
OSB – это «улучшенная древесина», более прочная и эластичная за счет
сохранения в плоской щепе всех полезных свойств массива древесины, при
отсутствии таких дефектов, как сучки и изменение направления волокон в связи с
естественными условиями роста дерева. Три слоя плиты OSB, ориентированные
перпендикулярно друг другу для достижения лучших показателей по физикомеханическим
характеристикам.
Именно
благодаря
противоположной
направленности длиной щепы, в плитах OSB и достигается исключительно
высокая прочность, а также другие, важные в строительстве качества:
• повышенные показатели долговечности;
• минимальная тенденция к расслоению;
• низкие показатели набухания в воде;
• хорошие механические показатели при перепаде температур;
•
минимальная
степень
подверженности
гниению
и
заражению
древесными паразитами.
Технология производства OSB плит включает в себя следующие
операции.
1. Доставка и сортировка бревен.
2. Окаривание бревен на цепном транспорте.
3. Распиленные на короткие заготовки бревна загружаются в строгальную
установку.
4. Сушка и сортировка полученной стружки.
5. Отсортированная стружка смешивается с воском и водостойкими
связующим.
6. Формировка и укладка стружки.
7. Прессование.
8. Финальная (окончательная) доводка.
9. Нарезка, маркировка по категориям, пакетирование.
В зависимости от назначения
классификацию:
плиты ОSB имеют следующую
103
ОСБ-1 – плита, используемая в условиях с низкой влажностью.
ОСБ-2 – чаще применяется для изготовления в сухих зданиях несущих
конструкций.
ОСБ-3 – применяется в процессе изготовления несущих конструкций в
зданиях с высокими показателями влажности атмосферного воздуха.
ОСБ-4 – используется в изготовлении конструкций, которые должны
переносить большие механические нагрузки.
Лакированная – покрытая лаком с одной стороны.
Шпунтованная – плита с обработанными торцами паз.
В.Н. Телегина
(Научный руководитель – ассист. Ю.В.Терехина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ЖИДКАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ «ИЗОЛЛАТ»
Жидкая теплоизоляция «Изоллат» представляет собой инновационный
изоляционный материал универсального назначения. После нанесения образует
слой тонкого полимерного покрытия, который отличается эластичностью,
прочностью,
гибкостью.
Теплоизоляция
устойчива
к
повреждениям
и
обеспечивает значительное снижение теплопроводности. Вязкая водная
суспензия защищает поверхность от высоких температур, солнечной радиации
(отражает до 95% излучения) и влажности (препятствует образованию
коррозии, конденсата).
Покрытие
«Изоллат»
разработано
на
основе
нанотехнологий:
представляет собой полимерную композицию с полыми керамическими
микросферами, заполненными разреженным воздухом, что обеспечивает
хорошую адгезию к покрываемым поверхностям. Данные свойства исключают
перерасход «Изоллата», обеспечивая равномерность изоляционного покрытия.
104
Сравнивая «Изоллат» с другими теплоизоляциями, можно сделать вывод,
что теплоизоляция на основе покрытия «Изоллат» толщиной от 2 до 20мм
соответствует 40–60 мм минеральной ваты и 40 мм пенополистирола и
обеспечивает теплоизоляцию объектов с рабочими температурами от –60 до
+500 0С, при этом стоимость одного кв. м поверхности ниже на 20–30%.
Материал не требует дополнительной защиты снаружи, срок службы
составляет не менее 10 лет.
Основное назначение материала – снижение теплопроводности. Данное
свойство обуславливается способностью покрытия отражать и рассеивать
излучение. При длительном нагреве и воздействии солнечного света, свойства
сверхтонкой теплоизоляции не меняются. Соотношения покрытия «Изоллата» с
другими видами теплоизоляции, представлены в таблице.
Соотношение применения покрытия «Изоллат» и «Изоллат-Эффект» для
теплоизоляции тепловых сетей в сравнении с типовыми видами изоляции
Название материала Изоллат-02 Изоллат- Минеральная Пенополиуретановая Теплоизоляция из
Эффект
вата
изоляция
вспененного
каучука
Теплопроводность
(Вт/м·°С)
0,002-0,007
0,027
0,05-0,07
0,035-0,045
0,035-0,04
Плотность (кг/м³)
280
160-180
150-200
30-50
65-80
Паропроницаемость (мг/м²·ч·Па)
0,012
0,012
0,03-0,3
0,4-0,2
0,0001
Водопроницаемость
(г/м2/24 часа)
Менее 30
Менее 30
1000-2000
100-300
Менее 20
Срок эксплуатации
(лет)
15
15
2-5
2-5
2-3
Причины
Неправиль- Неправи- Нарушение
Нарушение
нарушения
ное
льное
температуртемпературного
эксплуатационных применение примене
ного
режима, воздействие
характеристик
ние
и
ультрафиолетового
влажностноизлучения
го режимов
Нарушение
температурного
и влажностного
режимов (более
105 градусов)
105
Окончание таблицы
Ограничения
применению
по t >170°C
t >650°C t >450°C
t >130°C
t >100°C
Экологичность
Не
выделяет
вредных
для
здоровья
человека
веществ
Не
выделяет
вредных
для
здоровья
человека
веществ
Выделяет
порядка 0,02
мг.
Формальдеги
да на 1 кв. м
в час, а также
волоконную
пыль
Не выделяет
вредных для
здоровья человека
веществ при
температуре до
130 градусов.
Не выделяет
вредных для
здоровья
человека веществ
Расход
материалов на 1 м²
2,2л
1,65 л.
0,18м³ (без
учета
сопутствующ
их
материалов)
0,12 м3
(без учета
сопутствующих
материалов)
0,12 м3
Толщина изоляции
(мм)
2
10
50
30-40
19
Сложность монтажа
Простая
Средняя
Высокая
Высокая
Средняя
Шесть
разновидностей
«Изоллата»
обеспечивают
эффективную
комплексную защиту в большом диапазоне температур (от –60 0С до +500С),
что значительно расширяет область использования по сравнению с другими
теплоизоляционными материалами.
«Изоллат-01» предназначен для вертикальных поверхностей – это
внутренние и внешние стены зданий, крыша. После нанесения «Изоллата»
стены (крыша) получают защиту от влаги, а их теплопотери снижаются в 2–5
раз.
«Изоллат-02»
–
паропроницаемая
изоляция
(водонагреватели,
промышленное и котельное оборудование, а также наружные стены зданий).
«Изоллат-03» с антипиреновыми
добавками. Такой материал не
подвержен горению и может использоваться в диапазоне температур от – 60 0С
до +1500С.
«Изоллат-04» – негорючая сверхтонкая теплоизоляция, используется для
теплопроводов с перегретым паром и промышленного оборудования.
«Изоллат-05»
– огнезащитная теплоизоляция для металлических кон-
струкций, также защищает от коррозии.
106
«Изоллат-нано» – покрытие обеспечивающее теплоизоляцию наружных
стен с эффектом фотокатализа и их самоочищения от органических
загрязнений.
А.В. Мальчикова
(Научный руководитель – ассист. Ю.В. Терехина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
НА ПРИМЕРЕ КАНАДСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Технология, известная сегодня под именем «канадской», каркасно-щитовой
или сэндвич, была создана в Канаде. Произошло это после Второй мировой
войны. Несмотря на то, что инфраструктура страны практически не пострадала от
военных действий, ей всё равно срочно требовалось радикальное решение
проблемы нехватки жилищного фонда, потому что в страну в большом количестве
стали прибывать иммигранты из государств, разорённых мировым конфликтом.
Необходимо было в короткий срок построить большое количество надежных
экологичных энергосберегающих домов, себестоимость которых была бы при
этом невысокой. В нашей стране каркасная технология возведения зданий свое
имя получила еще в 1947 году. Но в то время технология не стала популярной.
В основе работ, которые предусматривают строительство домов по
канадской технологии лежит изготовление сендвич-панелей.
Сэндвич-панели – это крупноразмерные конструкции в виде трёхслойных
элементов, в которых находится теплоизолирующий слой, выполненный из
современных,
высокоэффективных
теплоизоляционных
материалов:
минеральной ваты на основе базальтового волокна или пенополистирола,
современного, признанного во всем мире экологически чистого и долговечного
строительного материала, позволяющего обеспечить не только высокую теплои звукоизоляцию, но и пожаробезопасность.
107
В разное время для изготовления сэндвич-панелей использовались разные
материалы, но неизменен оставался главный принцип технологии – разделение
ограждающей, несущей и теплоизолирующей функций между разными видами
материалов, составляющих вместе единую панель. Наибольшего развития
канадская
технология
достигла
после
изобретения
конструкционной
теплоизолирующей панели (Structural Insulated Panel) или SIP.
Канадская технология строительства из панелей SIP (Structural Insulated
Panel) является бескаркасной. Каркас здания образуют наружные слои панелей
(OSB-3) и деревянные бруски, применяемые для соединения панелей. Панели
уже утеплены при помощи вспененного пенополистерола. Таким образом,
очевидно важное преимущество канадской технологии – нет необходимости
возводить каркас и утеплять строение. Дома по канадской технологии
выдерживают перепады температур от -50 до +50°C.
Технология сэндвич-панелей позволяет строить удивительно прочные
дома в очень короткий срок. Высокая скорость строительства достигается за
счёт этого, что панели SIP лёгкие (вес панели SIP – 48кг) и не создают большой
нагрузки на грунт, следовательно – отпадает необходимость в капитальном
монолитном фундаменте. Для такого дома подходит мелкозаглублённый
ленточный фундамент или фундамент из винтовых свай.
Лёгкие панели не дают такой нагрузки на грунт, как брус или кирпич.
Дом можно отделывать сразу после монтажа. Идеально ровные стены из
панелей SIP не нужно выравнивать. Осуществлять монтаж дома можно
практически в любое время года.
Здания, которые построены по канадской технологии, достаточно
пожароустойчивые. Для того, чтобы стены домов были устойчивыми к
возгоранию, их обрабатывают специальным составом. Канадские дома горят не
чаще других строений.
При своей кажущейся хрупкости и малом весе панели SIP способны
выдержать вертикальную нагрузку в 10 тонн и поперечную в 2 тонны на
108
м2 (при норме в 350 кг на м2). Прочность пола – еще одна особенность
«канадских» домов. Расчетная нагрузка на перекрытия – до 200 кг на 1 кв. м.
Дома по канадской технологии выдерживают землетрясения силой в 9 баллов и
рекомендованы для строительства в сейсмоопасных районах.
По российскому СНиП высота зданий из сэндвич-панелей ограничена
двумя этажами. В Европе и Америке по канадской технологии строят дома
высотой в 9 этажей. Срок службы домов – не менее 100 лет. Пенополистирол
не впитывает влагу и не подвержен гниению, сохраняет свою форму и размер в
течение долгого времени. А деревянная обшивка позволяет сохранять сухой и
чистый воздух внутри дома.
Из панелей SIP можно строить дома по проектам любой сложности, не
ограничивая свою фантазию. Идеально ровная поверхность панелей SIP позволяет
производить наружную и внутреннюю отделку дома любыми материалами по
Вашему вкусу. Деревянная обшивка панелей сохранит в Вашем доме тёплый и
сухой воздух. Соединение панелей по принципу "шип-паз" гарантирует отсутствие
"мостиков холода", что вместе с теплоизолирующими свойствами пенополистирола
позволяет поддерживать внутри дома комфортную температуру и зимой и летом.
Итак, преимущества строительства по канадской технологии:

экономия на фундаменте. Дом имеет небольшой вес и для него не
нужна дорогостоящая основа;

экологичность и устойчивость к воздействию внешней среды;

отсутствие усадки;

быстрота изготовления;

конкурентоспособная цена;

строительство в любое время года;

вентилируемый фасад препятствует скоплению влаги, увеличивая
срок службы здания.
109
Г.И. Ермакова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.В. Мальцева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ФИНИШНОЙ ШТУКАТУРКИ
«ЖИДКИЕ ОБОИ»
Как известно, одним из наиболее распространенных отделочных
материалов, используемых для декорирования интерьеров, являются обои.
Сферы их применения чрезвычайно широки: обои используются в жилых и
офисных, административных и других помещениях. Между тем практический
опыт показывает: обычные обои можно наклеивать на поверхности далеко не
во всех случаях. Их использование является невозможным в помещениях с
нестабильным температурным режимом и высокой влажностью, неэстетично
смотрятся обои, наклеенные в эркерах, арках, на воздуховодах каминов, не
говоря уже о колоннах и других интерьерных элементах.
Существует альтернатива рулонным обоям – жидкие обои. Жидкие обои прижившееся в странах СНГ название декоративного финишного покрытия для
стен и потолков. Жидкие обои совмещают в себе лучшие свойства и обычных
рулонных обоев, декоративной штукатурки и лакокрасочных покрытий.
Жидкие обои часто путают с обычной штукатуркой. Принципиальное
отличие в том, что состав жидких обоев не содержит песка. Его основа это
целлюлоза – безвредное клеящее природное вещество.
Жидкие обои в первоначальном виде представляют собой сухую сыпучую
субстанцию, упакованную в килограммовые пластиковые пакеты. Перед
использованием содержимое пакета разбавляют водой, количество которой
зависит от производителя и инструкции применения. Обычно в состав жидких
обоев могут входить волокна шелка, целлюлоза, особые красители, фунгициды
природного
происхождения,
клеевое
связующее,
пластификаторы
и
110
декоративные компоненты, такие как блестки, перламутр, слюда, минеральная
крошка и т. д. Существует три вида жидких обоев: шелковые, целлюлозные и
шелково-целлюлозные. Жидкие обои, состоящие полностью из шелкового
волокна, являются наиболее долговечными, так как отличаются высокой
стойкостью к ультрафиолету. Такие жидкие обои не выгорают и не меняют
цвет в процессе эксплуатации, сохраняя свой первоначальный вид и расцветку
долгие годы. Целлюлозные и шелково-целлюлозные обои стоят дешевле
шелковых, однако имеют меньший срок эксплуатации, а также значительно
отличаются по внешним декоративным качествам от шелковых жидких обоев.
По типу использования жидкие обои делятся на:
1. Готовые к применению – жидкие обои, которые изначально продают в
готовом виде. Полностью законченный продукт, достаточно просто добавить
воды и жидкие обои готовы к нанесению. Такие жидкие обои относятся к
категории «сделай сам», не требуют от покупателей профессиональных
навыков и умений, привлечения мастеров для ремонта.
2. Требующие профессиональных навыков — жидкие обои, изначально
продают в одном белом цвете, для получения любого другого цвета
необходимо
добавлять
различные
красители,
а
также
декоративные
компоненты для получения финишного покрытия.
Рост популярности жидких обоев вполне объясним: перечень их
практических и декоративных достоинств чрезвычайно обширен. Каждое из
них заслуживает подробного рассмотрения.
1. Жидкие обои позволяют легко производить частичный ремонт. При
этом
просто
зачищают
кусок
поверхности
от
старых
обоев,
а
на
освободившееся место наносят новый состав. Благодаря тому, что при
нанесении жидких обоев на поверхности отсутствуют швы, нет необходимости
подбирать рисунок.
2. Этот материал очень удобен в том случае, когда на стенах имеется
много выступов и углов, которые сложно оклеить традиционными обоями.
111
3. Жидкие обои образуют на стенах рельефное покрытие без швов
толщиной 1-2 мм, с матовой поверхностью, мягкой на ощупь.
4. Выравнивают стены, жидкие обои обладают хорошей укрывистостью,
что позволяет наносить их даже на неровную поверхность.
5. Эластичность жидких обоев позволяет избегать трещин на стенах,
которые появляются со временем при усадке в новых домах.
6.
Жидкие
обои
поглощают
звук,
т.е
обладают
высокими
звукоизоляционными свойствами, понижая в т. ч и акустику в помещении.
7. Жидкие обои содержат множество мельчайших пор, то есть готовое
покрытие
обладает
теплоизолирующими
характеристиками,
способно
поглощать избыток влаги в помещении и отдавать ее при излишней сухости
воздуха.
8. Отсутствие швов и стыков также одно из явных преимуществ жидких
обоев, так как цельная поверхность значительно более долговечна.
9. Жидкие обои позволяют с легкостью создавать любые декоративные
элементы, росписи стен, панно и рисунки. Принцип создания таких
декоративных элементов очень прост – по типу раскраски для детей.
У данного материала, как и у любого другого, конечно, имеются и свои
недостатки:
во-первых,
по
причине
микропористости
структуры
срок
высыхания жидких обоев после нанесения может занять до 48 часов, а вовторых, из-за высокой гигроскопичности жидкие обои не рекомендуется
использовать в местах с повышенной влажностью или прямым попаданием
воды.
В настоящее время немаловажным качеством строительных материалов
для потребителей является экологичность. Жидкие обои ни при нанесении, ни
при последующей эксплуатации не выделяет в окружающий воздух веществ,
вредных для здоровья людей и состояния окружающей среды. Шелковую
декоративную штукатурку также называют «материалом без срока годности». В
отличие от таких товаров жидкие обои прослужат действительно долго.
112
В.О. Экизян
(Научный руководитель – ассист. А.А.Шпилева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФИБРОЛИТОВЫХ ПЛИТ
Фибролит – современный строительный материал, который отличается не
только своей широкой функциональностью, но и прекрасными показателями
экологичности, что позволяет с успехом использовать его при обустройстве
комфортного и безопасного жилья.
Это плитный материал, обладающий прекрасными показателями тепло- и
звукоизоляции, в основе которого лежит специальная смесь, полученная путём
соединения
«древесной
шерсти»
с
обожжённым
магнезитом
или
же
портландцементом и спрессованная в процессе производства, благодаря чему,
получается
материал
высокой
плотности,
устойчивый
к
внешним
раздражителям (поражение грибками, плесенью, насекомыми, грызунами) и
физическим нагрузкам. Производство фибролитовых плит может быть
организовано по мокрому и сухому способам.
При мокром способе древесную шерсть для фибролита окунают в ванну
с водным раствором цемента и минерализатора с последующим удалением
излишнего раствора на виброгрохоте. Этот способ требует постоянного
перемешивания цементного раствора во избежание его расслоения, введения в
формовочную массу большого количества воды, что отрицательно сказывается
на качестве плит. Кроме того, цемент часто затвердевает в ванне, что приводит
к существенным его потерям и требует дополнительных затрат труда по
очистке ванны.
Наибольшее распространение получил сухой способ производства
фибролита, включающий в себя подготовку сырья, получение древесной
шерсти, приготовление формовочной смеси, формование плит прессованием и
их тепловую обработку.
113
К основным свойствам фибролита относятся:
‒ механическая прочность и долговечность (срок эксплуатации свыше
60 лет);
‒ экологичность и безопасность для здоровья человека и окружающей
среды;
‒ биологическая стойкость к воздействию грибков, плесени, насекомых,
грызунов;
‒ огнестойкость;
‒ влагостойкость;
‒ хорошая звукоизоляция и звукопоглощение;
‒ теплоизоляция;
‒ легкость и простота обработки и монтажа.
Немаловажным является и то, что фибролит имеет большие возможности
для отделки. Для цементного фибролита приемлемы все типы обычной
обмазки, штукатурки, отделочных материалов и мастики. Причем материал
имеет естественный светло-серый цвет, обеспечивающий яркие тона при
дальнейшем окрашивании. Фибролит обладает высокой адгезией к растворам,
что обеспечивает легкость любой отделки. Срок службы фибролита очень
большой, его с легкостью можно пилить и сверлить. Так как он устойчив к
морозам, работать с ним можно даже в зимнее время. На него отлично ложится
клей, краска и штукатурка. Можно также наклеить поверх обои, натуральный
камень и сайдинг.
Как строительный материал фибролит абсолютно многофункционален.
Он применяется во всех элементах здания и легко комбинируется с
металлическими, деревянными, кирпичными и другими конструкциями.
Благодаря своим уникальным свойствам фибролит нашел применение во
многих областях, в частности, в каркасном домостроении благодаря
повышенной тепло- и влагоизоляции фибролита (в виде фибролитовых плит
для стен, перегородок, настила под кровлю, полы и т.п.). Такие экологичные
114
материалы, как фибролит, могут быть использованы и в декоративной отделке
стен, а также для навесных потолков. Он негорюч, что повышает
пожаробезопасность строений, благодаря хорошей теплоемкости его можно
использовать для несъемной опалубки. Несъемная опалубка, смонтированная
из плит фибролита – это один из самых быстрых и недорогих способов при
строительстве как загородных коттеджей, домов, дач, так и городских
многоэтажных домов. Технология их установки не нуждается в применении
специальной строительной тяжёлой техники. Плиты фибролита в качестве
несъемной опалубки можно обрабатывать так же, как и древесину: они легко
пилятся и в них хорошо забиваются гвозди. Для укрепления на неровных
поверхностях фибролит можно просто раскроить и распилить, как обычное
дерево.
Также его применяют для утепления стен и покрытий, для перегородок,
каркасных стен и перекрытий в сухих условиях. Этот материал можно
использовать и при строительстве крыш. Плиты крепятся непосредственно на
основание крыши, выполняя функции теплоизоляции и защиты от шума. Если
плиты из фибролита используются на перекрытиях пола, то это позволяет
использовать в отделке пола любое напольное покрытие. На полу плиты
фибролита несут на себе задачу стяжки. Они очень удобные в эксплуатации,
т.к. этот материал не скрипит на полу. Особенно интересно применение
фибролита в технологиях быстрого экономичного строительства.
Из всего вышесказанного
можно сделать вывод, что фибролитовые
плиты имеют широчайшую сферу применения в современном строительстве.
Из фибролитовых плит допускается строительство любых объектов в
сейсмоопасных зонах или же на сложных грунтах. Специалисты прогнозируют
этому материалу большое будущее. Сегодня фибролит – это универсальный
материал, границы его применения огромные. Он отличный конкурент
гипсокартону. Также следует отметить, что материал этот не очень дорогой и
при его установке не требуется приложения больших физических усилий.
115
Т.М. Зинченко
(Научный руководитель – д-р т.н, проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет )
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ
КОНСТРУКЦИОННОГО БЕТОНА
На протяжении многих десятилетий конструкционный бетон является
важнейшим для строительного комплекса. Однако известно, что бетон хрупкий материал, поэтому когда он работает на растяжение, в нем быстро
образуются трещины. Решение проблемы хрупкости бетона лежит в
направлении его дисперсного армирования волокнами.
Фибробетон с дисперсной арматурой из стали получил название
сталефибробетона (СФБ). Этот материал обладает широким спектром
положительных свойств в сочетании с экономической целесообразностью
применения его в конструкциях различного назначения.
Сталефибробетон
рекомендуют
применять
для
изготовления
конструкций, в которых эффективно используются такие его технические
преимущества, как высокая прочность на растяжение, трещиностойкость,
ударная вязкость, износостойкость, коррозионная и морозостойкость и ряд
других свойств, которыми можно управлять.
Для фибрового армирования бетона используют следующие типы
стальной фибры:
- отрезки проволоки;
- фрезерованные из сляба;
- резанные из тонкого листа;
- полученные протягиванием через фильеры.
Для конструкционных свойств СФБ важно соотношение между длиной и
диаметром
фибры,
рекомендуемое
из
технологических
соображений
l/d=50...120. Объемное содержание лучше принимать в диапазоне µfV=0,5...3%.
116
Более насыщенные стальной фиброй смеси не удобоукладываемы.
Сталефибробетонные изделия лучше изготавливать тонкостенными. Они
выполняются без защитного слоя арматуры, что позволяет уменьшить размеры
сечений элементов и снижает их вес.
Сталефиброжелезобетонные
(комбинированные)
конструкции
изготавливаются из СФБ смесей и усиливаются регулярной стержневой или
проволочной арматурой в зонах действия максимальных эксплуатационных
моментов сил.
СФБ
хорошо
зарекомендовал
себя
в
изготовлении
помещений
повышенной надежности (сейфовое помещение с размерами в плане 2 м 2 и
более, предназначенное для хранения ценностей, документов, носителей
информации, защищенное от взлома, устойчивое к воздействию опасных
факторов в результате взрыва и пожара). Из СФБ изготавливают контейнеры
для длительного хранения и/или захоронения токсичных отходов. Его
применяют в конструкциях дорожных одежд, элементах мостов, притрассовых
водоотводных лотках. Из него исполняются малые архитектурные формы и т.д.
Блестяще справляясь с задачами специфического направления, СФБ
достойно показывает себя в качестве материала для конструкций гражданских
зданий. Современные знания о СФБ и СФЖБ достаточны для комплексного
подхода к созданию конструкций с заданными свойствами.
Итак, можно сделать вывод, что перспективы развития сталефибробетона
велики, а его диапазон свойств определяет целесообразность применения в
разных областях строительства.
117
М.А. Колесниченко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет )
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ
КОНСТРУКЦИОННОГО БЕТОНА
(НА ПРИМЕРЕ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ)
Важнейшим свойством конструкционного бетона является прочность.
Уровень прочности бетона предопределен:
- параметрами поровой структуры цементного камня;
- особенностями макроструктуры затвердевшего материала.
До затвердевания бетонная смесь должна обладать такой мерой
удобоукладываемости, которая позволит при её укладке в дело обеспечить
слитность структуры. В ХХ веке такого результата добивались с помощью
повышения В/Ц смесей и вибрирования. Эти приемы, обеспечивая требуемую
удобоукладываемость, не позволяли эффективно снижать капиллярную
пористость цементного камня, что при эксплуатации бетонов без защиты от
атмосферных воздействий или
в условиях агрессивной среды приводит к
резкому сокращению периода эксплуатации строительных конструкций.
Учитывая тот факт, что строительные конструкции этого изделия,
предназначенны для длительной эксплуатации, в технологии бетонов был
выполнен поиск приемов, с помощью которых можно было бы эффективно
снижать
их
капиллярную
пористость.
В
настоящее
время
развитие
органической химии позволяет обеспечивать высокую подвижность бетонных
смесей
с
помощью
добавок-пластификаторов.
Такие
добавки
по
вещественному составу относятся к высокомолекулярным углеводородным
анионактивным соединениям. Их введение в состав смесей в количестве сотых
или тысячных долей от массы цемента позволяет так управлять процессами
118
массопереноса, что при пониженном начальном В/Ц обеспечивается требуемая
удобоукладываемость и пониженная капиллярная пористость.
Д.С. Пилипенко
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Л.В. Моргун)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ И СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ
ТЮБИНГОВОЙ КРЕПИ
Тюбинговая
крепь
–
сплошная
строительная
конструкция,
криволинейного очертания, состоящая из уложенных вплотную друг к другу
сегментов-тюбингов с продольными и поперечными рёбрами жёсткости на
одной стороне и гладкой поверхностью – на другой. Применяется при
устройстве горизонтальных, наклонных и вертикальных горных выработок, и
тоннелей различного назначения.
Сборные
железобетонные
тюбинги
изготовляют
на
заводах
стройиндустрии и доставляют на строительную площадку в готовом виде.
По конструктивным особенностям тюбинги разделяют на два типа:
- рамные, состоящие из отдельных рам, арок, колец, устанавливаемых
вразбежку;
- сплошные, собираемые из плит, блоков или тюбингов.
Если рамные имеют массу 100…120 кг и их возводят вручную, то
сплошные – тюбинговые весят 200…500кг и для их возведения применяют
различные крепеустановщики.
Железобетонные тюбинги рассчитаны на воздействие избыточного
давления до 0,4МПa и должны быть водонепроницаемыми. Поэтому бетонные
смеси для их изготовления содержат только мытые заполнители и добавки
суперпластификаторы, обеспечивающие возможность уменьшения В/Ц. Эти
строительные изделия густо армированы и имеют ответственные закладные
119
детали, поэтому изготавливают их поточно-агрегатным способом, смесь
уплотняют на вибростолах с пригрузом.
М.Е. Некрасова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. К.А. Лапунова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КРАСНОКИРПИЧНАЯ АРХИТЕКТУРА Г. РОСТОВА-НА-ДОНУ,
ПРОБЛЕМЫ РЕСТАВРАЦИИ
Ростов-на-Дону – один из крупнейших городов на юге Российской
Федерации. По архитектуре города можно изучать историю развития
государства. Толька одна улица Большая Садовая представляет собой целую
историческую эпоху, начиная с первой половины XIX века.
Развитие архитектуры Ростова начинается с момента возникновения
города. В современном городе можно точно и четко отследить все
архитектурные стили. Это и русский классицизм, модерн, эклектика,
неоклассицизм советской эпохи, модернизм современного города. В нашем
городе
много построек из красного кирпича. Эти здания не требуют
дополнительной отделки и весьма удобны и неприхотливы в эксплуатации в
южном климате с постоянными осадками в осенне-зимний период.
Кирпичный стиль
–
рационалистическое направление
эклектики,
получившее развитие в конце XIX века. Во внешнем оформлении зданий он
характеризуется в полной замене лепных украшений более рациональным
кирпичным
декором.
Кирпичный
стиль
демонстрировал
практически
неограниченные возможности фигурных кирпичей для создания самых сложных
декоративных форм и требовал высокого уровня строительного искусства.
Рациональность
и
экономичность
краснокирпичной
архитектуры
позволили видоизменять ее в самых различных стилевых модификациях –
готической, романской, древнерусской, ренессансной. Краснокирпичную
архитектуру использовали для зданий массового и утилитарного назначения: в
120
рядовой жилой застройке, промышленных зданиях, железнодорожных станциях
и депо, а также в зданиях учебных корпусов и лечебных учреждений.
Кирпичный стиль представляет собой рационализацию эклектики для
массового и утилитарного строительства.
Реставрация кирпичной кладки – процесс непростой, под воздействием
внешних агрессивных факторов (экология, климат, время) кирпич может начать
разрушаться (крошиться и откалываться). Также со временем появляются
трещины, высолы на внешней стороне кирпича и различные углубления – все
это требует воссоздания. Технология реставрация кирпичной кладки не проста.
Многие считают, что покрытия кирпичной кладкой штукатуркой сохранит
здание. Сохранится здание на не большой промежуток времени, но это убьет
его внешний и изящный вид из красного кирпича. Схема реставрации кирпича:
1. Очистка дефектных участков стен и сводов.
2. Обессоливание кирпичной кладки в выявленных зонах повышенной
засоленности.
3. Антисептическая обработка участков в местах протечек.
4. Реставрация кладочных швов.
5. Вычинка дефектных участков. Аварийные участки определяют после
снятия штукатурного слоя в дефектных зонах и уточняют записями в журнале
авторского надзора.
Гуляя по улицам нашего города, можно встретить множество примеров
краснокирпичной архитектуры конца XIX века. Основная масса домов
находится в состоянии, требующем реставрации в большей или меньшей
степени, но надо брать во внимание возраст зданий – сто и более лет.
Дом братьев Мартын расположен на пересечении Большой Садовой
улицы и Крепостного переулка. Двухэтажный дом из красного кирпича был
сооружён в 1893 году по проекту ростовского архитектора Николая Матвеевича
Соколова, яркого представителя кирпичного стиля, создавшего целый ряд
построек,
достойно
украсивших
наш
город.
Дом
построен
в
духе
121
псевдоготического направления эклектики,
в
нём
сочетаются
элементы
русского и немецкого зодчества. В угловой части дома выделяется эркер с
остроконечной башней. Реставрация дома братьев Мартын проходила по всем
правилам реставрации кирпичных зданий и завершилась в 2014 году.
В промышленной архитектуре «кирпичный стиль» проявляется наиболее
полно и выразительно: корпуса зерновых складов на ул. Береговой (1860–1870
годы, архитектор Н.И. Якунин и А.В. Шульман), мельница Парамонова (1880-е
годы), пожарная команда (улица Большая Садовая дом 125).
В архитектуру общественных и жилых зданий Ростова кирпичный стиль
приходит несколько позже, при этом утратив всю лаконичность форм и
скупость декора. Ярким примером стало коммерческое училище, ныне –
Ростовский
государственный
строительный
университет. В 1902
году
начинается строительство здания по проекту архитектора Н.М. Соколова, а в
1904 – занятия в коммерческом училище, которое в 1918 году было
реорганизовано в Донской коммерческий институт. В 1943 институт был
переименован в Ростовский инженерно-строительный институт, а в 1997 –
получил статус Ростовского государственного строительного университета.
Краснокирпичный «Дом трудолюбия» им. П.Р. Максимова (ныне один из
корпусов медицинского университета) построен Николаем Соколовым в 1897
году. Здание вынесено на красную линию Нахичеванского переулка, имеет
сложную планировку, основу которого составляет коридорная система с
двухсторонним расположением помещений.
Здания из красного кирпича являются украшением облика города
Ростова-на-Дону. Они создают великолепный контраст с окрашенными
фасадами классических зданий, белой лепнины, остеклением современных
домов. Служат примером качественного строительства и кирпичного декора. К
реставрации зданий краснокирпичной архитектуры следует подходить очень
аккуратно и грамотно с точки зрения выбора технологии и материалов.
122
Т.В. Бовкун
(Научные руководители – к.т.н., доц. К.А. Лапунова, ассист. И.Ф. Муртазина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦВЕТА И СВЕТА В РЕСТАВРАЦИИ
ИНТЕРЬЕРА
Цвет
–
это
отражение
света,
без
которого
немыслимо
наше
существование. Ощущение цвета – это иллюзия, созданная взаимодействиями
миллиардов нейронов в нашем мозге. Во внешнем мире нет никакого цвета. Все
создано в соответствии с нервными программами и спроецировано с
окружающей нас среды. Наше цветовое видение глубоко взаимосвязано с
восприятием формы, где цвет облегчает границы обнаружения объектов.
Начиная с древних времен, стремились проникнуть в природу цвета, понять,
как цвет возникает и распространяется. Самые ранние цветовые теории появились
в Древнем Египте и Древней Индии. Различные точки зрения на этот счет
обсуждались и в Древней Греции. Ученые физики, биологи, психологи и по сей
день пытаются сформулировать единую и точную теорию восприятия цвета.
Мы воспринимаем цвет, главным образом, с помощью зрения, но
неосознанно мы впитываем его через кожу, мышцы и даже кости. Цвет, проникая
в наш организм, вызывает определенные биохимические реакции в тканях,
стимулирует важные железы, в том числе гипофиз. Эта железа порождает
гормоны, управляющие функциями организма: сном, обменом веществ,
аппетитом. Воздействуя на наш организм, цвет может стать его целителем.
Без света нет цвета, поэтому освещение (естественное и искусственное)
оказывает сильнейшее влияние на цвета в интерьере.
Правильно установленное освещение способно не только корректировать
геометрию помещения, но и маскировать то, что необходимо оставить в тени, а
также создавать необходимые акценты в интерьере. Существует множество
приемов, при помощи которых можно увеличивать, сужать или расширять
123
пространство в зависимости от поставленной для этого цели.
Проникая в помещение, освещение имеет определенное направление.
Стены, находящиеся напротив окон, будут выглядеть светлее, чем те, что
перпендикулярны окнам. Самой же темной будет казаться стена, в которой
прорезано окно. Это необходимо учитывать дизайнерам и реставраторам.
Разнообразные
осветительные
приборы
могут
до
неузнаваемости
поменять не только цвет стен или мебели, но и общее настроение комнаты. При
этом следует
учитывать не только расположение, но и характер самого
освещения, тип осветительного прибора. При реставрации интерьера эти
важные детали также должны быть изучены и учтены.
Все составляющие объекты интерьера не могут быть одного цвета и тона.
Из взаимодействия цветов рождается колорит, который бывает теплым и
холодным. К теплым
относятся все цвета и оттенки огня – от золотисто-
желтого до коричневого, к холодным – цвета воды и неба: голубые, зеленые,
серые и т.д. От выбора цветового решения во многом зависит, будет ли
интерьер уютным и комфортным или, наоборот, «холодным» и раздражающим.
В то же время цвет является легко изменяемым элементом интерьера.
Проводя реставрацию, необходимо продумывать цвет стен, полов, штор и др.
Все цвета можно получить, смешивая в различных соотношениях основные
цвета: красный, желтый и голубой. Смешивая их попарно, можно получить три
новых вторичных цвета: оранжевый, зеленый и фиолетовый. В дальнейшем мы
получаем цветовой круг из основных цветов с 12 секторами.
Целью архитектурой реставрации и реконструкции является сохранение
интерьера здания, его архитектурного стиля и композиции, а также сохранение
конструкций и отделочных материалов, применяемых при возведении здания.
Реставрационная работа ведется на основе серьезного научного исследования.
Очень важно на этом этапе реставрации учитывать первоначальный цвет
реставрируемых объектов интерьера, источники и характер освещения помещений.
124
Е.В. Киселёва
(Научные руководители – к.т.н., доц. К.А. Лапунова, ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИКИ ЗОЛОЧЕНИЯ ПРИ СОЗДАНИИ
И РЕСТАВРАЦИИ ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Покрытие тончайшим листовым золотом в архитектуре и прикладном
искусстве художники и мастера применяли как особое средство украшения.
Ценность металлического золота и невозможность применения его в больших
массивных предметах способствовали созданию технологии его имитации, чаще
всего в результате покрытия поверхности древесины, металла, гипса, кости, кожи,
тканей, бумаги, камня тонкими пластинами драгоценного металла. В гробницах
фараонов находят деревянные предметы, покрытые достаточно толстыми листами
золота. Постепенно технология совершенствовалась, и сейчас для позолотных
работ используют тончайшие полупрозрачные листки золота. Вызолоченные
предметы только тогда создают ощущение красоты массивного золота, когда оно
проложено по идеально подготовленной твердой основе. Для придания позолоте
необходимых декоративных качеств ее подвергают поверхностной обработке, в
частности покрывают различными лаками. Кроме чистого золота для золочения с
целью достижения определенных цветовых эффектов используют зеленое золото
(сплав золота с серебром), красное золото (сплав с медью), иногда к золоту
добавляют белое или черненое серебро, красную или патинированную (оливковозеленую) медь, стараясь при реставрации максимально приблизиться к
изначальному (авторскому) облику предмета.
Золочение – способ декоративной отделки дерева, металла, гипса и
многих других материалов; является достаточно сложным технологическим
процессом, включающим в себя следующие операции: подготовка поверхности,
нанесение специального грунта (левкаса) и клеевых составов, прокладывание
золота и, наконец, декоративная отделка.
125
Многие века золочение проводили через амальгаму, то есть раствор или
сплав золота в ртути. Медные, бронзовые, серебряные изделия покрывали
слоем амальгамы ртути, нагревали, в горячем состоянии располировывали и в
результате получали на них яркое блестящее золотое покрытие. Этот процесс
существенно
упростился
с
изобретением
электрохимического
способа
золочения, который состоит из подготовки поверхности изделий и электролиза.
Наиболее широко в настоящее время используют кислотные электролиты
золочения . Их рабочий интервал рН 3—6. Кислотность в них поддерживают с
помощью органических кислот (лимонной, винной, щавелевой и других).
Реставрация, применяемая к металлу, прежде всего консервация, связана
со стабилизацией материала. Перед началом реставрации предмет необходимо
тщательно изучить: определить, из какого металла или сплава он сделан, его
сохранность, наличие или отсутствие металлического ядра, толщину слоя
продуктов коррозии, наличие активных очагов. Это поможет рассчитать общий
объем работы, последовательность и методы обработки, сформулировать
реставрационное
задание.
Необходимо
также
уяснить
особенности
изготовления предмета, способ соединения отдельных элементов, наличие на
предмете других материалов и другие технологические особенности.
Исследование
предмета
начинается
с
визуального
осмотра
невооруженным глазом. Продукты коррозии сохраняют следы материалов и
предметов, почти полностью уничтоженных временем.
Следующий этап – определение металла или типа сплава. Как мы уже
говорили, не всегда возможно визуально отличить даже серебряный
археологический предмет от бронзового, настолько он покрыт продуктами
коррозии медной составляющей сплава. Поэтому для археологического
предмета надо сначала сделать пробную механическую макроскопическую
расчистку скальпелем или другим острым предметом, чтобы обнажить
поверхность металла. Тогда уже по цвету можно сказать, красная ли это медь,
жёлтый сплав или белый. Дальнейшие определения металла проводят
126
простейшими химическими методами с набором незначительных количеств
реактивов.
Контакт двух и более металлов создает условия для их ускоренного
разрушения в результате электрохимической коррозии. Особенно это относится к
археологическим предметам. В очень плохой сохранности, как правило, бывают
археологические золоченые предметы из меди и медных сплавов. Связь золота с
основой нарушается, золото фактически лежат не на металле, а на слое продуктов
коррозии, с внешней стороны на золоте также лежат продукты коррозии. На
минерализованном археологическом предмете не всегда можно сразу увидеть
позолоту. Если, рисунок практически полностью скрыт под продуктами коррозии,
то выявлению его помогает рентгеновское просвечивание. При скрытом рисунке
очистку можно проводить по методу А.Скотта.
Обладая
ярко
выраженным
положительным
потенциалом,
археологическое золото образует с другими, находящимися рядом с ним
металлами, гальванические пары, в которых оно является катодом. В результате
этого происходит покрытие золота коррозионными продуктами этих металлов,
которые следует удалять химической очисткой, в соответствии, с чем выбирают
очищающие растворы.
Консервировать золотые предметы нет необходимости.
Очищать золотые предметы надо очень осторожно, чтобы не изменить
цвета поверхности. Если нет известковых или органических наслоений, то
предметы просто промывают водой и высушивают. Нельзя протирать
археологическое золото абразивами. Известковые отложения удаляют 1%-ным
раствором азотной кислоты, который наносят по каплям на наслоение, затем
предмет промывают. Органические остатки удаляют механически деревянной
палочкой после размягчения в 2%-ном содовом растворе.
Деформированным золотым предметам можно вернуть первоначальную
форму. Перед выправлением золото отжигают до красного каления и
охлаждают в воде.
127
Д.И. Назарюк
(Научный руководитель – к.т.н., доц. К.А. Лапунова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ РЕСТАВРАЦИИ ВИКТОРИАНСКОЙ
КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ
Викторианский стиль относится к эпохе правления английской королевы
Виктории (1819-1901гг.) и характеризуется появлением новых строительных
материалов и технологий, основанных на смешении английских традиций и
буржуазных реформ, проведенных в стране. Архитектура, в этот период,
подверглась стремительному изменению. В ней параллельно развивается
большое количество неостилей: неоготический,
итальянский,
нео стиль
королевы Анны, народный викторианский стиль, стиль Второй империи,
романский стиль Ричардсона, а также многие другие. Здания, построенные в
викторианский период, отличаются сочетанием нескольких стилей, что
позволяет создавать причудливые и уникальные архитектурные сооружения
(рисунок).
Примеры зданий в викторианском стиле
Неоготические
кирпичные сооружения напоминают средневековые
соборы, которые характеризуются ярко выраженными вертикальными и
128
горизонтальными линиями, тяжелыми и смелыми элементами, разноцветной
кладкой, зачастую образующей узоры или полосы, а также наличием арок,
башенок, окон, порталов и других деталей в романском стиле.
Викторианский итальянский стиль характеризуется сбалансированными
прямоугольными формами с ярко выраженной симметрией, наличием
квадратных куполов, крыльцом с балюстрадами, высокими, узкими двойными
окнами с обрамлением молдингами и фигурным кирпичом, широкими,
нависающими карнизами, сегментированной или римской аркой над окнами и
дверьми.
Стиль королевы Анны является самым сложным из викторианских
стилей. Он имеет ряд особенностей: асимметричная сложная форма, наличие
квадратных или круглых башен, эркеров, декоративных шпинделей и
кронштейнов,
в отделке стен используют узорную цветную и рельефную
кирпичную кладку и декоративную черепицу, образующую на крыше
орнаментальные мотивы.
Все викторианские архитектурные стили основаны на использовании
разноцветного кирпича и усложненных частей кирпичной кладки, к которым
относятся: пилястры, пояски, русты, полуколонны, сандрики, эркеры, арки, и
ниши, а также характреризуются сочетанием различных декоративных видов
кирпичной кладки, к которым можно отнести: ложковую, фламандскую,
английскую, хаотичную (фантазийную), готическую, ажурную, крестовую,
баварскую и силезскую.
При образовании дефектов в кирпичных сооружениях применяют методы
реставрации, которые подразделяются на: метод встречного зубирования,
частичную разборку кирпичной кладки и метод пилы. Традиционным и
наиболее дешевым является метод встречного забуривания. На определенном
уровне цепью или в шахматном порядке делают отверстия, которые заполняют
гидрофобным материалом жидкой или кремообразной формы. Следующий
метод – частичная разборка кирпичной стены. Разбирают необходимый участок
129
стены, закладывают гидроизоляцию, таким образом, кладка восстанавливается.
Метод пилы является самым дорогостоящим. Кладку распиливают насквозь по
горизонтали, заполняют распил гидроизоляционным материалом, зазоры –
специальными суспензиями, восстанавливающими статику кладки.
Технология кладки и приемы ее реставрации требуют внимания и
изучения в современном строительстве и архитектуре.
О.И. Корепанова
(Научные руководители – к.т.н., доц. К.А. Лапунова, ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ЮВЕЛИРНАЯ ТЕХНИКА «ГРАНУЛИРОВАНИЕ»
И ПРИЕМЫ ЕЕ РЕСТАВРАЦИИ
Гранулирование или зернь (лат. granum – «зернышко») – это древнейшая
техника декорирования, позволяющая с помощью маленьких металлических
шариков,
напаянных
на
какую-либо
металлическую
основу
украшать
ювелирные изделия.
Грануляция была известна многим культурам древности, но достигла
своего расцвета в 600 -500 гг. до н. э. благодаря этрусским ювелирам.
Практически все работы, дошедшие до нас из древности, выполнены из
высокопробного золота, преимущественно желтого цвета.
Применение этой техники очень разнообразно – зернь может быть
разбросана по всему объему, окаймлять лишь части предмета полосами, или же
располагается в виде сетки, ромба, треугольников, четырехлистников, пирамид
и других форм. Так, например, для VI−VIII вв. характерны изделия, более
обильно декорированные зернью (от 3 до 28 гранул в геометрической выкладке,
от 4 до 25 гранул в пирамидке; количество гранул в одном изделии могло
доходить до 300). В XI−XIII вв. относительно часто в оформлении различных
изделий применяли крупную зернь (от 0,9 до 2,1 мм – если напаивалась на фон,
130
от 1 до 3 мм – если являлась частью пирамидки), окруженная сканными
кольцами или мелкой зернью.
Гранулирование довольно таки трудоемкая техника, так как мастеру
необходимо сделать одинаковые мелкие шарики, и закрепить их в изделии.
Технология индивидуального изготовления зерен с древнейших времен и до
наших дней не претерпела каких-либо серьезных изменений. Так можно
выделить несколько основных способов создания гранул. Первый способ
заключается в разбивании струи расплавленного металла через фильтр в воду.
Зернь, полученная этим способом, имеет широкий разброс величины диаметров
и не всегда правильную форму. Второй способ заключается в оплавлении или
расплавлении индивидуальных заготовок для каждой гранулы. Этот метод
является наиболее трудоемким, но и его результат можно контролировать.
Прежде всего, нарезают равные по длине и диаметру отрезки проволоки. Для
ускорения процесса ее наматывают на цилиндрический стержень, а затем
спираль
разрезают.
Полученные
таким
образом
равные
по
размеру
несомкнутые колечки раскладывают на большом куске древесного угля с
рядами небольших углублений на нем и нагревают. Размер углублений
рассчитан так, чтобы в результате жидкостного поверхностного натяжения при
нагреве образовывалась сфера. Так расплавленные колечки в виде капель
скатываются в углубления, и застывают в виде шариков. Такие гранулы, после
остывания имеют плоское основание (для этого подкладывают слюду),
определенную форму, и одинаковый диаметр.
Одну из важнейших ролей в технике зерни играет припой, он должен
быть незаметен. Так как шарики слишком маленького размера, то при
малейшей неосторожности можно залить припоем часть узора, тем самым
нарушив четкость композиции.
На древних изделиях припой почти не заметен – будто невидимый клей
скрепляет детали орнамента с поверхностью изделия. Вопрос этого состава
долго занимал ученых. Дело в том, что техника зерни, изобретенная древними
131
мастерами, позднее была утрачена. Поэтому, когда в 1853 г. в некрополе города
Нимфея были найдены серьги с зерненной отделкой, они привлекли к себе
большое внимание мастеров-ювелиров. Задача воспроизвести феодосийские
серьги оказалась невыполнимой из-за незнания способа пайки и состава
припоя, применяемого мастерами древности. В 1952 г. в результате опытов
Ф.Я. Мишуков утерянные секрет древней техники невидимого припоя раскрыл.
Оказалось, что на самом деле припоя не было вовсе. В древние века делали
специальную смесь из амальгамы, серебра, растолченного сусального золота и
небольшого количества ртути, которой обрабатывали место припоя и нагревали
его, в результате чего ртуть испарялась, а зернь прочно крепилась на
поверхности ювелирного изделия, не нарушая четкость композиции.
Данные работы были очень трудоемкими, поэтому, ювелиры XII-XIII вв.
нашли способ удешевить и ускорить процесс изготовления украшений: они
отливали в каменных формах из сланца и известняка копии с драгоценных
предметов, украшенных зернью. В результате получались литые украшения,
сходные с теми, которые послужили для них образцом, но с нечетким, слегка
смазанным рисунком.
Техника гранулирования использовалась еще в Древней Греции для
украшения предметов из чистого золота. В последнее столетие ученые нашли
более 3000 украшений с применение данной техники декорирования изделий,
но, к сожалению, далеко не все из них сохранились в хорошем состоянии. Часто
такие вещи доходят до нас в сильно деформированными, с отломанными или
даже частично отсутствующими элементами. Для реставрации, прежде всего,
необходимо проводить анализ такого изделия для выявления его состава и
степени повреждения. Его тщательно очищают, снимая слой жира и коррозии,
возникшей из-за различных химических реакций, с помощью техники
многофазного
и
постепенного
нагревания
открытым
огнем.
Между
нагреваниями применяют механическую очистку латунными щетками. Если
необходимо
произвести
стабилизацию
материала
и
возвратить
его
132
первоначальную кристаллическую структуру, изделие нагревают до красного
каления.
Изготовление
недостающих
деталей
обязательно
происходит
из
материала той же пробы, после чего все части составляют в единую, цельную
композицию. После комплектации изделие обязательно погружают в кислоту
(не более 24 часов) для устранения следов оксида из пайки, а затем очищают
раствором мягкой мыльной жидкости для устранения остатков кислоты и
полируют. Такие манипуляции достаточно сложны и требуют не только
времени, но и большого ювелирного опыта.
Т.С. Перевертайлова
(Научные руководители – к.т.н., доц. К.А. Лапунова, ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
МЕТАЛЛ С ДЕРЕВЯННОЙ ТЕКСТУРОЙ - «МОКУМЭ ГАНЭ».
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И ПРИЕМЫ РЕСТАВРАЦИИ
Мокумэ ганэ (от яп. металлическая древесина сосны, варианты названия:
итаме-гане и касуми-ичи – облачный металл) – композитный материал,
составленный из разнообразных и разноцветных металлов, образующих
декоративный узор, часто похожий на фактуру древесины. Исторически
техника Мокумэ Ганэ использовалась в средневековой Японии для украшения
оружия (прежде всего рукояток катан). В настоящее время известны
разнообразные комбинации металлов, пригодных для данной техники.
Большую популярность мокумэ приобрела в ювелирном деле.
Мокумэ ганэ изобрел Денбей Шоами (Denbei Shoami) (1651-1728),
работавший в префектуре Акита, Северная Япония. Одна из первых его работ –
козука (рукоятка меча), в ней он использовал золото, серебро, шакудо и медные
ламинаты. Он соединял слои цветных металлов между собой и получал
поверхности, похожие как на лакированные, так и на узорчатую сталь и
133
адаптировал принципы сварочного соединения для создания мокумэ ганэ.
Несмотря на то, что Шоами известен как создатель мокумэ ганэ, это лишь одна
из граней его деятельности.
В мокумэ чаще всего используют четыре вида металлов: медь, серебро,
золото и платина. Реже применяют бронзу, латунь, нейзельбер, шакудо и
другие. Необходима проверка на совместимость материалов. Затем производят
очистку поверхности металла, для того, чтобы металлы и сплавы в процессе
пайки плотно скрепились друг другом, без дефектов.
Существует несколько методов создания мокумэ ганэ. Основные их
различия заключаются в том, каким образом соединяются слои металлов –
пайкой или диффузионной сваркой. Процесс пайки состоит в соединении
подогретых и покрытых припоем слоев нескольких металлов контрастных
цветов. Диффузия в твердом состоянии полностью скрепляет металлы при
достижении температуры их плавления. Диффузия в жидком состоянии –
самый распространенный метод. Металлические части в месте соединения
формируют третий слой, образованный их сплавом, который прочно скрепляет
заготовки. В дальнейшем
заготовка нагревается при высокой температуре,
чтобы металлы начали спекаться между собой. Происходит диффузия металлов
в твердой фазе. Самое важное и сложное – прочно соединить разные металлы и
при этом не превысить температуру плавления и сохранить индивидуальные
слои. Далее полученная заготовка прессуется, проковывается, скручивается,
нагревается для снятия внутренних напряжений. Иногда в металле прорезают
много регулярных углублений сквозь несколько контрастных слоев, чтобы
обнажить извилистый рисунок «под дерево». Затем снова подвергают ковке,
чтобы сделать заготовку плоской. Иногда для узоров применяют кислоту,
которая позволяет снять некоторую часть металла с поверхности. После
полировки появляются на
свет настоящие произведения искусства с
неповторимым рисунком или узором.
134
В этой технике сейчас выполняют ювелирные украшения (кольца,
кулоны, браслеты), а также, как и первые мастера, рукоятки ножей, ножны и др.
Для реставрации и ремонта мокумэ ганэ из благородных металлов
необходимо обратиться к специалистам и мастерам-ювелирам. В ювелирных
мастерских, при реставрации драгоценных изделий делают родирование
золота – это происходит путем нанесения тонкого слоя родия на поверхность
белого, лимонного, розового золота и платины. Такой защитный слой сберегает
изделия от царапин, повышает износостойкость драгоценных поверхностей.
Создание мокумэ ганэ – это очень сложный и тяжелый процесс, который
требует высокого профессионализма мастера. В настоящее время данная
технология актуальна и популярна. А с развитием технологий и научнотехнического прогресса
разрабатывают и улучшают способы и методы
создания металла с текстурой древесины и методы его сохранения и
реставрации.
М.Е. Некрасова
(Научный руководитель – ассист. И.Ф. Муртазина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
РЕЛЬЕФНАЯ ДЕКОРАТИВНАЯ ПЛИТКА
Керамика (др. греч. кeramos — глина) — изделия из неорганических
материалов и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под
воздействием высокой температуры с последующим охлаждением. Самая
ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с
другими материалами. В настоящее время керамика применяется как
индустриальный материал (машиностроение, приборостроение, авиационная
промышленность и др.), как строительный материал, художественный, как
материал, широко используемый в медицине, науке. В XX столетии новые
керамические
материалы
были
созданы
полупроводниковой индустрии и других областях.
для
использования
в
135
В зависимости от строения различают несколько типов керамики – это
тонкая керамика (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубая
(черепок крупнозернистый). В узком смысле, слово керамика обозначает глину,
прошедшую обжиг.
Керамическая плитка в том виде, в котором ее знаем мы, появилась в
древней Персии в эпоху Дария III. В древнеиранских городах Сузе и Персеполе
была найдена керамическая плитка размером 150х150 мм и толщиной
10 мм. Керамическая плитка – это, как правило, прямоугольные пластины из
керамики, покрытой (или не покрытой) глазурью (рисунок).
Процесс производства керамической плитки состоит из нескольких
этапов, во время которых происходит переработка и обработка сырья. Для
производства керамической плитки на предприятии используют только
высококачественное сырье и материалы: глину, полевой шпат, песок, каолин,
красители, фритту и другие).
Глазурованная декоративная плитка
Технология изготовления включает в себя ряд этапов производства в
зависимости от типа плитки (глазурованная или неглазурованная).
Для
приготовления
основы
плитки
используют
природные
и
искусственные материалы. Согласно рецептуре, все сырьевые материалы
дозируют, тщательно измельчают и перемешивают до получения однородной
массы. Глинистые материалы распускаются в воде до сметанообразной массы с
последующим совместным помолом с непластичными материалами.
136
Плитка производится методом полусухого прессования. При прессовании
порошкообразная масса с содержанием влаги 4 - 6% сдавливается в двух
направлениях, обычно под давлением порядка 200-400 кг/см2. Под давлением
происходит перемещение и частичная деформация гранул, благодаря чему
необожженная плитка приобретает необходимую для последующих операций
прочность.
После прессования плитку высушивают. Сушку производят горячим
воздухом
в
сушильных
агрегатах
непрерывного
действия.
По
мере
продвижения по конвейеру она проходит 3 этапа: прогрев, испарение влаги,
охлаждение.
Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений
(фритта, каолин, песок, различные окислы, красящие пигменты, которые
наносятся на поверхность изделия и расплавляются). При последующем
охлаждении расплавленная масса затвердевает, образуя стекло, которое
придает верхнему слою плитки особые свойства.
Процесс
декорирования
глазурованной
плитки
включает
в
себяпоследовательное нанесение на лицевую поверхность плитки ангоба (для
создания гладкой и стабильной по цвету поверхности), глазури и рисунка.
Во время обжига в самой плитке и в глазури происходят различные
химические реакции и физические изменения, от результата которых зависят
характеристики изделия. На этой стадии плитка приобретает механические
характеристики, делающие ее пригодной для использования в качестве
облицовочного материала.
Обжиг является завершающей стадией технологического процесса. При
однократном обжиге отпрессованную плитку сразу покрывают глазурью и
обжигают. Таким методом изготавливают глазурованный керамический гранит
и керамическую плитку для полов.
При получении плитки для внутренней облицовки стен применяют
двукратный
обжиг.
Сначала
обжигают
«черепок»
плитки,
затем
его
137
поверхность покрывают ангобом и глазурью, декорируют и обжигают
вторично. Обжиг длится не менее 40 минут.
Использование
дизайнерские
технологии
решения
продукции.
многократного
Именно
эта
обжига
расширяет
технология
позволяет
декорировать плитку золотом, платиной, металлизированными глазурями.
Глазурованная декоративная плитка лаконично смотрится и интересно
вписывается в любой интерьер.
О.Г. Борисенко
(Научные руководители – Ю.В. Терехина, д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ДИЗАЙН КЛИНКЕРНОГО
КИРПИЧА НА ОСНОВЕ АРГИЛЛИТОПОДОБНЫХ ГЛИН
В последние десятилетия получило интенсивное развитие строительство
частного жилья, приусадебных домиков, дач из клинкерного кирпича. Это
обусловлено тем, что этот материал отличается от бетонного лучшими
теплотехническими
декоративности.
характеристиками
Каждый
застройщик
при
высокой
стремится
к
прочности
и
индивидуальности.
Актуальными вопросами развития для лицевой стеновой керамики являются
поиск новых дизайнерских решений, выбор и разработка новых видов форм
фигурного кирпича.
В настоящее время существует большое разнообразие форм фигурного
кирпича. Это позволяет создавать художественную композицию из разных
видов фигурного кирпича.
В основу разработанного нами кирпича положены зооморфные мотивы,
которые выделяются за счет рельефа в виде чешуи (рис. 1).
138
Рис. 1. Лицевой клинкерный кирпич с рельефом в виде чешуи
В предлагаемом варианте разработки формы фигурного кирпича общий
размер кирпича вписывается в размер стандартного (250х120х65 мм),
следовательно, фигурный кирпич сохраняет поливалентность в сочетании с
основным строительным кирпичом.
Данный образец предоставляет собой большие возможности для
декорирования и архитектурного дизайна, благодаря использованию различных
видов кирпичной кладки. Кирпичная кладка стен насчитывает не один десяток
видов. Существует несколько популярных и самых разнообразных видов
кладки (рис.2):
- рядовое соединение;
- рядовое соединение в половину кирпича.
Рис. 2. Виды кладок
Сырьём для производства данного вида клинкерного кирпича являются
аргиллитоподобные глины, добывают их в
кирпич
методом
пластического
карьерах.
формования.
Производят данный
Добытую
в
карьере
и
доставленную на завод глину подвергают механической обработке: разрушают
природную структуру глины, удаляют из неё вредные примеси.
Глину
подвергают последовательно грубому дроблению и тонкому измельчению до
139
фракции
< 1,25. В измельченную глиняную массу добавляют воду. Затем
следует сушка и обжиг. Интервал температур обжига лежит в пределах от 1000
до 1050ºС.
Изделия из аргиллитоподобных глин обладают повышенными
характеристиками по прочности и морозостойкости, а также клинкерный
кирпич на основе аргиллитоподобных глин является экологически чистым и
безопасным материалом.
Данный образец позволяет использовать его форму для создания
уникальных композиций, с помощью которых можно преобразить не только
фасад здания, но и украсить внутренний интерьер комнаты.
Г.Н. Еременко
(Научные руководители – ст. преп. Я.В. Лазарева, д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КОМПОЗИЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ
ДЕКОРИРОВАННОЙ КЕРАМИЧЕСКОЙ ЧЕРЕПИЦЫ
НА ОСНОВЕ АРГИЛЛИТОПОДОБНЫХ ГЛИН
В качестве кровельного материала керамическую черепицу используют
не одно тысячелетие. По данным археологов первые упоминания о таком
кровельном материале были обнаружены в Древнем Китае, откуда она
распространилась и завоевала большую популярность во всем мире.
Керамическая черепица пользуется большой популярностью, так как срок ее
службы более 100 лет, она надежна, бесшумна, экологически чистая и
представлена широким выбором форм и цветов.
Зарубежная и отечественная промышленность выпускает большое
количество
различных
плосковольная,
форм
сдвоенная,
и
видов
сдвоенная
натуральной
чашуйчатая,
черепицы
ленточная
–
это
пазовая,
марсельская пазовая, пазовая штамповочная, плоская ленточная, S-образная,
коньковая и некоторые другие виды.
140
Классифицировать керамическую черепицу можно по форме, цвету,
размеру, по виду поверхности, назначению и способу производства.
1. По форме: гладкая (плоская); желобчатая; профилированная.
2. По цвету:
– натуральная черепица, без какого-либо покрытия;
– цветная, где цвет черепицы определяется цветом ангоба или глазури.
3. По виду поверхности: натуральная; ангобированная; глазурованная.
4. По формату (размеру): крупноформатная (форматом 440 х 280 мм);
малоформатная (с размерами 255 x 420 мм).
5. По назначению:
– рядовая – для покрытия скатов кровли;
– коньковая – для покрытия коньков и рёбер;
– разжелобочная – для покрытия разжелобов;
– концевая – для замыкания рядов;
– специального назначения.
6. По способу производства: штамповочная, ленточная (пазовая).
Для изделия мы выбрали профилированную черепицу, рядовую типа
«марсельская». Поскольку считаем её наиболее востребованной на рынке, она
проста в изготовлении, наиболее привычна для нашей местности и ее
поверхность удобна для нанесения градиента.
Деграде – это плавный переход от одного цвета или оттенка к другому. В
дизайне такой эффект называется градиентом. Различаются несколько видов
градиента: линейный, круговой, угловой, отраженный, ромбовидный.
Для нашего изделия мы будем применять линейный градиент, так как, на наш
взгляд, вертикальные или горизонтальные переходы цвета будут очень эффектно
смотреться на кровле, подчеркивая объем керамического черепка. Линейный
градиент поможет объединить крышу в единую целостную композицию.
Нанесение градиента на черепицу уже используют в ряде европейских
фирм, но этот вид декорирования не достаточно развит. В создание эффекта
141
дэграде применяют в основном натуральные оттенки черепицы, мы же
предлагаем использование более ярких смелых цветов, которые будут
смотреться эффектно на крышах даже самых оригинальных домов.
В качестве сырья используются аргиллитоподобные глины Горняцкого
месторождения (tобжига – 1050 Со). Для декорирования – флюсовые ангобы
(белый и с добавлением цветных пигментов), декорирование происходит путем
напыления ангоба на изделие с помощью пульверизатора.
Для своей научной работы я выбрала линейный двухцветный градиент,
меняющий оттенок цвета по основной длине изделия.
Данный вид градиента дает возможность комбинирования черепицы
одного цвета с помощью ротации и перестановки (рис. 1–4).
Рис. 1. Модули черепков, окрашенные в зеленый и синий цвета
Рис. 2. Синий и зеленый модули. Ротация
Рис. 3.Способы комбинирования линейного двуцветного градиента
Рис. 4. Линейный двуцветный градиент
142
В ходе проделанной работы, было выявлено большое количество
вариантов комбинирования цвета и градиента, что дает возможность
покупателю получить оригинальную в своем исполнение кровлю.
Данный вид черепицы можно применять как для индивидуального
строительства, так и для зданий общественного пользования. Детские сады,
торговые центры, развлекательные заведения с декорированной черепичной
крышей несомненно привлекут к себе посетителей и выделятся из серой массы
городской застройки.
А.В. Шарипов
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КРАСОК
В ИЗГОТОВЛЕНИИ ВИТРАЖЕЙ
Для
украшения
архитектуры
и
интерьера
стекло
применяют
с
древнейших эпох. Известно множество различных технологий изготовления
витражей и обработки стекла. К классическим витражным техникам относят
технологию наборного витража и технологию Тиффани, где витраж состоит из
отдельных кусочков цветного стекла соединенных свинцовым профилем или
спаянных оловом. Также к традиционным технологиям изготовления витражей
относится и расписной витраж. Создавая витражные окна для соборов и
церквей, средневековые мастера использовали краски, приготовленные на
основе стеклянного порошка и минеральных веществ. Они расписывали
отдельные куски стекла, прорисовывая детали фигур, складки одежды и
орнаменты, запекали их в печи и затем соединяли свинцовым переплетом.
Расписной витраж является одной из самых популярных разновидностей
псевдовитража и представляет собой расписанное специальными красками
стекло. Расписной витраж можно создать при помощи различных видов краски
143
– краски под обжиг и витражной. Каждая из этих красок имеет свои
особенности. Краски под обжиг после нанесения их на стекло предполагают
термическую обработку, поэтому их можно использовать, в том числе, и для
украшения стеклянной посуды, которую в дальнейшем используют по прямому
назначению. Простые витражные краски в дальнейшем не обжигаются, а
потому использовать их для украшения посуды не рекомендуется, но они
идеально подходят для украшения мебельных фасадов, стекла на окнах и
дверях.
Витражи с краской под обжиг имеют определенные минусы, главным
отрицательным качеством является повышенная энергозатратность при обжиге.
Температуры обжига достигают 700 градусов. В свою очередь витраж с
акриловой витражной краской достаточно не долговечен. Достоинства обоих
направлений расписного витража может перенять витраж с использованием
полимерных красок. Главной особенностью полимерных покрытий является
относительная температура обжига, около 200 градусов. Благодаря своим
свойствам, слой краски надежно укрепляется и не отслаивается со временем.
Технология изготовления данного витража является синтезом расписного
и заливного витража.
Процесс создания витражей подразумевает выполнение следующих
этапов работы:
1.
На листе бумаги создается подходящий эскиз будущей витражной
картины в натуральную величину, на котором также подписываются все цвета.
2.
Поверхность стекла очищается, обезжиривается и обеспыливается.
3.
Под стекло подкладывается эскиз и художник наносит контур
рисунка при помощи полимерной краски, который служит своеобразным
барьером, защищающим сегменты от смешивания соседних цветовых
пигментов.
4.
После
полного
высыхания
контурной
изображения заполняются красками согласно эскизу.
краски,
элементы
144
Витраж обжигается при температуре 200 градусов.
5.
Полимерные витражи хоть и приближаются с каждым годом по
внешнему виду к настоящим витражам, но все-таки, это его неполноценная
замена настоящего витража из рельефного стекла. Также стоит добавить, что
полимерные и пленочные витражи могут стать отличным вариантом для тех
людей, которые ограничены в своих финансовых возможностях.
Е. А. Штефан
(Научные руководители – д-р т.н., проф. В.Д. Котляр, ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ДИЗАЙН ДЕРЕВЯННОЙ
ШКАТУЛКИ С ЭЛЕМЕНТАМИ ХУДОЖЕСТВЕННОГО
ДЕКОРИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОМ
Шкатулка – это изделие, которое ещё с древних времён славилось своей
популярностью, а со временем приобрело ещё и значительную ценность как
высокохудожественное и даже ювелирное изделие.
Шкатулка – это такой предмет быта, без которого не обходится ни одна
девушка и женщина. Шкатулка может служить для самых разнообразных
целей – от хранения чая до сохранения секретов и ценностей.
В данной работе представлена шкатулка с элементами художественного
декорирования несколькими видами металла. После рассмотрения множества
форм
и
размеров
шкатулок
было
решено
выбрать
классическую
прямоугольную форму, но разнообразить её, избавившись от прямых углов по
краям изделия.
Прямоугольная форма была выбрана из-за своей простоты, но при этом с
большой возможностью для декорирования и добавления различных элементов.
Также классическая форма может выглядеть достойно и не отвлекать внимание
от декоративных элементов, на которые возложена роль увеличения
145
привлекательности и ценности шкатулки.
В ходе разработки идеи художественного изделия и дальнейшей
художественно-конструкторской
разработки
было
принято
решение
использовать для работы смешанную технологию изготовления шкатулки, и
синтез материалов, что придаст изделию большую выразительность. Таким
образом было решено взять в качестве материалов для:
– деревянной заготовки – берёзовую фанеру;
– выпиловочных элементов – медно-цинковый сплав (латунь), медь;
– инкрустации – латунную проволоку.
Выбирая орнамент для шкатулки, рассматривали многие стили и эпохи.
Но, в связи с тем что в данной работе орнамент играет не только декоративную
но и репрезентационную роль, а также учитывая тот факт, что Русь была одним
из центров сундучного промысла, выбрали русский орнамент.
Древнерусский
орнамент
тесно
переплетён
с
кельтскими
и
византийскими. Благодаря этому смешению и заимствованию стилей, он
является
неоднородным
и
богатым
формами
и
мотивами,
порождая
художественный интерес. Тем самым русский орнамент представляет особую
ценность в выполнении данной работы.
Этапы разработки художественного изделия представлены на рис.1.
Разработка идеи
художественного
изделия
Художественно –
конструкторская
разработка
Выбор технологии
изготовления
Определение
рентабельности
Выбор материала
Выбор оборудования
Рис. 1. Этапы разработки художественного изделия
Технологическая схема производства данного изделия представлена на
(рис.2):
146
Создание
основного эскиза
Создание
чертежа
Изготовление декоративных
элементов из металла
Упаковка
Подбор орнамента
для декорирования
Доработка металлических
элементов
Изготовление и обработка
деревянной основы
Монтаж отдельных
элементов изделия
Подбор состава
для окрашивания
Проверка на наличие
видимых деффектов
Склад готовой
продукции
Рис. 2
Для изготовления основы необходимо подготовить трафареты по
имеющемуся чертежу с учётом толщины фанеры. После изготовления
трафаретов делают
заготовки древесины, на
которых по
трафаретам
очерчиваются. После нанесения трафарета начинается выпиловка или обточка
заготовки. Для обточки краёв можно использовать фигурную фрезу.
Обточенные по чертежу и трафарету заготовки необходимо обработать.
Для сборки корпуса шкатулки боковые дощечки запиливают торцевой
пилой под углом 45 градусов. После подгона углов их склеивают столярным
клеем.
Крышка шкатулки крепится на петли, которые врезаются в саму крышку
и заднюю стенку. После монтажа всех деталей шкатулки приступают к её
окрашиванию и лакированию.
Внутренняя поверхность отделывается бархатом, наклеенным на картон.
Процесс выполнения инкрустации с насечкой разбивается на несколько
этапов, каждый из которых имеет свои технологические особенности:
1. Подготовка рисунка и перевод его на деревянную основу.
2. Вколачивание элементов инкрустации.
3. Шлифование инкрустированной поверхности.
4. Окраска деревянной поверхности водным раствором протравы.
5. Высветление металлических элементов.
6. Прозрачная отделка.
147
Для изготовления металлических элементов будет использоваться
плазменный станок с ЧПУ модели СП153. Данный станок позволит
изготавливать детали с различной толщиной металла (от 0,5 до 50 мм, при
лазерной резке, а также 3 – 380 мм при газо-кислородной резке).
Плазменная резка – один из самых эффективных методов термического
раскроя металла, по качеству не уступает лазерной резке, но превосходит по
экономическим показателям и более широким возможностям, особенно
касающихся максимальной толщины при резке металлов.
Для непосредственного изготовления требуется эскиз, выполненный в
специальной программе и переведённый в форматы dxf и dwg.
После
изготовления
отдельных
элементов
изделия
происходит
необходимая доработка и шлифовка металлических элементов. После чего
наступает этап сборки всех деталей шкатулки и проверка на наличие видимых
дефектов в соответствии с рядом ГОСТ.
Е.И. Жмайлова
(Научный руководитель – ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СКУЛЬПТУРЫ МАЛЫХ ФОРМ МЕТОДОМ
ХУДОЖЕСТВЕННОГО ЛИТЬЯ ИЗ БРОНЗЫ
Искусство скульптуры малых форм берёт начало еще в глубокой
древности. Мелкая пластика или скульптура малых форм – вид станковой
скульптуры, отличающейся небольшими размерами. В ней используются самые
разнообразные
материалы:
камень,
глина,
металл,
фарфор,
стекло,
полудрагоценные и драгоценные камни и многие другие.
Стилистика произведений скульптуры малых форм очень разнообразна,
сколько авторов, столько и стилей. Мелкая пластика призвана преодолеть
однообразие массового типового интерьера, придать ему индивидуальность.
148
В скульптуре малых форм используют бронзу чаще других материалов.
Бронза с одинаковой легкостью может передать грубую фактуру и быть
отполирована до состояния зеркала, прекрасно поддаются патинированию,
может в полной мере раскрыть замысел скульптора.
Бронза – сплав меди с оловом или другими элементами – свинцом,
фосфором, никелем (в зависимости от назначения). Бронза – металл,
отличающийся одновременно и прочностью и легкоплавкостью, что делает его
отличным материалом для художественных изделий самой сложной формы.
Художественное литьё – это отливка художественных произведений из
металлов. Литейное производство – одно из старейших и до сих пор основных
способов получения металлических изделий и деталей. В настоящее время для
получения литых деталей уже используют несколько десятков технологических
процессов, обладающих достаточно широкой универсальностью. Чаще всего
способы литья делят на обычные, под которыми подразумевают литье в
песчано-глинистые формы, и специальные способы – это все остальные виды
литья.
Наиболее
удобный
и
часто
используемый
в
изготовлении
художественных отливок – это метод литья по выплавляемым моделям.
Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из
расплавленного металла в формах, рабочая полость которых образуется
благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее
предварительном нагревании.
Принципиальная технологическая схема производства:
разработка эскиза – создание чертежа – изготовление мастер модели –
снятие резиновой формы – восковка – создание неразьемной формы – прокалка
формы – литье – обработка изделия – полировка – патинирование.
Работа над созданием нового художественного изделия из бронзы
начинается с формирования идеи и прорисовки эскизов. Проводится сбор
необходимого материала – исторических, стилистических, орнаментальных
149
деталей и другой информации. Окончательный вид эскиз приобретает в виде
рабочего чертежа, по которому уже и изготавливается сама модель.
Мастер-модель – оригинал, образец будущей отливки. В качестве
модельных
материалов
при
создании
художественного
произведения
используют пластичные материалы, легко подающиеся лепке, например глину,
пластилин.
С
мастер-модели
снимают
силиконовую
(резиновую)
форму
из
специальной резины. Изготавливают так называемую матрицу, по которой
затем будет получена восковая копия модели (восковка) с литниками для
последующего литья.
После изготовление форм в резиновую форму заливают горячий воск.
Затем восковую копию модели проверяют на наличие дефектов, обрабатывают,
снимают восковый облой и, если нужно, восковка проходит стадию полировки.
На модель крепят литниковую систему, продумывая как будет течь металл и
как затем удалить литники без ущерба для будущей фигурки.
Затем
начинается
формирование
оболочек,
которое
включаетв
приготовлении связующего и суспензии, смачивании ею блоков моделей,
обсыпку блоков зернистым огнеупором, сушку оболочек. Операции нанесения
суспензии и обсыпки повторяют до получения на модели оболочки требуемой
толщины (3-10 слоев).
После нанесения каждого слоя суспензии и обсыпки его высушивают в
потоке воздуха или в парах аммиака. После сушки оболочковой формы для
удаления остатков моделей из формы и упрочнения связующего контейнер с
оболочковой формой помещают в печь для прокаливания. Форму прокаливают
при температуре 900-1100 0С.
После этого керамическая форма поступает на заливку металла. Для
плавки сплавов могут быть применены любые плавильные печи, отвечающие
требованиям выплавки данного сплава и условиям производства.
150
Прокаленную форму извлекают из печи и заливают расплавом металла.
После затвердевания и охлаждения отливки до заданной температуры форму
выбивают, отливки очищают от остатков керамики и отрезают от них литники.
Предварительную очистку отливок от оболочки формы осуществляют на
вибрационных установках.
После очистки изделие поступает на художественную обработку.
Обработанное и собранное изделие поступает на химическую обработку, где
проходит процедуру патинирования, или искусственного старения. Затем
производится авторская ручная художественная доработка каждого изделия. На
произведение ставят авторское клеймо и номер.
Художественное литье из бронзы и других ценных металлов по-прежнему
актуально. Красивая бронзовая статуэтка или скульптура способна придать
любому помещению роскошь и великолепие. И одной из задач молодых
мастеров
является,
производства,
освоение
освоение
новой
новых
современной
способов
техники
литейного
изготовления
отливок,
обеспечивающих их высокое качество.
Н.Е. Осколков
(Научный руководитель – ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЕ В ЕГИПЕТСКОМ СТИЛЕ
Термин «колье» происходит от французского слова «collier» (букв. ошейник). Колье – это ювелирные изделия из драгоценных камней или любых
других ценных материалов в форме ожерелья. В древние времена в различных
культурах
колье
содержало
самые
различные
элементы:
лаконично
геометрические колье древних греков, массивные колье древних египтян и
шумеров, изумительно сложные колье индийских мастеров, но оно всегда
оставалось показателем богатства и статуса носящего.
151
Данное изделие называется «Солнце над Нилом» потому что и его
внешний
облик,
и
отдельные
элементы
продиктованы
классическими
древнеегипетскими украшениями, их цветовой гаммой, формой. Украшения в
Древнем Египте как, впрочем, и в большинстве древних культур, носили не
столько эстетический, сколько прикладной характер: каждый цвет имел
определенное значение, каждый символ отсылал к какому-то мифу или
божеству, или же служил оберегом, придающим носившему его особые силы и
свойства. Искусство египтян существовало в строго каноничной форме - это
верно и для ювелирного дела. Именно в связи с огромной притягательностью
ярких и лаконичных работ древнеегипетских ювелиров, я избрал темой своей
дипломного проекта египетский стиль.
На современном рынке, перенасыщенном типовыми изделиями для
повседневного использования, очень свежо и необычно смотрятся продукты
других культур, например индийские колье или же различный антиквариат и
стилизация под старину. Поэтому, несмотря на то, что традиционное египетское
колье зародилось много веков тому назад, сейчас оно снова может быть
актуально и востребовано как предмет вечернего туалета.
Технологическая схема производства данного изделия показана
на
(рисунка).
Технологическая схема изготовления колье
Чаще всего мастер-модели изготавливают вручную, поскольку мастер
«чувствует» форму, которая должна получиться в конечном результате.
Существует три способа изготовления мастер-модели: изготовление из металла,
из модельного воска или же распечатывание модели на 3D принтере. В данной
работе используется последний способ.
152
Для создания 3D модели необходимо готовый эскиз перенести в цифровой
вид и далее нарисовать 3D модель в специальной программе, например, плагине
Rhinoceros Matrix 3D Jewelry Design Software, в которой можно определить все
размеры изготавливаемого ювелирного изделия и многое другое. Результатом
работы в данной программе становится специальный CAD файл, который в
дальнейшем используется для выращивания пластиковой модели на 3D
принтере либо фрезерном станке. В данной работе прототип (далее-восковая
модель) был изготовлен на станке фрезерном с ЧПУ модели RJ–1212.
С готовой восковой модели снимается резиновая форма. Материал для
изготовления эталона не должен менять свои свойства, разрушаться в процессе
вулканизации резиновых пресс-форм, химически взаимодействовать с резиной.
Резиновая пресс-форма предназначена для получения восковых моделей
отливок. Пресс-формы изготовляют как из импортных, так и из отечественных
сортов резины (каучуковой, силиконовой).
В данной работе использовался метод
изготовления разрезных
резиновых пресс-форм. Эталон модели был помещен между двумя резиновыми
пластинами, после чего была произведена их вулканизация под прессом, во
время которой эталон вдавился в разогретую, размягченную резиновую массу.
Для того чтобы отделить эталон от пресс-формы, ее необходимо разрезать.
Этот процесс является единственным недостатком данного метода.
Восковую модель получают путем заливки резиновой пресс-формы
воском, с помощью
воскового инжектора. В данной работе использован
восковой инжектор G1. Далее производится изготовление литейной формы из
огнеупорной формовочной смеси на вибровакуумной установке. Через 40–60
мин, когда формовочная смесь затвердеет, с опок снимают резиновые
уплотнители, а формовочную смесь подрезают на торцах литейной формы;
поместив затем литейную форму в сушильный шкаф либо муфельную печь и
выдержав ее там в течение 1–3 ч при температуре 90 – 100 °С, выплавляют
модельный состав.
153
В сформированные опоки производится литье металла. Отливки
получают следующим образом: прокаленные литейные формы заливают
расплавленным металлом на литейных вакуумных установках. Температура
опоки для заливки колеблется от 400–580 °С, в зависимости от используемого
металла. Температура жидкого металла должна быть выше температуры
плавления на 50–200 градусов. Невысокая температура не даст металлу хорошо
пролиться, большой перегрев и наличие кислорода дает поры.
Последующая операция – механическая обработка металла. Применяют
ювелирные перовые, спиральные и центровые сверла, резы-боры: конические,
цилиндрические торцевые, комбинированные остроконечно-цилиндрические,
шаровые, плоские сферические, фасонные. Производится опиливание по
нанесенной разметке напильниками, затем надфилями. В заключительной части
изделия
обрабатываются
мелкой
наждачной
бумагой.
Далее
собирают
подвижные части изделия на основе штифтовой схемы крепления. После
производят эмалирование изделия горячими эмалями и, так как в результате
данного процесса происходит образование новых дефектов, последним этапом
данного процесса является отделка (или обработка) украшения.
М.И. Вощаная
(Научный руководитель – к.т.н., доц. А.К. Сысоев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ДЕКОРАТИВНЫЕ БЕТОНЫ ДЛЯ ПОЛОВ
Декоративные бетоны могут применяться для ограждающих конструкций
общественных и жилых зданий, декоративных плит наружных и внутренних
стен зданий, плит для полов и подоконников, лестничных маршей, элементов
фасада, колонн, в деталях малых архитектурных форм, для барельефов и
скульптур, изделий специального назначения.
Применяя в качестве компонентов бетона цветные цементы, специальные
154
заполнители, можно придавать бетону вид разнообразных каменных материалов
природного происхождения. Декоративные бетоны разделяют на две категории:
– цветные бетоны;
– бетоны
с
особо
выразительной
структурой
или
имитирующие
природные материалы и различные фактуры (натуральный камень, доска,
булыжник, гранит, брусчатка и т.д.) с применением любого цвета.
Последние в свою очередь делятся по технологии нанесения рельефа на
прессованные, печатные и штампованные.
При получении цветных декоративных бетонов применяют самые
различные компоненты: пигменты минерального и органического происхождения,
цветные и белые цементы, воздухововлекающие добавки. В качестве мелкого
заполнителя используют кварцевые пески, не содержащие примеси оксидов
железа. При применении цветных цементов иногда из песка удаляют мелкие
фракции (до 0,16 или 0,315 мм), чтобы не уменьшалась насыщенность, яркость
цвета. Доломит и светлый известняк обычно применяют в качестве крупных
заполнителей. Также находят широкое применение такие заполнители, как щебень
и дробленые пески из мрамора, отходы камнедробления, высевки туфа, дробленое
цветное стекло, базальт, слюда, гранит и др.
Поверхность бетона может быть подвергнута специальной обработке, с
целью получения выразительной декоративной фактуры. Для выявления
структуры бетона его поверхность подвергают шлифовке и полировке. Также
наносят на поверхность бетона специальные составы, проникающие в
поверхностные слои бетона и замедляющие твердение цементного камня.
Важным критерием качества изделий из декоративного бетона, является
требование
сохранения
их
свойств
в
течение
длительного
периода
эксплуатации. Существуют различные способы консервации поверхности,
способствующие повышению стойкости бетона к воздействию различных
разрушающих факторов без какого-либо специального ухода, например,
флюатирование, гидрофобизация, пропитка полимером
155
Создавая изделие, лучше всего использовать глубинное вибрирование, так
как они обеспечивают отличное заполнение форм. Также можно применять
ударное формирование или низкочастотную вибрацию.
Декоративный бетон практически не реагирует на перепады температур,
способен выдерживать порядка трех сотен циклов замораживания и оттаивания.
Такой вид бетона полностью устойчив к агрессивным кислотным и щелочным
средам, жирам и нефтепродуктам, что очень актуально для покрытия,
использующегося в крупных городах, на стоянках, автозаправочных станциях,
промышленных предприятиях.
Он стоек к нагрузкам (выдерживает нагрузки в три раза большие, чем
классическая плитка), имеет интересный дизайн, большое сопротивление
истиранию, сжатию, изгибу и стойкость к воздействию ультрафиолетовых
лучей.
Штампованный бетон. Технология нанесения текстуры, копирующей
традиционные виды мощения на поверхность свежезалитого бетона при
помощи штампов. Ещё называется тиснением бетонной смеси.
Разнообразный
выбор
штампов
позволяет
с
высокой
точностью
копировать текстуру гранита, сланца, кирпича, камней и даже деревянные
планки. Также разнообразны комбинации цвета химикатов для окрашивания
поверхности бетона, что позволяет создавать поверхности, которые визуально
невозможно отличить от натуральных.
Модифицированное
полимерцементное
покрытие,
которое
восстанавливает старый бетон в рисунках и текстурах. Для того, чтобы
восcтановить или придать старому бетону вид с оттиском, но без удаления или
замены старого, разработана цементирующее поверхностное покрытие. Это
покрытие может быть нанесено толщиной от 6 до 50 мм на соответствующим
образом подготовленный бетон, а затем ему придаютт текстуру традиционными
инструментами, применяемыми для штампованного бетона.
156
Технология
напыленного
бетона
–
нанесение
на
поверхность
существующего бетона цветного текстурного покрытия. Можно сказать, что
продлевает жизнь бетонных поверхностей, нанесят как на горизонтальную, так
и на вертикальную поверхность.
Преимущества:
– высокая прочность покрытия, которая остается неизменной как при
высокой температуре, так и при низкой;
– противостояние к действию высоких механических нагрузок;
– экологичность;
– оптимальное соотношение цены-качества;
– долговечность;
– стойкость к агрессивным средам;
– гидрофобность;
– широкий выбор используемых материалов, технологий, форм, текстур,
способов окрашивания, цветов;
– эксплуатация возможна в любом климатическом регионе.
А.С. Медведева
(Научный руководитель – к.т.н., доц. К.А. Лапунова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КОМПОЗИЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КЕРАМИЧЕСКОГО ПАННО В ТЕХНИКЕ «АЗУЛЕЖУ»
ПРИ РЕСТАВРАЦИИ АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ
История появления плитки азулежу восходит к временам правления
мавров. «Аль-зулайша», или «зулейжа», по-арабски означает «полированный
камушек». Это они принесли на завоеванные земли традиции плиточной
отделки. Стандартная плитка азулежу размером 14х14 см. Самая популярная
расцветка белая с синим. Вначале плитку использовали для внутренней отделки
157
домов. Плитка на полу создавала прохладу в летний период, прекрасно мылась
и долго служила. Стены в кухонных и подсобных помещениях полностью
выкладывались плиткой. Моду на сине-белый рисунок привезли португальские
мореплаватели из Китая вместе с китайским фарфором.
Цветовая гамма плитки очень разнообразна, популярность плитки
азулежу трудно передать, это занятие для множества португальцев, это ремесло
и в тоже время искусство для художников. Вплоть до 19 века плитка украшала
внутренне убранство домов, и только в 19 веке ею стали облицовывать дома
снаружи. Города приобрели необычный радостный и веселый облик. Традиция
производства плитки вручную не забыта.
Португальцам
принадлежит
заслуга
создания
плоских
плиточек,
внедрения полихромной росписи и большого многообразия сюжетов и фактур.
Стойкость после обжига позволяет использовать изразцы «азулежу» не только
для внутренних работ. Технология росписи этих изразцов – ручная. Встретить
двух одинаковых «азулежу» невозможно. Тематикой панно из «азулежу» могут
служить и геометрические узоры, и морские пейзажи, и сцены из библейских и
античных мифов – по сути, это картины на глазурованной керамике.
Существует и промышленное производство таких дизайнерских элементов. Но
подлинная красота неотделима от ручной росписи керамических плиток
стандартного размера 14 на 14 см.
Необходимыми сырьевыми материалами для изготовления керамического
панно являются: плитка для внутренней отделки и надглазурные керамические
краски.
Достоинствами
керамической
плитки
являются:
прочностные
характеристики; легкость и простота в уходе; устойчивость к химически
агрессивным соединениям; огнеупорность; влагоустойчивость. Недостатками
керамической плитки является: возможный брак при неаккуратном и
невнимательном обращении; жесткость; высокая теплопроводность.
В качестве материалов для декорирования изделий художественной
керамики используют керамические краски. Керамические краски – это
158
окрашенные минеральные соединения металлов с кварцем, полевым шпатом,
каолином или с керамическими массами и глазурями, образованные в
результате взаимодействия при высоких температурах. Керамические краски
представляют
собой
тонкомолотые
смеси
минеральных
пигментов
с
легкоплавкими стеклами (надглазурные краски), с порошкообразной глазурью
(подглазурные
краски),
а
также
окрашенные
легкоплавкие
глазури
(майоликовые краски). Интенсивность и цвет краски зависят от температуры
обжига. Красящими веществами (красителями) в керамических красках
являются пигменты.
Пигменты
–
высокодисперсные
порошки
различного
цвета,
не
растворяющиеся в воде и связующих веществах.
Кроме пигментов (красителей) керамические краски содержат флюсы.
Флюсы – специальные легкоплавкие стекла – вводят в состав
керамической краски для закрепления красителя в процессе обжига на
поверхности глазури и для придания краске блеска.
При изготовлении керамического панно можно использовать разные
способы
нанесения
росписи
на
плитку,
примерами
может
служить
шелкография, аэрография, но наиболее подходящим является ручная роспись.
Керамическую плитку раскрашивают в различные цвета и оттенки, чтобы
придать ей уникальную, непревзойденную красоту. Обычная блестящая с белой
глазурью керамическая плитка является наиболее подходящей для ручной
росписи. Используемые материалы, как правило, зависят от вида и метода
работы. В большинстве случаев это: кафельная плитка, на которой будет
рисунок; трафарет с выбранным рисунком; акриловые краски для росписи
керамики; растворитель для красок; палитра; кисти разного размера, в
соответствие с тем каким размером обладает рисунок; моющие средства и
губки для очистки поверхности перед нанесением рисунка; наждачная бумага;
эпоксидная грунтовка.
159
Порядок работ при ручной росписи керамической плитки или ее
реставрации следующий:
1) очистка и обезжиривание, включает в себя обработку моющими
средствами при помощи жесткой губки;
2) следующий этап – шлифовка. Она необходима затем, чтобы снять
самый верхний гладкий слой плитки. Ее можно произвести, обработав
поверхность наждачной бумагой или бруском для заточки кухонных ножей;
3) далее необходимо нанести грунтовку. Это нужно, чтобы обеспечить
хорошее сцепление красок с гладкой поверхностью кафеля;
4) краска
наносится
в
2-3
слоя.
Полное
окрашивание
плитки
производится поролоновым валиком или губкой. Перед тем как наносить
последующий слой, нужно дождаться, пока просохнет предыдущий;
5) рисунок по трафарету закрашивают специальной мягкой кисточкой.
Чтобы трафарет во время работы не смещался, его фиксируют аэрозольным
клеем временной фиксации либо обычным скотчем. Кисточку необходимо
держать строго перпендикулярно к поверхности плитки, при этом краску
наносят аккуратными мазками;
6) на заключительном этапе производится нанесение водостойкого лака.
А.С. Ивонин
(Научный руководитель – д-р т.н., проф.В.Д. Котляр)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ
ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА
Качественные сдвиги в современной экономике демонстрируют тот факт, что
произошла значительная перегруппировка факторов и источников, определяющих
экономическое развитие. Сужающиеся возможности традиционных ресурсов
экономического роста связаны как с приближением физических пределов их
использования, так и со снижающейся эффективностью и увеличением затрат на
160
природоохранные мероприятия. Это означает, что доминантой в становлении
модели экономического роста в XXI веке должна стать система инновационных
процессов, научных знаний, новых технологий и продуктов.
Тема проекта актуальна, так как сейчас стремительно развивается
строительная отрасль, которая в свою очередь предъявляет требования к
высококачественным, недорогим и экологически чистым материалам. Панели
из ячеистого бетона, изготовленные по представленной технологии, способны
удовлетворить подобный растущий спрос, они отвечает предъявленным к ним
критериям, а также позволяет существенно сэкономить строительным
компаниям на внутренних и внешних отделках зданий.
Панели из ячеистого бетона (ПЯБ) относятся к рынку строительных
материалов,
который
имеет
еще
массу
подразделений,
декоративная
конфигурация же относятся к рынку стеновых панелей. Декоративные панели
изготавливают на основе ячеистого бетона. Благодаря своим свойствам эти
отделочные стеновые панели способны занять лидирующее положение на
рынке СМ (рисунок). Эти изделия отличаются прочностью, они устойчивы к
влаге, их легко устанавливать на месте эксплуатации. Заслуживает внимания и
такая характеристика 3D декоративных панелей, как долговечность. В основе
перечисленных
преимуществ
лежит
использование
высококачественных
материалов. К тому же они привлекательны внешне. Слои декоративных
панелей имеют различные оттенки, которые можно изменять в зависимости от
цветовой гаммы эскиза. Стоит отметить, что поверхность панели можно
изменять, меняя фактуру, имитируя различные природные материалы.
Достойные практические и эстетические свойства – не единственные
преимущества, присущие стеновым панелям из ячеистого бетона. Еще одна
причина
популярности
таких
декоративных
отделочных
материалов
заключается в их универсальности. Внутренние стеновые панели можно
использовать
при
отделке
жилых
выставочных залов и других объектов.
домов,
общественных
помещений,
161
Декоративная панель в стиле material desing
Изделия из пенобетона имеют коэффициент экологической чистоты –«2».
Такой материал абсолютно не токсичен. По этим характеристикам пенобетон
приравнивается к древесине, но имеет огромное преимущество перед деревом –
пенобетон обладает высокой огнеупорностью, что также говорит в пользу этого
строительного материала.
Технология изготовления декоративных панелей из ячеистого бетона
предполагает поэтапную послойную формовку смеси в специальные формы.
Смесь изготавливают в отдельных смесителях, что обусловлено различной
концентрацией красящих пигментов. Заполненные формы пенобетоном
выдерживаются в естественных условиях до двух суток для набора начальной
прочности
пенобетона,
которая
позволит
осуществить
распалубку
с
извлечением панелей.
В данной технологии получаемая пенобетонная смесь имеет высокую
агpегативную
устойчивость
к
усадке
и
расслоению,
пластичность,
а
пенобетонные блоки характеризуются однородной мелкопористой структурой.
Считается общепризнанным, что чем равномернее распределены поры в
материале и меньше их диаметр, тем лучше физико-механические свойства
пенобетонных блоков.
Обработка собранной информации занимает особое место. Важным
моментом в подборе темы эскиза для декоративной панели будет назначение
помещения, для которого панель создается. Уже на этапе подготовки эскиза
162
нужно предусмотреть толщину слоев между отдельными элементами, чтобы не
произошло смещения и искажения рисунка. Одновременно нужно решить
главную задачу, чтобы панель гармонично сочеталась с другими элементами
интерьера. Для этого необходимо мастерство
художника и
большой
практический опыт.
Немаловажную роль играет компьютерное проектирование. Иметь все
необходимое оборудование для 3D фрезерования панели из ячеистого бетона
недостаточно. Рабочая модель создается на программах нового поколения,
требующих высоких системных требований.
Важную роль играет сам станок для фрезеровки. Минимальная рабочая
площадь устанавливается еще на фазе проектирования, а всё сопутствующее
оборудование должно соответствовать требованиям по работе с ячеистыми
бетонами. Процесс резки стандартный, производится в установленном порядке.
В.А. Аверкова
(Научный руководитель – ассист. Д.Е. Карханин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ДИЗАЙН И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ДЕКОРАТИВНОЙ ЧЕКАНКИ
Чеканка – это произведения декоративно-прикладного искусства в виде
скульптурных настенных барельефов из листового металла, скульптурных
сувениров или предметов домашнего обихода. Возникла чеканка в далеком
прошлом. Свидетельство тому – многочисленные изделия, обнаруженные при
раскопках памятников материальной культуры древних египтян, индийцев,
китайцев, монголов, греков, римлян, ацтеков, а также на следующих
территориях: на Кавказе, в Средней Азии, Закарпатье, в скифских захоронениях
Причерноморья.
163
В настоящее время декоративная чеканка пользуется спросом. Ни одна
крупная художественная выставка не обходится без чеканки. Ее используют в
виде сувениров, для декорирования интерьера. Чеканная техника применима и
для выполнения простейших операций и для тончайшей лепки человеческих
лиц и фигур. В одних случаях чеканят из драгоценных металлов миниатюрные
ювелирные изделия, в других – чеканкой обрабатывают многометровые
монументальные фигуры из алюминия, меди и стали.
Технология изготовления чеканки состоит из нескольких этапов и
расписана ниже.
1. Подготовка рисунка. Для производства чеканки из листа, прежде всего
подготавливают рисунок, выполненный на бумаге в натуральную величину
(шаблон), в линейной (контурной) манере, без теней и с небольшими полями
для приклейки его на металл.
Для выполнения рисунка на объеме на бумаге делают его развертку:
целиком – для простых форм, имеющих один радиус кривизны (конус,
цилиндр), на которые бумага легко накладывается, или по частям – для
шарообразных и сложно профилированных форм, имеющих несколько
радиусов кривизны. На таких изделиях наложение и совмещение рисунка,
выполненного на плоском листе бумаги, со сложно профилированной
поверхностью изделия может быть (условно) достигнуто только на небольших
участках формы с большей или меньшей степенью деформации бумаги. Такие
изделия перед нанесением рисунка предварительно размечают и рисунок
переводят на них по частям (фрагментарно).
2. Подготовка бляшки. Исходя из размера и конфигурации рисунка от
листового металла ножницами отрезают прямоугольную бляшку с таким
расчетом, чтобы на ней свободно размещался весь рисунок и еще кругом
оставался небольшой свободный край шириной 30–40 мм. Этот край необходим
для более прочного удержания бляшки на смоле в процессе чеканки, особенно
при выколотке высокого рельефа близко от краев. При чеканке у самого края
164
бляшка обычно отскакивает от смолы (особенно от твердой) и ее приходится
вновь насмаливать.
Отрезанную по размеру бляшку деревянным молотком выравнивают на
плите и плоскогубцами
слегка у нее загибают края и углы. Подготовленная
таким образом листовая заготовка прочнее держится на смоле.
3. Насмолка. Благодаря насмолке бляшка прочно фиксируется, что
необходимо при работе. Кроме того, отпечаток от удара чеканом получается
четким и определенным. Для насмолки плоских чеканок применяют
специальные доски или ящики, дно которых делают из толстого теса (толщиной
20–30 мм).
4. Перевод рисунка. На насмоленную бляшку или объем переводят
заготовленный рисунок. Готовый рисунок на металле закрывают нитролаком,
чтобы он не стирался при работе. Однако рисунок, переведенный через
копирку, все же мало прочен и при чеканке ответственных работ (больших
многофигурных композиций, портретов и т. п.) лучше применять старый
испытанный прием – канфарнение. Для этого рисунок прикрепляют к металлу
посредством пластилина (или воска) или наклеивают мыльным раствором, а
затем специальным чеканом – канфарником пробивают рисунок по контурам
рядами точек, образующих пунктирные линии, хорошо заметные после снятия
бумаги.
5. Отжиг. Для проведения отжига чеканку снимают со смолы, нагревая ее
паяльной лампой, после чего она легко отделяется. Захватив пластину клещами
за край, ее нагревают до темно-красного каления. В процессе нагрева металл
отжигается и вновь приобретает вязкость и пластичность. В то же время смола
с оборотной стороны выгорает, и оставшаяся пыль легко удаляется крацовкой,
отбелкой и промывкой. Заготовка становится совершенно чистой и после
просушки вновь поступает в дальнейшую обработку.
6. Выколотка рельефа. Эта операция заключается в дальнейшем подъеме
рельефа (если это предусмотрено рисунком). Рельеф выколачивают с обратной
165
стороны на резине или мешках с песком. При этом стремятся приподнять
рельеф возможно точнее, в соответствии с рисунком. Выколотку ведут
различными чеканами (при мелкой работе) или просто обратной стороной
молотка (при крупных чеканках).
А.В. Тимошенко
(Научные руководители – ассист. Ю.В. Терехина, к.т.н., доц. К.А.Лапунова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ДИЗАЙН КЕРАМИЧЕСКОЙ
КОМПОЗИЦИИ «БАБОЧКИ»
С незапамятных времен люди стремились украсить свое жилище, будь
это маленький дворик или огромное поместье. Неоценимую помощь в
осуществлении
этой
задачи
оказывали
разнообразные
растения.
Для
оформления цветов люди используют различные горшки и кашпо – наше
базовое изделие.
Кашпо – это в первую очередь декоративный сосуд, в который
помещается горшок с растением. Кашпо не предназначено для выращивания
цветов, это только оболочка для цветочного горшка, которая позволяет
создавать из домашнего цветника настоящие шедевры флористики. Кашпо
идеально скрывают обычные глиняные горшки, которые обычно не очень
привлекательны. Кашпо нельзя относить к разряду цветочных горшком, это в
первую очередь – предмет интерьера и декора.
Концепция данного изделия состоит в том, чтобы создать кашпо в форме
стилизованной бабочки, но при этом не переусердствовать со стилизацией
природной формы, т.к. «бабочка» должна быть узнаваема. «Натуральность»
этого изделия будет отвечать требованиям множества стилей в дизайне, что
значительно увеличит область применения.
166
Изделие является композицией из трех кашпо, и создано для
ландшафтного дизайна, но это не единственная отрасль дизайнерского
искусства, где можно было бы ее применить. Такие кашпо подходят не только
для размещения на улице, но и отлично впишутся в интерьер зданий и жилых
домов.
Выбор формы бабочки не случаен. Бабочка – символ души, бессмертия,
возрождения и воскресения, так как это крылатое небесное существо
появляется на свет, преображаясь из мирской гусеницы. Древние греки считали
бабочку символом бессмертия души.
При разработке данного изделия большое значение имеет выбор формы
изделия и цветового решения.
В нашем кашпо сочетаются необычность формы, индивидуальность и
схожесть с природной формой бабочки, что удовлетворяет концепции. Что
касается цвета, то выбранная гамма позволит изделию идеально вписаться в
композицию ландшафта, при этом являясь не отдельной единицей, а
прекрасным дополнением общей картины.
Изготавливаются «бабочки» из глины, методом шликерного литья в
гипсовые формы. Гипсовая форма, в которую вливают шликер, интенсивно
вбирает в себя воду. При этом слой глинистой массы одинаковой толщины
равномерно распределяется по внутренним поверхностям формы, образуя
стенки будущего изделия, черепок. После высыхания полое глиняное изделие
извлекают из формы и досушивают перед тем, как подвергнуть обжигу. Способ
отливки выбран наливной, т.к. нет необходимости в регулировании толщины
стенок изделия.
Рисунок на крыльях выполнен из стекол. Такой прием отлично
задекорирует кашпо и придаст зрительную легкость восприятия данного
изделия, т.к. «бабочка», изготовленная только из глины, смотрелась бы грубо.
Для изготовления деталей выбран метод спекания стекла (фьюзинг).
Такой выбор обусловлен тем, что концепция в дизайне кашпо не предполагает
167
четкости
линий
стеклянных
деталей,
а
наоборот
необходим
эффект
«размытости», как у акварельной краски. Техника «фьюзинг» наиболее
подходит для достижения поставленных целей.
Стёкла вырезают по рисунку с учётом выбора конкретных цветов. Далее
на стеклянную основу выкладывают
рисунок, представляющий собой
аппликацию из разноцветных кусочков или гранул стекла, после чего изделие
отправляяют в специальную печь. Нагреваясь, цветные элементы спекаются с
полотном-подложкой, затем программно снижается температура, и после
остывания стекла получаются детали, которые впоследствии будут крепить к
керамическому черепку с помощью эпоксидного клея марки ЭДП. Но прежде
чем дойти до
заключительного
этапа
(сборки),
необходима большая
подготовительная работа.
На основании исследования рынка было выявлено отсутствие товаров,
аналогичных нашей продукции, что, в свою очередь, может вызвать огромный
интерес у потенциальных клиентов.
С.С. Панькин
(Научный руководитель – к.т.н., доц. К.А. Лапунова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КОМПОЗИЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КАМИНА ИЗ ФИГУРНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА ПРИ
РЕСТАВРАЦИИ АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ
Очаг – неотъемлемая часть жилища в нашем российском климате. Он
является источником тепла, уюта, по преданиям, защищает дом от злых духов.
Очаг известен уже в эпоху неолита как круг из камней, «оправа» для пламени,
на нем древние люди готовили себе пищу и согревались в холодное время.
Шло
время
менялись
потребности
людей,
появлялись
новые
отопительные устройства и оборудования разных фирм и форм, параметров,
168
дешевые и дорогие. Но стремление к усовершенствованию очага с
дизайнерской и технологической точки зрения всегда были необходимы.
Композиционное
решение
камина
с
применением
фигурного
керамического кирпича является альтернативой всех проблем, т.к. он внешнеэстетически привлекателен и способен выдавать КПД от70 до 95%.
К декоративным параметрам камина относятся: выбор материала, размер,
форма камина, цветовые вариации облицовки, виды и технология кладки.
Изменяя один из параметров, мы получаем совершенно новый
архитектурный объект, соответствующий определенному стилю, который будет
играть ведущую роль в любом интерьере.
Особенностью таких каминов являются ритмические чередования
фигурных кирпичей, рельефных выступов, карнизных и угловых завершений,
художественного акцента в виде замкового камня на арке топки, подчеркнутые
вертикали колон.
В таблице представлены достоинства и недостатки использования
кирпичного камина.
Достоинства и недостатки кирпичного камина
Достоинства
1. Возможность выразить самые
смелые решения и фантазии декора
2. Относительно низкая стоимость
материала
3. Высокий уровень прогрева всей
площади, если правильно выбран
размер и конструкция модели
4. Низкий шумовой порог в процессе
использования, быстрая скорость
растопки
Недостатки
Немалая величина и вес
Большая потребность в строительном
материале
Обязательный расчет кладки
Требуется
высокий
профессионализма
уровень
5. Независимость от энергетического Сложность выполняемых кладочных
обеспечения (электроэнергии)
работ
169
В качестве сырьевых материалов применяют кирпич лицевой и
огнеупорный. Для кладки топочного пространства применяют жаростойкий
раствор, выдерживающий t=1300oC, а также цветной кладочный раствор.
При сборке камина необходимо руководствоваться схемой кладочной
порядовки и данными рабочего чертежа, это является залогом выполнения
качественного изделия. Подобная схема применяется и при реставрации
камина.
Для
обеспечения
необходимой
степени
прогрева
размер
топки
кирпичного камина должен относиться к площади помещения как 1:50, при
этом отношение высоты к ширине должно быть 2:3. Соотношение глубины
топки к ее высоте может находиться в пределе от 1:2 до 2:3.
Невозможно представить современную жизнь без камина, он является
местом семейного уюта, тепла и спокойствия, знаком достатка хозяина дома.
На протяжении всей человеческой истории камин претерпел ряд изменений,
участвовал во всех стилевых направлениях и готов совершенствоваться вновь с
учетом новых технологий и эстетических и дизайнерских предпочтений.
4. ПОДСЕКЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ, БЕТОНОВ И
СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ
Л.М. Усепян
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.О. Лотошникова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВЛИЯНИЕ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЖЕСТКОПРЕССОВАННОГО БЕТОНА
Проблема повышения долговечности дорожных одежд особенно при
интенсивном движении транспорта становится все более актуальной. При
использовании в покрытиях мелкоштучных изделий из цементного бетона
170
(брусчатки, тротуарной плитки и др.) их преждевременное разрушение
возникает вследствие весьма тяжелых условий эксплуатации, особенно в
осеннее - зимний период. Современные технологии изготовления таких
изделий (жесткое, гипер-
и вибропрессование) позволяют использовать
бетонные смеси с низким водоцементным отношением, что обеспечивает
достижение требуемых прочности и долговечности получаемых бетонов.
Заполнитель в жесткопрессованных мелкозернистых бетонах занимает
значительную часть объема, поэтому качество затвердевшего композита в
значительной степени зависит от его вида и зернового состава. Роль
заполнителя в жесткопрессованных изделиях будет существенно возрастать,
т.к. он должен обеспечить высокую прочность бетона (не менее В 35 и выше),
его повышенную истираемость.
Для практического рационального использования В.В. Бабков, П.Г.
Комохов, В.Н. Мохов, Е.О. Лотошникова, М.Я. Якобсон предлагали применять
заполнитель при изготовлении формовочных смесей для жесткого прессования
изделий со следующим соотношением:
- фракция 5 – 10 мм
- 5 – 10 %;
- фракция 1,25 – 5 мм
- 5 – 10 %;
- фракция 0,315 – 1,25 мм
- 40 – 50 %;
- фракция менее 0,315 мм
- 30 – 35 %.
Для дальнейшего исследования влияния зернового состава заполнителей
на
свойства
жесткопрессованного
бетона
были
использованы
отсевы
(Пятигорский, Мостовской, гранитный Павловского карьера Воронежской
области). Оценка их свойств и зернового состава была проведена по ГОСТ
8735, а результаты представлены в таблице.
171
Характеристики зернового состава
Вид
заполнителя
Полные остатки (%) на ситах, мм
5
Пятиг
орски
й
отсев
Мостовской
отсев
Гранитный
отсев
Смесь
мосто
вского
и
гранит
ного
отсево
в
2,5
2,2 3,58
6,5 2,28
1,8 4,59
3,4 4,03
1,25
1510
1531
1535
1650
Модуль
крупности
песчаной
составляющей
смеси
0,63
0,315
0,16
76,4
89,4
96,8
3,58
38,4
63,2
98,0
2,28
99,2
99,6
99,9
4,59
69,3
89,2
98,8
4,03
Насыпная
плотность,
кг/м3
1510
1531
1535
1650
Межзерновая
пустотность,
%
Свойства
затвердевшего
бетона
СреПредняя
дел
плотпроносчноть,
сти
кг/м3
при
сжати
и,
МПа
Общая
пори
стость,
%
44,3
2303
49,1
18,1
41,3
2279
56,5
17,4
43,0
2240
42,0
20,3
38,3
2265
55,6
17,7
Анализируя полученные результаты, отмечаем существенное влияние
гранулометрического состава заполнителей на показатели назначения бетонов.
Наибольшая прочность затвердевших бетонов была получена на Мостовском
отсеве и смеси этого отсева с гранитным. Формовочные смеси на Мостовском
отсеве обладают хорошей уплотняемостью вследствие присутствия в нем до
30 – 35 % частиц с окатанной поверхностью. При смешивании гранитного
отсева с Мостовским удалось улучшить зерновой состав заполнителей. При
рациональном
зерновом
составе
пустотность
заполнителя
не
должна
превышать 38 – 39 %, в данном составе наименьшая межзерновая пустотность
- 38,3 %. Такая смесь заполнителей оказалась наилучшей из всей совокупности
изготовленных композитов.
172
Л.М. Усепян
(Научный руководитель – к.т.н, доц. Е.О. Лотошникова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
АНАЛИЗ АССОРТИМЕНТА ВЯЖУЩЕГО,
ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОБЕТОНА
Ячеистые бетоны являются разновидностью легких бетонов. При
вспучивании смеси с помощью порообразователя образуется характерная
пористая структура бетона с равномерно распределенными по объему
воздушными порами. В качестве вяжущего для цементных ячеистых бетонов
применяют портландцемент без добавок.
В данной работе были исследованы следующие наименования: турецкий,
евроцемент,
«Себряковцемент»,
портландцемент
(ОАО
«Новоросцемент»),
портландцемент (ОАО «Осколцемент»). Для приготовления газобетона использовались
исходные материалы с требуемыми показателями качества. Рецептура представленных
составов была одинаковой, отличаясь при этом видом вяжущего. Приготовленная в
стационарно установленном смесителе газобетонная смесь выгружается из смесителя
через специальное разгрузочное устройство и подается в камеру созревания. Из камеры
созревания распиловочные тележки с массивом - сырцом подаются под распиловочные
машины для резки на изделия заданных размеров. Показатели качества полученных
материалов представлены в таблице.
№
состава
1
2
3
4
5
Наименование вяжущего Масса
образца-куба, г
Турецкий
647,5
Евроцемент
626,0
Себряковцемент
722,5
Портландцемент
690,5
(ОАО «Осколцемент»)
Портландцемент
757,5
(ОАО «Новоросцемент»)
Плотность,
кг/м3
688
665
760
733
Прочность,
МПа
46,0
40,3
65,3
86,0
834
98,0
173
В результате ПЦ (ОАО «Новоросцемент») соответствует требуемым
показателям качества, но и 1 – 4 составы также могут быть рекомендованы для
приготовления газобетона с учетом поправок на полученные результаты.
Е.Ф. Одинцова РГЭУ (РИНХ)
(Научный руководитель – к.э.н., доц. кафедры товароведения и
управления качеством РГЭУ (РИНХ) К.Р.Мхитарян)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный экономический университет (РИНХ))
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КОСМЕТИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ ДЛЯ
УХОДА ЗА НОГТЯМИ
Согласно ГОСТ 31693 – 2012 «Продукция косметическая для ухода за
ногтями. Общие технические условия» косметическая продукция для ухода за
ногтями (далее - продукция для ухода за ногтями), подразделяется на:
маникюрные лаки (гелевые лаки, эмали, пасты), базовые покрытия, основы под
лак,
средства
для
укрепления
ногтей,
блеск
для
ногтей
(далее
-
пленкообразующая продукция).1
Пленкообразующая продукция для ухода за ногтями представляет собой
суспензии, состоящие из пленкообразующих веществ, пластификаторов,
стабилизаторов, растворителей или воды, смол, масел, которые могут также
содержать экстракты биологически активных веществ, красители и другие
добавки, обеспечивающие их потребительские свойства.2
Предметом
нашего
исследования
являлись
маникюрные
лаки,
используемые для покрытия ногтей в парикмахерской ХХХ: 3 образца лаков
Golden Rose и 3 образца лаков Sally Hansen.
Исходя из наших исследований маникюрных лаков двух производителей,
можно сделать следующие выводы:
1
http://docs.cntd.ru/document/1200098759
2
Там же
174
1. Маркировка
на изучаемых образцах нанесена мелким шрифтом,
местами ее трудно прочитать. Для ознакомления с составом лака необходимо
отклеить этикетку и прочитать его на внутренней стороне. Состав указан у
некоторых лаков на английском языке. В общем указанная информация для
потребителя соответствует требованиям
ТР ТС 009/2011 «О безопасности
парфюмерно-косметической продукции»
2. У всех образцов лака для ногтей глянцевая однородная вязкая масса без
перламутра и посторонних включений. Таким образом, внешний вид и
однородность консистенции соответствует требованиям ГОСТ 29188.0-91.
3. У всех образцов исследуемых лаков для ногтей запах, свойственный
для данной продукции, приятный.
4. У всех образцов исследуемых лаков для ногтей цвет соответствует
цвету конкретного названия для данной продукции по каталогу без
посторонних примесей.
5. У четырех образцов из пяти исследуемых лаков для ногтей внешний
вид пленки – глянцевый, без посторонних примесей и перламутрового эффекта.
У образца №2 пленка полуглянцевая, без посторонних примесей и
перламутрового эффекта.
Согласно ГОСТу время стекания избытка пленкообразующей продукции
с пластины, поставленной под углом 45°, – 15 мин. Все образцы соответствуют
данным требованиям: образец №1 – 13 мин., образец №2 – 12 мин., образец№3
–15 мин., образцы №4, 5 и 6 – 15 мин.
6. Адгезия лака для ногтей. У всех образцов, кроме №4, края надрезов
полностью гладкие, нет признаков отслаивания ни в одном квадрате решетки.
Все образцы получили 1 балл. У образца №4 незначительное отслаивание
покрытия в виде мелких чешуек
Нарушение
в местах пересечения линий решетки.
наблюдается не более чем на 5% поверхности решетки. Он
получил 2 балла.
175
7. Время высыхания рассматриваемых образцов лака для ногтей
колеблется от 5 мин 30 с. до 7 мин. 30 с.
Таким образом, качество исследуемых лаков соответствует требованиям
НТД.
Е.Ю. Лемешко
(Научный руководитель – к. т. н., доц. Е.Ю. Романенко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
СТЕКЛОМАГНИЕВЫХ ЛИСТОВ
Проблема эффективности возникает естественным образом в связи с
потребностью товаропроизводителя максимально экономить ресурсы при
выпуске
продукции.
В
условиях
рыночной
экономики,
когда
предпринимательская деятельность осуществляется на свой страх и риск, она
приобретает
первостепенное
значение.
По
существу,
эффективность
производства выражает степень достижения основных целей, характерных для
расширенного воспроизводства.
Современная рыночная экономика предъявляет принципиально иные
требования к качеству выпускаемой продукции. Качество продукции относится
к числу важнейших показателей деятельности предприятия. Повышение
качества продукции в значительной степени определяет выживаемость и успех
предприятия в условиях рынка, темпы технического прогресса, внедрения
инноваций, рост эффективности производства, экономию всех видов ресурсов,
используемых на предприятии.
Для успешного представления на рынке своей продукции и ее
последующей реализации необходимо позаботиться о наличии сертификата
соответствия ГОСТ Р. Прохождение данной процедуры подтверждает, что
продукция или товары соответствуют установленным стандартам.
176
В каждой сфере деятельности есть свои цели, и сертификация товаров,
услуг не являются исключением. Сертификация качества, в первую очередь,
помогает потребителям выбрать тот продукт, который имеет лучшее качество.
И в этом случае начинает формироваться спрос на продукцию.
Повышение качества готовой продукции является важнейшим путем
увеличения эффективности производства, конкурентоспособности и роста
экономики в целом.
Технологический
процесс
производства
стекломагниевых
листов
«Эволист» на ООО «Стройэволюция» организован таким образом, что
обеспечение качества готовой продукции, поддержание его высокого уровня
качества и обеспечение оптимизации управления предприятием и отдельными
технологическими процессами контролируется постоянно. Этому способствует
то, что на территории предприятия помещена современная лаборатория,
оснащенная необходимым оборудованием, средствами измерения и нормативно
- технической документацией. Оценка стабильности показателей качества
готовой продукции осуществляется по результатам приемо - сдаточных и
периодических
испытаний,
проводимых
в
лаборатории
ООО
«Стройэволюция».
Технологическая
линия
по
производству
продукции
полностью
автоматизирована. Все оборудование проходит планово-предупредительный
ремонт (ППР) – это комплекс организационно - технических мероприятий по
надзору, уходу и всем видам ремонта, которые проводятся периодически по
заранее
составленному
плану.
Благодаря
этому
предупреждается
преждевременный износ оборудования, устраняются и предупреждаются
аварии, системы противопожарной защиты поддерживаются в постоянной
эксплуатационной готовности.
При организации испытаний в лаборатории для получения достоверных
результатов испытаний, необходимо правильно выбирать средства измерений.
177
При выборе средств измерений основываются на одном из следующих
принципов:
1-й – выбор средств измерения по коэффициенту уточнения. Это самый
простой способ, предусматривающий сравнение точности измерения и
точности
изготовления
(функционирования)
объекта
контроля.
Здесь
предусматривается введение коэффициента уточнения K T (коэффициента
закона точности) при известном допуске Т и предельном значении изм
погрешности измерения KT  T / 2изм .
Величину, обратную K T , называют относительной погрешностью метода
измерения Aмет  1 / KT .
Значения пределов допускаемых погрешностей изм для линейных
размеров задаются в зависимости от допусков и квалитета как изм = (0,20–
0,35)Т =Т. Для линейных размеров указанное соотношение между изм и Т от
20 до 35 % соответствует K T = 2,5…1,4. При выборе СИ по величине K T
необходимо иметь соответствующие справочные данные о погрешностях
конкретных СИ. Тогда, если измеряемый размер попадает в стандартизованный
интервал 0–500 мм, используют среднее значение KT , а предел основной
ср
допустимой погрешности СИ находят как  д 
T /2
  си и из справочных
1,3KTср
данных выбирают ближайшее СИ с такой погрешностью;
2-й – выбор СИ с учётом безошибочности контроля и его стоимости.
Осуществляется как метод оптимизации по критериям точности (классу
точности  или абсолютной предельной погрешности си), его стоимости Сси и
достоверности измерения. Целевая функция G, определяющая максимум
достоверности (минимум вероятности Рн.з  Р1  Р2 неверного заключения) и
минимум стоимости при оптимальном классе точности, имеет вид G =
minД/Д0+С/С0, где Д/Д0, С/С0 – относительные значения соответственно
достоверности измерения и стоимости СИ.
178
Испытательное
оборудование,
средства
измерений
и
методики
измерений, используемые при выполнении измерений, должны соответствовать
требованиям стандартов Государственной системы обеспечения единства
измерений и нормативным документам на методы испытаний и проходить
поверку в соответствии с установленными графиками поверочных работ.
Г.И. Ермакова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.Ю. Романенко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
ЖИДКИХ ОБОЕВ
Жидкие обои – это разновидность декоративной штукатурки для
внутренних работ на основе текстильных волокон, целлюлозы, клеевого
компонента и различных декоративных элементов. Этот материал обладает
эластичностью,
прекрасным
сцеплением
с
поверхностью
и
может
использоваться для покрытия стен и потолков, в том числе и на
непрямолинейных участках. Входящие в состав жидких обоев компоненты
безопасны с экологической точки зрения и соответствуют самым строгим
санитарным нормам.
Этот декоративный материал состоит из сухой строительной смеси,
расфасованной в пакеты.
Для подготовки смеси к работе, ее затворяют водой в соотношении,
указанном в инструкции. Готовая смесь наносится на подготовленную
поверхность как декоративная штукатурка.
Жидкие обои отличаются равномерностью покрытия, износостойкостью и
укрывистостью.
В настоящее время существует несколько разновидностей декоративной
штукатурки, среди которых большой интерес вызывают «шелковые жидкие
179
обои». Они признаны специалистами как материал, не имеющий срока
годности, позволяющий создать не только уникальное декорирование
интерьера, но и экономить на отделочных материалах.
Особое внимание при производстве жидких обоев, как и любой другой
продукции, уделяется качеству.
Качество – совокупность свойств продукции, обуславливающих ее
пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее
назначением. Контроль качества сырья, а также всех этапов производства
гарантируют безупречные свойства конечного продукта.
Для того, чтобы при выходе продукции на рынок мы получили
качественное изделие, нужно строго следовать всем этапам технологии
производства.
Рассмотрим этапы технологии производства жидких обоев:
1. Дробление бумажных отходов для получения однородной сухой
бумажной массы;
2. Смешение сухой бумажной массы с водой для лучшего смешения с
последующими компонентами;
3. Добавление в мокрую бумажную массу целлюлозного клея (как
связующего), кварцевой слюды, шёлкового волокна, различных декораторов;
4. Сушка полученной пастообразной массы в вальцовой сушильной
установке;
5. Дробление высушенного материала для удобства его дальнейшего
использования;
6. Расфасовка готовой продукции.
При организации производства жидких обоев необходимо уделять особое
внимание контролю соответствия требованиям нормативной документации, как
параметров технологического процесса, так и качеству продукции на каждом из
этапов технологического процесса.
180
Данные
функции
возлагаются
на
испытательное
подразделение
предприятия – изготовителя готовой продукции. Современная лаборатория
должна быть оснащена необходимым оборудованием, средствами измерения и
нормативно - технической документацией.
Важная роль в обеспечении достоверности результатов испытаний,
получаемых в лаборатории, отводится метрологическому обеспечению.
Метрологическое обеспечение производства нацелено на поддержание
высокого
уровня
качества
производимой
продукции
и
обеспечение
оптимизации управления предприятием и отдельными технологическими
процессами.
Таким
образом,
измерения,
используемые
в
метрологическом
обеспечении, позволяют выявить изъяны определенных технологических
процессов, а также устранить их, что приводит к повышению уровня качества
изготавливаемой
продукции,
оптимальному
использованию
ресурсов,
материалов и сырья, соответственно и к повышению прибыльности и
эффективности работы предприятия.
На данный момент жидкие обои производятся по двум технологиям – в
виде сухого порошка, для наклейки которого придется разбавлять порошок с
теплой водой, и уже готовые обои, продающиеся сразу в жидком виде.
Жидкие
составляющих.
обои
Их
производятся
экологическая
исключительно
чистота
из
натуральных
подтверждается
многими
международными сертификатами. Кроме этого, все производители данной
продукции постоянно проходят процедуру лицензирования каждой из
произведенных партий. А значит, такие обои можно смело клеить в детской, не
переживая за здоровье своего чада. На жидкие обои технология производства
исключает все ненатуральные компоненты, не имеет электрический заряд, а
также препятствуют прилипанию пыли к стенам.
Восстребованность такого отделочного материала, как жидкие обои, на
современном рынке привела к появлению фальсификатов – низкокачественной
181
продукции, выдаваемой за продукцию известных брендов. Нужно помнить о
том, что жидкие обои низкого качества – это не только потеря внешнего вида
жидких обоев, но и угроза для здоровья.
В.Н. Телегина
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.Ю. Романенко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА «ИЗОЛЛАТ»
Покрытие
«Изоллат»
предназначено
для
звукоизоляционной,
теплоизоляционной и антикоррозионной защиты тепловых и инженерных
сетей, технологических трубопроводов и защиты различных строительных
конструкций.
Жидкое керамическое покрытие «Изоллат» – это суспензия белого цвета,
которая после высыхания образует эластичное полимерное покрытие.
Благодаря высокой степени наполнения полимерного материала полыми
керамическими
получаемое
микросферами,
покрытие
обладает
заполненными
низкой
разряженным
теплопроводностью,
воздухом
высокой
способностью отражать 90% падающих лучей света и рассеивать до 95%
инфракрасного излучения. Диаметр микросфер от 10 до 100 мкм. Эти свойства
способствуют прекрасному сохранению тепла в помещениях в случае
использования его в качестве теплозащитного покрытия стен и предохранению
прогрева поверхности крыш от солнечной радиации при нанесении его на
поверхность.
Использование
в
качестве
связующего
высококачественных
модифицированных смол на основе импортных полимеров позволяет получать
покрытия с высокой адгезией. Это полимерное связующее придает всему
покрытию свойства гибкости, пластичности, и высокого сцепления с основой,
182
которые сохраняются даже при очень низких температурах, вследствие чего на
покрытии в течение длительного времени (более 15 лет) не образуются
трещины и отслоения от материала основы, не взирая на сильные перепады
температур.
Особое внимание при производстве «Изоллата», как и любой другой
продукции, уделяется качеству.
Качеством является совокупность продукции, которая обуславливает ее
пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее
назначением. Контроль качества сырья, а также всех этапов производства
гарантируют безупречные свойства конечного продукта.
Для того, чтобы при выходе продукции на рынок мы получили
качественное изделие, нужно строго следовать всем этапам технологии
производства.
При организации производства «Изоллата» необходимо уделять особое
внимание контролю соответствия требованиям нормативной документации как
параметров технологического процесса, так и качеству продукции на каждом из
этапов технологического процесса.
Данные
функции
возлагаются
на
испытательные
лаборатории
предприятия – изготовителя готовой продукции. Современная лаборатория –
это подразделение, оснащенное необходимым оборудованием, средствами
измерения и нормативно - технической документацией.
Основным сдерживающим фактором продвижения на рынке является
отсутствие нормативной базы для применения материала. Поскольку последняя
редакция СНиП 41-03-2003 «Тепловая защита технологического оборудования
и трубопроводов» совпала с получением патента, и материал на тот момент не
вошел в перечень рекомендованных, проектные организации предпочитают
применять «Изоллат» в крупных проектах только по рекомендации заказчика.
Тем не менее работы в этом направлении ведутся, выполнены несколько
крупных проектов для нефтяной и газовой промышленности.
183
Особенности физических процессов, обусловливающих столь высокие
теплозащитные свойства материала, кроются в технологии производства. Физика
процессов ЖКТП «Изоллат» существенно отличается от «классических» материалов,
в которых основным механизмом снижения тепловых потоков являются
конвективные воздушные процессы. Как следствие, ГОСТированные методики
определения коэффициента теплопроводности, например ГОСТ 30256, ГОСТ 7076,
ссылаясь на которые скептики говорят о «ложности» заявленных характеристик, не
подходят. Тем не менее альтернативные методики, разработанные с учетом
особенности
технических
характеристик
рассматриваемого
материала,
подтверждают порядок значений коэффициента теплопроводности материала.
Материал, по консистенции напоминающий обычную краску, является
суспензией белого цвета, похожую на густую сметану, которую можно
наносить на любую поверхность. После высыхания образуется эластичное
полимерное покрытие, которое обладает уникальными по сравнению с
традиционными изоляторами свойствами.
Важная роль в обеспечении достоверности результатов испытаний,
получаемых в лаборатории, отводится метрологическому обеспечению.
Метрологическое обеспечение производства нацелено на поддержание
высокого
уровня
качества
производимой
продукции,
и
обеспечение
оптимизации управления предприятием и отдельными технологическими
процессами. В связи с этим, при оснащении лаборатории испытательным
оборудованием
и
средствами
измерения
необходимо
исходить
из
необходимости контролировать одновременно и параметра технологического
процесса и качество продукции на каждом последующем технологическом
переделе, в том числе и качество готовой продукции.
Уникальность
изоляционных
свойств
«Изоллата»
–
результат
интенсивного молекулярного воздействия разреженного воздуха, находящегося
в полых сферах. Стабильность параметров качества «Изоллата» при
производстве обеспечит конкурентоспособность материала на рынке сбыта.
184
Т.Н. Бровко
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.А. Серебряная)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВНЕДРЕНИЕ НОВОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ИСТИРАЕМОСТИ БЕТОНА
Одним из важных показателей эксплуатационных качеств бетона,
работающего в условиях повышенной интенсивности движения, является
истираемость. Истираемость – способность плиты сохранять массу, объем и
цвет под
влиянием истирающих
факторов. Все методы
определения
истираемости основаны на воспроизведения истирания бетона в практических
условиях. Показателем истираемости является уменьшение массы образца.
ГОСТ
13087-81
«Бетоны.
Методы
определения
истираемости»
представляет два метода определения истираемости: сухим абразивом на
кругах истирания ЛКИ-2, ЛКИ-3 и в полочном барабане истирания. Испытания
данными методами достаточно трудоемки. Поэтому в целях снижения затрат
труда и времени испытания нами было предложено разработать новую
методику испытания бетона на истираемость.
Метод заключается в непрерывном абразивном изнашивании образцов на
диаметрально противоположных сторонах по ширине истирающего круга.
Истирание проводят с нагрузкой на образцы 300 Н.
Износостойкость определяется по формуле, аналогичной ГОСТ 13087.
,
(1)
где m1 – масса образца до испытания; m2 –масса образца после испытания; F –
площадь истираемой грани образца
Работа по разработке и внедрению новой методики была проведена в
рамках компании ООО «Лизинг» г. Армавир. Предприятие занимается
производством товарного бетона марок М100 - М600. Так как бетон
используют для бетонирования дорожек и тротуаров, к нему предъявляется
повышенные требование по истираемости. В настоящее время на предприятии
185
ООО «Лизинг» истираемость определяют на круге истирания ЛКИ-3.
Для реализации новой методики необходима установка, разработанная в
патенте
РФ
2200311
«Изобретение
для
определения
износостойкости
материалов» (рисунок).
Изобретение для определения износостойкости материалов:
1 – шлифовальный круг; 2,3 – узлы прижима; 4,5 – испытуемые образцы;
6 – рычаги, 7,8 – грузы
В качестве абразива на шлифовальном круге используют алмазную
крошку, которую перед каждым испытанием правят алмазным карандашом или
ленту с карбидом кремния, жестко закрепленную на внешней стороне круга
истирания.
В ходе работы был проведен сравнительный анализ методов истирания в
зависимости от количества оборотов и времени, затраченного на проведение
испытания. В качестве испытуемого материала были выбраны 6 образцов
бетона размером 70х70х70 классом по прочности В 25. Результаты
проведенных исследований приведены в таблице.
Сравнительный анализ методов истирания
Показатель
Значение
истираемости
G, г/см2
Кол-во об./м
T. ч.
ЛКИ-3
0,2
560/600
1,5
Методы истирания
Установка с абразивом
алмазная крошка
0,2
215/30
0,2
Установка с абразивом
карбид кремния
0,2
390/418
0,3
186
Из таблицы видно, что время испытания на установке патента на много
меньше, так как ненужно заменять абразив через каждые 30м пути истирания.
Это повышает достоверность результатов, в связи с непрерывным вращением
круга с постоянной скоростью. Таким образом, уменьшается трудоемкость
испытания бетона на истираемость.
Т.А. Киреева
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.А. Серебряная)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ ВЛАЖНОСТНОЙ УСАДКИ БЕТОНА
Как известно, усадка, т.е. уменьшение объема (линейных размеров)
материала с течением времени в результате физических, физико-химических и
химических процессов, приводит к появлению трещин в бетонных и
железобетонных конструкциях, преимущественно в поверхностном слое, что
снижает жесткость и долговечность конструкций. На величину усадочных
деформаций, протекающих в бетоне, оказывают влияние ряд факторов, которые
можно описать с помощью кибернетической модели "черного ящика". К таким
факторам относят входящие факторы:

Х – факторы контролируемые и регулируемые;

F – факторы контролируемые, но не регулируемые;

Z – факторы неконтролируемые и нерегулируемые.
Модель имеет и выход, представленный на рисунке 1 в виде Y.
F
X
Y
Z
Z
Кибернетическая модель «черный ящик»
187
Процесс образования усадочных деформаций характеризуется набором
параметров, которые вместе со входами образуют комплекс факторов Х,
определяющих выход системы Y. Каждый из факторов Х и каждый из выходов
Y имеет ограничения. В табл. дана характеристика параметров, указанных на
рисунке.
Таблица 1
Группы факторов, описывающих процесс образования
усадочных деформаций
Название
фактора
Х
F
Y
Группа
Примерный состав группы
Водоцементное отношение
Модуль упругости бетона
Тип цемента
Свойства заполнителя
Наличие добавок
Входные
Геометрические параметры
контролируемые конструкций
и регулируемые Относительная влажность
окружающей среды
Температура окружающей
среды
Длительность процесса
усадки бетона
Погрешность
измерительного прибора
Скорость усадочных
деформаций
Резкое изменение
Контролируемые,
температуры окружающей
но
среды
нерегулируемые
Неконтролируемые
факторы
показатели сырья
Неконтролируемые
нарушения технологического
процесса изготовления
бетонной конструкции
Усадочные деформации
Выходные
Прочность при сжатии
параметры
Прочность при изгибе
Накладываемые
ограничения
Хi min <Хi <Хi max
Fi min < Fi < Fi max
Yi min < Yi < Yi max
188
Как видно из табл. 1, деформации усадки зависят от ряда факторов,
которые могут быть сведены в три группы. К первой – относятся рецептурнотехнологические факторы: водоцементное отношение, тип цемента, модуль
упругости и свойства заполнителей, наличие добавок и др. Ко второй –
геометрические параметры конструкции, а к третьей – параметры внешней
среды, температура твердения материала и относительная влажность. Есть еще
группа факторов, не связанная непосредственно
с процессом образования
усадочных деформаций, но она должна учитываться. Сюда можно отнести
назначение (условия работы) бетонной конструкции.
В настоящей работе с целью изучения усадочных деформаций цементных
образцов использовали факторы, представленные в табл. 2.
Таблица 2
Факторы, описывающие процесс образования усадочных деформаций
цементных образцов
Группа
факторов
Входные
контролируемые и
регулируемые
Состав группы
Водоцементное отношение
Относительная влажность ,
%
Температура, °С
Длительность изучения
Накладываемые
ограничения
0,256<X1<0,4
33<X2<76
20<X3<22
4 месяца
Е.С. Косякова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.А. Серебряная)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА РАБОТ ПО УСТРОЙСТВУ
ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Автомобильная дорога – инженерное сооружение, предназначенное для
движения автомобилей. В России строительство автомобильных дорог
является одной из самых значимых областей строительной индустрии. И это
вполне объяснимо, ведь качество дорожного покрытия является одним из
показателей экономического благополучия страны.
189
Сама дорога – это сложное инженерное сооружение, из которого мы
видим только верхнюю часть: покрытие и бордюры. И задача сложной
конструкции дороги перераспределить нагрузки от машин на грунт. В
зависимости от конструкции дороги бывают жесткие цементобетонные, и
нежесткие асфальтобетонные.
В данной работе нами было рассмотрено устройство оснований
дорожных одежд из жестких бетонных смесей, уплотняемых укаткой.
Жесткий укатываемый бетон представляет собой разновидность бетона с
минимально возможным содержанием воды и водоцементным отношением,
при котором возможна максимальная степень уплотнения материала катками с
обеспечением формирования плотной структуры. Консистенция бетонной
смеси должна быть такой, чтобы выдержать массу виброкатка и чтобы была
достигнута требуемая степень уплотнения.
При гидратации цемента необходимо около 15% воды от его массы. Поэтому
при расходе цемента 200 - 400 кг/м3 требуется 30-60 л воды для химического
взаимодействия. Остальная вода придает бетонной смеси такие технологические
качества, как удобоукладываемость и удобообрабатываемость. При снижении
расхода воды уменьшаются усадочные и температурные деформации. Другим
преимуществом жестких бетонных смесей является возможность укладки с
помощью
наиболее
щебнераспределителей
распространенных
и
асфальтоукладчиков.
машин:
Отпадает
автогрейдеров,
необходимость
в
использовании дорогостоящих бетоноукладчиков. Таким образом, снижение расхода
цемента, упрощение технологии устройства слоев предопределили разработку и
внедрение технологии укатываемого бетона для дорожного строительства.
В странах Европы и Северной Америки укатываемый бетон в дорожном
строительстве
используют
предназначенных
для
при
движения
устройстве
тяжелых
слоев
покрытий
транспортных
дорог,
средств,
контейнерных терминалов, автомобильных стоянок; подъездных, сельских,
лесных дорог с высокими транспортными нагрузками; второстепенных дорог
190
и улиц, местных дорог и автомагистралей, автомобильных подъездов к
аэропортам, взлетно-посадочных полос аэродромов; в качестве слоя усиления
при реконструкции старых дорожных покрытий.
Технология
устройства
дорожных
оснований
из
уплотненного
цементобетона является относительно новой. Такие конструкции гораздо
прочнее и долговечнее аналогичных, кроме того, на их устройство
затрачивается значительно меньше времени.
В
настоящей
работе
нами
было
рассмотрено
метрологическое
обеспечение работ по устройству оснований дорожных одежд. А именно,
разработаны показатели качества производства работ, карты входного,
операционного и приемочного контроля. Составлен перечень необходимого
измерительного оборудования и средств измерения, а также перечень
нормативно-технического обеспечения, необходимого для производства работ
и контроля качества. Разработаны корректирующие мероприятия.
Подведя итоги, можно сказать, что укатываемый бетон и материалы на его
основе весьма распространены в зарубежных странах и России. Упрощение
технологии в сравнении с традиционным монолитным цементобетоном, меньшая
стоимость, большая долговечность по сравнению с асфальтобетоном – это ключевые
преимущества технологии укатываемого бетона. Поэтому технологию укатываемого
бетона на сегодняшний день можно считать одной из наиболее перспективных.
В. А. Хатламаджиян
(Научные руководители – к.т.н., доц. И. А. Серебряная, ассист. Ю.В. Терехина)
(г. Ростов- на- Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ О МЕТОДАХ ИЗМЕРЕНИЯ КИРПИЧА
РУЧНОЙ ФОРМОВКИ
Кирпич является одним из самых популярных строительных материалов
уже на протяжении многих столетий, но как и в любой другой области в
строительстве существуют свои «модные веяния». В настоящее время,
191
потребители все больше интересуются не только качеством возведения зданий,
но и индивидуальностью внешнего вида этого сооружения. В связи с этим
строители ищут новые архитектурные решения и новые строительные
материалы.
Сравнительно недавно, на Российском рынке появился кирпич ручной
формовки, он оказался востребованным материалом как для реставраций и
реконструкций, так и для оформления фасадов и внутренних интерьеров
современных зданий. Однако основная масса керамического кирпича ручной
формовки,
представленного
представителей,
поэтому
на
рынке,
особенно
важно
это
продукция
продвижение
зарубежных
отечественных
производителей данного материала.
В Южном федеральном округе единственный производитель этой
продукции – предприятие ООО «ТАНДЕМ - ВП», г. Новочеркасск.
Данный кирпич отличается от обычного облицовочного тем, что имеет
множество шероховатостей, неровностей на своей поверхности («эффект
состаривания»). К нему не предъявляются строгие требования по отклонению
от плоскостности граней. Поэтому стандартная
предусматривается
выравнивание
опорных
методика, в которой
поверхностей
шлифованием,
представляется нецелесообразной и трудозатратной.
В соответствии с ГОСТ описывается методика подготовки образцов к
испытанию методом соединения частей образца и выравнивания его опорных
поверхностей с помощью цементного раствора (приготавливают раствор из
равных по массе частей цемента марки 400 и песка, просеянного через сито с
сеткой N 1,25 (В/Ц=0,40 - 0,42). Кирпичи полностью погружают в воду на 1
мин. Затем на горизонтально установленную пластину укладывают лист
бумаги, слой раствора толщиной не более 5 мм и первый, затем опять слой
раствора и второй кирпич. В таком положении образец выдерживают 30 мин.
Затем образец переворачивают и в таком же порядке выравнивают другую
опорную поверхность образца). Данная методика подходит для испытания
192
кирпича ручной формовки, но является трудоемкой, и требует больших
временных затрат ( т. к. образцы перед испытанием должны выдерживаться не
менее 3 суток). В связи с этим мы решили найти альтернативные методы
испытания кирпича на сжатие, которые не требуют такого количества
трудозатрат, но являлись бы достаточно достоверными.
Методы определения прочности при сжатии кирпича ручной формовки
Россия
Подготовка
образцов
к
испытанию
методом
соединения частей образца
и
выравнивания его
опорных поверхностей с
помощью
цементного
раствора:
- Раствор 1:1 по массе
цемент марки 400 и песок,
просеянный через сито с
сеткой N 1,25 (В/Ц=0,400,42).
Кирпичи
полностью
погружают в воду на 1 мин.
Затем на горизонтально
установленную
пластину
укладывают лист бумаги,
слой раствора толщиной не
более 5 мм и первый, затем
опять слой раствора и
второй кирпич.
- Образец выдерживают 30
мин. Затем переворачивают
и в таком же порядке
выравнивают
другую
опорную
поверхность
образца.
Образцы
перед
испытанием
должны
выдерживаться не менее 3
суток.
Недостаток
метода:
является трудоемким, и
требует больших временных
затрат.
Индия
Подготовка
образца
к
испытанию:
пустоты
на
кирпиче
заполняют
цементным
раствором,
но
не
выравнивают поверхности, а
испытывают каждый кирпич
между двумя фанерными
листами.
Скорость
нагружения образца при
испытании
аналогична
Российской методике.
Фанера служит прокладкой,
которая
скрадывает
отклонения от плоскостности
и
позволяет
кирпичу
работать исключительно на
сжатие, что положительно
сказывается
на
достоверности результатов.
Голландия
Подготовка
образца
к
испытанию:
- пустоты не заполняются
- испытывают по два
кирпича, располагая их друг
на друге, пустотами вниз.
- Прокладывают кирпичи
между собой и опорными
поверхностями
войлоком.
Войлок
также
служит
мягкой
прокладкой,
позволяющей
не
выравнивать сами кирпичи,
что значительно упрощает
проведение испытания.
Данный вид испытаний
максимально приближен к
стандартной
Российской
методике, но значительно
проще в исполнении.
193
Для решения данного вопроса был проведен поиск эффективных методик
испытания образцов неправильной геометрической формы на сжатие (таблица).
В настоящей работе проведены испытания, с целью сравнения различных
методик определения прочности кирпича ручной формовки. Были оценены
достоверность и воспроизводимость результатов. Вычислены коэффициенты
перехода значений прочности образцов, испытанных в соответствии с той или
иной методикой.
В.К. Щербакова
(Научные руководители – к.т.н., доц. И. А. Серебряная, ассист. Ю.В. Терехина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРТИЗЫ КАЧЕСТВА
КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
В настоящее время на российском рынке наблюдается большой объем
поставок китайской керамической продукции, в том числе посуды.
Современная керамическая посуда изготавливается из различных видов
глины и добавок путем шликерного литья в гипсовые формы, сушки
полуфабрикатов и обжига. После термической обработки глина становится
огнеупорным, жаростойким и водостойким материалом. В зависимости от
исходного сырья и технологии производства керамическая посуда делится на
фарфоровую – самая дорогая, полуфарфоровую – средний ценовой диапазон и
фаянсовую – самая доступная по цене.
Фарфоровая посуда. Изделия из фарфора изготавливаются на основе
белой глины и обладают не только легкостью и изысканной эстетикой, но и
высокой прочностью, кислото- и жароустойчивостью. При легком ударе об их
поверхность издается продолжительный высокий и чистый звук. Фарфоровая
посуда надолго сохраняет тепло и прохладу, действуя как своеобразный термос.
При этом она очень гигиенична и при всей своей легкости обладает большей
механической устойчивостью, чем все другие виды керамики.
194
Полуфарфоровая посуда (хозяйственная). Изделия из полуфарфора
получили большое распространение благодаря его повышенной механической
прочности и термической стойкости.
Полуфарфор получают из масс на основе беложгущихся глин с
повышенным содержанием полевого шпата или других сырьевых материалов,
которые способствуют образованию спекшегося материала при более низкой
температуре
обжига.
Степень
спекания
определяется
по
величине
водопоглощения и прочности материала после обжига.
Фаянсовая посуда. Фаянсовая посуда является еще одним «детищем»
белой глины, но с меньшей прочностью и термической стойкостью, большей
толщиной стенок и пористостью, что приводит к более заметному впитыванию
влаги и запахов по сравнению с фарфором. Легкий удар о ее поверхность
вызывает глухой, низкий и быстро исчезающий звук, что объясняется низкой
температурой обжига (900-1050 градусов). В целом, механическая прочность
посуды из фаянса ниже фарфоровой на 25 %, которая обжигается при
значительно более высоких температурах (1250-1400 градусов).
Для отнесения керамической посуды к тому или иному виду существует
нормативная база, включающая в себя требования к продукции и методы ее
испытания. В РФ это ГОСТ Р 54575-2011 «Посуда фарфоровая. Технические
условия», ГОСТ Р 54396-2011 «Посуда хозяйственная из низкотемпературного
фарфора (полуфарфоровая). Технические условия», ГОСТ Р 54395-2011
«Посуда фаянсовая. Технические условия».
В соответствии с российскими стандартами, тип керамики устанавливают
по следующим показателям: водопоглощение; твердость по шкале Мооса;
минеральный состав.
Китайская продукция привлекает покупателей своей оригинальностью и,
конечно же, относительной дешевизной. И в связи с тем, что процедура
растомаживания
продукции
полностью
лежит
на
покупателе,
то
он
сталкивается сразу с несколькими проблемами: определение типа и качества
195
продукции, отнесение ее к группе продукции в соответствии с ТНВЭД, уплата
пошлины. В случае с керамическими изделиями часто возникают спорные
ситуации при оценке соответствия продукции маркировке и сопроводительным
документам.
В данной работе сделана попытка разобраться, что представляет собой
каждый из вышеописанных видов керамической посуды, ее свойства и
преимущества. Были проведены испытания китайской керамической продукции
«Чайная
пара»
для
определения
вида
продукции
и
соответствия
маркировочным данным.
В.С. Букина
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И. А. Серебряная)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА
НОЖЕЙ ОХОТНИЧЬИХ
Основными принципами, на которых основываются методы испытания
ножей – прочность, надежность, степень режущих свойств и удобство
обслуживания.
Нож по определению должен быть прочным, выдерживать значительные
нагрузки, не ломаясь и не сгибаясь. Нет ничего хуже сломанного посреди леса
ножа в самый неподходящий момент или гнутого в такой же ситуации. Также
плох тот нож, у которого кончик обломился от удара или при попытке поддеть
что-нибудь. Не важно, для чего конкретно этот нож: охотничий, туристический
или рабочий. Именно эти высокие показатели отличают качественный нож от
обычного ножа массового производства.
Сейчас у любителей ножей в России есть достаточно много возможностей
выбрать и купить нож, который нравится. Есть много форумов и конференций,
где любители ножей обсуждают достоинства и недостатки
моделей.
Практически на всех отечественных конференциях довольно часто задаются и
196
обсуждаются вопросы качества ножей.
Существуют различные методы измерения основных показателей
качества ножей (таблица), среди них:
-
стандартные методы, представленные в ГОСТе, используемые
предприятием-изготовителем в специально оборудованных лабораториях;
- тестирования с использованием несложного оборудования, путем
воздействия на контрольный образец или его эксплуатации;
- «народные» методы – простые тесты, с помощью которых можно
определить качество клинка, как при его покупке, так и позже, в домашних
условиях без специального оборудования.
С выбором хорошего ножа придется повозиться. Но если настойчиво
искать то, что нужно, наградой станет удобный и прочный помощник, который
станет постоянным спутником на охоте и рыбалке.
Методы измерения основных показателей качества ножей
Методы измерения в
соответствии с ГОСТ
Измерен е
твердост
стал по Роквеллу ГОСТ
9013-59(ИСО 6508-86)
Твердость по Роквеллу твердость, определяемая
разностью
между
условной максимальной
глубиной проникновения
алмазного
конуса
и
остаточной глубиной его
внедрения под действием
основной силы.
Определен е
степен
заточк кл нка ГОСТ Р
51644-2000
Проверка
степени заточки клинка
ножа шкуросъемного и
разделочного
может
проводиться
путем
пятикратного
среза
березовой
палочки
диаметром 10-12 мм и
влажностью не более
Тестирование
Тест рован е на прочность
Лезвие, не насаженное на
рукоять, кладется на две
опоры своими концами
(острием и хвостовиком) и
подвергается
нагрузке
минимум
40
кг
(в
зависимости от толщины.
Толщина от 1 мм). Лезвие не
должно
сломаться
или
погнуться, должно вернуть
свою изначальную форму.
Тест рован я остр я на
стойкость.
Острием
наносятся 3 удара в толстую
алюминиевую пластину под
углом 60 градусов к ней.
Кончик
не
должен
обломиться
или
выкрошиться. Сила удара
может
замеряться
на
динамометре (на котором
установлена пластина).
«Народные способы» оценки
качества
Вытереть лезвие насухо и
начисто и подышать на него.
Затем смотреть, как сходит
испарина. Должна сходить
ровно и лежать ровно без дыр и
кривулей. Это говорит о том,
что сталь однородная.
Поднести к уху кончик лезвия и
подушечкой большого пальца
тихонько погладить поперек
режущей кромки. Хорошее
лезвие отзванивает высоким
звоном. Это как раз и есть
признак хорошей закалки.
Резать медную монету. Чисто
режется и долго, — значит,
сталь хорошо закалена и РК
«держит».
Если
сначала
цепляет, а потом переходит на
скольжение,
—
значит,
первичная острота быстро села
о монетку, а сталь либо плохого
качества, либо плохо закалена.
197
Окончание таблицы
12%,
при
этом
оценивается
состояние
поверхности
срезов,
которые должны быть
достаточно ровными и
без задиров.
Определен е прочност
упругост
ГОСТ
Р
51644-2000
Определен е
л нейных
размеров
ГОСТ
Р
51644-2000
Тест рован е на режущ е
свойства.
Тестирование
заключается в подсчете
количества
резов
по
твердому
материалу
(твердые сорта древесины,
оргстекло, полистирол). Для
измерения
усилия
необходимы
весы
или
динамометр
и
образец
контрольного разрезаемого
материала.
Самая простая конструкция
для измерения усилия –
напольные весы с ценой
деления 1 кг с приклеенным
к
нажимной
пластине
бруском, имеющим паз для
контрольного образца и
выемку в месте разрезания.
Контрольный
образец
должен плотно лежать в
пазе.
Резать
простой
бытовой
изолированный
двужильный
провод с медными жилками.
Если после 5-6-ти резов
признаков затупления нет или
они не значительные, то сталь
считается хорошей.
Крепление рукояти и клинка.
Ударить клинком плашмя по 12 раза с каждой стороны.
Удары наносить средней силы
и желательно по дереву.
Крепление должно оставаться
прочным.
Особое
внимание
следует
уделить рукоятке. Она может
сделать обращение с ножом понастоящему
приятным
и
легким. Выбирать ее следует,
исходя из собственных нужд и
с точки
зрения личного
комфорта.
Клинок
нужно
обязательно подержать в руке,
попробовать, насколько удобно
с ним работать, например, в
теплых перчатках.
А.В. Шаталов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И. А. Серебряная)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА МУЖСКОЙ ПОВСЕДНЕВНОЙ ОБУВИ
Обувь относится к предметам первой необходимости и является товаром
сложного ассортимента. Она выступает важным элементом современного
художественно-организованного,
гармоничного
ансамбля
одежды.
Энциклопедический словарь определяет обувь как «часть одежды человека,
предназначенную для предохранения ног от вредных воздействий».
198
Возникновение обуви неразрывно связано с естественной потребностью
защитить стопу от повреждений и неблагоприятного воздействия факторов
окружающей среды. Поэтому наиболее важной функц ей обуви является
защ тная, ут л тарная.
Утилитарная функция, призванная обеспечить условия для нормальной
деятельности стопы, может рассматриваться с точки зрения необходимости
предупреждения заболевания стоп (профилактическая обувь), восстановления
утраченных функций стопы (ортопедическая обувь). Как элемент костюма
обувь выполняет и эстет ческую функц ю, заключающуюся в создании
определенного зрительного эффекта и психологического восприятия, например
мужская повседневная обувь.
Для получения качественного конкурентоспособного товара, необходимо
стандартизировать процесс производства обуви, при этом уделяя особенное
внимание контролю качества работ. В настоящей работе выбрано базовое
изделие, разработан технический контроль качества (входной, операционный,
приемочный), подобраны испытательное оборудование и средства измерения, а
так же собран перечень нормативно-технической документации, необходимой
для производства обуви.
В таблице представлены разработанные показатели качества мужской обуви.
Показатели качества мужской повседневной обуви
Группа
Комплексные
потребитель
показатели
ских
свойств
1
2
ФункциоОптимальные условия
нальные
функционирования
стопы
Устойчивость
положения
человека
стоя
Универсальность
применения
Единичные показатели
3
-Соответствие внутренних размеров обуви
форме и размерам стопы;
-Рациональность подбора фасона обуви;
-сопротивление подошвы скольжению
-сцепление подошвы с опорной поверхностью
при ходьбе;
- сезонность применения;
- условия эксплуатации;
- широта использования по назначению;
199
Окончание таблицы
Надежность
Эстетические
Свойства
социального
назначения
Эргономические
Безотказность
-гарантийный срок носки обуви;
- вероятность безотказной работы;
- интенсивность отказа;
Долговечность
- устойчивость материалов к истиранию;
- устойчивость материалов к растяжению;
- устойчивость материалов к многократным
изгибам;
- устойчивость окраски к воздействию пота;
- устойчивость окраски к сухому и мокрому трению;
- морозостойкость;
- прочность ниточных креплений деталей верха;
- прочность крепления подошвы;
- прочность крепления каблуков;
- прочность крепления фурнитуры
Соответствие
Соответствие стилю;
художественным
Соответствие моде;
тенденциям
Оригинальность художественного замысла;
Информационная
Гармоничность
модели
с
элементами
выразительность
окружающей среды;
- соответствие формы назначениюобуви;
Рациональность формы рациональная
красота
конструкции,
материалов и технологии обработки;
соответствие
формы
эргономическим
требованиям
Общественная
- острота неудовлетворенного спроса на
целесообразность
обувные товары;
Социальный адрес
- соответствие обуви потребностям населения;
- удовлетворение спросу;
Соответствие
обуви - конкурентоспособность;
оптимальному
- степень обновления ассортимента.
ассортименту
Гигиенические
- водопромокаемость;
- воздухопроницаемость;
- гигроскопичность;
- теплопроводность;
- удельное поверхностное электрическое
сопротивление
Физиологические
-масса обуви;
- гибкость обуви;
-отсутствие складок на подкладке;
Психологические
- цвет;
- яркость;
- сочетание цветов;
- расположение деталей изделия;
Антропометрические
- соответствие размерному ассортименту;
- удобство одевания и снятия обуви;
- высота обуви;
- мягкость обуви;
- ширина голенищ.
200
Е.Ю. Беспалый, Д.Ю. Кучеренко, В.Х. Согомонов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕМОНТАЖА КОНСТРУКЦИЙ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
По оценкам специалистов в крупных городах процент зданий и
сооружений, физически и морально устаревших, составляет более 60 %.
Актуальность поиска решений в вопросах разрушения ветхих зданий,
переработки демонтированных конструкций и повторного использования
продуктов разрушения, не вызывает сомнения.
В
настоящее
время
в
арсенале
«разрушителей»
значительное
разнообразие методов и средств разборки зданий, от самых простых – шармолот до современных технологий использования «энергии молнии». Но
основная проблема заключается в том, что сносимые здания расположены в
районах плотной городской застройки, как правило, окружены новыми
высотными зданиями, расположены вдоль городских дорог. Шум, значительная
вибрация, вследствие обрушения здания, резки и раскалывания конструкций, а
также чрезвычайное пылевыделение, являются причинами невозможности
организации демонтажа и вместо поиска относительно беспыльных и
безшумных технологий, процесс сноса и переработки конструкций просто
откладывается. Япония, европейские страны, в отличие от России, не
располагают землями для расширения городов, поэтому процесс уплотнения,
«омоложения» городской застройки имел место уже в 60-70х гг и в настоящее
время весьма широко применяются технологии «оперативной замены» старого
здания на новое современное.
Работа посвящена анализу методов разборки зданий и сооружений. В
результате проведенного анализа определены основные виды основного и
вспомогательного оборудования для демонтажа конструкций и последующей
их переработки для повторного использования.
201
Разборка зданий может быть полной или частичной. Если физический
износ всех внутренних конструкций составляет более 60%, то здание
полностью подвергают обрушению. Процент физического износа здания в
целом определяют как среднее арифметическое значение, полученное по
результатам износа отдельных конструктивных элементов и удельным весом их
стоимости. Частичная разборка зданий осуществляется при капитальном
ремонте здания, его отдельных частей или секций. В зависимости от износа
элементов строительных конструкций зданий и сооружений различают
следующие виды сноса: без предварительной размонтировки и вывоза
внутренних коммуникаций, оборудования, инженерных систем, а также
светопрозрачных и ограждающих элементов; с частичной предварительной
размонтировкой и полной размонтировкой и повторным использованием в
строительстве всех инженерных систем, коммуникаций и оборудования. В
зависимости от вида здания, конструктивных решений, использованных
материалов и конструкций, а также наличия соответствующей техники с учетом
месторасположения объекта определяют способ разборки. Выбор того или
иного способа разборки следует обосновывать в каждом конкретном случае
технико-экономическими расчетами. До начала разборки здания производят
обследование технического состояния здания и его конструкций с целью
установления
их
фактического
состояния,
размеров,
массы,
способов
соединения конструкций между собой, всех других факторов, которые могут
повлиять на выбор способа производства ремонтно-строительных работ. В
результате анализа отечественной и зарубежной литературы, установлены
наиболее
распространенные
Установлено,
что
степень
методы
и
средства
разрушения
разрушения
бетона,
зданий.
оцененная
по
гранулометрическим характеристикам продуктов разрушения и «чистоте»
«освобожденной» арматуры и природного заполнителя значительно выше при
использовании энергетического взрывного воздействия в разных средах.
202
Классификация методов разрушения конструкций и виды используемого
оборудования представлены в таблице.
Наименование метода
разрушения конструкций
Виды основного и вспомогательного
оборудования для демонтажа и разрушения
конструкций
Методы механического воздействия
Ударный метод
Установки клин-молот, шар-молот.
Навесные пневмо- и гидромолоты
Раскалывание
Гидроклин,
гидропороховой
скалолом,
расширяющиеся смеси, взрыво-генераторные
установки
Резка
Аппарат термической резки с применением
кислородного дутья, плазмы, электрической дуги.
Алмазные отрезные круги
Дробление
Бетонолом, дробилки роторные, щековые,
конусные, дробильно-сортировочные установки
Разрушение
Взрывчатые вещества (жидкая углекислота
расширением
(кардокса), установки гидровзрыва
Метод
Ручные сверлильные станки с твердосплавными и
расчленяющего
алмазными кольцевыми сверлами, сверлильные
действия
станки с алмазными кольцевыми сверлами,
станки с алмазными отрезными дисками,
гидравлическое устройство для срезки голов
свай, электрические бороздоделы, кислородное
копье, газоструйное порошково-кислородное
копье, порошково-кислородный резак, реактивноструйная горелка, установки плазменной резки и
электродугового плавления
Методы энергетического воздействия
Гидроимпульсный
Установки электрогидравлического эффекта ЭГУ
метод
«Вулкан», ЭГУРН «Базальт»
Метод
Установки, индуцирующие короткие импульсы
электродинамической
(менее 500 наносекунд) грозового разряда
фрагментации
(молния)
Ударно-импульсный
Экспериментальная установка ЭВП,
метод
электрического соответствующая ГОСТ 17512-82
взрыва проводников
«Электрооборудование и электроустановки на
напряжение 3 кВ и выше»
В нашей работе планируются экспериментальные исследования характера
разрушения бетона при электрическом взрыве медных, нихромовых и
203
манганиновых проводников, размещенных в толще модельных образцов бетона
для оценки эффективности и безопасности энергетического метода ЭВП в
условиях ограниченного пространства строительного пятна.
Н.А. Терехова, Я.И. Костыря
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ БЕТОННОЙ И КИРПИЧНОЙ ПЫЛИ
НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ
Актуальность повторного использования промышленных отходов тесно
связана не только с экологической безопасностью, но и с экономической
эффективностью, так как использование отходов в виде вторичного сырья
гораздо дешевле, чем хранение или уничтожение техногенных отходов.
Преобладающей основой разработок состава строительных материалов в
последней
четверти
повышенной
ХХ
в.
дисперсности,
стали
вплоть
принципы
до
многокомпонентности
наноразмерности
и
отдельных
компонентов. Развитие научными школами НИИЖБ, МГСУ, НИИЦемента
разработок композиционных, тонкомолотых многокомпонентных вяжущих;
многокомпонентных бетонов, теории формирования и прогнозирования
свойств бетонов с техногенными отходами стало новым этапом научного
обоснования расширения применения вторичного сырья в производстве
строительных материалов.
Аналитический обзор монографии Ю.М. Баженова «Модифицированные
высококачественные бетоны» и других работ в области рециклинга материалов
позволил сформировать направление нашей исследовательской работы,
основанной
на
изучении
возможности
расширения
эффективного
использования ультрадисперсных наполнителей, полученных при переработке
(дробление,
помол)
бетонных
конструкций
и
кирпичной
кладки
в
204
формировании свойств вяжущих и бетонов. Отдельным достижением является
развитие представлений о ранговости пористости и повышения прочности
цементного камня при использовании ультрадисперсных наполнителей и роли
демпфирующих наполнителей из отходов в повышении показателей прочности
и долговечности.
При дроблении вторичного бетона образуется большое количество пыли,
которая в зависимости от своей дисперсности, может являться уплотнителем,
разбавителем или наполнителем цемента при формировании структуры
цементного
камня.
тонкодисперсных
Ранее
наполнителей
установлено
разнообразной
положительное
природы
на
влияние
физико-
механические и химические свойства цементного камня и сформулированы
теоретические основы этого влияния на цементную матрицу.
В нашей работе анализируется влияние пыли, полученной в результате
дробления бетона и кирпичной кладки на дифференциальную пористость
твердеющего цементного камня и, следовательно, на его прочностные и
деформативные характеристики. Предполагается гипотеза – оптимальное
количество, определенная тонкость помола, комплексные химические добавки
и специальные технологические режимы, позволят получать конструкционные
и дорожные бетоны с высокими показателями прочности и долговечности.
Положительное влияние пылевидной фракции заключается в повышении
водоредуцирующего
действия
гиперпластификаторов
с
увеличением
дисперсности наполнителя. Пыль, получаемая при дроблении вторичного
бетона, является многокомпонентной, поэтому сделать однозначные выводы о
её влиянии на структуру и прочность цементного камня можно только после
проведения соответствующих исследований.
Первые экспериментальные данные испытаний цементных паст с
постоянным В/Ц, а также паст с постоянным В/Т в которые вводились
наполнители кирпичной и бетонной пыли с удельной поверхностью Sо = 6000;
9000 и 11000 см2/г, показали в 7-суточном возрасте 3-кратное увеличение
205
прочности цементного камня, а в 28 суток повышение прочности увеличилось
вдвое. В пастах с постоянным В/Т повышение прочности составило 17 %.
Дальнейшие исследования направлены на изучение структурообразования и
формирования свойств мелкозернистых бетонов на основе вторичных
разномодульных заполнителей и наполнителей.
Т.И. Диденко
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
В связи с утверждением программы по увеличению энергетической
эффективности
требования
к
уровню
теплоизоляции
ограждающих
конструкций были значительно увеличены. Производство многослойных
ограждающих
конструкций,
отвечающих
современным
нормам
энергосбережения, приобрело массовый масштаб. Но для достижения высоких
показателей энергоэффективности зданий и сооружений необходимо не только
применять инновационные материалы, но и учитывать особенности их
совместной работы, поэтому целью нашей работы явился анализ каждого
конструктивного элемента многослойной стены с обозначением предъявляемых
требований. В исследовательской части работы проанализированы и учтены
физические процессы, происходящие в каждом слое и протекающие между
слоями, изучены конструктивные требования, учитывающие совместную
работу всех слоёв. Аналитическая работа проведена на основе материалов
технических экспертиз, проведенных ростовской организацией АНО ИЦ
«Технострой», что позволило установить ряд проблем, возникающих при
эксплуатации многослойных ограждающих конструкций.
В работе рассматриваются элементы трёхслойной стены и основные
требования, предъявляемые к каждому элементу такие, как несущий слой,
206
теплоизоляция, вентилируемый зазор, облицовка и связи. Важнейшие
требования,
предъявляемые
к
внутреннему
несущему
и
наружному
облицовочному слоям – механические. Основные требования, предъявляемые к
теплоизоляции – гидрофобность, устойчивость к усадке и долговечность.
Сохранность этих свойств в течение эксплуатации обеспечивает требуемое
термическое
сопротивление,
и,
следовательно,
энергоэффективность
ограждающих конструкций и зданий в целом.
Причиной потери теплоизоляционных свойств, в основном, является
преждевременное
разрушение
внутреннего
слоя
утеплителя,
вследствие
затруднения влагоудаления из внутренней части и проявления эффекта
паронепроницаемости конструкции. Взаимное расположение слоев ограждающих
конструкций должно исключать возможность накопления влаги в процессе
эксплуатации в соответствии с требованиями СП 23-101-2004 "Проектирование
тепловой защиты зданий", поэтому в работе нами проведен расчёт ширины
вентилируемой прослойки, оптимальной для удаления внутренней влаги.
Установлены факторы, влияющие на эффективность процесса влагоудаления и,
следовательно, повышения энергоэффективности ограждающих конструкций:
ширина воздушного зазора, длина вентиляционного канала, разница температур и
плотностей воздуха у концов канала.
Не принимая во внимание (в данной работе) значение межслойных
связей, которые являясь "мостиками холода", могут значительно снизить
термическое
сопротивление
всей
ограждающей
конструкции,
мы
проанализировали и обобщили мероприятия, направленные на обеспечение
правильной «работы» многослойной конструкции с вентилируемым зазором:
- необходимо обеспечить оптимальную ширину вентилируемого зазора и
исключить отхождение поверхности утеплителя от наружной поверхности
бетонной стены использованием пластикового фиксатора, который прижимает
плиту утеплителя к внутренней стене и позволяет воздуху в прослойке течь без
дополнительных сопротивлений;
207
- необходимо устраивать специальные отверстия (продухи) в нижней и
верхней части стены. Площадь таких отверстий из расчета 40 см2 на каждые
10 м2 поверхности стены является достаточной мерой для проветривания
воздушной прослойки. Для этой цели можно использовать либо пустотный
кирпич, положенный на ребро, либо оставлять некоторые вертикальные швы в
нижнем ряду кладки без цементного раствора;
- необходимо устройство отводных каналов в нижней части утеплителя
для удаления конденсата и влаги за пределы конструкции.
Таким образом, соблюдение нормативных требований и реализация
данных
рекомендаций
позволит
увеличить
безремонтный
срок
и,
следовательно, снизить затраты на эксплуатацию здания, а также обеспечить
правильную работу многослойной конструкции, что позволит снизить
издержки на энергоносители.
К.А. Голубенко, В.О. Экизян
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ СООТВЕТСТВИЯ УТЕПЛИТЕЛЯ
ISOPLAAT ТРЕБОВАНИЯМ СИСТЕМЫ РОССТАНДАРТ РФ
Древесноволокнистые
плиты
финской
торговой
марки
ISOPLAAT
(ИЗОПЛАТ) – это экологически-чистые материалы для ветрозащиты, тепло- и
звукоизоляции, выравнивания стен, потолков и полов, как в городских постройках,
так и в загородных домах. Плиты ИЗОПЛАТ производят из древесноволокнистого
материала хвойных пород дерева без применения химических добавок. В качестве
связующего используется древесная смола. В плитах отсутствуют токсичные,
вредные для здоровья и окружающей среды вещества и синтетические добавки, в
том числе формальдегидный клей. Отличительной особенностью плит ИЗОПЛАТ
является их высокопористая структура и эластичность матрицы полотна, что
существенно расширяет область их применения.
208
Плиты
ИЗОПЛАТ
появились
на
российском
рынке
отделочных
материалов год назад. Фирмы, продвигающие импортную продукцию на
отечественный рынок, заявляют её высокие функциональные и экономические
преимущества перед отечественными аналогами. Вся продукция, к которой
предъявляются требования безопасности при использовании, в обязательном
порядке должна подвергаться процедуре подтверждения соответствия в виде
сертификации или декларирования. Не исключением является и импортная
продукция.
Товаросопроводительные
документы
плит
ИЗОПЛАТ
содержат
протоколы испытаний по звукоизоляции (на англ. языке) технического
исследовательского
центра
Финляндии,
пожарный
и
гигиенический
сертификаты, сертификат экологической безопасности, сертификат качества
Bureau Veritas. Представленной информации для целей подтверждения
безопасности ввозимых изделий, не достаточно.
В нашей стране действуют три системы, по которым может проводиться
обязательное подтверждение безопасности ввозимых изделий, в зависимости от
действующих документов на конкретную продукцию:
- Система ГОСТ Р, применяемая для продукции, которая представлена в
перечне товаров, подлежащих обязательной сертификации и декларированию, в
соответствии с Постановлением Правительства РФ № 982:
- Система технического регулирования по российским техническим
регламентам – для продукции, которая попадает под действие принятых ТР РФ;
- Система технического регулирования по техническим регламентам
Таможенного союза – для продукции, которая приведена в ТР ТС.
Плиты
ИЗОПЛАТ,
являющиеся
аналогом
ДВП
российского
производства, не входят в перечень продукции, подлежащей обязательной
оценке
соответствия.
Проведение
обязательной
сертификации
или
декларирования импортных плит ИЗОПЛАТ может быть осуществлено только
на соблюдение требований ТР ТС, так как для таких изделий невозможно
209
подтверждение безопасности по национальным или гармонизированным
межгосударственным стандартам. Для оценка соответствия плит ИЗОПЛАТ
требованиям ТР ТС необходимо:
-
дополнить
имеющийся
комплект
документов
сведениями
о
происхождении продукции, о самом производителе, так как продавец и
производитель – разные организации (лица). Также должен быть предоставлен
контракт на поставку плит ИЗОПЛАТ на территорию России;
- использовать для оформления сертификата одну из схем подтверждения
соответствия требованиям ТР ТС: схема 1 (краткосрочные контракты), схема 2
(долгосрочные контракты/серийные поставки отдельными контрактами), схема
6 (только для поставщика), схема 9 (малая партия неповторяющейся продукции
/единичное изделие).
Еще одной особенностью сертификации импортных товаров является
возможность признания протоколов испытаний, полученных при проведении
оценки подтверждения безопасности на территории своей страны (ФЗ РФ №
184, ст. 29). Это делается возможным при достоверности результатов поверки
испытательной техники, которая проводилась не позднее, чем за 6 месяцев до
подачи заявки на прохождение обязательной сертификации в России.
Распространенной формой подтверждения соответствия импортных
товаров является оформление декларации о соответствии требованиям ТР ТС с
использованием схем декларирования для конкретной продукции.
Поставщик при составлении декларации также может опираться на
собственные доказательства или оформить документ при помощи органа по
сертификации. В обоих случаях решением о регистрации декларации служит
предоставление неопровержимой доказательной базы, по которой можно
определить безопасность импортируемой продукции. При этом чаще всего
используются протоколы испытаний, которые проводились заранее, но не
позднее, чем за 6 месяцев до начала оформления декларации о соответствии.
210
Однако, для всей продукции, поставляемой из-за рубежа, хорошим
дополнением в подтверждении уже не только безопасности, но и качества
товаров является добровольная сертификация по схемам Росстандарта РФ.
О.С. Кострица, В.А. Храмеева
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
О ДОЛГОВЕЧНОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ НАРУЖНЫХ
СТЕН ПОЛНОСБОРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ
Конструкции
многоэтажных
полносборных
жилых
домов
должны
выдерживать срок эксплуатации не менее 100 лет. Внутренние несущие
конструкции в силу надежной конструктивной схемы достаточно долговечны.
Но срок службы ограждающих многослойных конструкций, даже при
благоприятных условиях эксплуатации, вряд ли достигнет проектного срока.
Таким образом, срок нормальной эксплуатации зданий и сооружений зависит
от качества наружных многослойных конструкций. Долговечность наружного и
внутреннего
слоёв,
изготавливаемых
из
бетонов
класса
В15
-
В20,
облицованных керамической или пескобетонной плиткой не вызывает
беспокойства. Проблемы ожидаются со слоем эффективного утеплителя из
плит
полистирольного
пенопласта
(самого
дешевого
и
потому
распространенного). Через 25-35 лет (а то и ранее), плиты пенопласта
разлагаются. Внутри трёхслойных панелей образуются полости, заполненные
газовой смесью. При отсутствии сквозных щелей газ внутри полостей,
находящийся
в
неподвижном
состоянии,
может
выполнять
функцию
эффективного утеплителя. Но в реальных условиях, как раз, прежде всего,
разрушаются стыки между панелями, что и приводит к нарушению целостности
конструкции и деструктуризации слоя утеплителя. Ремонт швов и заполнение
внутренних полостей, например, строительной пеной, представляется хоть и не
211
дешевым мероприятием, но технически возможным, так как может быть
произведён из внутренних помещений. Особую проблему представляют собой
отдельные дискретные связи наружного и внутреннего слоев, которые могут
преждевременно выйти из строя по двум причинам: из-за коррозионного
разрушения связей при применении для них обычной углеродистой стали и изза разрушения зон анкеровки связей в бетонных слоях.
Обследование трёхслойных конструкций, выпущенных ЗАО «ККПД» и
монтированных в жилые объекты, в 2001 году показало, что даже полное
разрушение основных дискретных связей в виде железобетонных шпонок, не
приводит к разрушению панелей в целом. Функцию соединения бетонных слоев в
этом случае берут на себя "запасные" дискретные связи в виде монтажных петель, а
также анкеров закладных деталей, которые проходят сквозь слой утеплителя в
наружный бетонный слой, где анкеруются, поскольку малая толщина внутреннего
бетонного слоя ненесущих панелей не позволяет разместить закладные только во
внутреннем слое. Значительный диаметр монтажных петель (12 мм и более)
позволяет предположить, что коррозия этих элементов за весь нормативный срок
эксплуатации не приведет к их разрушению.
Установив основные причины снижения долговечности многослойных
ограждающих конструкций, сделаем выводы: ненесущие трехслойные панели
наружных стен целесообразно обследовать через 20 эксплуатации, например, во
время текущего ремонта здания. Методы обследования и инструментарий –
современное физико-техническое оборудование для неразрушающего контроля
или механическое и оптическое оборудование для проверок осмотром и
зондажом, например, методом сверления отверстий, взятия кернов и т.д.
Своевременный ремонт и восстановление слоя утеплителя, локальные
ремонтные
работы
обеспечивают
по
наружному
эксплуатационную
и
внутреннему
долговечность
бетонным
здания.
слоям,
Качество
и
долговечность многослойных стеновых панелей в значительной степени
зависят от качества монтажных работ.
212
Таким образом, при грамотном монтаже, ответственном авторском
надзоре (контроле) и правильной эксплуатации, а также квалифицированном
ремонте сборных наружных стен, срок их эксплуатации может превысить
нормируемые 100 лет.
З.С. Роман, Л.А. Манвелян
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКСПЕРТИЗА КАЧЕСТВА
ТЕПЛО-ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПЛИТ ISOPLAAT И АНАЛОГОВ
РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Древесноволокнистые плиты ISOPLAAT (ИЗОПЛАТ) представляют
собой реальную конкуренцию отечественным аналогам ДВП, гипсокартонным
панелям. ИЗОПЛАТ - полностью однородный, паропроницаемый, природный
утеплительный и звукоизолирующий материал, обладающий необходимой
прочностью для каркасного домостроения. Мягкие ДВП плиты ИЗОПЛАТ –
лидер среди ветрозащитных материалов для каркасного и загородного
домостроения в Скандинавских и Прибалтийских стран. Ценовая политика
продвижения в России, более чем благоприятная. Компании-поставщики
обещают потребителям экономию средств и на этапе строительства дома, и в
дальнейшем на отоплении жилья.
Сравнительная экспертиза качества позволяет оценить преимущества и
недостатки импортной продукции в сравнении с отечественными аналогами,
установить соответствие нормативным требованиям, принятым в стране
потребления
продукции
и
подготовить
экспертное
заключение,
предотвращающее ввод в заблуждение потребителей.
В нашей работе рассмотрены заявленные преимущества импортной
продукции ИЗОПЛАТ, среди которых внимания заслуживают, дословно: «Все
плиты ISOPLAAT естественным образом поглощают и отдают влагу» и «Плиты
ISOPLAAT экологичны и безопасны для здоровья, т.к. в составе кроме,
213
древесины ничего больше и нет». Представленные для целей таможенной
легализации и экспертизы качества сертификаты пожарной и санитарногигиенической безопасности, не позволяют сделать заключение о безопасности
(экологичности) продукции ИЗОПЛАТ. Поэтому, целью наших исследований
является сопоставление показателей качества импортной и отечественной
продукции одного целевого назначения и оценка соответствия показателей
безопасности и качества требованиям российских стандартов и технических
регламентов. Сопоставлялись параметры качества – плотность материала,
коэффициенты теплопроводности, звукопоглощения, прочность при изгибе,
воздухопроницаемость,
паропроницаемость,
разбухание
по
толщине,
водопоглощение. Несоответствие показателей воздухо-, паропроницаемости и
показателя
водопоглощения,
позволяют
предположить
наличие
водоотталкивающих пропиток. Дальнейшие исследования направлены на
вещественный
анализ
материала
ИЗОПЛАТ
и
изучение
технологии
производства для подготовки компетентного заключения о качестве и
безопасности импортного аналога.
В.А. Шильченко
(Научный руководитель – к.т.н., доц. И.О. Егорочкина)
(г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
А МОЖЕТ ВСЁ-ТАКИ ОДНОСЛОЙНЫЕ
ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ?
В настоящее время накоплен опыт использования многослойных
ограждающих конструкций заводского изготовления. И ожидания высокой
экономичности и энергоэффективности, судя по многочисленным рекламациям,
как производственников, монтажников, так и рядовых потребителей, не совсем
оправдались. Даже при соответствующем качестве материалов и правильно
организованных монтажных работах, риск потери теплоизоляционных свойств
и разрушения наружного слоя с утеплителем достаточно высок. В этом случае,
214
весьма затратный ремонт и замена конструкций возлагается на собственников
жилья. А в ряде случаев «хирургический» метод заканчивается приговором:
«Сносить!».
Как пишут специалисты, мечта о безремонтном сроке
эксплуатации многослойных конструкций, оказалась несбыточной.
Не обсуждая проблемы технического исполнения и заводского контроля
качества
многослойных
конструкций,
а
также
качество
погрузочно-
разгрузочных работ и транспортировки к месту монтажа, отметим, что
значительный вклад в качество многослойной конструкции вносит подрядчик.
И результаты его работы менее предсказуемы, так как большой объём работ по
возведению многослойных стен является скрытым. Это обстоятельство снижает
надёжность стены и здания в целом, причём сложно оценить насколько.
В нашей работе проанализированы два варианта устройства теплого
фасада: изготовление многослойных панелей в заводских условиях и утепление
однослойных ограждающих конструкций в процессе возведения зданий на
стройплощадке. При надлежащем контроле за строительным процессом, можно
добиться хорошего качества работ (что опять остаётся на совести подрядчика и
авторского надзора). Но, однозначно, экономически более эффективным
представляется
возведение
наружных
конструкционно-теплоизоляционных
однослойных
бетонов
с
конструкций
последующей
из
отделкой
эффективным утеплителем и защитным ремонтопригодным слоем. Для ещё
большей экономической эффективности в нашей работе рассматривается
возможность замены дорогостоящего заполнителя керамзитобетонных панелей
вторичным заполнителем из кирпичного боя. Хорошие теплотехнические
характеристики и практически нулевая цена кирпичного щебня, позволяют
высвободить дополнительные средства на утепление и облицовку фасада.
В результате проведенного исследования сделаны следующие выводы:
1. Все жилые здания, построенные в России, требуют отопления и, в
соответствии с нормативными требованиями, требуемого термического
сопротивления ограждающих конструкций для сохранения тепла и сокращения
215
расхода теплоносителей, поэтому устройство тёплых фасадов является
обязательным;
2. Сложные условия эксплуатации и суровый климат приводят к
преждевременному разрушению слоёв как утеплителя, так и отделочного,
поэтому схема утепления фасада должна предусматривать удобство (тем более
возможность) осуществления фрагментарных ремонтных работ.
3. Целесообразен монтаж однослойных стеновых конструкций на основе
заполнителей низкой себестоимости – из дробленого бетона, кирпича с
последующим утеплением и облицовкой в условиях стройплощадки.
А.А. Харитонов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.А.Шляхова)
(г. Ростов на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВНУТРЕННИХ
СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ
Внутренняя стеновая панель является тонкостенным изделием с
толщиной в интервале от 100 до 360мм. Эта особенность конструкции приводит
к повышенному трещинообразованию. Недостатки, неисправности или дефекты
внутренних стеновых панелей при изготовлении на предприятиях ЖБИ могут
быть следующими: пустоты и полости; несоответствие стандартным размерам;
сквозные и усадочные трещины; частичное разрушение или растрескивание
бетона панели; расслаивание; нарушение геометрии плиты (вогнутость, и т.д.);
сколы углов. Большинство из перечисленных дефектов возникают еще на
стадии формования стеновой панели, однако образование трещин может быть
вызвано нарушением тепловлажностного режима ускоренного твердения
бетона. Одним из возможных путей решения данной проблемы, по данным
С.М. Ицковича, может быть использование пористых микронаполнителей,
которые, аккумулируя в своих порах часть воды затворения, могут отдавать ее
216
по необходимости твердеющему цементному камню. В силу особенностей
капиллярной структуры и процесса массообмена, цементный камень при
твердении будет получать необходимое количество влаги для обеспечения
оптимального режима.
А.А. Руденко, А.Ю. Манзулов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.А. Шляхова)
(г. Ростов на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
РОЛЬ КАРБОНАТНОЙ ОПОКИ В КАЧЕСТВЕ
ДЕМПФИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ
Важной
задачей
эксплуатационных
технологии
характеристик
бетона
бетона
при
является
снижении
улучшение
энерго-
и
материалоемкости его производства. Особенно актуальность этой задачи
возрастает в современных условиях при переходе к рыночным отношениям,
сопровождающимся значительным увеличением стоимости энергетических и
материальных ресурсов.
Решение данной задачи предусматривает широкое применение в
производстве достижений строительного материаловедения – как научнотехнических разработок, так и новых теоретических знаний о взаимосвязи
технологии получения, структуры и свойств бетона.
Одним из путей направленной организации структуры бетона является
применение так называемых демпфирующих компонентов – дисперсных
добавок минеральной или органической природы. По данным В.В. Бабкова, в
качестве
демпфирующих
добавок
используются
отходы
производства
керамзита (опк) и дробленый керамзит фракций менее 0,14; 0,14; 0,315; 0,65;
1,25; 2,5 мм.
Нами было предложено использовать в качестве демпфирующей добавки
карбонатную опоку размером 0,16-2,5 мм. Выбор данного материала
обусловлен доступностью сырья, его невысокой стоимостью, хорошей
дробимостью.
217
Для проверки возможности использования в качестве демпфирующей
добавки опоки (далее О) Нагольновского месторождения необходимо было
решить следующие задачи:
- провести комплексные исследования прочностных и деформативных
показателей бетона с демпфирующими добавками;
- установить взаимосвязь процессов, происходящих в структуре бетона
при введении демпфирующих добавок, с его прочностью и деформативностью.
Для исследований был использован портландцемент (далее Ц) ПЦ 500
Д0, песок (далее П) Аксайского ковша с Мк=1,12. Для оценки прочности на
изгиб и сжатие формовали образцы-балочки размером 40х40х160 мм. Для
оценки прочности при раскалывании формовали образцы-цилиндры диаметром
50мм и высотой 50мм. Количество воды затворения принималось из условия
обеспечения равной подвижности формуемых составов, оцениваемой при
помощи встряхивающего столика и стандартного конуса, диаметр расплыва
которого составлял 110± 2 мм.
В качестве контрольного принят состав
Ц:П = 1:5, образцы
испытывались на следующие сутки после тепловлажностной обработки в
лабораторной пропарочной камере.
Результаты испытаний представлены в таблице.
Результаты исследований по оценке влияния опоки
в качестве демпфирующей добавки
Состав
Расход материалов,
в.ч.
Прочность после ТВО ((2) 3+6)
при 800С, %, при
Диаметр
расплыва,
мм
изгибе
сжатии
раскалывани
и
Ц
П
Д
К
1
5
0
110
100
100
100
1
1
4,4
0,6
110
112
113
107
2
1
3,8
1,2
110
104
104
102
218
М.М.Смирнова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. А.В. Налимова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРИ
СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТАХ
После
вступления
РФ
во
ВТО
перед
строительно-монтажными
предприятиями и организациями возникла проблема успешной адаптация к
условиям современной рыночной экономики. Именно решение возникшей
проблемы – необходимое требование для их не только выживания, но и
дальнейшего развития. Устойчивое положение предприятий строительной отрасли
определяется уровнем конкурентоспособности. Обеспечение, управление и
повышения качества постепенно занимает первое место в концепции политики
России, а также рост конкурентоспособности за счет роста качества.
Успешно решить проблему управления качеством в строительстве
возможно путем внедрения современных инструментов повышения качества.
Нами была выдвинута гипотеза о том, что возможно управлять качеством
строительно-монтажных
работ
(СМР),
обеспечивать
безопасность
строительства и повышать конкурентоспособность строительно-монтажных
предприятий, применив FMEA - анализ на этапе проектирования конструкций и
производства строительно-монтажных работ.
В процессе FMEA-анализа качества СМР нами были определены:
-
перечень
потенциальных
дефектов
для
железобетонных
монолитных конструкций;
-
потенциальные причины дефектов;
-
потенциальные последствия от дефектов для потребителя;
-
возможности контроля появления дефектов.
Для монолитных конструкций и строительно-монтажных работ FMEAанализ проводился по структуре «снизу вверх», при которой определялось
219
влияние каждого дефекта на качество конструкции и качество производства.
С целью обеспечения применения FMEA-анализа для строительных
конструкций нами количественно оценены дефекты. Для этого составлен
перечень всех известных дефектов и возможных причин их возникновения.
Перечень представлен в таблице.
Дефекты строительных конструкций и причины их возникновения
Дефект
Отбитости
ребер
Отклонение
линий
плоскостей
пересечения
от вертикали
или
проектного
наклона на
всю высоту
конструкций
Отклонение
горизонталь
ных
плоскостей
на всю
длину
выверяемого
участка
Потенциальные
причины
возникновения
Распалубка
Потенциальные
последствия
Потеря
функционального
назначения
Не достаточно
Потеря
жесткая,
устойчивости и
деформирующей функционального
ся при укладке
назначения,
бетона опалубка изменение формы,
смещение и
деформация
арматурных
каркасов и стенок,
изменение
эксплуатационных
свойств,
образованию
выступов и
наплывов
Не достаточно
Изменение формы,
жесткая,
смещение и
деформирующей деформация
ся при укладке
арматурных
бетона опалубка каркасов и стенок,
изменение
эксплуатационных
свойств,
образованию
выступов и
наплывов,
увеличение веса
конструкции
Возможность А
контроля
В
С
D
Возможен
5
5
1
25
-«-
4
8
2
64
-«-
4
8
2
64
220
Окончание таблицы
Трещины
Несоблюдение
режима
выдерживания
бетона в опалубке
Недостаточ
ная
толщина
или
отсутствие
защитного
слоя
При
неправильной
установке или
смещении
опалубки или
армокаркаса,
отсутствии
прокладок
Применение
слишком жесткой
бетонной смеси
Раковины и
каверны
вокруг
арматурных
стержней
Неоднород
ная
прочность и
плотность
бетона
Раковины
Расслаиван
ие
Пыление
Ухудшение
качества
бетонных
поверхностей,
ухудшение
эксплуатационны
х свойств
Коррозия
металла,
снижение
устойчивости
конструкции
-«-
7
3
2
42
-«-
4
6
5
12
0
Снижение
сцепления
арматуры с
бетоном,
появления
коррозии
арматуры
Снижение марки
по
морозостойкости,
по прочности
-«-
3
4
7
84
4
5
7
14
0
Снижение
несущей
способности,
увеличение
проницаемости
конструкции,
коррозия
арматуры
Нарушения
Ухудшение
технологии
качества
отделки
бетонных
свежеуложенного поверхностей,
бетона
ухудшение
и неадекватный
эксплуатационны
уход за ним
х свойств
Низкая прочность Образование
цементного слоя
кремнеземной
пыли на
поверхности
бетона
-«-
6
3
3
54
-«-
2
4
3
24
-«-
1
1
1
1
Укладка
расслоившейся
бетонной смеси
Плохое
уплотнение
бетонной смеси
при укладке в
опалубку
-«-
221
Для каждого дефекта, в соответствии с представленной таблицей, были
определены следующие критерии: частота возникновения дефекта (А); тяжесть
последствий для потребителя (В); вероятность не обнаружения дефекта (С);
риск потребителя (D).
В результате выявляются дефекты и причины, для которых значение
приоритетного числа риска (D) превышал критическую границу. Для
устранения таких дефектов и причин следует в первую очередь разрабатывать
корректирующие мероприятия до сдачи в эксплуатацию зданий и сооружений,
а некоторые даже на стадии проектирования.
А.А. Гельман
(Научный руководитель – к.т.н., доц. А.В. Налимова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПРИМЕНЕНИЕ ДРЕВОВИДНОЙ ДИАГРАММЫ
ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ КАЧЕСТВА
ДРЕВЕСНОПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
Древеснополимерный композит (ДПК) или, как еще называют этот
материал, «жидкое дерево» является новейшей разработкой химической
промышленности, которая сочетает в себе все лучшие качества древесины и
полимеров. В составе этого материала содержится древесина, перемолотая в
пыль и натуральный или искусственный полимер, который является
связующим элементом.
В некоторых случаях в состав древеснополимерного композита включаются
химические добавки, улучшающие те или иные свойства данного материала.
По
физическим
и
механическим
свойства
ДПК
занимает
промежуточное положение между деревом и пластмассой. Основные свойства
ДПК представлены в таблице.
222
Физические и механические свойства ДПК
Наименования показателей, ед. измерения
Плотность [кг/дм 3]
Временное сопротивление [MPa]
Модуль упругости при растяжении [GPa]
Сопротивление изгибу [MPa]
Модуль упругости при изгибе [GPa]
Относительное удлинение при растяжении [%]
Ударная вязкость по Charpy [KJ/m2]
Значения
1,0- 1,4
15 - 50
4- 8
25 - 60
3-6
0,5 - 1
3-4
Любой новый вид строительного материала требует при планировании
качества разработку мероприятий, направленных на обеспечение, управление и
совершенствование качества.
Решение
проблемы
обеспечения
и
управления
качества
при
производстве ДПК предлагается путем применения древовидной диаграммы.
Древовидная
диаграмма
–
инструмент,
предназначенный
для
систематизации причин рассматриваемой проблемы за счет их детализации на
различных уровнях. Визуально диаграмма выглядит в виде «дерева» – в
основании
диаграммы
«ответвляются»
две
находится
или
более
исследуемая
причины,
проблема,
каждая
из
от
которой
которых
далее
«разветвляется» еще на две или более причины и так далее.
Применяется древовидная диаграмма, когда необходимо определить и
упорядочить
все
потенциальные
причины
рассматриваемой
проблемы,
систематизировать результаты мозгового штурма в виде иерархически
выстроенного логического списка, провести анализ причин проблемы, оценить
применимость
результатов
различных
решений
проблемы,
выстроить
иерархическую взаимосвязь между элементами диаграммы средства и пр.
Древовидная диаграмма строится следующим образом:
1. Определяется исследуемая проблема. Эта проблема будет являться
основанием «ветвей» древовидной диаграммы.
2. Устанавливаются причины, которые приводят к возникновению
рассматриваемой проблемы. Для этой цели может применяться метод
мозгового штурма. Причины размещаются на одном уровне диаграммы. Связь
223
между исследуемой проблемой и причинами первого уровня отображается в
виде
линий.
При
выполнении
данного
шага
необходимо
проверять
обоснованность размещения причин на первом уровне.
3. Каждая из причин первого уровня разбивается на более простые
составляющие. Эти элементы будут являться вторым уровнем причин. Далее
процесс повторяется до тех пор, пока каждая из причин более высокого уровня
может быть детализирована как минимум на две составляющие.
4. Проводится проверка обоснованности
размещения
причин
на
соответствующих уровнях детализации для всей диаграммы целиком. Если все
причины размещены правильно и обоснованно, то на этом построение
древовидной диаграммы завершается.
М.А. Шляхов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.А. Шляхова)
(г. Ростов на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КОМПЛЕКСНАЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНАЯ
ДОБАВКА В БЕТОННУЮ СМЕСЬ
В последние годы все большее распространение в строительстве находят
высококачественные бетоны с комплексными органоминеральными добавками
(ОМД).
Минеральными компонентами в ОМД могут служить высокодисперсные
активные минеральные вещества, например, микрокремнезем, метакаолин и др.
Химической составляющей в таких добавках могут быть ускорители твердения,
органические суперпластификаторы и т.д.
Разработка таких добавок в каждом конкретном случае связана с
необходимостью проведения специальных испытаний. В данной работе на
основе экспериментальных исследований предложена комплексная добавка
ОМД, включающая в себя суперпластефикатор полипласт СП - 1 (ТУ 5870005-58042865-2005) и измельченную до удельной поверхности 2000-2500 см2/г
224
карбонатно - кремниземистую опоку в соотношении по массе 1:100.
Введение указанной ОМД в состав песчаного бетона в количестве 150 –
200 кг/м3(за счет соответствующего уменьшения, расхода песка) обеспечивает
повышение в 1,5 – 2 раза прочности получаемого после ТВО бетона или
снижение на 25 – 30 % расхода цемента без потери прочности.
Для снижения расхода дорогостоящего суперпластификатора был
разработан
двухстадийный
способ
приготовления
бетонной
смеси
с
предложенной ОМД. Сущность разработанного способа заключается в том, что
на первой стадии приготовления смеси осуществляется предварительное
перемешивание цемента, опоки и песка с 60 – 70% воды затворения. На второй
стадии добавляется остальная часть воды затворения и суперпластификатор,
после чего производится окончательное перемешивание смеси.
Опыты
проводили
на
мелкозернистом
(песчаном)
бетоне
с
использованием портландцемента марки 500 Д20 Себряковского завода и
кварцевого
песка
с
модулем
крупности
Мк
=
1,32
Левенцовского
месторождения.
Опоку использовали Масловского месторождения Ростовской области с
высоким содержанием карбонатной составляющей.
При увлажнении водой
порода не размокает. Основная масса породы сложена опалами коллоидальномикрозернистого строения.
Расход воды в цементно-песчаных смесях с соотношением цемент : песок
от (1:2) до (1:6) подбирали из условия одинакового расплыва конуса на
встряхивающем столике в пределах 109-110 мм.
Из приготовленных смесей формовали стандартные образцы-балочки
размером 40х40х160 мм, которые после предварительной выдержки в течение 2
часов пропаривали по режиму (3+6+4) при температуре 85 0С в лабораторной
автоматической пропарочной камере.
Испытания образцов выполняли на следующие после ТВО сутки с
225
использованием прибора МИИ-100 для испытания балочек на изгиб и
гидравлического 50-тонного пресса для оценки прочности половинок образцов
балочек на сжатие.
Экспериментально установлено, что разработанный двухстадийный
способ приготовления бетонной смеси с ОМД позволяет на 20 – 25%
уменьшить расход суперпластификатора без ухудшения удобоукладываемости
смеси и потери прочности получаемого материала.
Разработанный ресурсосберегающий способ приготовления бетонной
смеси с комплексной органоминеральной добавкой защищен патентом на
изобретение № 2535321.
К.С. Хроменкова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.А. Шляхова)
(г. Ростов на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВЛИЯНИЕ ДЕМПФИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА БЕТОНА
Современное
развитие
технологии
производства
композиционных
материалов на основе цементных вяжущих позволяет существенно повысить их
прочность. Трещиностойкость не только характеризует механические свойства
материала, но и является важным аспектом обеспечения ресурса долговечности
и надежности конструкций. Развивающиеся трещины и дефекты делают
доступным проникновение воды и солей во внутренние структурные элементы
и ускоряют тем самым образование и развитие трещин и дефектов за счет
воздействия отрицательной температуры. Развитие трещин и дефектов в
результате механических и климатических воздействий, особенно в условиях
агрессивных сред, является причиной раннего выхода конструкций из строя,
что приводит к аварийным ситуациям.
Одним из вариантов направленного изменения структуры цементных
растворов и бетонов является введение демпфирующих добавок. Изменение
структуры введением демпфирующих добавок позволит повысить прочность
226
растворов при растяжении и изгибе, снизить скорость развития трещин и
повысить морозостойкость. Оценка твердеющего цемента с демпфирующей
добавкой показывает, что происходит снижение скорости образования трещин
в твердеющей системе цементного камня.
Также
введение
демпфирующей
добавки
замедляет
образование
поверхностных трещин, что идёт на пользу бетону, снижая концентрации
напряжений на границе раздела фаз с различными упругими свойствами,
существенно уменьшает размах колебаний и пределы изменения максимальных
и минимальных деформаций и напряжений в процессе разрушения бетона
(таблица).
Классификация демпфирующих добавок структуры бетона в зависимости от
физического состояния и природы действия
Группы добавок демпфирования
Твёрдые
Жидкие
Газообразующие
(воздухововлекающие)
• керамзит;
• водорастворимые
• шлаки;
смолы С-89, ДЭГ-1,
• золы;
ТЭГ-1, ВРП;
СНВ; Л-1; ГКЖ-94;
• шунгизит;
• водная дисперсия лаГКЖ-10, 11; ОП-6;
• аглопорит;
текса;
СПД;
• вспученный
• суспензии кремнеорсульфонол
вермикулит;
ганических жидкостей;
•вспученный перлит и др. • суспензии глин и др.
Все эти добавки демпфирования имеют модуль деформации существенно
ниже, чем у цементного камня, раствора и бетона. Многие из них являются
отходами промышленности.
Твердые добавки демпфирования – это прежде всего минеральные
пористые малопрочные порошки с удельной поверхностью 1500–3000 см2/г;
пыль, частицы с размером менее 0,15 мм; зёрна с размером 0,65-2 мм и более.
Это - молотый керамзит, золы, шлаки, асбест и др. Из органических материалов
227
к данному типу относят даже древесные опилки и др. Количество добавок
вводится от 2 до 10 % от объёма цемента.
Жидкие добавки демпфирования – это полностью состоящие из жидкой
фазы и содержащие растворённые в воде затворения мономеры, олигомеры в
виде смолы С-89 и др., которые в щелочной среде твердеющей цементной
системы
полимеризуются,
цементных
частиц
резиноподобной,
с
образуя
на
заполнителем
равномерно
контакте
эластичные
распределённой
фаз
новообразований
включения
дискретной
в
виде
системы
демпфирования. Количество добавки составляет 2 % смолы от массы цемента.
Газообразующие добавки демпфирования – это воздухововлекающие
добавки ПАВ, к которым относят СНВ, ГКЖ и др.
С.В. Машуренко, А.Г. Заровный
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.А. Шляхова)
(г. Ростов на Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КЛАДОЧНЫХ
ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ РАСТВОРОВ
В настоящее время в строительстве присутствует одна из актуальных
проблем
–
обеспечение
эффективных
энергосберегающих
технологий
возведения стеновых конструкций зданий и сооружений. Если данные
технологии позволяют еще и сохранять невосстанавливаемые ресурсы, то
мотивация возрастает в разы.
При выборе стенового строительного материала одним из важнейших
факторов является показатель теплопроводности. Чем теплее материал, тем
меньше толщина стен, тем комфортнее жилье и тем меньше затраты на его
отопление. Однако кладка стен дома состоит не только из стенового материала,
но и из швов, которые часто выступают «мостиками холода». Так, например, в
кладке стены из керамзитобетонных блоков 12,5% от объема будут занимать
228
швы, в кирпичной кладке эта цифра достигает 31%.
«Мостики холода» – крайне нежелательное явление, так как они
вызывают точечное охлаждение поверхностей. В результате в таких местах
может образовываться конденсат, могут увлажняться конструкционные или
изоляционные материалы и даже появиться грибок и плесень. Это всегда ведет
к значительным потерям тепловой энергии. Если использовать обычные
тяжелые кладочные цементно-песчаные или цементно-известковые растворы на
кварцевом тяжелом песке, то эффективность кладки из особо лёгких камней и
блоков резко снижается из-за значительной разницы в показателях их
теплопроводности: для камней и блоков керамзитобетонных коэффициент
теплопроводности λ составляет 0,19 Вт/(м·оС), для керамического пустотелого
кирпича - 0,44Вт/(м·оС), для раствора – 0,67-0,93 Вт/(м·оС). В такой кладке
образуются многослойные «мостики холода» и происходит утечка тепла через
тяжелые растворные слои.
Отсутствие «мостиков холода» создает однородную систему «кладкакирпич» с единым параметром теплопроводности, холод не проникает внутрь
помещений.
В последнее время получили широкое распространение стеновые
материалы с повышенными теплоизоляционными свойствами - пустотелые
поризованные керамические и силикатные блоки, блоки из бетона на пористых
заполнителях, блоки крупноформатные из ячеистых бетонов. Эффект от
применения таких материалов возрастает, если теплопроводность кладочного
раствора не уступает аналогичному показателю стенового материала.
В качестве кладочных используют различные растворы, отличающиеся
составом и областью применения. Цементный раствор – это смесь, состоящая
из вяжущего вещества (цемента), воды и какого-либо мелкого заполнителя. В
качестве
заполнителя
используется
чаще
всего
песок,
такие
смеси
называются цементно-песчаными растворами. Состав цементного раствора для
кирпичной кладки – это песок и цемент в соотношении 1:3 - 1:6 (пропорции
229
зависят как от марки цемента, так и от тех требований, которые предъявляются
к раствору).
С целью снижения отрицательного влияния «мостиков холода»
в
кладочных цементных растворах нами предложено использовать взамен части
кварцевого песка карбонатной опоки. Целью работы являлось уменьшение
теплопотерь кладочного цементного раствора. Добиться этого возможно
изменив плотность раствора (уменьшить), при этом сохранив его прочностные
показатели.
В результате использования в кладочных растворах измельченной опоки
(0-2,5мм) ожидается следующий эффект:
- улучшение теплофизических показателей кладки (раствора)
снижения плотности, повышения прочности
за счет
и уменьшения коэффициента
теплопроводности λ;
-
снижение расхода цемента – экономия и уменьшение
в растворе
объема плотного и теплопроводного цементного камня;
- повышение строительно-технических свойств кладочных растворов пластичности,
водопотребности,
водоудерживающей
способности,
нерасслаиваемости растворной смеси, жизнеспособности, морозостойкости,
трещиностойкости и др.).
В качестве опоки мы использовали карбонатную опоку Нагольновского
месторождения. Опока – микропористая
органогенная осадочная горная
порода, сложенная аморфным кремнезёмом (опалом, до 98%) с примесью
глинистого вещества, скелетных частей организмов (диатомей, радиолярий и
спикул
кремнёвых
губок),
минеральных
зёрен
(кварца, полевых
шпатов, глауконита). Цвет от светло-серого до тёмно-серого, почти чёрного.
Чистые разновидности опоки характеризуются высокими адсорбционными
свойствами. Материал имеет крупнокристаллическую структуру. Минеральный
и химический составы представлен в табл. 1и 2, соответственно.
Таблица 1
230
Минеральный состав опоки Нагольновского месторождения, %
Опал
25-45
Глинистые Кальцит
минералы
20-35
20-30
Кварц
Слюда
До 10
1-3
Глауконит Органогенные
остатки
1-3
2-4
Таблица 2
Химический состав карбонатной опоки, %
п.п.п SiO2
8,28 66,18
Al2O3
10,54
В результате
Fe2O3
2,97
CaO
8,55
MgO
0,95
SO3
0,30
K2O
1,42
Na2O
0,62
исследований удалось получить цементные растворы
пониженной на 7% плотности, при этом прочность раствора по сравнению с
контрольным возросла на 13%.
А.В. Власова, В.В. Потемкина
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.И. Касторных)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
О ВЛИЯНИИ ДИСПЕРСНОГО АРМИРОВАНИЯ НА СВОЙСТВА
ВЫСОКОПОДВИЖНЫХ КЕРАМЗИТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Одним из самых основных требований к качеству бетонных смесей при
изготовлении самоуплотняющихся бетонов является их стабильность к
расслоению и водоотделению. Помимо выбора гранулометрического состава
заполнителей широкое распространение получило использование в составах
бетонов
различных
инертных
и
активных
микронаполнителей
и
микроармирующей фибры.
Влияние дисперсного армирования на свойства высокоподвижных
керамзитобетонных смесей установлено при использовании следующих
материалов:
– портландцемент марки ПЦ 500-Д0 завода «Пролетарий» (истинная
231
плотность 3,1 г/см3; удельная поверхность 3200 см2/г);
– мелкий заполнитель – песок кварцевый Азовского карьера (истинная
плотность 2,65 г/см3; модуль крупности 1,78; пустотность 45,2 %);
– крупный заполнитель – дробленый керамзит фракции 5-10 мм
(истинная плотность в цементном тесте 1,05 г/см3; марка по плотности D500;
марка по прочности П75);
– керамзитовая смесь – отход дробления керамзитового гравия фракции
0-10 мм (марка по плотности D700; марка по прочности П75);
– наполнители:
а) зола-уноса Новочеркасской ГРЭС (истинная плотность 2,57 г/см3;
удельная поверхность 5414 см3/г );
б) минеральный порошок МП-1 (пористость 26,9 %; набухаемость 1,28 %);
в)
фибра
полипропиленовая
РР1362R
– синтетическое
волокно,
получаемое из гранул высокомодульного термопластичного полимера путем
экструзии и последующей структурной модификации (длина волокон 6 и 12 мм,
диаметр 10 - 15 мкм);
–
гиперразжижитель
–
Sika
ViscoCrete
20
НЕ
–
эффективная
суперводоредуцирующая добавка с очень быстрым набором ранней прочности.
Для оценки влияния микроармирующей фибры на свойства бетона
приготовлены замесы с расходом вяжущего в интервале 370 - 450 кг/м3 при
условии получения самоуплотняющихся равноподвижных смесей марки SF-1
(Др = 55 - 65 см). В табл. 1 приведены показатели конструктивности
керамзитобетонных смесей при дозировке фибры 0,5 – 1,0 кг/м3, а в табл. 2 –
физико-механические характеристики керамзитобетонов.
232
Таблица 1
Показатели конструктивности керамзитобетонных смесей
Песок
кварцевый
455
442
392
433
395
375
447
208
243
225
218
208
221
220
455
443
461
433
465
442
447
69,1
65,1
69,7
66,2
67,0
Sika VC 20НЕ
Вода
170
166
173
162
174
166
167
МП-1
Цемент
398
386
403
379
407
389
391
Зола-уноса
Керамзитовая
смесь
1К
2Ф
3Ф
4Ф
5Ф
6Ф
7Ф
Керамит фр. 510 мм
Состав
Расход материала на 1 м3 смеси, кг
Фибра
длиной, мм
6
12
9,1
8,8
9,2
8,7
9,3
8,8
8,9
0,99
0,58
0,58
0,55
-
0,54
0,56
Диаметр
расплыв
а, см
Средня
я
плотно
сть,
кг/м3
62
55
60
60
58
75
56
1695
1690
1730
1700
1728
1665
1750
Таблица 2
Физико-механические свойства керамзитобетонов
Прочность при сжатии, МПа,
в возрасте, сут.
Состав
Средняя плотность, кг/м3
1К
2Ф
3Ф
4Ф
5Ф
6Ф
7Ф
в состоянии
естественной
влажности
1635
1570
1630
1690
1665
1655
1655
в сухом
состоянии
1510
1450
1510
1570
1540
1540
1540
Вяж/В
2,17
1,82
2,04
2,27
2,22
2,00
2,33
1
7
28
19,0
11,4
13,3
15,6
16,5
12,7
15,6
31,2
22,2
28,5
32,8
30,4
28,3
31,1
36,5
28,6
30,1
34,0
35,3
28,5
34,5
В результате выполненных экспериментов установлено, что при
дозировке
микроармирующей
фибры
1кг/м3
происходит
заметное
структурирование бетонной смеси и снижение ее растекаемости, а при
дозировке в интервале 0,55-0,58 кг/м3 она равномерно распределяется между
зернами заполнителей и не снижает растекаемости смеси.
233
М.Г. Гречко
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.И. Касторных)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВЛИЯНИЕ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА ТРОТУАРНЫХ ПЛИТ
Развитие
строительной
индустрии
в
последнее
десятилетие
осуществляется под знаком все возрастающих требований по рациональному и
эффективному использованию сырьевых и энергетических ресурсов. Это
затрагивает
развитие
материалов,
и,
всех
прежде
отраслей
всего,
промышленности
изготовление
сборных
строительных
бетонных
и
железобетонных конструкций.
Практическое решение проблемы эффективного использования сырьевых
и энергетических ресурсов в производстве сухих и готовых растворных и
бетонных смесей, бетона и железобетона как сборного, так и монолитного, в
полной мере возможно лишь при широком и всестороннем использовании
химических добавок.
В условиях предприятия «Выбор-С» г. Курганинска выполнены
исследования о возможности применения добавок Murasan BWA 17 и Murasan
BWA 19 (ООО «MC-Bauchemie») в бетоне тротуарных плит.
Murasan BWA 17
– модифицирующая добавка для полусухого
вибропрессования в технологии виброэкструзии бетона с гидрофобизирующим
эффектом.
Применение
добавки
позволяет
исключить
необходимость
поверхностной гидрофобизации, при этом гидрофобными свойствами будет
обладать всё изделие, а не только поверхность.
Murasan BWA19 используется как для повышения удобоукладываемости
смесей, так и для снижения расхода цемента или повышения прочности бетона.
Для фактурного слоя бетона тротуарных плит использовали:
234
портландцемент
-
марки
ПЦ600-Д0
Новороссийского
завода
«Пролетарий»;
- пигмент красный;
- песок декоративный фр. 0-2,0 мм;
- песок из природного камня гранитный фр. 1,0-3,0 мм.
Для основного слоя бетона тротуарных плит применяли:
портландцемент
-
марки
ПЦ600-Д0
Новороссийского
завода
«Пролетарий»;
- песок кварцевый природный с модулем крупности Мк = 2,6;
- щебень из гравия фр. 3-10 мм.
Результаты испытаний тротуарных бетонных плит приведены в таблице.
Показатели конструктивности бетонных смесей и физико-механические
характеристики бетона тротуарных плит
песок
гранитный
щебень
пигмент
красный
Murasan BWA-17
Murasan BWA-19
-
450
-
-
-
Фактурный
420
-
200
1500
-
20
-
-
Основной
360
1460
-
-
400
-
-
1,4
Фактурный
380
-
330
1370
-
19
2,2
Морозостойкость
песок
декоративный
-
Истираемость, г/см2
песок
кварцевый
1470
Прочность при
сжатии, МПа, в
возрасте, сут
Водопоглощение, %
цемент
410
Состав
Без добавок
Основной
С добавками
Вид бетона
Расход материалов на 1 м3, кг
7,3
0,2
F200
23,5
25,4
32,1
5,7
0,3
F200
26,1
30,2
34,7
3
7
28
-
Выполненные испытания свидетельствуют о том, что введение добавок
Murasan BWA 19 и
Murasan BWA 17 способствует
улучшению
удобоукладываемости бетонных смесей, не замедляет скорость набора
235
прочности, обеспечивает стабильное воздухововлечение, уменьшает расход
воды, повышает гидрофобизируюшие свойства, что является очень важным для
обеспечения долговечности бетона.
Применение модификаторов позволяет также получить дополнительный
экономический эффект за счет сокращения температуры и длительности ТВО,
экономии электроэнергии за счет сокращения времени и интенсивности
виброуплотнения.
М.Е. Елсуфьева, В.П. Скиба
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.И. Касторных)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОПТИМИЗАЦИЯ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ
ДЛЯ БЕТОНА МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
К заполнителям для бетона транспортного строительства по ГОСТ 26633
предъявляются помимо основных и дополнительные требования.
Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону
требований выбирают по зерновому составу и наибольшей крупности,
содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен,
прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и
радиационно-гигиенической характеристике. Мелкий заполнитель для бетона
выбирают по зерновому составу, содержанию пылевидных и глинистых частиц,
петрографическому составу, радиационно-гигиенической характеристике.
Для бетона пролетных строений и мостовых конструкций, эксплуатируемых в
условиях переменного уровня воды, в мелком заполнителе содержание пылевидных и
глинистых частиц не должно превышать 2 %, а в щебне из осадочных пород – 1 %.
Для бетонов конструкций мостов, расположенных в зоне переменного уровня
воды содержание зерен слабых пород в щебне и гравии не должно превышать 5 % по
массе, содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы – 15 %.
В условиях реального производства мостовых конструкций при подборе
236
состава бетона для обеспечения требуемых показателей качества необходимо
оптимизировать зерновой состав заполнителя. Поступающие на предприятие
материалы не всегда отвечают требованиям по зерновому составу и другим
характеристикам, поэтому перед приготовлением бетонной смеси их следует
подготавливать и обогащать.
При несоответствии зернового состава природных песков требованиям
нормативной документации следует применять укрупняющую добавку к
мелким и очень мелким пескам – песок из отсевов дробления или крупный
песок, а к крупному песку – добавку, понижающую модуль крупности, –
мелкий или очень мелкий песок.
Для оптимизации зернового состава мелкого и крупного заполнителей
исследованы следующие материалы:
- песок природный кварцевый карьера «Мостовской» (модуль крупности
2,57, насыпная плотность 1420 кг/м3, истинная плотность 2,5 г/см3, объём
пустот 43,2 %, содержание пылевидных и глинистых частиц 1,1 % по массе,
комков глины, суглинка и других засоряющих примесей нет);
- песок природный кварцевый карьера Волгоградский «Скудры» (модуль
крупности 2,02, насыпная плотность 1590 кг/м3, истинная плотность 2,5 г/см3,
объём пустот 36,4 %, содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц 0,1 %
по массе, комков глины, суглинка и других засоряющих примесей нет);
- щебень гранитный карьера «Павловск-Неруд» фракции 20-40 мм (марка
по дробимости 1400, марка по истираемости И1, марка по морозостойкости
F300, насыпная плотность 1390 кг/м3, содержание пылевидных и глинистых
частиц 0,5 % по массе, содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой
формы 14,2 %, устойчивость структуры щебня против распадов 0,21 %);
- щебень из гравия карьера «Мостовской» смеси фракций 5-20 мм (марка
по дробимости 1200, марка по морозостойкости F300, истинная плотность 2,6
г/см3; насыпная плотность 1460 кг/м3, объём пустот 43,8 %, содержание
пылевидных и глинистых частиц 1 % по массе, содержание зерен пластинчатой
237
(лещадной) и игловатой формы 10,2 %).
Анализируя зерновой состав мелкого заполнителя, делаем вывод, что для
обеспечения минимальной межзерновой пустотности, а следовательно, и
минимальной водопотребности бетонной смеси, следует использовать смесь
песков: карьера «Мостовской» в количестве 70 %, а карьера «Скудры» – 30 %.
После дробления и рассева содержание отдельных фракций крупного
заполнителя в составе бетона мостовых конструкций должно находиться в пределах:
фракции 5-10 мм – 20 %; фракции 10-20 мм – 30 %; фракции 20-40 мм – 50 %.
К.С. Завадская
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.И. Касторных)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПРОИЗВОДСТВО СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
ДЛЯ СОЦИАЛЬНОГО ЖИЛЬЯ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
В постперестроечное время российским гражданам крайне сложно
приобрести жилье в собственность, поскольку они не имеют необходимого
уровня доходов. Ежемесячный доход на одного работающего в России сегодня
в среднем составляет около 21 тыс. руб. В то же время свыше половины
жилищного фонда страны построено в советские годы и имеет истекший или
истекающий нормативный срок эксплуатации.
Очевидно, что требуется увеличение объемов жилищного строительства,
снижение его стоимости, повышение платежеспособного спроса и многое
другое. Эти комплексные и масштабные задачи не находят решения уже многие
годы.
Снять остроту жилищной проблемы можно изучив опыта создания
арендного социального жилья в развитых странах. В Ростовской области
строительством социального и доступного жилья эконом-класса занимаются
многие предприятия, среди которых – ООО «Командор» (г. КаменскШахтинский). Предприятие завершило строительство 36-квартирного жилого
238
дома. Все квартиры спроектированы с учетом социальной нормы для
Ростовской области: однокомнатные – 33 м2, двухкомнатные – 42 м2,
трехкомнатные – 54 м2. Эти доступные квартиры пользуются большим
спросом, стоимость 1 м2 на стадии «стройварианта» составляет 32 тыс. руб.
Основная масса покупателей приобретают жилье в ипотеку, среди них много
молодых семей.
На открытом полигоне предприятия предполагается организовать
ритмичный выпуск продукции, предусматривающий двухсменный режим
работы. Производство сборных железобетонных изделий (внутренних стеновых
панелей, плит перекрытия, лестничных маршей и площадок и др.) организовано
по
агрегатно-поточной
технологии
из
бетонной
смеси
марки
по
удобоукладываемости П5.
Для подбора состава бетона выполнили эксперимент по определению
эффективной
пластифицирующей
добавки,
обеспечивающей
высокую
водоредуцирующую способность.
В исследованиях использовали пластификаторы добавки компании «MC
BAUCHEMIE RUSSIA» Centrament P 40 и Muraplast FK 48.
Для приготовления бетонных смесей использовали:
- портландцемент ПЦ 500-Д0 Воронежского филиала ЗАО «Евроцемент»
(НГЦТ = 24,25 %; ρц = 3,05 г/см3; ρнц = 1100 кг/м3; Sуд = 3000 см2/г);
- песок кварцевый ООО «Альянс» Каменского р-на (Мк = 1,18; ПГЧ = 2,3
%;
ρп = 2,65 г/см3; ρнп = 1330 кг/м3; Vп = 49,8 %; содержание глины в комках
0,01 %);
- щебень из карьера Красносулинского р-на в виде смеси фракций 5 - 20 мм
(ПГЧ = 1 %; марка по прочности – 1200; ρщ = 2,54 г/см3; ρнщ = 1360 кг/м3;
содержание игольчатых и лещадных зерен 6 %, Vпщ = 46,5 %);
- минеральный наполнитель – зола-уноса Новочеркасской ГРЭС.
Результаты исследований приведены в таблице.
Показатели конструктивности бетонных смесей и физико-механические
239
ФК 48
Состав
Р 40 Добавка
характеристики бетона
Расход материалов на 1 м3, кг
П
Щ
ОК,
см
Вяж
В
Средняя
плотность,
кг/м3
смеси бетона
Прочность при
сжатии, МПа, в
возрасте, сут
1
7
28
Ц
ЗУ
В
Д
1
440
-
228
660 1013
3,2
12,5
1,93
2344
2330
7,8
2
440
-
190
614 1212
4,4
10,0
2,32
2460
2450
15,4 45,3 55,8
3
380
-
222
660 1094
3,8
21,5
1,71
2360
2350
10,2 23,8 31,6
4
342
38
200
630 1196
3,8
23,0
1,90
2410
2380
12,1 34,2 38,5
20,2 32,2
На основании выполненных исследований делаем вывод, что для
обеспечения высокой подвижности смеси и получения бетона класса по прочности
при сжатии В25 оптимальным является состав 4, содержащий суперпластификатор
Muraplast FK 48 в количестве 1,0 % и минеральный наполнитель в количестве 10 %.
Muraplast
FK
48
нафталинформальдегида
–
модифицированный
сульфоновой
кислоты.
Эта
продукт
добавка
конденсации
эффективно
диспергирует цементное тесто, сильно пластифицирует бетонную смесь и
уменьшает её водопотребность, снижает расходы на укладку и уплотнение бетона.
В добавке не содержится продуктов, вызывающих коррозию бетона.
Н.А. Синицина, Ю.А. Фоминых
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.И. Касторных)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ВЛИЯНИЕ МИКРОНАПОЛНИТЕЛЕЙ И ГИПЕРРАЗЖИЖИТЕЛЕЙ НА
РАСТЕКАЕМОСТЬ ЦЕМЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЙ
Наиболее перспективными и экономически эффективным направлением
повышения качества бетона является введение в его состав различных добавок,
активно влияющих на формирование структуры и свойства цементного камня.
Все чаще в качестве микронаполнителей используют промышленные отходы и
побочные продукты производства. Механизм действия наполнителя на
свойства цементных систем и бетонов связан либо с физическим эффектом,
240
который проявляется в том, что мелкодисперсные частицы имеют более тонкий
гранулометрический состав, чем цементы, либо с реакциями активных
гидравлических составляющих.
Использование гиперразжижителей на основе эфиров поликарбоксилатов
обосновано при получении смесей высокой подвижности с точки зрения
обеспечения длительной сохраняемости и реологической стабильности смеси.
Литературный обзор свидетельствует о развитии научных представлений
о влиянии гиперразжижителей и микронаполнителей на свойства цементных
суспензий. Исследованиям гиперразжижителей посвящен ряд работ Г.В.
Несветаева [1]. Оценка влияния микронаполнителей приведена в трудах С.А.
Высоцкого [2], В.С. Раманчандран [3], C.C. Каприелова [4] и др. Однако все
авторы сходятся во мнении, что при работе с многокомпонентными системами
использование классических зависимостей и методов неприемлемо. Для
получения максимального положительного эффекта необходимо определить
рациональную дозировку гиперразжижителя для конкретного вида цемента и
оценить формирующуюся микроструктуру системы.
Для проведения исследований использованы следующие материалы:
– портландцемент марки ПЦ 500-Д0 завода «Пролетарий»;
– гиперразжижитель Sika ViskoCrete 20 HE (компании Sika);
– гиперпластификатор Power Flow1190 (компании MC Bauchemie);
– зола-уноса кислая неактивная (насыпная плотность 810 кг/м3, истинная
плотность 2,57 г/см3, удельная поверхность 5414 см2/г);
– минеральный порошок гидрофобный МП-1 (насыпная плотность 980
кг/м3, пористость 26,9 %);
– керамзитовая пыль – кремнеземсодержащий материал (удельная
поверхность 3400 см²/г, истинная плотность 2,6 г/см3).
В ходе эксперимента были приготовлены цементные суспензии с
постоянным В/Ц=0,257 и расходом каждого гиперразжижителя 2 % от массы
вяжущего. Для каждого наполнителя изготовлялось по 4 состава, при этом
241
часть цемента замещали микронаполнителем в количестве 5, 10, 15, 20 %.
В таблице представлены результаты испытаний подобранных составов, на
рисунке – методика определения диаметра расплыва цементных суспензий.
Растекаемость цементного теста определена по методике [5] с применением
минивискозиметра Суттарда.
Вид
наполнителя
Контрольный
Минеральный
порошок МП-1
Зола-унос
Керамзитовая
пыль
Содержание
наполнителя, %
Результаты испытаний цементных систем
Sika
ViskoCrete
20HE
Power
Flow1190
Sika
ViskoCrete
20HE
Power Flow1190
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
300
330
330
330
320
315
325
340
330
310
300
290
260
225
225
230
245
240
245
250
-
95,0
90,5
90,2
87,8
80,7
103,6
88,5
83,6
83,3
94,7
93,6
93,9
90,5
73,2
70,2
69,7
48,6
74,3
74,9
68,4
-
Диаметр расплыва с
гиперразжижителем, мм
Прочность на сжатие,
МПа
Определение растекаемости цементных суспензий
Выполненные исследования позволяют сделать вывод о том, что
242
портландцемент марки ПЦ 500-Д0 завода «Пролетарий» наиболее эффективно
сработал
с
гиперпластификатором
Sika
ViskoCrete
20HE.
Введение
микронаполнителей в состав цементного теста с этой добавкой обуславливают
повышение
растекаемости.
Максимальный
эффект
пластификации
зафиксирован при дозировке микронаполнителей в количестве 15 % от массы
вяжущего.
При этом наблюдается незначительное снижение прочности
цементного камня: с керамзитовой пылью – на 2 %, с минеральным порошком –
на 8 %, с золой-уноса – на 12 %.
Исходя из этого можно сделать вывод о том, что в цементных системах в
присутствии
гиперразжижителей
минеральные
добавки
оказывают
пластифицирующее действие.
Литература
1. Несветаев Г.В., Давидюк А.Н., Хетагуров Б.А. Самоуплотняющиеся
бетоны: некоторые факторы, определяющие текучесть смеси/ // Строительные
материалы. 2009. №3. С.54-57.
2. Высоцкий С.А. Минеральные добавки для бетонов// Бетон и
железобетон. 1994. №2. С.7-10.
3. Добавки в бетон: справ. пособие / В.С. Рамачандран [и др.]/ под ред.
В.С. Рамачандран.М.: Стройиздат, 1988. С. 168-184.
4. Каприелов С.С. Общие закономерности формирования структуры
цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов // Бетон и
железобетон. 1995. №6. С.16-20.
5. ГОСТ 31358-2007 Смехи сухие строительные напольные на цементном
вяжущем. Технические условия.
Н.А. Синицина, К.Н. Галаева, П.В. Власов
243
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.И. Касторных)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКИХ
САМОУПЛОТНЯЮЩИХСЯ БЕТОНОВ
При проектировании бетонных конструкций учитывают не только
прочностные характеристики, но и деформативные свойства, которые
характеризуют поведение конструкции под действием нагрузки и изменение ее
объемов с течением времени. Одним из таких свойств является полная усадка,
которая учитывает уменьшение объема материала с течением времени в
результате процессов разной природы.
Спрогнозировать полную усадку нетрадиционных видов бетона без
проведения соответствующих испытаний сложно, так как на нее влияют не
только параметры внешней среды и геометрия конструкции, но и рецептурнотехнологические факторы.
Как известно, самоуплотняющиеся бетоны отличаются от традиционных
бетонов ограниченным содержанием крупного заполнителя (0,28 - 0,38 % от
общего объема) и повышенным содержанием тонкодисперсных фракций и воды.
Это влечет за собой развитие усадочных деформаций, что требует принятия
дополнительных мер, компенсирующих негативные последствия усадки.
Легкие
отличаются
самоуплотняющиеся
повышенным
бетоны
расходом
на
пористых
тонкодисперсных
заполнителях
частиц
и
пластификатора. Влияние пластифицирующих добавок на развитие усадочных
деформаций в тяжелых самоуплотняющихся бетонах неоднозначно. С целью
изучения усадки легких самоуплотняющихся керамзитобетонных смесей были
приготовлены 4 состава с различными видами добавок и постоянным В/Вяж =
0,48 (таблица). Для компенсации усадочных деформаций использовались
следующие добавки:
-
Sika
IntraPlast
GS
–
расширяющая
композиция
на
основе
244
алюмосиликатных и сульфатных компонентов. Обеспечивает компенсацию
усадки, расширение и самонапряжение бетонов;
-
Stabi
M21
–
высокоэффективный
стабилизатор,
снижающий
водоотделение и расслоение тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов;
- микроармирующая фибра Crackstop Ultra – полипропиленовая фибра
длиной 6 мм, которая предотвращает возникновение пластических и усадочных
трещин,
а
также
характеристики
улучшает
твердеющих
поверхностно-активными
качество
поверхности
цементных
веществами
систем.
для
и
прочностные
Волокна
улучшения
покрыты
начального
диспергирования и связывания.
Показатели конструктивности керамзитобетонных смесей
добавка
ViskoCrete 20HE
68,4
68,0
68,0
65,0
9,2
9,1
9,1
8,8
- 0,5
36,4 1,8 -
Объемная концентрация
керамзита
зола-уноса
408
404
404
389
Объем цементного
теста, л
песок кварцевый
218
216
216
208
Средняя плотность,
кг/м3
вода
390
386
387
372
диаметр расплыва,
см
цемент
153
151
151
146
фибра, 6 мм
керамзитовая
смесь
357
353
353
340
Stabi MC
керамзит
фр. 5-10 мм
1
2
3
4
Sika INT
Состав
Расход материала на 1м3 смеси, кг
73,0
63,0
58,0
63,0
1605
1590
1625
1530
370
367
367
353
0,37
0,36
0,36
0,35
Методика определения деформаций усадки принята в соответствии с
ГОСТ 24544 и представлена на рисунке.
245
Устройство для определения деформаций усадки:
1 – стойка, 2 – кронштейн, 3 – конусообразный выступ, 4 – нижняя опора,
5 – индикатор, 6 – образец
Деформации усадки развиваются в течение длительного времени до
установления гигрометрического равновесия между бетоном и внешней средой.
Введение добавок влияет на характер пористости и упругие свойства бетона.
По окончании испытаний можно будет судить о наиболее эффективной
добавке, нейтрализующей негативное последствие усадки.
5. ПОДСЕКЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Е.В. Порфилкина
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Г.В. Несветаев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ ФОРМЫ ЗДАНИЯ НА ТЕПЛОПОТЕРИ
Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс
здания может быть оптимизировано за счет выбора
формы здания,
расположения и площадей заполнения световых проемов, регулирования
фильтрационных потоков.
246
Согласно п. 7.7 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты
зданий», снижение расчетной величины удельного потребления тепловой
энергии здания может быть достигнуто за счет:
-
изменения
объемно-планировочных
решений,
обеспечивающих
наименьшую площадь наружных ограждений, уменьшения числа углов,
увеличения ширины зданий, использования ориентации и рациональной
компоновки многосекционных зданий;
- блокирования зданий с обеспечением надежного примыкания соседних
зданий;
- возможности размещения зданий с меридиональной или близкой к ней
ориентацией фасада.
В строительных нормах СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
предусмотрен геометрический параметр, влияющий на энергопотребление того
или иного планировочного решения — коэффициент компактности Ке (м2/м3),
который
равен
отношению
общей
площади
поверхности
наружных
ограждающих конструкций к объему, заключенному внутри них.
Оптимизацию теплоэнергетического воздействия наружного климата на
тепловой баланс здания за счет выбора при проектировании формы и
ориентации здания разрабатывали многие ученые. К мероприятиям по
увеличению энергоэффективности относятся уменьшение:
- показателя удельного периметра наружных стен м/м2 (отношение
периметра наружных ограждающих конструкций к площади этажа);
- значения коэффициента компактности Ке (м2/м3).
Моделирование линейных параметров здания (длина, ширина, высота)
имеет результатом различную суммарную площадь оболочки здания и, как
следствие, различные теплопотери. При выборе формы здания в плане следует
стараться как можно больше упростить его форму. Поскольку наибольшие
теплопотери происходят через стены, желательно, чтобы площадь их
поверхности была наименьшей.
247
Важно отметить следующее: изменение формы, размеров и ориентации
здания с целью оптимального учета влияния наружного климата в его тепловом
балансе не требует изменения площадей или объема здания – они сохраняются
фиксированными.
В условиях пренебрежения некоторыми параметрами при условно
отрицательных значениях температуры наружного воздуха шар является
формой, обеспечивающей зданию наименьшие теплопотери через ограждения.
Тем не менее, исследователи уже отмечали, что строительство шарообразных
домов для значительного снижения теплопотерь нерационально в виду
конструктивных трудностей реализации подобных проектов. Если реализация
такого подхода в объеме достаточно проблематична и сопряжена с рядом
трудностей, целесообразно перевести задачу в меньшее число измерений.
Для выявления закономерностей влияния геометрической формы здания
на энергоэффективность для каждого значения площади этажа рассмотрим
различные геометрические формы этажа (треугольник, квадрат, пятиугольник,
шестиугольник, круг). Для анализа результатов программно рассчитаем
значения теплопотерь через ограждающие конструкции для одноэтажной
модели с различными формами площади пола. Формула для расчета значения
теплопотерь ограждающих конструкций имеет вид:
,
где
основные
параметры:
F – площадь ограждающих конструкций (м2), R0 – сопротивление
ограждающих конструкций теплопередаче (м2 Со/Вт), tВ, t
Б
Н
– температура
воздуха в помещении и температура наружнего воздуха (Со), n – коэффициент
положения ограждения относительно наружного воздуха (в случае нашего
примера равен 0,75 — перекрытие над неотапливаемыми подвалами со
световыми проемами в стенах)
Площадь пола считается постоянной для каждой формы и периметр стен,
рассчитывается исходя из её значения для различных форм площади пола.
248
Полагая площадь пола равной 100 м2, получаем следующие результаты
(таблица).
Основные теплопотери ограждающих конструкция при площадях оснований
различной формы
Периметр Площадь
Qстен
(Pфасада), м (F), м2
Треугольник
45.5901 123.0934 1299.3190
Квадрат
40.0000 108.0000 1140.0000
Пятиугольник 38.1194 102.9223 1086.4016
Шестиугольник 37.2242 100.5053 1060.8895
Круг
35.4491 95.7125 1010.2987
Форма
Qокон
548.0769
548.0769
548.0769
548.0769
548.0769
Основные
Отношение к
теплопотери (Qосн)
100%
1847.3959
+ 9,4379
1688.0769
+0
1634.4785
- 3,175116
1608.9665
- 4,686422
1558.3756
- 7,683376
Анализируя результаты таблицы, можно сформулировать следующий
вывод:
Формально многогранные формы более целесообразны по сравнению с
квадратом, но большое число углов увеличивает количество теплопотерь
здания, а значит, круг является более предпочтительной формой.
В.А. Васильев, А.О. Токарь
(Научный руководитель – к.т.н., доц. П.В. Духанин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА РАБОЧИХ ШВОВ ПРИ
УСТРОЙСТВЕ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ (ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ)
Для обеспечения монолитности бетонировать конструкцию желательно
непрерывно. Укладка следующего слоя бетонной смеси допускается до начала
схватывания бетона предыдущего слоя. Но это возможно лишь при
незначительных объемах работ и в сравнительно простых конструкциях. Во
всех остальных случаях перерывы в бетонировании неизбежны и приходится
249
прибегать к устройству рабочих швов. Они исключают перемещения
стыкуемых поверхностей относительно друг друга и не снижают несущей
способности конструкций. Расположение рабочих швов назначается в местах,
где нагрузки на конструкцию наименьшие. При перерыве в бетонировании
более двух часов возобновляют укладку только после набора бетоном
прочности не менее 1,5 МПа, т.к. при прочности ниже 1,5 МПа дальнейшая
укладка приводит к нарушению структуры ранее уложенного бетона в
результате динамического воздействия вибраторов и других механизмов.
Вертикальные
швы
нужно
устраивать
при
помощи
опалубки
(ограничительные доски или сетки с ячейкой 5х5 мм), устанавливаемой по
возможности там, где длина шва будет наименьшей, или же из условия
получения симметричной разрезки. Нельзя допускать, чтобы укладываемая
бетонная смесь располагалась под углом естественного откоса. Для надежного
сцепления бетона в рабочем шве поверхность ранее уложенного бетона
тщательно обрабатывают – продувают сжатым воздухом и промывают струёй
воды. Особенно тщательно обрабатывают поверхность бетона вокруг выпусков
арматуры; арматурные стержни очищают от набрызгов бетонной смеси от
предыдущей укладки бетона.
Я.В. Бельская, С.Л. Нор-Аревян
(Научный руководитель – к.т.н., доц. П.В. Духанин)
( г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИЛИ ЛИКВИДАЦИИ ОПАСНЫХ ЗОН,
ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ГРУЗОВ
СТРОИТЕЛЬНЫМИ КРАНАМИ
Практически ни одно строительство нельзя вести без использования
такой
спецтехники,
как
краны.
Строительные
краны
–
незаменимое
оборудование при возведении промышленных объектов и жилых домов. Они
250
осуществляют транспортировку разных грузов в процессе строительства на
высоту, по периметру, и не могут быть ничем заменены.
Одними из лучших считаются башенные краны фирмы Liebherr.
Выпускает их немецкая компания, которая занимает лидирующие позиции в
изготовлении техники для строительства во всем мире. Башенные краны этой
компании пользуются большим спросом, так как имеют большую зону
применения. Их можно использовать как на больших строительных площадках,
так и при незначительных размерах строительства. Так же они применяются в
различных других сферах деятельности, где нужна их помощь.
Главными плюсами башенных кранов являются:
1. Хорошая видимость и большой обзор всей строительной площадки.
2. Краны с большой высотой выбросной стрелы могут через построенное
здание перемещать груз.
3. Быстро транспортируются и легко монтируются.
4. Могут выполнять значительные объемы работ на больших площадях.
5. Оптимальность стоимости транспортирования.
С 1 июля 2007 года введен в действие руководящий документ РД
11.06.2007 "Методические рекомендации о порядке разработки проектов
производства работ грузоподъемными машинами и технологических карт
погрузочно-разгрузочных работ". В этом руководящем документе говорится об
эксплуатации
и
установке
грузоподъемных
машин
в
соответствии
с
требованиями технических регламентов, стандартов и настоящих методических
указаний.
Производят специальные мероприятия по ограничению опасной зоны
работы крана:
-на строительной площадке не должны находиться посторонние люди.
-возведение
здания
производят
под
защитой
предохранительного
ограждения (экрана) из элементов трубчатых лесов (или другой конструкции) с
устройством сплошной стенки из досок толщиной не менее 40мм и с двумя
251
настилами вплотную к наружной стене, один из которых установлен на высоте
6м от основания лесов, а второй — на уровне монтажного горизонта. С
наружной
стороны
лесов
устанавливают
металлическую
тканую
или
синтетическую сетку;
-высота перемещения груза краном должна быть ограничена, и быть,
ниже верха защитного ограждения (экрана) не менее чем на 0,5м. Изменение
ограничения высоты подъема производится после последующего наращивания
защитного ограждения (экрана);
-пешеходный переход вдоль защитного ограждения (экрана) должен
иметь козырек, сплошную обшивку со стороны строящегося здания и
располагаться от него не ближе 2м.
Для уменьшения или ликвидации опасной зоны у реконструируемых
зданий (сооружений), выходящих на городские магистрали с интенсивным
движением транспорта, когда не представляется возможным выгородить на
длительное время опасную зону как от реконструируемого здания, так и от
перемещаемого краном груза, также необходимо выполнить следующие
мероприятия:
-установить сплошное ограждение, закрепляемое за наружные стены
реконструируемого
здания
или
за
инвентарные
трубчатые
леса,
устанавливаемые у реконструируемого здания;
-принять высоту защитного ограждения не менее 3м от верха
существующих наружных стен;
-на лесах установить два защитных настила и наружную сторону лесов
выгородить тканой сеткой;
-закрыть все оконные и дверные проемы защитными ограждениями;
-максимальную высоту перемещения грузов (до низа груза) принять
ниже верха защитного ограждения на величину не менее 0,5м.
-вдоль лесов или здания выполнить для пешеходов защитный козырек;
-при выполнении работ в зоне, примыкающей к наружной стене с
252
защитным ограждением, необходимо груз за 5м опустить на 0,5м над
перекрытием или выступающими конструкциями и подводить к месту
установки у наружной стены на минимальной скорости, удерживая его
оттяжками;
при нахождении стропальщика вне видимости крановщика между ними
должна быть организована радиосвязь;
-монтаж
или
перестановку
ограждений
без
устройства
лесов
производить в ночное время в период наименьшего движения транспорта с
установкой на проезжей части сигнальных ограждений за границей опасной
зоны
от
перемещения
грузов
и
необходимых
дорожных
знаков
по
согласованию с ГИБДД.
В.В. Будник
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Г.В. Несветаев)
( г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
СООРУЖЕНИЙ В КИТАЕ
Современная архитектура Китая сформировалась еще в древние времена,
которые оказали на нее сильнейшее влияние. В традиционных архитектурных
постройках Китая вы не найдете ни куполов, ни арок. Шар, круг все это
символы Неба, а сами здания должны прочно стоять на земле, чтобы устоять
при различных не устойчивых климатических условиях. Китай сегодня – это,
прежде всего, роскошные небоскребы и замысловатые телебашни, уникальные
стадионы и театры, продуманные и комфортные жилые комплексы, просторные
аэропорты, созданные с удивительной фантазией и представляющие собой
шедевры
современного
зодчества.
Современные
здания
в
китайских
мегаполисах отличаются разнообразием и свободой форм и стилей, смелым
полетом
фантазии
немыслимые проекты.
архитекторов,
воплотивших
в
жизнь
даже
самые
253
Так, строительство 121-этажной Шанхайской башни в Китае, стоящей
$4,2 млрд начатое в 1993-м году, завершилось в начале этого года, и теперь
ведутся отделочные работы. открытие будет в 2015-м году. Она построена на
скрученном здании и вытянута вверх. 632 метра высоты предоставляют
Шанхайской башне первое место по высотности в Китае и третье в мире, это на
140 метров выше, чем здание Мори (Mori Building), на сегодняшний день самая
высокая обсерватория в мире.
При создании Шанхайской башни использовали технологии BIM
и традиционные методы проектирования. Технология BIM (информационное
моделирование зданий) предполагает построение одной или нескольких точных
виртуальных моделей здания в цифровом виде. Использование моделей
облегчает процесс проектирования на всех его этапах, обеспечивая более
тщательные анализ и контроль. Будучи завершёнными, эти компьютерные
модели содержат точную геометрию конструкции и все необходимые данные
для
закупки
материалов,
изготовления
конструкций
и
производства
строительных работ
Для проектировщиков и инженеров стояли задачи сделать эффективным
проектирование и последующее строительство такого сложного объекта,
а также контролировать расходы, и получается, что система BIM сняла с них
как с руководителей существенную часть этой работы. Для строительства
сооружения был разработан специальный вид предварительно напряжённого
железобетона, который заливали только ночью, а в раствор добавляли лёд.
Главной отличительной особенностью такого бетона является преодоление
неспособности
бетона
сопротивляться
значительным
растягивающим
напряжениям
Для башни создавались партии эксклюзивных отражающих стеклянных
панелей, уменьшающих нагрев внутренних помещений и обеспечивающих
идеальную вентиляцию.
Чудеса архитектурной мысли есть и в столице КНР – Пекине.
254
Пекинский национальный стадион, известный как «Птичье гнездо» —
многофункциональный
спортивный
комплекс,
созданный
для
проведения летних Олимпийских игр 2008 года в Пекине (Китай), находящийся
рядом с плавательным комплексом. На этом стадионе, помимо проведения
спортивных состязаний, прошли церемонии открытия и закрытия Олимпийских
игр 2008 года. Строительство стадиона начато в декабре 2003 года по проекту
бюро Херцог и де Мёрон. Открытие состоялось в марте 2008.
Стоимость строительства стадиона оценено в 3,5 миллиарда юаней, что
составляет приблизительно 325 миллионов евро.
Стадион имеет достаточно интересный и необычный внешний вид.
Трибуны стадиона находятся на бетонной «чаше». Вокруг этой «чаши»
расположены
24
ферменные
колонны,
поверх
которых
расположены
переплетения кривых металлических балок. В верхней части этой структуры
между переплетением натянуты пленки из этилентетрафторэтилена, это
формирует верхнюю часть покрытия. В нижней же части покрытия
использовался политетрафторэтилен. Эти два материала прозрачные, что дает
возможность проникать солнечному свету на трибуны, а также они очень
легкие. Для строительства стадиона в Китае была разработана новая марка
стали, которая отличается почти полным отсутствием сторонних примесей, что
в некоторой степени усложняло сварку стальных элементов. Изначально было
запланировано возвести стадион с раздвижным покрытием, которое бы
полностью закрывало площадь поля.
Строительство началось с закладки фундамента, в качестве которого
использовались
достаточно
длинные
сваи,
углубленные
в
основание
приблизительно на 35 метров. Далее была построена бетонная «чаша», на
которой были позднее установлены трибуны. На некоторый срок строительство
было остановлено из-за проблем с финансированием. В марте 2004 года работы
были возобновлены уже по новому проекту, который заключался в том, что
было решено отказаться от раздвижной кровли, что впоследствии дало
255
возможность сэкономить больше десяти тысяч тонн стали и около 150
миллионов долларов.
В сентябре 2005 года были смонтированы временные опоры для колонн
ферменной структуры, а в октябре уже все 24 колонны были установлены.
После этого на них были установлены путем сварки отдельные, относительно
небольшие, элементы внешней металлической структуры.
Китай
возводить
использует новые
сооружения
технологии
различного
вида
строительства,
сложности
позволяющие
быстрее,
дешевле,
с минимальными трудозатратами и, что особенно актуально, с максимальным
теплосберегающим эффектом и скоростью. Все это делает КНР страной с
передовой архитектурой и невообразимо красивыми сооружениями, которыми
любуется весь мир.
А.В. Сухарева
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Т.Н. Жильникова)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПЕСКОСТРУЙНЫЙ ВИТРАЖ
Пескоструйный витраж является уникальной и удивительной по красоте
декоративной композицией на стекле или зеркале, причем в современном
интерьере сфера применения витража отличается своим многообразием.
Изготовление пескоструйных витражей начинается во второй половине
XIX века. Технология пескоструйной обработки стекла была изобретена
американцем Бенджамином Чу Тилменом. Находясь по долгу военной службы
в пустыне, он заметил, что гонимый ветрами песок, бьет в оконное стекло и
оставляет на нем слегка шероховатые следы. Таким образом, используя
собственные наблюдения, Тилмен решил придумать специальный прибор, с
помощью которого можно было бы искусственно наносить любое нужное
изображение. В 1870 году запатентовал пескоструйный аппарат, принцип
работы которого основан на этом удивительном природном явлении. На
256
протяжении истории развития пескоструйной обработки сущность метода не
изменилась, добавились лишь некоторые технологические инновации.
Для изготовления пескоструйных витражей используется пескоструйная
обработка стеклянной или зеркальной поверхности воздушно-абразивной
смесью, в основе которой чистый кварцевый песок. Процесс нанесения
изображений сложен и требует определенного опыта и таланта мастера.
Техника изготовления пескоструйных витражей на стекле или зеркале
разнообразна и универсальна. Уникальные композиции могут быть выполнены
в любом стилевом решении, они великолепно вписываются в интерьеры
офисов, элегантной гостиной большого загородного дома и небольшой
стандартной квартиры.
Сплошной пескоструй – декор, который позволяет придать свойства
непрозрачности всей поверхности стеклянного или зеркального основания. Он
широко применяется для остекления дверей, деталей мебели, душевых кабин.
Интерьеры и мебель, декорированные с помощью сплошного пескоструя,
отличает элегантность и благородный шик.
Узорчатый пескоструй – здесь подвергается обработке только часть
стеклянной
или
зеркальной
поверхности.
Пескоструйная
обработка
производится с использованием трафаретов.
Художественный пескоструй – с помощью него создают целые картины и
портреты. Может применяться в качестве панно, которое станет настоящим
украшением любого помещения.
Установка пескоструйного витража достаточно проста. Способ его
крепления зависит от особенностей использования для декорирования разных
видов предметов интерьера. Обычно для этого применяются следующие
варианты монтажа: при помощи рамной конструкции, профиль которой может
быть выполнен из любых материалов (пластик, дерево, сталь, ковка); крепление
с помощью штапиков; петельный крепеж (для дверок).
На стеклянное или зеркальное основание можно наносить практически
257
любое изображение, в том числе, семейный портрет или логотип компании.
Пескоструй для художника – это великолепный способ проявить все грани
своего таланта. Пескоструйный витраж имеет массу преимуществ. Основными
из которых являются следующие: эстетичность, практичность, долговечность,
многообразие
вариантов
изображений,
универсальность, устойчивость
к
деформации, низкая стоимость. К недостаткам можно отнести лишь трудное
очищение пескоструйных витражей от жирных следов. Избежать этого
поможет защитное покрытия витража специальной гидрофобной жидкостью.
Пескоструйные витражи делают любое помещение стильным и уютным и
являются настоящими произведениями декоративно-прикладного искусства.
А.С. Новикова
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Г.В. Несветаев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
РАЦИОНАЛЬНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
ИЗ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА И КАМНЕЙ С УЧЕТОМ
СОВРЕМЕННЫХ ТРЕБОВАНИЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ
Современный подход к нормированию теплозащиты зданий основан на
рассмотрении здания как полной энергетической системы. За основу
проектирования взят принцип нормирования суммарных энергозатрат и,
согласно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», под удельным
расходом, например, тепловой энергии на отопление здания, понимают
количество тепловой энергии, необходимое для компенсации теплопотерь
здания за отопительный период при нормируемых параметрах теплового и
воздушного режимов, отнесенное к единице отапливаемого объема.
Исторически нормирование в области теплозащиты шло по пути
санитарно-гигиенических требований. При этом основанием для выбранного
уровня тепловой защиты здания служил комфорт проживающих в нем людей.
258
Жилищное строительство отличалось возведением стен с массивными
кирпичными стенами толщиной до 1480 мм. Излишнее утолщение стен
вызвано, в т.ч., отсутствием в то время теории расчета каменных конструкций.
Недостатки таких стен очевидны: большая масса, высокий расход материалов,
трудоемкость. Однако они имеют и преимущества: высокая тепловая инерция
и теплоустойчивость ограждающей конструкции обеспечивают оптимальные
параметры микроклимата в помещениях.
В 1995
г. произошел переход
энергосбережения,
определяемого
к нормированию по принципу
Федеральным
законом
«Об
энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении
изменений в отдельные законодательные акты РФ» (ФЗ-261) как «реализацию
организационных, правовых, технических, технологических и иных мер,
направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов
при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования».
Ключевым
обоснованием
нормативных
требований
стала
экономия
энергоресурсов.
Исходя из этого, возведение однослойных кирпичных стен без
эффективного утеплителя нецелесообразно. Для климатических условий
Ростова-на-Дону стена из полнотелого керамического кирпича на цементнопесчаном растворе должна иметь толщину более 1,7 м, из пустотелого
керамического кирпича плотностью 1200 кг/м3 – более 1,3 м.
Существует несколько вариантов расположения теплоизолирующего
слоя: на внутренней или наружной поверхности кирпичной стены или внутри
(кладка с облицовочным слоем).
При проектировании и эксплуатации многослойных стен с внутренним
расположением утеплителя следует учитывать конденсацию влаги внутри
конструкции. Водяной пар, в результате диффузии попадающий в толщу стены,
может привести к прогрессирующему отсыреванию утеплителя и постепенной
потере им своих теплоизолирующих свойств. К выбору утеплителя в таком
259
случае необходимо подходить внимательно, учитывая не только коэффициент
теплопроводности , но и коэффициент паропроницаемости . Кроме того,
массивная, хорошо аккумулирующая тепло часть стены в результате
оказывается в зоне низких температур. Это резко снижает тепловую инерцию
ограждающей конструкции, что в значительной степени ухудшает микроклимат
в помещении.
Расположение теплоизолирующего слоя снаружи кирпичной стены
решает проблемы малой тепловой инерции и конденсации влаги внутри
конструкции.
Несмотря на сегодняшнее многообразие современных и экономичных
строительных
материалов,
керамический
кирпич
широкое применение в жилищном домостроении.
по-прежнему
находит
Современной задачей
является создание рациональных ограждающих конструкций отвечающих как
требованиям энергоэффективности, так и комфортного проживания.
А.С. Грицай
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.В. Иванчук)
(г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОТДЕЛКА ФАСАДОВ ДОМОВ ИЗ ГАЗОБЕТОНА
Штукатурка
фасада
дома
из
газобетонных
блоков
существенно
отличается от аналогичных работ по оштукатуриванию домов из кирпича и
пенобетона. Благодаря применению газообразователю газобетон получает
структуру с открытыми порами, которые позволяют стенам "дышать", что
может влиять на применяемые для отделки фасадов штукатурные смеси и
фасадные системы.
Неправильно подобранная штукатурка для фасада дома из газобетонных
блоков, нарушение технологии проведения работ с течением времени может
привести к вспучиванию штукатурки, появлению горизонтальных или
260
вертикальных трещин, "пятнистости" фасада, трещинам, отслаиванию и т.д.
Основное предназначение штукатурки фасада дома из газобетонных
блоков
– это защитить стены от вредных влияний внешней среды и
атмосферных осадков.
Особенно сильное негативное воздействие на стены домов из газоблоков
оказывают атмосферные осадки, когда напитавшие влагу блоки подвергаются
перепаду отрицательных и положительных температур, что очень часто
происходит ранней весной или поздней осенью. То есть штукатурные растворы,
применяемые для отделки стен из газобетонных блоков, должны обладать
высокими водоотталкивающими свойствами. В то же время стены из
газобетонных блоков обладают высокой паропроницаемостью, следовательно,
применяемая штукатурная смесь должна обладать высоким коэффициентом
паропроницаемости. Кроме этих вышеперечисленных свойств, учитывающих
особенности газобетона, такая штукатурка должна обладать хорошей адгезией
к основанию, прочностью на сжатие и высокой морозостойкостью.
Последовательность работ по оштукатуриванию фасада дома из
газобетонных блоков состоит из следующих этапов:
1-й – обработка поверхности стен грунтовкой. В качестве грунтовки
рекомендуется выбирать укрепляющий и гидрофобизирующий состав на
основе комбинаций акрилатсилоксана. Задача такой грунтовки – обеспечить
долговременную защиту строительного материала от проникновения дождевой
воды и укрепить основания;
2-й – размещение сетки из специального щелочестойкого стекловолокна.
Применение щелочестойкой сетки вызвано тем, что нещелочестойкая сетка в
таких условиях после нескольких лет эксплуатации растворяется без остатка,
что неизбежно приведет к появлению трещин на фасаде;
3-й – нанесение специальной фасадной штукатурной смеси для стен из
газобетонных блоков, толщиной в 7 - 9 мм,
которая должна отличаться
экономичностью, пластичностью, хорошо обрабатываться и наноситься, быть
261
устойчивой на основании. После отвердения такая штукатурка приобретает
водоотталкивающие свойства, препятствуя излишнему выходу тепла при
промокании, при этом она должна пропускать водяной пар, иметь малый вес,
быть устойчивой к действию мороза и погодных условий;
4-й – закрепление верхнего штукатурного слоя, путем окрашивания
любыми паропроницаемыми эластичными красками.
Для увеличения срока службы внешнего штукатурного покрытия можно
поверх декоративного слоя нанести еще дополнительно очень тонкий слой
гидрофобизатора. Это значительно снизит вероятность намокания фасада при
затяжных косых дождях, а также продлит срок службы покрытия более чем в 2
раза.
Е.В. Егорова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.В. Иванчук)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СОВРЕМЕННЫЕ ВИДЫ ПОДМАЩИВАНИЯ ПРИ ФАСАДНЫХ
РАБОТАХ
Средства подмащивания – вспомогательное оборудование, используемое
для размещения рабочих и материалов при выполнении строительных или
ремонтных работ на высоте. Обеспечивают безопасность и позволяют повысить
производительность труда при производстве строительно-монтажных работ.
Любые конструкции позволяющие размещать людей, материалы свыше 1,3
метра можно называть средством подмащивания.
Рамные леса – трубчатые строительные леса, где вертикальным несущим
элементом является сварная рама. Строительные леса рамного типа очень
легкие, благодаря облегченной трубе. Данный вид лесов легко монтировать и
демонтировать,
за
счет
горизонтальных
элементов
флажкового
соединения
конструкции
между
вертикальных
собой.
Рамные
и
леса
262
применяются в основном на фасадах зданий, для отделочных и строительномонтажных работ на высоте до 40 метров. Такие леса хорошо подходят для
малоэтажного и частного строительства. С них также можно работать и внутри
помещения.
Клиновые
леса
–
пространственная
металлическая
конструкция
разновидность стоечных строительных лесов. По своей конструкции являются
универсальными за счет клинового замка крепления отдельных элементов
между собой. С помощью клиновых лесов можно создать практически любую
пространственную конструкцию. Главным отличием конструкции клиновых
лесов
является
повышенная
жесткость
соединений.
Клиновые
леса
предназначены для фасадных и строительно-монтажных работ, ремонта и
реставрации.
Хомутовые леса – строительные леса для ремонта и реставрации объектов
строительства, а также для кирпичной и каменной кладок. Процесс установки
хомутовых лесов – трудоемкий и продолжительный, однако конструкция по
завершению правильного монтажа является очень жесткой и устойчивой.
Главным плюсом лесов хомутового типа является возможность установки на
геометрически неправильные фасады и башни, а также на промышленные
объекты повышенной сложности. Леса хомутового типа можно сочетать с
любым другим видом строительных конструкций.
Строительные люльки или платформы применяются для широко спектра
высотных фасадных работ. Платформы, вертикально движущиеся вдоль
поверхности фасада, позволяют перемещать рабочую бригаду на нужную
высоту для выполнения различных задач. Важным аргументом в пользу
покупки или аренды строительных люлек, является их цена, которая ниже
аналогичных
по
функциональным
возможностям
приспособлений
или
оборудования.
Строительная
люлька
представляет
собой
платформу,
которая
поднимает рабочих и инструмент на необходимую высоту при помощи
263
стальных тросов или канатов, которые закреплены на крыше здания. Движение
люльки вверх обеспечивается подъемными механизмами на лебедках.
Фасадные люльки позволяют производить работы на большей высоте по
сравнению со
строительными
лесами, монтажными вышками
турами,
телескопическими и ножничными авто подъемниками. В связи с этим люльки –
платформы применяются при ремонтных работах и обслуживании фасадов
высотных многоэтажных зданий.
Фасадные люльки применяются при строительстве, отделке фасадов;
ремонте, реконструкции стен и фасадов здания; установке и профилактике
светового
оборудования
для
архитектурной
подсветки;
систем
кондиционирования и пожаротушения здания; для обслуживания, мойки и
очистки фасадов.
Высотные строительные платформы и люльки активно используются
повсеместно, поскольку являются одним из самых безопасных и недорогих
видов фасадных подъёмников для выполнения различных видов работ.
В.В. Морозов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.В. Иванчук)
(г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
БИОПОЗИТИВНЫЕ ШУМОЗАЩИТНЫЕ СТЕНЫ
В наше время всё большее значение приобретает проблема повышенного
шума. Одним из методов борьбы с данной проблемой является устройство
биопозитивных и шумозащитных стен.
Большое распространение получили биопозитивные шумозащитные
стены. Их рекомендуется проектировать таким образом, чтобы отношение
высоты к толщине поперечного сечения в нижней части стены составляло 3:1;
5:1.
Разработаны
различные
конструкции
шумозащитных
озеленяемых
подпорных стен из сборного или монолитного железобетона. Конструктивно
264
они представляют собой железобетонные емкости с отверстиями, заполненные
естественной или искусственной грунтовой смесью с высаженными в нее
растениями. Корни проникают через отверстия в естественный грунт, поэтому
не требуется специальная поливка. На фасадах озеленяемой шумозащитной
стены, после того как растения укрепятся и вырастут, видна сплошная завеса из
листьев (в теплое время года) или вьющиеся ветки растений на фоне
железобетонных
плоскостей
(в
холодное
время).
Для
архитектурной
выразительности рекомендуется предусматривать шумозащитные стены с
декоративной поверхностью (волнообразный рельеф и др.).
Для выбора метода борьбы с шумом и устройства биопозитивных
шумозащитных стен проводятся начальные анализы в виде:
анализа
акустического режима примагистральных территорий, оценки существующих и
прогнозных шумовых характеристик магистрали и акустического воздействия
на здания первого фронта застройки.
Все современные методы анализа представлены в СП 51.13330.2011
«Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003»
и
«Руководство по учету в проектах планировки застройки городов требований
снижения
уровней
графоаналитический
шума»,
расчет
данные
шумовой
документы
характеристики
предполагают
магистрали
с
построением карт шума.
Используя различные методы анализа и различные виды биопозитивных
шумозащитных стен, сделаны выводы о том, что треугольные рамы с шагом 4
.6 м, в пазы которых помещают вертикально расположенные плоские плиты с
рельефной фасадной поверхностью. В этой конструкции грунтовая засыпка
представляет собой объем, сечение которого увеличивается сверху вниз, был
достигнут максимальный эффект (уровень шума уменьшился на 15 dB).
Но также следует отметить, что исходя из источника шума и объекта,
который необходимо оградить от данного шума, можно применять следующие
виды биопозитивных шумозащитных стен:
265
– стойки с шагом 4 .6 м, защемленные в фундаменте или грунте, с
введенными в их пазы наклонными плоскими плитами рельефной поверхности;
– коробчатые элементы, установленные один на другой и заполненные
грунтом, причем на фасадных частях видны естественные откосы грунта, на
которых высаживают растения;
– треугольные рамы с шагом 4 .6 м, в пазы которых помещают
вертикально
расположенные
плоские
плиты
с
рельефной
фасадной
поверхностью.
Шумозащита осуществляется в этих стенах за счет глушения массивными
железобетонными стенами с грунтовым заполнением, переориентацией звука
неплоской поверхностью стен и глушением шума озеленением.
В.А. Сидоров
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Е.В. Иванчук)
(г.Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МОРОЗОСТОЙКОСТИ БЕТОНОВ
Долговечность конструкций и сооружений из бетона и железобетона,
которые в период эксплуатации подвергаются циклическим процессам
замораживания и оттаивания зависит от морозостойкости бетона. Известно, что
морозостойкость строительных материалов – это характеристика временного
процесса, сопровождающегося изменением их структуры в процессе многократного замораживания.
При проведении экспериментальных исследований объемных деформаций бетонов с различной проектной морозостойкостью было установлено, что
деформации бетона в течение многих циклов практически не меняются, т.к. макроразрушений не происходит. Резкое увеличение объемных деформаций происходит
после
количества
циклов
Nкрит,
когда
образец
претерпевает
266
структурные изменения, сопровождающиеся ростом деформаций и потерей
прочности.
Морозостойкость не является физической величиной, поэтому современные методы определения морозостойкости должны быть основаны на
измерении
физических
характеристик,
например,
деформаций
бетона,
зависящих от его структурного состояния.
При использовании ускоренного метода определения морозостойкости с
применением современной измерительной техники, компьютерной обработки
данных. В основу работы дилатометра положен дифференциальный принцип
измерения температурных объемных деформаций материала. При этом
эталоном сравнения является стандартный образец из алюминия СО, имеющий
размеры и форму образцов испытуемого материала.
При создании отечественного дилатометрического метода ускоренного
прогнозирования морозостойкости бетона изначально были поставлены требования установления соотношения деформаций с традиционно принятой в России
классификацией морозостойкости по циклам испытаний. При этом, основываясь
на том, что потеря прочности – критерий при определении морозостойкости
бетона стандартными методами, отсюда возможна связь между величиной деформации и значением морозостойкости, определенной при циклическом
замораживании - оттаивании. Требованием к методу является надежное
прогнозирование проектного уровня морозостойкости на стадии лабораторных
испытаний – гарантия предотвращения наиболее распространенной причины
разрушения бетонных и железобетонных конструкций и сооружений. При этом
важнейшим фактором является оперативность и достоверность полученных
результатов лабораторной проверки.
Полученные результаты позволяют утверждать, что разность величины
объемных деформаций между двумя последовательными измерениями остается
для водонасыщенных образцов бетона практически постоянной на протяжении
многих циклов измерений, меньших Nкрит.
267
В дилатометрических измерениях величина «аномальных» деформаций
является информативным показателем состояния бетона при замораживании, и
его
способности
сопротивляться
деструктивным
повреждениям
при
попеременном многоразовом замораживании и оттаивании. Таким образом, при
дилатометрических измерениях, доступными для производственных условий
средствами, обеспечивается не только оперативная информация, но и
устанавливается объективное фактическое состояние бетона.
В.В. Стройкова
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. Г.В. Несветаев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОПТИМИЗАЦИЯ МОНОЛИТНЫХ РАБОТ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ
ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
Монолитное
строительство
–
сложный
технологический
процесс,
требующий грамотного подхода и обеспечивающий преимущества монолита,
только при соблюдении совокупности технологических требований на всех
этапах: опалубочные работы (монтаж и демонтаж опалубки); монтаж
арматурных конструкций; бетонирование конструкции; уход за твердеющим
бетоном. Для обеспечения качества монолитного строительства необходимы
квалифицированные
исполнители,
технологическая
оснащенность
и
организация временных параметров процесса с учетом погодных условий.
Применение
унифицированных
арматурных
изделий,
изготовленных
в
условиях специализированного высокотехнологичного производства, при
сборке арматурных конструкций позволит обеспечить качество арматурных
работ, исключив «человеческий фактор». Использование самоуплотняющихся
бетонных смесей, укладываемых с помощью бетононасоса, исключит проблемы
с качеством уплотнения и упростит процедуру операционного контроля
бетонных работ.
Помимо этого, вышеуказанные факторы способствуют
268
сокращению трудозатрат при производстве монолитных железобетонных
конструкций.
Увязка нормокомплекта опалубки во времени и в пространстве с учетом
сроков достижения бетоном «шаговой» прочности 2,5 МПа обеспечивает
высокий темп бетонирования и позволяет обеспечить возможность выполнения
последующих технологических операций в более короткие сроки. Оптимизация
нормокомплекта с параметрами захватки в каждом конкретном случае
обеспечивает эффективность возведения конструкций по временным и
экономическим показателям.
И.А. Каркавин, А.А. Буц, О.П. Хван
(Научный руководитель – к.т.н., доц. А.Л. Жолобов)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ЭФФЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ АНТИВАНДАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
ФАСАДНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗДАНИЙ
Современный опыт эксплуатации жилых и общественных зданий
свидетельствует о наличии проблемы обеспечения защиты
их фасадных
поверхностей от повреждений при различных проявлениях вандализма.
К таким проявлениям, прежде всего, можно отнести:
– нанесение рисунков и надписей на фасадные поверхности, приклейка
бумажной рекламы и объявлений;
– повреждение облицовки и штукатурки утепленных фасадов;
– смятие водосточных труб.
Наиболее подвержены указанным агрессивным воздействиям элементы
фасадов
зданий на уровне цокольного и первого этажей, а виновниками
проявления вандализма чаще всего оказываются представители социально
опасных групп населения и подростковой среды. В настоящее время на кафедре
технологии строительного производства РГСУ под научным руководством
269
доцента А.Л. Жолобова исследуют факторы, сдерживающие проявления
вандализма, и совершенствуются методы антивандальной защиты фасадных
поверхностей зданий.
В ходе выполненного обследования фасадов более 120 жилых и
общественных зданий в Кировском и Октябьском районах г. Ростова-на-Дону
нами изучалось влияние на частоту проявления признаков вандализма
конструктивных особенностей фасадов, уровня благоустройства прилегающей
к зданиям территории, интенсивности пешеходного движения, близости
расположения к обследованным фасадам зданий образовательных учреждений,
стадионов и др.
Результаты обследования свидетельствуют о том, что эффективными
универсальными методами антивандальной защиты фасадных поверхностей
являются:
– усиление наименее ударопрочных элементов фасадов, чтобы они
смогли выдерживать ударные нагрузки без появления остаточных деформаций;
– организация оперативного ремонта поврежденных фасадных элементов;
– обеспечение искусственного освещения наиболее уязвимых участков
фасадов и ограничение к ним доступа представителей социально опасных
групп населения;
– организация охраны здания и видеонаблюдения прилегающей к нему
территории.
Из специальных методов антивандальной защиты фасадных поверхностей
хорошо проявили себя на практике и могут быть рекомендованы для широкого
применения следующие:
– покрытие фасадных поверхностей современными гидрофобными и
антиадгезионными
составами,
затрудняющими
нанесение
на
фасадные
поверхности и облегчающими удаление несанкционированных рисунков,
надписей и всевозможных наклеек;
270
– утолщение и дополнительное армирование штукатурного слоя,
предназначенного для защиты теплоизоляции;
– использование мелкоразмерных облицовочных элементов в системах
вентилируемых фасадов, позволяющих локализовать площадь повреждения и
достаточно легко заменить поврежденные элементы облицовки. Кроме того, в
навесных
фасадах
рекомендуется
использовать
усиленные
профили
с
небольшим шагом, а также скрытые крепления к ним облицовочных элементов,
защищающие их от повреждения и затрудняющие несанкционированный
демонтаж;
–использование в нижней части водосточных труб (на высоте до 2 м от
уровня земли) звеньев, изготовленных из листовой стали толщиной не менее
1,5 мм, или из более тонких труб, но с часторебристой поверхностью для
обеспечения их защиты при попытке смятия.
П.П. Холодцов, Ю.А. Новиков и А.А. Чередниченко
(Научный руководитель – к.т.н., доц. А.Л. Жолобов)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОЦЕНКЕ
КВАЛИФИКАЦИИ РАБОЧИХ
Качество возводимых строительных конструкций во многом зависит
от квалификации рабочих. Об уровне квалификации рабочего принято судить
по присвоенному ему квалификационному разряду по результатам устных
ответов
на
вопросы
из
раздела
«Должен
знать»
квалификационного справочника [1], а также сдачи
Единого
тарифно-
пробы. Недостатком
сложившейся системы оценки квалификации рабочих, по нашему мнению,
является то, что процедура сдачи пробы, то есть самостоятельного выполнения
271
рабочим отдельных работ, не охватывает все виды работ, из указанных
в
разделах "Характеристика работ" ЕТКС для соответствующей профессии.
Так,
например, рабочий-каменщик 5
разряда, претендующий
на
получение 6 разряда должен доказать свое умение выполнять более 15
дополнительных видов работ, что невозможно проверить в течение одного
рабочего дня или на одном объекте. Поэтому очередной разряд рабочему, как
правило,
присваивается по результатам
сдачи лишь одной пробы, что не
обеспечивает необходимую достоверность его квалификации.
К чему это может привести, предположить нетрудно – к неготовности
рабочего выполнить в нужный момент определенную технологическую
операцию с требуемым качеством без перерасхода материалов и достаточно
производительно, а значит к простоям и дополнительным затратам на
устранения брака. Кроме того, несправедливое повышение разряда одному из
рабочих в бригаде может вызвать в ней конфликтную ситуацию при
распределении фонда оплаты труда.
В настоящее время на кафедре технологии строительного производства
РГСУ под научным руководством доцента А.Л. Жолобова исследуется
возможность применения для оценки квалификации рабочих строительных
профессий материалов видеорегистрационного контроля технологических
процессов [2]. В строительном производстве такой видеорегистрационный
контроль обычно осуществляют при выполнении работ, связанных с
возведением наиболее ответственных строительных конструкций, в условиях
повышенной опасности (по выданному наряду-допуску), что особенно важно,
так как такие условия весьма трудно смоделировать даже в хорошо технически
оснащенном профессиональном училище.
В ходе исследования доказано, что по материалам видеорегистрации
можно
определить
хронологию
и
длительность
выполнения
рабочим
технологических операций, оценить качество возводимой или устраиваемой
конструкции, проверить правильность использования материалов и изделий, а
272
также навыки владения инструментом и технологической оснасткой, выявить
факты нарушения правил безопасности труда рабочим и др.
Установлено, что по совокупности этих данных можно не только с
достаточной точностью оценить квалификацию рабочих, но и указать на
допущенные ими ошибки, а также дать рекомендации по их устранению. При
этом, конечно, нельзя не учитывать уровень знаний, проявленный рабочим при
ответах на вопросы из раздела «Должен знать» ЕТКС.
Литература
1. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий
рабочих. Выпуск 3. Раздел "Строительные, монтажные и ремонтно-строительные
работы". Новосибирск: Сибирское университетское изд-во., 2007. 207 с.
2. Соболев В.В. Моделирование и оптимизация условий применения
видеорегистрационного
контроля
качества
при
строительстве
зданий
[Электронный ресурс] / В.В. Соболев, О.А. Бабкин // Науковедение. 2014. № 6.
Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/19TVN614.pdf.
6. ПОДСЕКЦИЯ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ
СТРОИТЕЛЬСТВА
Е.Г. Сидельникова
(Научный руководитель – д-р т.н., проф. В.В. Дерюшев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СТРОИТЕЛЬНЫХ И ПОДЪЕМНОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
Для исследования таких понятий, как объединение числовых оценок
интегральных показателей в единый обобщенный показатель воспользуемся
273
следующим способом. Пусть А = {a1, a2, …, an} – множество рассматриваемых
альтернативных вариантов строительных и подъемно-транспортных
машин,
ранжировку которых требуется осуществить в критериальном пространстве Rem ,
характеризуемым множеством критериев K = {k1, k2, …, km}. Множество
вариантов строительных и подъемно-транспортных
машин отображается в
критериальном пространстве Rem в виде множества точек, образующих матрицу
числовых оценок. Пусть также задана форма скалярной линейной функции Z и
на соответствующей ей оси показателя z можно точками отображать объекты из
множества А при известном векторе коэффициентов свертки В.
Задача заключается в определении компонент вектора В и построении
показателя
z,
аппроксимирующего
некую
объективно
известную
или
специально задаваемую (обучающую) матрицу парных взаимосвязей между
искусственными объектами (вариантами машин).
Q  qrk
p, p
.
(1)
Размер квадратной симметричной матрицы Q определяется количеством
р рассматриваемых обучающих объектов, а ее элементами qrk являются
известные
или
задаваемые
квадраты
расстояний
между
r-м
и
k-м
искусственными объектами на оси полезности (ценности) с точки зрения общей
(глобальной) цели ранжирования.
На оси показателя z квадрат расстояния между r-м и k-м обучающими
объектами (вариантами защиты) имеет вид
2
m
m

d rk ( B)  ( zr  zk )   b j xrj   b j xkj ) .
j 1
 j 1

2
(2)
Наблюдаемая структура взаимосвязей между различными обучающими
объектами на оси показателя z при фиксированном векторе В определяется
квадратной симметричной матрицей
D( B)  d rk
Соответствие
структуры
p, p
.
взаимосвязей
(3)
между
искусственными
274
объектами (вариантами защиты), задаваемой матрицей Q и наблюдаемой на оси
показателей z структуры взаимосвязей, определяемых матрицей
D(B),
оценивается с помощью функционала:
p 1
J ( B)  
p
[d rk ( B)  qrk ]2 .
(4)
r 1 k r 1
Функция Z*, для которой величина J(B) минимальна, а вектор В
называется структурным фактором в критериальном пространстве Rе m .
Обучающая матрица Q (1) может быть задана по результатам
объективного оценивания взаимосвязей между реально существующими
объектами, что требует наличия эмпирических данных использования объектов
по
назначению
или
натурных
испытаний
в
условиях,
близких
к
прогнозируемым условиям применения. Однако чаще всего такие данные
отсутствуют и получение их либо невозможно, либо нецелесообразно.
Поэтому здесь предполагается способ формирования обучающей
матрицы Q на основе специально вводимого множества искусственных
объектов Е = {e1, e2, …, ep}. В данном конкретном случае это могут быть
характеристика строительных и подъемно-транспортных машин.
А.В. Зайцев
(Научный руководитель – к.т.н., доц. М.М. Зайцева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
АМОРТИЗАЦИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В
СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
Амортизация – это планомерный процесс переноса стоимости средств
труда, их износа на производимый с их помощью продукт. Амортизация
является денежным выражением физического и морального износов основных
средств. Сумма начисленной за время функционирования основных средств
275
амортизации должна быть равна их первоначальной (восстановительной)
стоимости. Организации при принятии объекта основных средств (ОС) к
бухгалтерскому (налоговому) учету самостоятельно определяют нормы
амортизации в соответствии с выбранным способом ее начисления в рамках
установленных диапазонов сроков полезного использования. Амортизация по
объектам основных средств начисляется ежемесячно.
Норма
аморт зац
подлежащая
включению
–
доля
в
(в
издержки
процентах)
производства
стоимости
с
объекта,
установленной
периодичностью на протяжении срока полезного использования или отнесению
за счет соответствующих источников.
Норма амортизации
На
Спб
н,
где Спб−первоначальная балансовая стоимость; Lн − нормативный пробег до
списания.
В
бухгалтерском
учете
амортизация
автотранспортных
средств
начисляется в общеустановленном порядке в соответствии с требованиями ПБУ
6/01. При принятии автотранспортного средства к бухгалтерскому учету
определяются срок его полезного использования и способ начисления
амортизации.
Сроком полезного
спользован я является период, в течение которого
использование объекта ОС приносит доход организации. Срок полезного
использования отдельных групп ОС определяется исходя из количества
продукции (объема работ в натуральном выражении), ожидаемого к получению
в результате использования этого объекта.
Срок полезного использования объекта ОС согласно п. 20 ПБУ 6/01
определяется организацией при принятии этого объекта к бухгалтерскому учету
исходя из следующего:
- ожидаемого срока использования этого объекта в соответствии с
ожидаемой производительностью или мощностью;
276
- ожидаемого физического износа, зависящего от режима эксплуатации
(количества смен), естественных условий и влияния агрессивной среды,
системы проведения ремонта;
Амортизация
может
начисляться:
линейным
способом;
способом
уменьшаемого остатка; способом списания стоимости по сумме чисел лет срока
полезного использования основных средств; способом списания стоимости
пропорционально объему продукции (работ)
Величина амортизации определяется в целях:
-
постепенного
накопления
средств
на
полное
восстановление
(приобретение нового имущества);
- расчета остаточной стоимости для отражения в балансе−определения
среднегодовой
остаточной
стоимости
основных
фондов
при
расчете
налогооблагаемой базы налога на имущество;
- оценки остаточной стоимости, проводимой экспертами.
- нормативно-правовых и других ограничений (например, срока аренды).
Налоговым кодексом РФ предусмотрены следующие случаи, когда
амортизация по основным средствам временно не начисляется:
- передача по договору в безвозмездное пользование;
- перевод по решению руководства на консервацию продолжительностью
свыше трех месяцев;
- проведение реконструкции (модернизации) продолжительностью свыше
12 месяцев;
- проведение ремонта продолжительностью свыше 12 месяцев.
При этом в целях налогообложения прибыли организация может учесть
амортизационные расходы по автомобилю как в периоде его эксплуатации, так
и в периоде его временного простоя при условии, что деятельность, в которой
используется автомобиль, организацией не приостанавливается, а приостановка
эксплуатации автомобиля вызвана объективными причинами (ремонт, сезонное
производство, отсутствие заказов и т. п.).
277
И.М. Немцева
(Научный руководитель – к.т.н., доц. М.М. Зайцева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ СРОКОВ
СЛУЖБЫ МАШИН
Показатели долговечности элементов автомобилей и внедорожной
техники определяют потребность в техническом обслуживании, ремонтах,
запасных частях и горюче-смазочных материалах. Обеспечение долговечности
машин в эксплуатации связано с большими материальными, трудовыми и
энергетическими затратами. С другой стороны, при низкой эффективности
мероприятий по поддержанию работоспособности машин резко снижаются их
производительность и эффективность использования. В связи с этим возникает
задача определения оптимального срока использования машин. Это особенно
характерно для автомобилей, автобусов и внедорожной техники, которые
эксплуатируются после некоторого использования или после капитального
ремонта.
Цель установления «назначенного» срока службы и назначенного
«ресурса» − обеспечить принудительное и заблаговременное прекращение
применения объекта из требований безопасности или технико-экономических
соображений. В общем можно определить следующие сроки машины:
факт ческ й
−
до
первого
капитального
ремонта;
эконом ческ й
−
определяемый затратами на ремонт и эксплуатацию; гарант рованный −
определяемый
сроком
предъявления
претензий
и
бесплатного
(гарантированного) ремонта; срок службы, определяемый моральным износом;
аморт зац онный − определяемый нормами амортизационный отчислений;
опт мальный − определяемый теоретически исходя из тех или иных
представлений об оптимуме. Видимо, для автомобилей, автобусов и
внедорожной техники, поставляемых с неясным сроком эксплуатации, следует
278
определять оптимальный срок службы исходя из экономических соображений.
Для определения оптимальных сроков службы машин используют
различные методические приемы. Простейший из них сводится к установлению
срока службы путем исследования функции приведенных затрат на минимум.
Так как производная постоянной величины равна нулю, то в формуле для
расчета срока службы останутся лишь те величины, которые изменяются в
зависимости от срока службы (удельные суммарные затраты на техническое
обслуживание, ремонт машины и компенсацию потерь из-за снижения
производительности и повышения расхода горюче-смазочных материалов
вследствие износа деталей).
Если принять, что рост расходов на эксплуатацию машины происходит по
закону прямой, то для определения срока службы можно использовать
следующую формулу
Тэ
где Кто
Ктр
Кто
Сп
Ктр
Ккр
Ккр − соответственно значение темпов роста расходов на КР,ТР,
ТО, рассчитанные из условия их роста по закону прямой.
Коэффициенты,
характеризующие
темпы
роста
соответствующих
доходов
Нто тр кр
Кто тр кр
где Нто тр кр
ср
Нто тр кр
ср
ср
Нто тр кр
ср
– соответственно средние удельные затраты на
ТО, ТР, КР за периоды 10 и 5 лет;
- наработка за периоды 10 и 5 лет.
Для упрощения расчетов пользуемся формулой для расчета общего
показателя темпа роста расходов
Кобщ
Кто
Ктр
Ккр .
Порядок расчета рекомендуется следующий:
– определяют затраты, входящие в упрощенный критерий и динамику
279
затрат на поддержание машины в работоспособном состоянии;
– рассчитывают срок службы машин по минимуму затрат, входящих в
упрощенный критерий.
Для определения оптимального срока службы машины необходимо
подсчитать удельные расходы на поддержание машины в работоспособном
состоянии в среднем за i лет и соответствующую этому периоду наработку:
Рто
Нто тр кр
где Нто
Рто
тр кр
Ртр
Ртр
Ркр
− ежегодные удельные затраты на ТО, ТР и КР в i -м году;
Ркр − соответственно затраты на ТО, ТР и КР в i -м году;
−
наработка в i -м году использования машин.
Далее определяют средние удельные затраты за i лет на ТО, ТР и КР
Нто тр кр
где
Р то тр кр
ср
Р то тр кр −суммарные затраты на поддержание машин в работоспособном
состоянии за i лет.
Исходя из динамики среднегодовых ежегодных удельных приведенных
затрат можно определить оптимальный срок службы машины.
С.Н. Репина
(Научный руководитель – к.т.н., доц. М.М. Зайцева)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПОКАЗАТЕЛИ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬНОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ
Для оценки результативности и экономической целесообразности
деятельности предприятия недостаточно только определить абсолютные
показатели. Более объективную картину можно получить с помощью
280
показателей
рентабельности.
Показатели
рентабельности
являются
относительными характеристиками финансовых результатов и эффективности
деятельности предприятия.
Термин рентабельность ведет свое происхождение от «рента», что в
буквальном смысле означает «доход». Таким образом, термин рентабельность в
широком смысле слова означает прибыльность, доходность.
Показатели рентабельности используют для сравнительной оценки
эффективности работы отдельных предприятий и отраслей, выпускающих
разные объемы и виды продукции. Эти показатели характеризуют полученную
прибыль по отношению к затраченным производственным ресурсам. Наиболее
часто используются такие показатели, как рентабельность продукции и
рентабельность производства.
Рентабельность продукц
(норма пр был )−это отношение общей
суммы прибыли к издержкам производства и реализации продукции
(относительная величина прибыли, приходящейся на 1 руб. текущих затрат)
Рп
Ц
С
С
где Ц−цена единицы продукции; С−себестоимость единицы продукции.
Рентабельность производства (общая) показывает отношение общей
суммы прибыли к среднегодовой стоимости основных и нормируемых
оборотных средств (величину прибыли в расчете на 1 руб. производственных
фондов)
где П−сумма прибыли; −среднегодовая стоимость основных средств; −средние
за год остатки оборотных средств.
Этот
показатель
характеризует
эффективность
производственно-
хозяйственной деятельности предприятия, отражая при какой величине
использованного капитала получена данная масса прибыли. С помощью
рентабельности продукции оценивают эффективность производства отдельных
281
видов изделий, а рентабельность производства, или общая, балансовая
рентабельность, служит показателем эффективности работы предприятия
(отрасли) в целом. Повышению уровня рентабельности способствуют:
увеличение массы прибыли, снижение себестоимости продукции, улучшение
использования
производственных
фондов.
Показатели
рентабельности
используют при оценке финансового состояния предприятия.
Д.В. Сорокин
(Научный руководитель – ст. преп. И.Г. Гаспарян)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ ИЗ ПОРИСТЫХ
ПОРОШКОВЫХ СПЛАВОВ
Предложены пористые порошковые сплавы с повышенными прочностными
свойствами, позволяющие сохранять работоспособность длительный период в
условиях полужидкостного трения и обеспечивающие оптимальную работу
смесителей, на повышенных режимах.
Повышение ресурса работы подшипников скольжения строительных
машин, предназначенных для получения бетонных смесей и растворов,
является актуальной задачей. Гравитационные смесители – одни из видов
строительных машин, в которых вал смесительного барабана вращается
в подшипниковом узле, представляющем собой втулку из антифрикционного
материала. Подшипник работает в условиях ограниченной смазки при
знакопеременных
нагрузках.
Применение
дорогостоящих
подшипников
качения экономически нецелесообразно вследствие высокой цены и низкой
ремонтопригодности,
поэтому
в
смесителях
применяются
подшипники
скольжения, выполненные в виде втулки или вкладышей из антифрикционного
материала.
282
Подшипники скольжения для гравитационных смесителей изготавливают
путём механической обработки заготовок из литья или проката компактных
материалов таких, как чугун, бронза и алюминиевые сплавы, фторопласт и т.д.
В условиях сухого и полусухого трения у этих материалов и сплавов низкая
работоспособность, что при проведении строительных работ требует регулярного технического обслуживания подшипникого узла.
В настоящее время в качестве материала подшипников скольжения стали
применять п
и тые
печённые п
шк вые
плавы, плотность которых
составляет 75-90% от плотности аналогичных компактных сплавов. Сплавы
получают по следующей технологии: приготовление шихты в смесителях;
прессование на гидравлических или механических прессах; спекание при
температурах ~ 0,8ТПЛ. Затем заготовки подшипников выдерживают в нагретой
рабочей среде (моторное, гидравлическое или трансмиссионное масло), в
результате поры заполняются этими смазочными материалами. Себестоимость
изготовления пористых подшипников ниже аналогичных затрат для подшипников, выполненных из компактных материалов и сплавов, так как
отсутствует механическая обработка.
Подшипники скольжения, полученные по такой технологии, начинают
функционировать в условиях самосмазывания, благодаря чему в начальный
момент достигается гарантированное жидкостное трение с последующим
переходом в полужидкостное. Такой характер работы обеспечивает более
длительный цикл эксплуатации смесителя до очередного технического
обслуживания и повышает износостойкость подшипникого сплава вследствие
снижения коэффициента трения.
Однако пористые порошковые сплавы имеют низкие физико-механические
свойства. Так, прочность порошкового сплава на 20-40% меньше прочности
аналогичного по составу компактного сплава, что не позволяет работать
оборудованию при повышенных скоростях и нагрузках. В настоящее время
известны пористые порошковые сплавы [3, 4] с повышенными прочностными
283
свойствами, которые позволяют устранить этот недостаток.
Выводы:
- подшипники скольжения, выполненные из пористых порошковых сплавов,
работают в условиях полужидкостного трения, имеют повышенный уровень
износостойкости и увеличивают ресурс работы смесителей в целом;
- модифицированные порошковые сплавы обеспечивают работу смесителей
на
повышенных
режимах
и
увеличивают
межремонтный
период
их
эксплуатации.
А.С. Пархомов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Л.П. Щулькин)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И
МОНТАЖА ОБЪЕМНЫХ БЛОКОВ ЖИЛЫХ ДОМОВ
Потребность в строительстве домов жилого назначения из года в год
продолжает возрастать. На современном этапе гражданского строительства
главным стремлением является нахождение таких методов возведения жилых
зданий, которые позволят максимально индустриализовать строительное
производство, резко сократить продолжительность строительства, снизить
трудовые и материальные затраты. Одним из путей решения данного вопроса
является дальнейшая механизация и автоматизация строительных операций.
Весьма перспективным в этом отношении направлением может послужить
строительство домов из объемных блоков. При этом основная часть работ будет
выполняться в строительном цехе домостроительного комбината.
Объемно-пространственными
железобетонные
коробки,
блоками
вмещающие
называют
отдельные
помещения
крупные
(кухни,
санитарные узлы и даже квартиры), изготовляемые в заводских условиях.
Блоки доставляются на строительные площадки в готовом виде с настланными
284
полами, остекленными окнами, законченной внутренней и лицевой отделками,
полным санитарно-техническим и электротехническим оборудованием.
Жилой дом может быть собран на подготовленной фундаментной плите
из готовых модулей заводского производства. Для изготовления элементов,
идущих на сборку модулей, целесообразно использовать существующие на
домостроительных
комбинатах
технологические
линии
по
выпуску
железобетонных панелей. Для установки в опалубочные формы арматуры и
укладки бетона могут быть применены промышленные роботы. При этом на
заводе создается гибкая производственная система, которая обеспечивает
возможность бесперебойного выпуска строительных элементов различной
конфигурации, отвечающих любым архитектурным решениям. Собранные
здесь же в цехе функциональные объемные модули с подготовленными для
подключения коммуникаций точками транспортируются на стройплощадку, где
устанавливаются
при
помощи
крана
на
специально
подготовленные
фиксирующие адаптеры. Количество соединяемых между собой объемных
модулей может быть сколь угодно большим.
Данный метод строительства позволяет максимально применять системы
автоматического управления процессами, тогда как в условиях строительной
площадки
невозможно,
а
зачастую
и
нецелесообразно,
использовать
автоматизацию некоторых процессов.
Производственный процесс совершенствуется путем применения трех
основных стадий:
- механизация этого процесса, заключающаяся в замене во всех его
звеньях ручного труда машинным;
- введение в процесс непрерывности (поточности);
- автоматизация процесса.
Таким образом, автоматизация является высшей формой организации
производственного процесса в целом, при этом совокупность технических
средств, используемых для автоматизации процесса, совместно с объектом
285
управления образуют систему управления.
Для автоматизации производственных процессов широко применяются, с
большой
эффективностью
автоматические
используются
манипуляторы,
создаются
промышленные
гибкие
роботы,
автоматизированные
производства, позволяющие быструю переналадку оборудования, изменение
технологического режима и переход на выпуск новой продукции.
По мере внедрения автоматики в производстве наблюдается переход от
частичной автоматизации отдельных процессов к комплексной автоматизации
всех
производственных
процессов
и
далее
к
полной
автоматизации
производства, протекающего без непосредственного участия обслуживающего
персонала.
Выводы
1.Одним из путей повышения производительности труда в строительстве,
сокращения продолжительности стройки, снижения трудовых и материальных
затрат является строительство домов из объемных блоков.
2. Применение в строительстве объемных блоков перспективно, так как
при
этом
основная
часть
работ
выполняется
в
строительном
цехе
домостроительного комбината.
3. Объемные блоки доставляются на строительную площадку в виде
готовых квартир с настланными полами, остекленными окнами, законченной
внутренней
и
лицевой
отделками,
полным
санитарно-техническим
и
электрическим оборудованием.
4. Метод строительства из объемных блоков позволяет максимально
механизировать и автоматизировать технологические процессы, как на
домостроительном комбинате, так и на стройплощадке с применением систем
автоматического управления, микропроцессоров, роботов и автоматический
манипуляторов.
286
Р.А. Ханцеверов
(Научный руководитель – ст. преп. В. Ю. Бобыльченко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ
Существует два метода торкретирования: "сухой" и "мокрый". Каждый из
них согласно проекту подходит для достижения соответствующего качества
бетона. На выбор конкретного метода торкретирования влияют различные
факторы, например: опыт торкрет-бригады, необходимый объем и сроки
укладки торкретбетона, наличие необходимых материалов.
Метод
"сухой"
"мокрый"
Контроль над смешиванием воды и
консистенции смеси на выходе из
сопла для адаптации к требованиям
объекта
Больше подходит для ремонтных
работ,
где торкрет
необходимо
укладывать небольшими порциями
Возможность транспорта смеси на
большие расстояния
Затворение смеси происходит до
загрузки в торкрет оборудование.
Количество воды может быть точно
измерено
Гарантирует, что смесь будет более
тщательно перемешана
Уменьшенное пылеобразование и
меньшая
потеря
цемента
при
нанесении
Транспортные шланги легче, за счет Меньшее количество отскоков, и, как
чего
их
удобно передвигать и результат, меньше отходов
управлять ими
Основные отличия между методами торкретирования указаны в таблице.
По своей сути, торкрет – это высококачественный бетон. У торкретбетона, как
правило, низкое водоцементное соотношение и высокое содержание цемента.
Свое высокое качество и некоторые уникальные характеристики торкретбетон
получает
благодаря
уплотнению
бетонной
смеси
при
соударении
с
поверхностью. Именно поэтому важно, чтобы смесь наносилась с высокой
скоростью для необходимого уплотнения.
287
Качество торкрета в значительной степени зависит от мастерства, знаний
и опыта торкретировщика и является довольно сложным процессом. В процессе
торкретирования именно сопловщик несет ответственность за обеспечение
правильной укладки смеси.
Как и на традиционный бетон на торкрет влияют следующие факторы:
водоцементное
соотношение
(В/Ц),
температура,
тип
цемента
и
дополнительные вяжущие материалы, химические добавки. Состав смеси
должен быть таким, чтобы в уложенном состоянии торкретбетон набрал
необходимые физические свойства. Как правило, рецептура смеси влияет на
торкретбетон так же, как и на обычный бетон.
Эффекты, связанные с процессом напыления, – уплотнение, отскок,
определенная ориентация волокон фибры – могут повлиять на свойства
уложенной торкретсмеси.
Несмотря на то, что торкрет-смесь состоит из тех же составляющих, что и
обычный бетон, для торкрета разрабатываются специальные рецептуры с
учетом того, что бетон будет напыляться с высокой скоростью с помощью
специального оборудования.
Ф. С. Кострикин
(Научный руководитель – ст. преп. В. Ю. Бобыльченко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ ПРИ МОНТАЖЕ
(ДЕМОНТАЖЕ) КРАНА
Работы по монтажу (демонтажу) крана должны проводиться по договору
между владельцем крана и монтажной организацией.
Монтажные организации должны:
-
иметь квалифицированный
проводить монтажные работы;
аттестованный персонал, способный
288
- быть оснащены необходимым оборудованием, включая монтажные
технологические
краны,
автотранспорт,
сварочное
и
газорезательное
оборудование;
- иметь систему контроля за качеством работ с применением сварки и
соблюдением рабочим персоналом требований регламентов по монтажу;
- иметь надлежащую организацию хранения узлов, комплектующих
изделий и сварочных материалов.
Для руководства работами по монтажу (демонтажу) крана приказом по
организации, выполняющей эти работы, из числа инженерно-технических
работников должно быть назначено лицо (производитель работ — прораб),
ответственное за безопасное производство работ по монтажу (демонтажу), а
также за безопасное производство работ по перемещению узлов монтажными
кранами.
Монтаж должна выполнять бригада монтажников, как правило, из 4—5
человек, в том числе 1—2 человека – монтажников-электриков. В состав
монтажной бригады может входить и крановщик монтажного крана. К
управлению краном (кроме быстромонтируемого) и строповке грузов могут
допускаться монтажники после соответствующего инструктажа и проверки
навыков по управлению краном и строповке грузов в порядке, установленном
монтажной организацией. Монтаж (демонтаж) быстромонтируемого крана
должен осуществляться крановщиком данного крана, прошедшим специальное
обучение.
Проведение монтажа крана, отработавшего нормативный срок службы и
у которого закончился разрешенный срок эксплуатации (после предыдущего
обследования), допускается при выполнении следующих условий: - в пределах
до 3 месяцев сверх разрешенного срока эксплуатации решение принимает
владелец без каких-либо согласований, но с проведением перед монтажом
полного объема работ по техническому обслуживанию крана; - при монтаже
крана более чем через 3 месяца после окончания разрешенного срока
289
эксплуатации решение о целесообразности и возможности монтажа, а так-же
дальнейшей
эксплуатации
принимает
владелец
крана
по
заключению
специализированной организации по обследованию кранов.
Монтажная организация до начала монтажных работ должна принять
кран от заказчика с оформлением Акта приемки. При приемке проверяют
наличие
технической
документации,
комплектность
оборудования
по
спецификации, наличие консервационной смазки. В случае если кран до
монтажа хранился на складе более установленного срока, предохранительная
смазка должна быть удалена до начала монтажных работ.
Д. Ю. Шорин
(Научный руководитель – ст. преп. В. Ю. Бобыльченко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СКРЕПЕРА
Самоходные
скреперы
относятся
к
внедорожным
транспортным
средствам для эксплуатации вне автомобильных дорог – на карьерных и
грунтовых дорогах. Для увеличения производительности набор грунта
скрепером производится с помощью трактора-толкача или бульдозера.
Допускается загрузка экскаватором или ковшовым погрузчиком, что в
сочетании с существующим качеством послойной разгрузки слоем заданной
толщины расширяет универсальность использования скрепера.
Применение скреперов целесообразно для быстрого выполнения нулевого
цикла земляных работ и передачи площадей для дальнейших строительных
работ.
Для
этой
цели,
высокопроизводительные
как
скреперы
правило,
используются
массового
выпуска
со
недорогие
стабильным
качеством, обеспечиваемым уровнем технологии.
Скрепер — землеройно-транспортная машина, предназначенная для
послойного (горизонтальными слоями) копания грунтов, транспортирования и
отсыпки их в земляные сооружения слоями заданной толщины. Кроме того, при
290
движении по насыпи скреперы своими колёсами уплотняют отсыпанные слои
грунта,
благодаря
грунтоуплотняющих
чему
сокращается
машинах.
потребность
Скреперы
в
используют
специальных
для
разработки
разнообразных грунтов I—III категорий от чернозёма до тяжёлых глин. Очень
плотные грунты предварительно разрабатывают рыхлителями. Применение
скреперов определяется дальностью возки грунта.
Прицепные скреперы в агрегате с базовыми гусеничными тракторами
используют при дальности транспортирования от 100 до 800 и максимально до
1000 м. Чем больше вместимость скрепера, чем быстроходное его базовый
трактор, тем на большей дальности транспортирования целесообразно
применять агрегат. Однако уже при дальности транспортирования 1 км
прицепные скреперы уступают в рентабельности автомобилям — самосвалам,
загружаемым
одноковшовыми
экскаваторами.
Если
дальность
транспортирования грунта менее 100 м, выгоднее применять более простые и
дешёвые землеройные машины, такие как бульдозеры на базе гусеничных
тракторов. Самоходные скреперы, агрегируемые с базовыми, быстроходными
колёсными тягачами, применяют в благоприятных условиях при дальности
транспортирования
от
300
до
3000
м
и
более.
При
дальности
транспортирования более 3000 м по бездорожью скреперы рентабельнее
самосвалов, загружаемых экскаватором.
По типу ходовой части базовой машины различают скреперы на
гусеничном и колёсном ходу. По способу загрузки ковша грунтом различают
скреперы с загрузкой движущим усилием, то есть тягой базовой машины и
тягача (в случае применения последнего) и скреперы с принудительной
загрузкой скребковым элеватором, установленным на самом скрепере.
Основными преимуществами скрепера являются:
– доступность агрегата в обслуживании;
– низкая энергоемкость транспортировки грунта по сравнению с
технологией «самосвал-экскаватор (погрузчик)»;
291
– сокращение времени выполнения нулевых циклов при строительстве
дорог, плотин, водохранилищ и прочих объектов;
– возможность использования скрепера для погрузки экскаватором или
погрузчиком.
П. Ю. Коломоец
(Научный руководитель – ст. преп. В. Ю. Бобыльченко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Технологический процесс земляных работ состоит из подготовительных,
основных и отделочных операций.
Подготовительные работы включают в себя расчистку полосы отвода от
деревьев, пней, кустарника, валунов. Выполняют операции механизированные
отряды,
снабженные
гусеничными
тракторами,
оборудованными
бульдозерными отвалами, корчевателями, древовалами, кусторезами.
Важный
этап
подготовительных
работ
–
тщательный
отвод
поверхностных и грунтовых вод, без чего не разрешается приступать к
основным работам по возведению земляного сооружения.
Все виды выемок, а также грунтовые карьеры ограждают для стока
поверхностных
вод
водоотводными
канавами.
Поверхностные
поды,
поступающие к насыпям с нагорной стороны, отводят по продольному
водоотводу, в состав которого входят резервы и водоотводные канавы.
В равнинной местности при высоте насыпи менее 2 м, а также на
болотах продольные водоотводные канавы устраивают с обеих сторон насыпи.
Для отвода грунтовых вод устраивают дренажные сооружения.
После расчистки зоны работ от леса, кустарника, пней производят
геодезическую разбивку земляных сооружений в продольном и поперечном
направлениях.
292
Рабочую разбивку выполняют на основании проекта сооружения.
Вначале закрепляют ось сооружения выноской характерных точек за пределы
сооружения с помощью металлических или железобетонных разбивочных
знаков.
Остальные разбивочные знаки делают из деревянных кольев. При
геодезической разбивке линейных сооружений (дорожных насыпей, выемок,
каналов, дамб) закрепляют ось сооружения, бровки и подошвы откосов
насыпей и выемок. Разбивочные знаки рекомендуют ставить не реже чем через
50 м, а на кривых участках - через 20 м. Линии пересечения откосов с
поверхностью земли размечают бороздой, проводимой отвалом автогрейдера
или плугом. Уровень отметки сооружения определяют высотой разбивочных
колышков и надписями на них. Положение откосов фиксируют установкой в
местах разбивки инвентарных лекал.
К подготовительным работам относят также устройство временных
землевозных дорог и организационные мероприятия, включающие в себя
подготовку временных помещений для приема пищи, хранения одежды и
других нужд обслуживающего персонала, комплектование парка машин,
оборудование складов и мест для хранения и заправки машин топливносмазочными материалами, подведение освещения, телефонной или радиосвязи.
Основные работы – это возведение насыпей, разработка грунта в
выемках, устройство водоотводных канав, т.е. работы, непосредственно
связанные с устройством земляного сооружения. Для таких работ используют
парк землеройных, землеройно-транспортных и уплотняющих машин, к
основным из которых относятся бульдозеры, скреперы, экскаваторы, грейдеры,
катки.
Отделочные
работы
включают
в
себя
планировку
поверхности
сооружения, срезку ступенек на откосах, обеспечение заданных поперечных
уклонов. На таких работах используют бульдозеры, скреперы, грейдеры.
293
П. Ю. Коломоец
(Научный руководитель – ст. преп. В. Ю. Бобыльченко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ЗАДАЧИ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Под
техническим
состоянием
строительных
машин
понимается
совокупность их внутренних свойств, подверженных изменениям при
производстве
и
несоответствие
эксплуатации,
качества
характеризующих
машин
соответствие
требованиям,
или
установленным
эксплуатационно-технической документацией на данные машины.
Первая
задача
технического
диагностирования
—
определение
технического состояния.
После
установления
факта
потери
работоспособности,
наличия
неисправности или неправильного функционирования решается вторая задача
— поиск, дефектов, нарушивших исправность и работоспособность машины
или вызвавших неправильное ее функционирование.
Третья задача диагностирования — сбор исходных данных для
прогнозирования остаточного ресурса или оценки вероятности безотказной
работы машины в межконтрольный период.
Одной из важных задач является организационно-экономическая задача,
направленная
на
диагностирования
поиск
и
наиболее
определения
рациональных
места
форм
диагностирования
организации
в
системе
технической эксплуатации строительных машин.
При этом должны учитываться состав парка строительной техники,
возможности проведения диагностических работ как в условиях строительной
площадки, так и на ремонтно-эксплуатационной базе; объем работ по
диагностированию всей машины и отдельных сборочных единиц.
294
Очень большая и сложная задача – определение допустимых и
предельных значений диагностических параметров с учетом интенсивности и
условий
эксплуатации
машин,
объемов
и
периодичности
выполнения
диагностических работ.
Учитывая характер работы строительных машин и, следовательно,
интенсивность работы каждой сборочной единицы, необходимо обосновать
диагностические параметры с учетом степени информативности каждого
параметра и его значимости. Выбор необходимых параметров для различных
групп машин должен производиться с учетом снижения трудоемкости
диагностирования и получения максимальной информации о техническом
состоянии машин.
Решение
обоснования,
задач
диагностирования
разработки
прогнозирования,
алгоритмов
выбора
и
требует
их
теоретического
диагностирования
разработки
и
эффективных
методики
средств
диагностирования, решения проблемы метрологического обеспечения средств и
их метрологической надежности.
Все
это
позволит
обеспечить
минимальный
уровень
затрат
по
поддержанию техники на требуемом уровне надежности и осуществить
дифференцированное техническое обслуживание машин, исходя из их
конкретного состояния в определенный период эксплуатации.
Диагностические параметры
Техническое состояние машин и их сборочных единиц проявляется в
различных формах через множество признаков. Признаки, характеризующие
техническое состояние машин и имеющие количественное выражение, относят
к параметрам технического состояния. В их число входят: структурные
параметры, характеризующие структуру машины, сборочной единицы или
деталей и сопряжений (зазоры, натяги, несносность, положения регулируемых
элементов
и
т.
д.);
функциональные
параметры,
характеризующие
функционирование машин в целом и их сборочных единиц (мощность,
295
удельный расход энергии или топлива; давление жидкости в гидросистеме,
продолжительность циклов или операций и т. д.); сопутствующие параметры
процессов, сопровождающих работу машин или их сборочных единиц
(параметры шума и вибраций, изменения температуры и т. п.).
Кроме диагностических параметров в процессе диагностирования
измеряют также параметры, необходимые для контроля и поддержания
заданного режима работы объекта диагностирования. К таким параметрам,
например, относят температуру рабочей жидкости в гидросистеме, давление и
частоту вращения вала гидронасоса при определении его коэффициента подачи
(по результатам измерения подачи при разных давлениях в напорной
магистрали). Контролируемые параметры могут и не быть параметрами
технического состояния.
Основной причиной изменения технического состояния машин является
изменение структурных параметров. Технические обслуживания (включающие
в себя регулировочные работы) и ремонты направлены на восстановление
первоначальных значений структурных параметров сборочных единиц машин.
Структурные параметры, используемые в качестве диагностических, называют
также прямыми параметрами. Возможность их непосредственного измерения
без разборки сборочных единиц, как правило, очень ограничена, поэтому
наиболее общим случаем является использование косвенных диагностических
параметров — функциональных и сопутствующих и их производных,
зависимых от структурных и несущих необходимую информацию о состоянии
объекта диагностирования.
По степени локализации диагностические параметры делят на две
группы: обобщенные и частные. Первые характеризуют общее состояние
сборочных единиц и машин в целом; вторые — состояние отдельных
элементов.
К числу обобщенных диагностических параметров относят мощность
приводного двигателя экскаватора, полный КПД его гидравлического привода и т. д.
296
К частным диагностическим параметрам относят скорость нарастания
давления на кривой пульсирующего давления аксиально-поршневого насоса и т.д.
В качестве диагностических параметров используют:
-единственное значение сигнала, если в качестве параметра применяют
установившееся значение сигнала;
-несколько значений одного сигнала для определения результатов
диагностирования;
-совокупность дискретных значений сигналов для локализации дефектов
одного объекта диагностирования;
-нормированные характеристики сигнала, например крутизну нарастания
или постоянную времени;
-множество значений сигнала, в результате сравнения полученного при
диагностировании сигнала с его эталонным значением (метод эталонных
осциллограмм).
Д.Н. Камянский
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Н.Л. Вернези)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Повышение надежности машин является одним из важнейших путей
повышения эффективности общественного производства вследствие его
интенсификации.
В основу преобразований в первую очередь должен быть положен
системный подход к основной концепции надежности машин, которая гласит:
уровень
надежности
машин
закладывается
при
проектировании,
обеспечивается при изготовлении и поддерживается в эксплуатации.
В процессе производства изделий могут допускаться следующие
ошибки:
характеристики
комплектующих
изделий
или
шероховатость
297
поверхности не соответствуют техническим условиям; замена и неправильное
применение материалов; неправильное выполнение термической обработки или
других видов упрочнения; нарушение правил сборки и монтажа; неправильное
регулирование
предохранительного
устройства;
величины
остаточных
напряжений, возникающих в процессе изготовления, превышают допускаемые
(при сварке, упрочнении, обработке давлением, резке и т. д.); несовершенство
организации
контроля
при
изготовлении;
отсутствие
предохранения
внутренней среды механизма при сборке от попадания пыли, грязи, стружки и
других агрессивных компонентов и др. эксплуатации изделий могут
допускаться следующие ошибки: применение машин не по назначению;
нарушение правил технического обслуживания; применение некачественных
запасных частей; низкое качество плановых и аварийных ремонтов, нарушение
правил обкатки; несоблюдение требований к качеству смазки, гидрожидкости и
топливу; нарушение условий внутренней среды и др.
Отказы могут вызываться как одной ошибкой, так и их совокупностью.
Необходимо в дальнейшем уточнить критерии грубости ошибок. Очевидно, что
такие критерии не могут быть четкими и постоянными. Они изменяются по
мере повышения культуры проектирования, производства и эксплуатации.
Источником
поощрения
исполнителей
за
качество
работы
для
организаций, переведенных на новые условия планирования и экономического
стимулирования, могут быть фонд заработной платы и фонд материального
поощрения.
Дополнительным источником для выплаты премии за улучшение
качества изготовления продукции являются отчисления в фонд материального
поощрения от прибыли, полученной предприятием вследствие надбавок к цене
на аттестованную продукцию.
В ряде случаев целесообразно сочетать материальные и моральные
стимулы.
Например,
присвоение
почетных
званий
ИТР,
рабочим
административным работникам с одновременным материальным поощрением.
и
298
Стимулирование повышения качества продукции наряду с поощрением
предприятий
и
работников
предполагает
широкое
использование
мер
экономической и материальной ответственности за выпуск продукции, не
соответствующей требованиям государственных стандартов, технических
условий и других нормативно-технических документов.
С точки зрения исключения всех возможных ошибок очевидно наиболее
рациональным являлся бы контроль всех этапов суммарного процесса
обеспечения надежности изделия
ИТР расчетное значение коэффициента kKT сравнивают с нормативным
значением и в зависимости от результата увеличивают расчетную величину
премии или уменьшают.
Следует отметить, что использование коэффициента качества труда для
оценки деятельности исполнителей требует применения специфических форм
контроля. Например, на стадии проектирования наряду с нормоконтролем
существенное значение приобретает технический контроль.
Применение коэффициента качества труда позволяет также оценить
деятельность по качеству труда отдельных, подразделений и предприятий
Различают следующие части цикла жизни данных: выработка данных в
результате наблюдения или регистрации некоторого явления в окружающей
обстановке или внутри подразделения; хранение данных перед обработкой или
использованием; преобразование данных в удобную форму для хранения или
ввода в ЭВМ; передача данных от источника к запоминающему устройству или
к
устройству
для
обработки
данных,
или
к
потребителю
данных;
классификация данных для удобства при последующем использовании;
воспроизведение данных, например, с магнитной ленты, перфокарты и пр.;
синтез отдельных элементов данных для получения полного сообщения;
обработка данных с использованием математических методов использования
данных для принятия решений; оценка достоверности, надежности и
своевременности данных; уточнение данных после их использования.
299
Из перечисленных частей при разработке системы управления особого
внимания заслуживает хранение и поиск данных.
Практический интерес представляют собой некоторые характерные
особенности информации.
В отличие от данных информация должна иметь определенную цель в
момент передачи ее какому-либо лицу или на машину. К основным целям,
которые преследует информация в области создания и использования машин,
относятся создание новых концепций, установление проблем, решение
проблем, принятие, решений, планирование, начало деятельности, контроль и
поиск.
Способы передачи информации людям основываются на ощущениях,
главным образом на зрении и слухе. Машины способны воспринимать
информацию с помощью сигналов, эквивалентных человеческим восприятиям,
а также электрических, химических и других средств.
Люди получают большую часть информации в виде записанных по
определенной форме материалов или в виде документации. Все большее
распространение приобретает электроннолучевая трубка, на экране которой
воспроизводится информация, передаваемая от ЭВМ. В машину информация
вводится в виде магнитных лент, перфокарт или данных в письменной форме.
Важной
характеристикой
информации
является
избыточность,
измеряемая I излишним объемом информации на единицу данных. В ряде
случаев избыточность является гарантией от ошибок в процессе передачи
информации.
Эффективность
языка
данных
определяется
зависимостью
эффективность - избыточность.
В любой системе «человек — машина» высокая эффективность
функционирования.
Согласно
распространенной
классификации
система относится к системам «человек — машина — информация».
данная
300
Разработкой межотраслевой нормативной документации по вопросам
качества продукции занимаются НИИ Госстандарта СССР с привлечением
ведущих отраслевых предприятий и высших учебных заведений. При этом
учитываются
передовые
достижения
в
области
надежности
продукции,
полученные в отечественной и зарубежной практике. Разработаны, утверждены и
внедряются несколько десятков государственных стандартов и методик по
вопросам надежности, охватывающим сферы создания и использования изделий.
Важнейшей формой государственного управления качеством продукции
является система государственной регистрации стандартов и технических
условий в Госстандарте СССР после их предварительной экспертизы.
В состав нормативно-технических и методических документов входят
как обязательные документы – государственные, отраслевые, республиканские
стандарты, стандарты предприятий, так и документы, носящие характер
рекомендации, – методические указания (МУ). Особенно важными являются
межотраслевые нормативно-технические и методические документы, так как
они должны регламентировать наиболее общие требования и правила, которые
затем конкретизируются с учетом необходимой специфики в отраслевых и
республиканских стандартах и в стандартах предприятий.
С.А.Чумаков
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Н.Л. Вернези)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТРЕБНОСТИ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ ДЛЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
Излагается методический подход к определению номенклатуры и
количества дефицитных запасных частей с использованием экономических
показателей таких, как затраты на поиск запасной части, ущерба от простоя
экскаватора и связанного с ним комплекса машин.
301
Определение
дополнительный
количества
выпуск
для
дефицитных
запасных
эксплуатируемых
и
частей
и
их
модернизируемых
экскаваторов следует рассматривать, как один из способов повышения
надёжности. Это мероприятие, реализуемое заводом, позволяет уменьшить
значения одного из важных показателей ремонтопригодности – среднего
(общего) времени восстановления экскаватора, затрачиваемого на замену
деталей с внезапными или постепенными отказами. В результате оптимизации
номенклатуры и количества запасных частей сокращается время их поиска.
Кроме того, увеличиваются коэффициенты готовности и технического
использования, а также ресурс экскаватора, до первого капитального ремонта.
С использованием рассмотренного методического подхода составлен
стандарт предприятия, алгоритм и определена номенклатура и количество
запасных
частей
модернизированных
для
эксплуатируемых
ЭО-3322А,
Э-652Б
и
ЭО-3322Б, ЭО-4112 одноковшовых гидравлических и
механических экскаваторов.
Т.Ю.Чернова
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Н.Л. Вернези)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
В данном докладе рассматриваются причины отказов деталей машин и их
решение. Для этого используем функциональные модели нескольких видов:
1.
Имеется один вход и один выход
2.
Имеется один выход и несколько входов
3.
Долговечность образцов при действии переменных напряжений
характеризуется большим числом моделей
302
Последний вид модели является приблеженной, так как не учитывает
рассеивания долговечности образцов.
В дальнейшем рассуждении мы будем рассматривать все модели
надежности и получать новые модели, проводя опыты.
Для составления универсальной функциональной модели необходимо
выявить условия прочности в начале и конце эксплуатации детали и закон
распределения её ресурса. В свою очередь, определение условий прочности
сводится к достоверному установлению изменения нагрузки и механических
свойств материалов.
В лаборатории управления надежностью машин РГСУ применили
изложенный функциональный метод для определения и устранения причин
отказов свыше 20 деталей, в результате чего получен условный экономический
эффект свыше 18 млн руб.
Опыт показал, что в каждом конкретном случае функциональный метод
должен быть конкретизирован применительно к специфике изучаемой
сборочной единицы или детали. При творческом применении этого метода
почти всегда возможно найти наиболее простые, доступные для завода и
быстро осуществимые решения по повышению надежности деталей.
В.С. Баско
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З. Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОСОБЕННОСТИ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
ГРЕЙДЕР-ЭЛЕВАТОРА
Грейдер-элеваторы транспортируют и отсыпается грунт в отвал или в
транспортные
средства
специальным
одновременно с разработкой грунта.
транспортирующим
органом
303
Грейдер-элеваторы предназначены для копания немерзлых
грунтов в
материковом залегании на горизонтах выше уровня грунтовых вод и отсыпки
его в насыпи, отвалы или в транспортные средства. Их используют для
возведения насыпей из боковых резервов, образования продольных выемок,
устройства
каналов
в
полувыемках-полунасыпях
и
других
подобных
сооружений.
Передней частью основная рама соединена с тягачом по схеме
универсального шарнира сцепным устройством. Рабочий орган в виде
дискового плуга подвешен на кронштейне к плужной балке. Он ориентирован
так, что при движении машины вперед вырезается из грунта стружка с
поперечным сечением в форме эллиптического сегмента. Отдельный от
массива грунт, поднявшись по внутренней сферической поверхности плуга,
отваливается на ленточный конвейер, расположенный поперек основной рамы,
которым он отсыпается в насыпь, отвал или транспортное средство. В
зависимости от прочности разрабатываемых грунтов глубину стружки
регулируют подъемом-опусканием плужной рамы с помощью гидроцилиндра.
Угол наклона ленточного конвейера и, следовательно, высоту подъема грунта
для разгрузки регулируют гидроцилиндром.
А.И. Близнюк
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Н.Л. Вернези)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СОВРЕМЕННЫЕ ЦЕПНЫЕ ТРАНШЕЙНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
Цепной траншейный экскаватор является самодвижущейся землеройной
машиной на пневмоколёсном или гусеничном ходу с навесным или
полуприцепным рабочим органом. В случае, когда
агрегируется
к
трактору,
в
трансмиссию
такой экскаватор
базовой
машины
встраивается ходоуменьшитель. Рабочий орган представляет собой раму,
304
снабжённую ведущей звёздочкой на переднем конце и ведомым блоком (или
звёздочкой) на заднем конце, через которые перекинута бесконечная цепь, две
цепи или лента.
Для разработки грунта на бесконечной цепи могут устанавливаться
ковши, скребки либо другие рабочие элементы (резцы, плужки). Ковши
используются для широких траншей в грунтах, не обладающих повышенной
прочностью. Если ширина траншеи невелика или если грунт липкий, то
разгрузка ковшей может быть затруднена, в этом случае предпочтительными
оказываются скребковые рабочие элементы. Также в случае липкого грунта
возможна
организация
принудительной
очистки
ковшей
с
помощью
специальной пластины-очистителя. В прочных грунтах, грунтах с твёрдыми
включениями (цемент, погребённые крупные камни) в мёрзлых грунтах
используются цепи со специальными элементами, обладающими повышенной
износостойкостью
Цепь экскаватора может быть свободно провисающей или перемещаться
по прямолинейной, относительно рабочего органа, траектории по жёстким
направляющим (баровый рабочий орган). В первом случае при разработке
грунта рабочие элементы поворачиваются вместе со звеном цепи, их положение
определяется натяжением цепи. При встрече рабочего элемента с препятствием
(например, камнем) на режущей кромке создаётся вращающий момент,
который поворачивает элемент и позволяет ему обойти препятствие.
Столкновение камня с рабочими элементами повторяется, он расшатывается и,
наконец, захватывается ковшом или скребком. При чрезмерно натянутой цепи
на ней возникают значительные усилия, приводящие к её преждевременному
износу, при слабо натянутой цепи элементы поворачиваются на значительный
угол, далёкий от оптимальных углов резания. Таким образом, важно
поддерживать оптимальное натяжение рабочей цепи.
Если цепь движется по направляющим, траектория рабочих элементов
неизменна, и при встрече с препятствием элементы не могут его обойти. Это
305
приводит к подъёму всей рамы, к высоким нагрузкам на цепи и на всей
конструкции.
Поэтому
рабочие
органы
с
цепями
на
направляющих
используются в грунтах без каменистых включений, они позволяют точно
спланировать откосы. Рабочие органы с провисающими цепями используются в
неоднородных грунтах, где могут быть включения. Цепные траншейные
экскаваторы могут дополнительно оборудоваться бульдозерным отвалом, что
позволяет выполнять планирование участка перед отрывкой траншеи, засыпать
траншею после укладки в неё кабелей и осуществлять другие работы. Так,
бульдозерным отвалом оснащаются экскаваторы типа ЭТЦ-165 и им подобные.
Возможно агрегирование траншейного экскаватора и с другим оборудованием:
погрузочным ковшом, дорожной фрезой и др. Баровый рабочий орган можно
выполнять сдвоенным или строенным, что позволяет нарезать параллельные
щели в мёрзлом грунте для дальнейшей его разработки.
В последнее время в качестве рабочих элементов для рабочего органа
цепного траншейного экскаватора вместо обычных резцов используют
вращающиеся цилиндрические резцы , в которых элемент из твердого сплава
впаян внутрь корпуса , крепящегося к цепи.
Такая конструкция исключает
изгибные напряжения на твердосплавном режущем элементе и повышает его
износостойкость.
Д.М. Болквадзе
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З. Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ОБРАЗОВАНИЕ НАБИВНЫХ СВАЙ С ПОМОЩЬЮ РАСКАТЧИКОВ
Сооружения набивных свай в неустойчивых и обводненных грунтах
(бурение скважин, их уширение, бетонирование) производят под защитой
глинистого раствора или инвентарных обсадных труб. Для этого требуется
громоздкое и сложное оборудование. Несущая способность свай, сооруженных
306
по такой технологии, весьма низкая по причине наличия неустойчивых
разрыхленных стенок разбуренных скважин.
Ниже приводится, предложенная Л.М. Бобылевым и А.Л. Бобылевым
технология сооружения набивных свай с использованием рабочего органа в
виде раскатчика и применением раскатчиков , которая устраняет указанные
недостатки.
Рабочий орган выполнен на базе раскатчика грунта, который состоит из
эксцентрикового вала с установленными на его шейках коническими катками.
Шейки вала, а следовательно, и оси катков развернуты на угол f, поэтому при
вращении вала траектория движения катков в забое скважины образует
спираль, центром которой является продольная ось раскатчика.
Рабочий орган для формирования набивных свай в грунте включает в
себя раскатчик грунта, обсадную трубу и сжимающийся расширитель.
Раскатчик грунта содержит приводной вал с эксцентриковыми втулками, на
которых
установлены
с
возможностью
вращения
конические
катки.
Сжимающий расширитель выполнен в виде пустотелого корпуса с конической
внутренней
упорной
поверхностью,
взаимодействующей
с
конической
наружной поверхностью свободно вращающегося на приводном валу верхнего
конического катка, ось которого совмещена с осью приводного вала. На
корпусе сжимающегося расширителя имеются окна, в которых установлены
раздвижные
секторы,
выполненные
с
внутренним
конусом,
взаимодействующим с конической поверхностью верхнего катка, снаружи
которых смонтирована эластичная кольцевая рубашка, снабженная пластинами
на ее внешней поверхности и жестко закрепленными с каждым сектором. При
этом соединение приводного вала с каждой эксцентриковой втулкой, за
исключением эксцентриковой втулки нижнего головного конического катка,
выполнено
в
соответствующей
виде
расположенного
эксцентриковой
на
втулки
внутренней
поверхности
паза
размещения
для
соответствующего выступа (шпонки) на приводном валу, причем каждая
307
эксцентриковая втулка, за исключением эксцентриковой втулки головного
конического катка, установлена с возможностью ограниченного поворота
вокруг продольной оси симметрии приводного вала при реверсе последнего на
угол «α» .
Перед началом работ обсадную трубку устанавливают в вертикальное
положение. Затем во внутреннюю ее полость помещают раскатчик грунта и
включают его привод. При вращении вала раскатчика и одновременном его
задавливании
штангой,
конический
каток
своим
наружным
конусом
воздействует на коническую поверхность раздвижных секторов и перемещает
их от центра к периферии. При этом секторы раздвигают эластичную рубашку
вместе с пластинами.
Раздвижка секторов будет происходить до того момента, когда конус
катка войдет в конусное гнездо корпуса расширителя и при этом будет
происходить затягивание обсадной трубы в раскатную скважину, образуя
одновременно вокруг скважины уплотненную зону. Затем производится
переключение (реверс) вращения приводной штанги в обратном направлении,
при этом все конические катки устанавливаются в одной плоскости, образуя
зазор между стенками скважины и катками на всей длине забоя и таким
образом раскатчик легко извлекается из скважины.
При подъеме раскатчика секторы сходят с конуса катка и под действием
упругих сил резиновой рубашки диаметр расширителя уменьшается и
образуется зазор между стенками скважины и расширителем. В результате чего
обсадная труба легко извлекается из скважины.
Приподняв обсадную трубу на некоторую высоту, через нее в скважину
засыпают сухую смесь из цемента, песка, щебня, затем в обсадную трубу вновь
помещают раскатчик и раскатывают сухую смесь. Таким образом за несколько
циклов засыпки скважины сухой смесью и ее уплотнения формируют набивную
сваю.
308
Несущая способность таких свай в 3-4 раза выше, чем у традиционных
набивных свай за счет образования уплотненной зоны грунта вокруг скважины.
Г.С. Ворожейкин
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З.Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
КРАНЫ-МАНИПУЛЯТОРЫ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
Перечень предоставленных на рынке России зарубежных брендов крановманипуляторов широкий: это Amco Veba, Epsilion, Fiscars, Foresteri, HIAB,
Jonsered, Kato, Loglift, LIV Hidravlika, Maeda, Musterbau, Nansei, Palfinger, PM
(Autogru PM), Sakai, Shin Neiwa, Shimeja, Tadano, Unic (Furukawa), V-Kran и др.
Здесь же присутствуют отечественные марки: БАКМ, «Берендей», «Инман»,
КРАСТ,
«Уралтерминалмаш»,
«Велмаш-С»,
пушкинский
«Лесхозмаш»,
соломбальский и майкопский машзаводы. Раньше гидроманипуляторы в
основном применяли на металловозах и скраповозах, сортиментовозах,
форвардерах, лесовозах, агрегатах ремонта и обслуживания скважин, а сейчас
ими широко оснащают также грузовые автомобили, автоэвакуаторы, машины
техпомощи.
Всего на рынке предоставлено порядка 1000 моделей с широким
диапазоном грузоподъемности от 0,5 до 80,0 т. Емкость внутреннего рынка
КМУ, а она оценивается в 2000 ед. при фактически проданных 1600 - в большей
степени определяется импортом, и насыщение рынка заставляет отечественных
производителей корректировать планы в сторону сокращения производства.
Кран-манипулятор – это грузоподъемная машина цикличного действия,
предназначенная
для
подъема
и
перемещения
груза
в
пространстве,
подвешенного с помощью грузозахватного органа (крюка, грейфера, захвата).
309
Кран-манипулятор
используется
для
механизации
погрузочно-
разгрузочных и транспортных работ с одиночными и сыпучими грузами, с
грузами в контейнерах и пакетах, для проведения монтажно-демонтажных,
ремонтно-восстановительных и других работ. Наибольшая эффективность от
применения крана-манипулятора может быть достигнута при:
- доставке грузов в контейнерах от заводов-изготовителей, баз
комплектации, складов и пристанционных площадок на строительные объекты;
- использовании крана-манипулятора на рассредоточенных объектах
сельского, мелиоративного, транспортного, трубопроводного строительства и
при возведении небольших отдельно стоящих и мобильных зданий и
сооружений, отсутствии на них стреловых самоходных кранов;
- проведении работ на всех видах строительства после монтажного цикла,
когда строительные краны снимаются с объекта;
- проведении погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях,
главным образом при реконструкции зданий и сооружений;
- подаче грузов на межэтажные перекрытия, на приемные устройства
строительных подъемников;
- производстве различных погрузочно-разгрузочных и других работ с
использованием сменных грузозахватных приспособлений и рабочих органов.
Эффективность использования кранов-манипуляторов определяется
следующими технико-экономическими показателями:
- удобство погрузки и разгрузки в значительной мере зависит от
конструкции кузова автомобиля и характеризует, в какой степени в его
конструкции учтена возможность осуществления погрузки и разгрузки с
минимальной затратой и времени. Для оценки удобства погрузки и разгрузки
учитываются максимальная высота подъема груза, возможность производства
погрузочно-разгрузочных работ с одной, двух или трех сторон кузова, размер и
обзорность площади обслуживания, расположение пульта управления и т.п.;
310
- готовность
к выполнению погрузки и разгрузки автомобиля-
самопогрузчика оказывает большое влияние на сокращение времени простоя
под погрузкой-разгрузкой. Она характеризуется временем, затрачиваемым на
подготовку грузоподъемного устройства к работе из транспортного положения,
и временем, необходимым для приведения его из рабочего положения в
транспортное (подготовительно-заключительное время);
- маневренность во время погрузки и разгрузки обеспечивает способность
автомобиля-самопогрузчика к передвижению с грузоподъемным устройством,
находящимся в рабочем положении;
- трудоемкость погрузки и разгрузк
грузов про помощи автомобиля-
самопогрузчика характеризует совершенство перегрузочного процесса с точки
зрения его механизации и ликвидации ручного труда рабочих, занятых на
погрузочно-разгрузочных работах. Для оценки автомобилей-погрузчиков
можно принимать затраты труда на погрузку или выгрузку 1 т груза,
выраженных в человеко-часах;
- топливная экономичность для автомобилей-самопогрузчиков, имеющих
привод грузоподъемного устройства от двигателя автомобиля, характеризуется
дополнительным расходом топлива на выполнение погрузочно-разгрузочных
работ. Показателем топливной экономичности автомобилей-самопогрузчиков
является расход топлива, отнесенный к единице массы переработанного груза,
или к единице времени работы грузоподъемного устройства;
- потеря грузоподъемности автомобиля-самопогрузчика характеризуется
собственной массой грузоподъемного устройства. Для оценки этого показателя
применяется коэффициент потери грузоподъемности, представляющий собой
отношение массы грузоподъемного устройства к грузоподъемности базового
автомобиля.
311
А.Д. Кирчев
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З.Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ГОРИЗОНТАЛЬНО НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ.
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ
Горизонтально направленное бурение – уникальная возможность управлять
процессом, изменяя при необходимости направление прокладки трубопроводов в
любом направлении, огибая действующие или покинутые коммуникации и прочие
препятствия.
Очевидными
преимуществами
бурения
является
скорость
выполнения работ, возможность прокладывания труб, сохраняя ландшафт,
постройки
и
дорожные
покрытия,
возможность
преодоления
сложных
гидрогеологических условий, а также, высокая степень точности.
Диапазон применения техники горизонтально-направленного бурения
постоянно расширяется. На сегодняшний день наиболее масштабными
считаются работы по удлинению водопроводной сети, осушению под
давлением, прокладке кабелей передачи данных. Интересен такой аспект
применения
техники
ГНБ,
как
прокладка
новых
труб
внутри
уже
существующей нитки трубопровода.
Различные типы буровых машин имеют некоторые отличия, но при этом
он отличаются общим принципом действия. Главным конструктивным
элементом в буровой машине является так называемая, буровая штанга, которая
является, по сути, металлической трубой, создающей
крутящий момент и
усилия в процессе бурения. Соединяясь друг с другом, буровые штанги
образуют буровую колонну.
В процессе бурения, оператор постоянно отслеживает положение буровой
лопатки по трем координатам – пройденному расстоянию, глубине нахождения
инструмента
и
углу
атаки.
Все
данные
оперативно
информационный пульт оператора направленного бурения.
передаются
на
312
На каждом этапе производства горизонтально направленного бурения,
применяют различные типы бурового инструмента:
На первом этапе, когда прокладывается пилотная скважина, используют
такие инструменты, как гидромоторное долото (образцы различных диаметров),
выбор той или иной модели определяется согласно характеристикам грунта.
Долото малого диаметра используются в ситуациях, когда грунт мягкий, а
шарошечные долота применяют при работах с среднетвердыми и твердыми
породами грунтов. Кроме долота используют специальные буровые лопатки,
буровые ножи, именно эти инструменты чаще всего подвергаются поломке и
деформации.
На следующем этапе работ, в процессе расширения пилотной скважины
используют расширители, резцы и пилоты для расширения, а также
специальные гидравлические буровые ключи.
Выбор определенной модели
расширителя также зависит от типа почвы. Так, для рыхлых нетвердых грунтов
применяют
цилиндрические
расширители
с
насадками;
что
касается
среднетвердых и твердых пород грунта, в этом случае используют однозубые
расширители с летучими резцами. Расширители, оснащенные шарошками,
используются при работе со скальными породами.
К достоинствам горизонтально-направленного бурения можно отнести
оперативность, экономичность, обхождение наземных искусственных и
естественных препятствий, быструю окупаемость. Горизонтально направленное
бурение, таким образом, является на сегодняшний день самым рациональным
решением проблем, связанных с прокладыванием подземных трубопроводов.
313
В.Г. Нужный
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З. Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ КОВШЕЙ ДРАГЛАЙНА
Исследование
традиционных
ковшей
драглайнов
показало,
что
недостатком является: плохое врезание в грунт, недостаточное заполнение
ковша
грунтом,
приводящее
к
повторным
копаниям
и
увеличению
продолжительности рабочего цикла, а также налипание грунта на внутреннюю
полость ковша. Рассмотрены новые конструкции ковшей для драглайнов
Ковш «ДИКС» позволяет эффективно разрабатывать породы I-IV
категорий, увеличить глубину разработки забоя на 10-15 %, радиус отрыва
груженого ковша от забоя, сократить потери грунта при транспортировании,
уменьшить высоту подъема ковша на выгрузку, увеличить радиус выгрузки
ковша, повысить коэффициент наполнения ковша и уменьшить объем призмы
волочения.
Это достигается путем использования на боковых стенках ковша
продольных тяг с возможностью ограниченных вертикальных угловых
перемещений их в передней части, что приводит к изменению кинематики
процесса черпания грунта, поскольку заставляет ковш работать в условиях
одноточечной схемы опирания ковша на грунт. При этом увеличивается
вертикальная нагрузка режущей кромки на грунт, что способствует увеличению
высоты стружки и интенсификации заполнения ковша грунтом при его
движении
по
забою.
Улучшение
транспортных
возможностей
ковша
достигается за счет изменения положения его корпуса относительно тяг.
Ковш «КИМ» – одноточечной схемы опирания ковша на грунт без
регулирования угла атаки ковша. Ковш имеет повышенный в 1,5 раза ресурс за
счет изменения схемы нагружения корпуса – рассредоточения тягового усилия
по высоте боковых стенок, повышенные прочность и износостойкость за счет
314
уменьшения
влияния
геометрических
концентраторов
напряжений
на
надежность ковша путем конструктивной доработки узлов крепления арки,
козырька, тяговых элементов к корпусу, а также благодаря защите
износостойкой сталью корпуса ковша в местах, наиболее подверженных
изнашиванию при эксплуатации.
Ковш «ФАРАОН», новая схема нагружения которого, определяется
профилем
поперечного
сечения,
имеющим
увеличенный
момент
сопротивления, и формой корпуса, что в целом уменьшает напряжения в месте
сопряжения стенок с днищем и аркой. Такая конструкция способствует
увеличению
жесткости
ковша,
снижению
его
массы,
уменьшению
сопротивления поступления грунта в ковш, а за счет этого сокращается путь и
время копания.
Ковш с двумя режущ м
кромкам
повышает производительность
экскаватора на 25-30%. При работе ковша с двумя режущими кромками грунт,
поступающий от первой режущей кромки, перемещается только до середины
ковша, вторая часть ковша одновременно заполняется второй режущей
кромкой. Благодаря этому путь прохождения грунта внутри ковша сокращен на
50%. Вследствие этого уменьшается коэффициент копания и значительно
сокращается путь наполнения ковша. При этом уменьшаются потери на трение
грунта внутри ковша и ковша о грунт, поэтому энергоемкость даже в конце
заполнения меньше, чем при работе ковша с одной режущей кромкой.
Таким образом, основным направлением повышения эффективности
работы драглайнов является увеличение производительности и снижение
эксплуатационных затрат на поддержание их работоспособности, что может
быть достигнуто на основе модернизации и создания новых машин для
расширения их технических и технологических возможностей при работе в
конкретных эксплуатационных условиях.
315
В.А. Подлеснов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З.Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
СОВРЕМЕННОЕ СМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ЭКСКАВАТОРОВ
Гидравлические полноповоротные экскаваторы с шарнирно-рычажным
рабочим оборудованием созданы на базе единых конструктивных схем,
широкой унификации агрегатов и узлов и серийно выпускаются 3-5-й
размерных групп. Привод сменного рабочего оборудования таких экскаваторов
осуществляется от гидроцилиндров двойного действия, а поворот платформы и
передвижение машины – от индивидуальных гидромоторов.
К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и
обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко
используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.
Обратная лопата является самым распространенным видом рабочего
оборудования гидравлических экскаваторов и предназначена для копания
выемок, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. В комплект
оборудования обратная лопата входят: стрела моноблочная Г-образной формы
или составная
изменяемой длины, рукоять , поворотный ковш
и
гидроцилиндры подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта
производят поворотом ковша относительно рукояти и поворотом рукояти
относительно стрелы. Копание можно осуществлять только поворотом ковша
относительно неподвижной рукояти, что позволяет вести работы в стесненных
условиях, а также в непосредственной близости от подземных коммуникаций.
Поворотом ковша производят не только копание, но и выгрузку грунта,
а также зачистку основания забоя. При работе вблизи фундаментов зданий и
других сооружений, а также при копании траншей, ось которых не совпадает с
продольной осью экскаватора, в оборудовании обратная лопата применяют
316
специальную промежуточную вставку позволяющую устанавливать рукоять с
гидроцилиндром под углом в плане к продольной оси стрелы . Вставка
обеспечивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольной оси
машины. Оборудование со смещенной осью копания является одним из
преимуществ гидравлических экскаваторов.
Прямая лопата с поворотным ковшом широко применяется на
экскаваторах: 4-6-й размерных групп и предназначена для разработки грунта
как в основном выше (преимущественно), так и ниже уровня стоянки машины,
а также для погрузочных работ. Копание грунта осуществляется поворотом
рукояти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщину стружки
регулируют
подъемом
или
опусканием
стрелы.
При
разгрузке
ковш
поворачивают гидроцилиндром . Прямой лопатой с поворотным ковшом можно
производить планирование и зачистку основания забоя.
Погрузочное
оборудование применяют
для
погрузки
сыпучих
и
мелкокусковых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузки в
транспортные средства (или отсыпки в отвал) грунтов I и II категорий, а также
для планировочных работ на уровне стоянки машины. Вместимость ковша
погрузчика в 1,5...2 раза больше вместимости ковша обратной лопаты, что
значительно повышает производительность экскаватора при использовании его
на погрузочных работах. Кинематическая схема погрузчика обеспечивает
горизонтальное движение ковша от экскаватора при внедрении его в грунт или
штабель материала и при планировочных работах. После внедрения в
разрабатываемый материал возможен поворот ковша гидроцилиндром
для
лучшего его заполнения.
Грейфер применяют для рытья котлованов, траншей, колодцев и
при погрузочно-разгрузочных работах. Особенно эффективно использование
такого оборудования при копании глубоких выемок, а также в стесненных
условиях.
На
гидравлических
экскаваторах
устанавливают
жестко
подвешенные грейферы, у которых необходимое давление на грунт при
317
врезании создается принудительно с помощью гидроцилиндров рабочего
оборудования. Это позволяет эффективно разрабатывать плотные грунты
независимо от массы грейфера. Грейфер шарнирно крепят к рукояти обратной
лопаты вместо ковша таким образом, чтобы было возможно его продольное и
поперечное раскачивание. Челюсти ковша в исходном положении раскрыты.
Наполнение его происходит при смыкании челюстей гидроцилиндрами .
Необходимое напорное усилие создается опусканием стрелы. Разгружают ковш
размыканием челюстей. Для глубокого копания колодцев (до 30 м), траншей и
котлованов в оборудовании грейфера используют удлиняющие промежуточные
вставки.
Гидравлические молоты навешиваются на экскаваторы 2-5-й размерных
групп вместо ковша обратной лопаты и соединяются с рукоятью посредством
быстросъемного крепления. Экскаватор, оборудованный гидромолотом с
рабочим инструментом в виде клина, пики и трамбовки, можно применять при
рыхлении мерзлого грунта, дроблении негабаритов твердых и горных пород,
взламывании мерзлого грунта и дорожных покрытий, кирпичных и бетонных
фундаментов и других работах, а также для уплотнения грунта. При разработке
грунта можно изменять угол наклона гидромолота к поверхности грунта.
Ковши для дренажных работ и рытья узких траншей , ковши с зубьями
и со сплошной режущей кромкой для планировочных и зачистных работ,
двухчелюстные грейферы для рытья траншей и котлованов
и погрузки
крупнокусковых материалов и камней, бульдозерные отвалы для засыпки ям,
траншей и небольших котлованов, захваты для погрузки труб и бревен ,
крановую подвеску
для различных грузоподъемных и монтажных работ,
многозубые и однозубые рыхлители для рыхления мерзлых и плотных грунтов
и взламывания асфальтовых покрытий.
318
И.А. Шарап
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Д.З.Евсеев)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
РАЗРАБОТКА УЧАСТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И
РЕМОНТА ЭЛЕКТРОПОГРУЗЧИКОВ
Для технического обслуживания и текущего ремонта электропогрузчиков
и зарядки аккумуляторных батарей строят гаражи с зарядными пунктами. Они
обычно примыкают к зданиям складов, в которых работают электропогрузчики,
или располагаются вблизи этих зданий. Гараж и зарядная размещаются смежно
в одном здании. Иногда они имеют раздельные двери. Задние строятся из
огнестойких материалов, стены окрашиваются (в зависимости от типа
применяемых на погрузчиках батарей) щелочеупорной или кислотоупорной
краской, полы выполняются с бетонным основанием и асфальтовым
покрытием.
Зарядные пункты должны состоять из трех изолированных отделений:
электролитного, агрегатного и зарядного.
Электролитная
оборудуется
вытяжным
химическим
шкафом,
водопроводом и стоком в канализацию. В ней устанавливается дистиллятор,
ванна для приготовления электролита, умывальник, бачки и бутылки для
готового электролита и дистиллированной воды, шкаф для хранения твердой
щелочи (или аккумуляторной серной кислоты) в герметических закрытых
сосудах, а также инвентаря и защитной спецодежды (ареометры и термометры
для изменения плотности и температуры электролита, емкости и мерные
сосуды для приготовления и разливки электролита, резиновые груши, весы,
резиновые перчатки, фартук, сапоги и защитные очки).
В агрегатном отделении устанавливаются преобразователи переменного
тока
в
постоянный
или
полупроводниковые
зарядные
агрегаты,
распределительный щит, хранятся необходимые для контроля правильности
319
зарядки аккумуляторов: переносный вольтметр постоянного тока, нагрузочная
вилка, переносная лампа (низковольтная).
Электрическую
проводку
в
зарядных
помещениях
целесообразно
выполнять закрытой. Светильники должны применяться герметические.
Ремонтное отделение оборудуется смотровой канавой для проверки и
технического обслуживания ходовых частей погрузчиков. Размеры канавы на
один электропогрузчик: длина 2,5 м, ширина 0,6 и глубина 1,5-2 м. Канава на
одном конце снабжается лестницей, стенки и дно ее бетонируются.
Гараж-зарядная
станция
может
получать
отопление
от
теплоэлектроцентрали или от котельной, расположенной на небольшом
расстоянии.
Лучшей отопительной установкой в условиях станционных складов
является огне-воздушный калорифер, который прост в эксплуатации, не
требует специального наблюдения и обеспечивает приток свежего подогретого
воздуха. Для такого калорифера не требуется устройства специальной
приточной вентиляции.
Гараж-зарядная станция размещена в одной из кладовых на стыке двух
линий механизированных складов, и имеет общую с ними рампу, что позволяет
электропогрузчикам беспрепятственно проходить в зарядную из любой
кладовой.
Для производства ремонта погрузчиков, заправки их горючим, рабочей
жидкостью гидравлических систем, смазочными маслами и тормозной
жидкостью механизированные дистанции погрузочно-разгрузочных работ на
железных дорогах, порты и промышленные предприятия должны иметь склады
сменных агрегатов и узлов, запасных частей и ремонтных материалов и
кладовые для хранения горючих и смазочных материалов.
320
И.В. Лобанов
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Касьянов В.Е.)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
БУЛЬДОЗЕР
Основное предназначение любого бульдозера – это разработка и
перемещение грунтов. По идее, именно с этого этапа начинается любая
стройка. На объект доставляются бульдозеры (колесные модели имеют
преимущество — могут добираться до стройки самостоятельно), которые
расчищают территорию и подготавливают ее к строительству. Классический
бульдозер — это гусеничный трактор с установленным на него металлическом
отвалом, занимающим пространство перед самой машиной. Именно с помощью
отвала бульдозер и выполняет работы по срезанию слоя грунта и перемещению.
Отвал бульдозера может быть криволинейным или прямолинейным,
поворотным, неповоротным или шарнирно-сочлененным, т.е. состоящим из
двух половин. Для облегчения управления отвалом многие бульдозеры
оснащаются гидравликой. Также некоторые бульдозеры имеют возможность
демонтажа отвала для проведения сельхоз работ. Таким, к примеру,
является «Бульдозер ДТ-75»
Бульдозеры находят широкое применение при выполнении следующих работ:
1)
планировка площадей со срезкой бугров, засыпкой впадин и
удалением излишнего грунта;
2)
разработка грунта на косогорах и в выемках с перемещением его на
короткое расстояние (40-60м, в отдельных случаях до 100м);
3)
сооружение насыпей, выемок при строительстве железных и
автомобильных дорог при перемещении земляных масс как в поперечном, так и
в продольном направлениях (относительно земляного сооружения);
4)
земли;
расчистка площадей и трасс дорог от пней и растительного слоя
321
5)
засыпка рвов, ям, канав, траншей различных трубопроводов,
уложенных в траншеи.
Современный бульдозер — это надежная, прочная машина с долговечной
конструкцией. Все новые модели оснащаются качественными двигателями,
системами
кондиционирования,
удобными
системами
управления
и
просторными кабинами. Благодаря современным технологиям, многими
производителями достигнуто пониженное потребление топлива, что позволяет
сокращать расходы при эксплуатации бульдозеров. Кроме того, большинство
современных
строительных
машин
соответствуют
всем
требованиям
экологичности.
Бульдозеры бывают колесными и гусеничными. Первые удобны своей
мобильностью, поскольку в состоянии самостоятельно добираться до объектов
назначения. Однако у них есть существенный недостаток — плохое сцепление
с грунтом. На влажной почве некоторые колесные бульдозеры теряют в своей
эффективности и сильно уступают гусеничным. Однако у гусеничных тоже
есть свои недостатки: это зависимость от тракторов-перевозчиков и невысокая
скорость передвижения. Из плюсов — уверенное сцепление с любой
поверхностью.
С помощью бульдозеров в дорожном строительстве выполняется не
меньше 50% от общего объёма производимых земляных работ.
К.С. Березов
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
АВТОГРЕЙДЕРЫ. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Автогрейдеры
представляют
собой
самоходные
планировочно-
профилировочные машины, основным рабочим органом которых служит
полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к
322
продольной оси автогрейдера и размещенный между передним и задним
мостами пневмоколесного ходового оборудования. При движении автогрейдера
ножи срезают грунт, и отвал сдвигает его в сторону.
Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировочных
работ при строительстве дорог, сооружения невысоких насыпей и профильных
выемок, отрывки дорожного корыта и распределения в нем каменных
материалов, зачистки дна котлованов, планировки территорий, засыпки
траншей, рвов, канав и ям, а также очистки дорог, строительных площадок,
городских магистралей и площадей от снега в зимнее время.
Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов,
при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разравнивание и
планировка поверхности сооружения.
Современные автогрейдеры конструктивно подобны и выполнены в
виде самоходных трехосных машин с полноповоротным грейдерным отвалом, с
механической и гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой
управления рабочими органами.
А.Х. Кристостурян
(Научный руководитель – к.т.н., доц. Н.Л. Вернези)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Непрерывный
рост
гражданского,
промышленного,
сельскохозяйственного и транспортного строительства требует огромного
количества разнообразных строительных машин для обеспечения производства
строительных работ.
Средняя продолжительность работы машин в сутки в целом по стране
составляет: экскаваторов с ковшом вместимостью 0,35 м³ - 11,2 ч., скреперов –
9 ч., бульдозеров – 10 ч., гусеничных кранов – 11,2 ч., автомобильных кранов –
9,4 ч., пневмоколесных кранов – 12 ч., башенных кранов, грузовых машин и
323
специализированного транспорта – 10,4 ч., а многих других машин еще ниже.
Надежность строительных машин предусматривает изучение изменения
показателей работоспособности машин. Поэтому показатели надежности
строительных машин являются важнейшими критериями, определяющими
техническую и экономическую эффективность использования строительных
машин.
За уровень качества принимается ГОСТ, ОСТ, ТУ.
Для определения показателей качества изделий могут быть использованы
либо теоретические расчетные данные, либо данные испытаний, проводимых
как в лабораторных условиях, так и в условиях эксплуатации машины.
Для
повышения
качественных
показателей
строительных
машин
требуется большое количество информации об условиях их эксплуатации и
техническом состоянии.
Качественные показатели надежности машин обеспечиваются, начиная с
разработки здания на проектирование, и осуществляются на всех стадиях
проектирования, изготовления и эксплуатации.
Одним из важнейши эксплуатационно - технических показателей
качества строительной машины является ее производительность. Различают
конструктивную,
техническую
и
эксплуатационную
производительности
машины.
Конструктивная
производительность
(расчетно-теоретическая)
строительной машины – это тот объем работ, который может быть выполнен
данной машиной за 1 ч непрерывной работы в соответствии с ее технической
характеристикой, номинальной загрузкой в конкретных условиях эксплуатации,
для которых она запроектирована.
Техническая
производительность
машины
–
это
величина,
характеризующая максимальные производительные возможности машины за 1 ч.
непрерывной работы, при вполне совершенной организации ее работы с учетом
фактической возможности загрузки рабочих органов.
324
Эксплуатационная
производительность
учитывает
использование
машины как по загрузке при данном виде грунта, материала, так и по времени и
служит основанием для разработки проектов механизации и автоматизации
производственных процессов.
Рабочее время машины включает в себя время, необходимое для
выполнения технологических операций, передвижения машины своим ходом
по фронту работ в пределах одного объекта или с одного объекта на другой, для
технологических перерывов в работе машин, подготовки машины к работе в
начале смены и сдачи ее в конце смены, для технического обслуживания машин
в течение смены.
Годовой режим работы машины определяется количеством дней (смен,
часов) работы машины в году и количеством дней (смен, часов), затрачиваемых
на перерыв в работе.
Надежность машины в эксплуатации зависит во многом от правильности
выполнения
машиной
рабочих
движений
при
управлении
машиной,
постоянного контроля за работой различных систем машины по приборам и т.д.
Р. А. Ханцеверов
(Научный руководитель – ст. преп. В.Ю. Бобыльченко)
(г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет)
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА ТОРКРЕТИРОВАНИЯ
Производство работ начинается с окончательной настройки расхода
воды, которая осуществляется методом пробного нанесения торкретной смеси
на специальный щит, установленный недалеко от торкретируемой поверхности.
Правильно приготовленный торкретный раствор имеет при выходе из
сопла форму факела из смеси одинакового цвета, а поверхность торкрета –
жирный блеск. При недостатке воды смеси на поверхности торкрета
появляются сухие пятна и полосы и у места торкретирования скапливается
325
много пыли. Избыток воды приводит к оплыванию смеси и образованию
«мешков» на поверхности.
Поверхность торкретируют послойно.
Число слоев при нанесении торкретного покрытия и толщина каждого
слоя зависят от толщины покрытия и определяются проектом.
Увеличение
числа
слоев
торкрета,
наносимых
последовательно,
улучшает водонепроницаемость покрытия.
Минимальная толщина слоя торкретного покрытия составляет 5-7 мм.
Обычно толщина слоя наносимого торкрета составляет 20-50 мм, при
этом торкретное покрытие общей толщиной более 20-25 мм необходимо
укладывать не менее чем в два слоя.
Торкретирование ведут горизонтальными полосами высотой 1-1,5 м по
всей ширине поверхности.
Торкретирование вертикальных поверхностей следует производить
снизу вверх, чтобы «отскок» падал на уже заторкретированную, несколько
отвердевшую поверхность.
Каждый последующий слой торкрета следует наносить не ранее чем
через 20 мин на стены и через 40 мин на свод после укладки предыдущего слоя
во избежание деформации и нарушения структуры в свежеуложенном торкрете.
Если последующий слой наносится с перерывом более 2 часов, то
предыдущий слой следует увлажнить.
Сопло при работе следует непрерывно перемещать равномерно по
спирали, держа его строго перпендикулярно торкретируемой поверхности.
При нанесении первого слоя сопло должно находиться на расстоянии
0,8-1,0 м от торкретируемой поверхности. Последующие слои наносят при
меньшем расстоянии от сопла до поверхности, но не должно быть менее 0,5 м.
При торкретировании по арматуре сопло необходимо несколько
наклонять, для того чтобы заполнить пустоты за арматурой.
При торкретировании по металлической сетке слой торкрета должен
326
покрыть металлическую сетку на 12-15 мм, причем выступающие концы
штырей должны быть покрыты слоем толщиной 8-10 мм.
При производстве работ нельзя допускать скопление «отскока» в
отдельных местах. «Отскок» по мере его накапливания следует убирать.
Затирку торкретного слоя производить не рекомендуется, так как
качество торкрета при этом ухудшается.
В случае необходимости, с учетом архитектурных требований, для
получения гладкой поверхности следует нанести под затирку дополнительный
слой толщиной 5-7 мм.
Затирку
следует
производить
сразу
же
после
дополнительного слоя, до начала схватывания цемента.
При производстве работ необходимо контролировать:
- качество подготовки ремонтируемой поверхности;
- температуру воздуха, воды и сухой смеси;
- точное дозирование;
- толщину наносимых слоев.
нанесения