Строительные материалы

Дана характеристика юрских аргиллитов Северо-Западного Кавказа как потенциального сырья для производства клинкерной черепицы с водопоглощением менее 3%. Отмечено, что традиционным на Юге России сырьем для производства керамического кирпича и черепицы являются различные виды суглинков, имеющих широкое распространение почти на всей территории. Однако в силу ряда причин они не могут рассматриваться как сырье для производства клинкерной черепицы, на которую в последние годы наблюдается устойчивый спрос, особенно на Черноморском побережье. Географически отложения юрского периода в Краснодарском крае прослеживаются широкой полосой (50–100 км) на расстоянии от 20 до 60 км от побережья. Это наиболее древние породы в пределах рассматриваемого региона. Мощность многочисленных пластов аргиллитов изменяются от нескольких до многих десятков метров. Химический состав аргиллитов характеризуется содержанием оксида алюминия 17–22%, повышенным содержанием оксида калия и оксидов железа. Минеральный состав представлен гидрослюдами, каолинитом и хлоритами с примесью кварца и полевых шпатов. Дообжиговые свойства аргиллитов могут регулироваться степенью измельчения. По спекаемости аргиллиты квалифицируются как сильно- и среднеспекающееся сырье низкотемпературного спекания с высокой прочностью керамического камня. Результаты и анализ полученных данных позволяют утверждать, что юрские аргиллиты Северо-Западного Кавказа являются потенциально пригодным сырьем для получения клинкерной черепицы с широким диапазоном физико-технических свойств по упрощенной технологии.

Существует несколько моделей, в которых может быть оценена скорость коррозии, расширение ржавчины и результирующее распространение трещин вокруг арматуры. Также может быть оценено влияние коррозии, вызванное трещиной, на поведение конструкции. Для оценки механических характеристик железобетонных конструкций с корродированными арматурными стержнями предложено несколько методов. Изменения механических свойств арматурного стержня, бетона и их взаимодействие необходимо моделировать на основе концепции аналитических методов. Был проведен расчет несущей способности железобетонных балок с арматурной коррозией методом конечных элементов. Рассмотрено влияние арматурной коррозии с точки зрения изменения механических свойств арматуры и адгезии арматуры с бетоном. Вместо снижения площади поперечного сечения армирования был уменьшен модуль Юнга и предел текучести корродированной арматуры. Численное моделирование конструктивных характеристик железобетонных конструкций с арматурной коррозией с использованием конечно-элементной программы показало, что моделирование износа конструкций, такого как коррозия арматуры и растрескивание бетонного защитного слоя, иногда оказывает большое влияние на аналитические результаты. Рассчитаны структурные характеристики железобетонных элементов с арматурной коррозией. Используя этот метод моделирования, проведен анализ степени влияния коррозии на конструкционные характеристики.

Для предотвращения биообрастания цементного камня и повреждения его грибковыми микроорганизмами предложено вводить в цементную смесь 0,5 мас. % стеарата кальция. Для обеспечения объемной гидрофобизации цементного камня добавка измельчается до наноразмерных частиц. Отверждение цементного камня проводилось на воздухе в течение 28 сут. Для изучения грибковой коррозии поверхность цементного камня обрабатывалась суспензией пор грибков Aspergillus niger. Выявлено, что гидрофобная поверхность цементного камня не поддалась биообрастанию грибковыми микроорганизмами Aspergillus niger в течение 6 мес нахождения образцов во влажной среде, а на поверхности обычного цементного камня за этот период времени произошло развитие очагов черной плесени. Действие грибков и выделяемых ими продуктов жизнедеятельности вызвало уменьшение количества кальция в цементном камне на 9%, а на гидрофобизированный цементный камень не оказало влияния. Вследствие невосприимчивости цементного камня с гидрофобизатором к действию микроорганизмов и к воде не происходит вывода свободного гидроксида кальция из структуры, но некоторое количество вымывается из поверхностного слоя и поровой жидкости. Значительное замедление массопереноса в цементном камне при действии жидкостей обеспечивается гидрофобностью поверхности цементного камня и стенок пор и капилляров, придаваемой стеаратом кальция, а также частичной кольматацией поровой структуры введенной добавкой.

Совершенствование и создание новых производственных технологий во многом определяется уровнем инноваций в сфере материаловедения. В представленной работе рассмотрен опыт практической реализации инновационных строительных материалов и изделий из легких стальных тонкостенных конструкций в реальном секторе экономики. Даны предложения по возможному использованию рассмотренных конструкций в государственных программах восстановления и развития новых территорий России. Проблема восстановления экономики, создания новых рабочих мест, реализации программ развития конкретных субъектов новых территорий может быть решена закреплением субъектов РФ и формированием на базе профильных предприятий субъекта РФ строительных профессиональных отрядов по реализации государственных программ. Авторы при необходимости предлагают услуги по обучению и передаче научно-технических знаний специалистам заказчиков по месту возведения быстровозводимых объектов.

Представлены результаты исследования влияния промышленных антипиренов на потерю массы образцов массивной древеси- ны сосны и осины при горении. Антипирены различных торговых марок использовали в виде готовых растворов (с расходом 500–600 г/м²) методом пропитки испытуемых образцов древесины хвойных и лиственных пород. Установлено, что с точки зрения потери массы при горении испытанные антипирены имеют различную эффективность: лучшие из них обеспечили I группу огнезащитной эффективности. Для сравнительной оценки различных промышленных антипиренов использован метод дисперсионного анализа. Проверена гипотеза об эффекте взаимодействия между породой древесины и маркой огнезащитного состава, а также дана оценка значимости влияния факторов на потерю массы образцов при горении. Установлено, что эффект взаимодействия между породой древесины и видом огнезащитного состава в 3,51 раза больше, чем влияние породы древесины, что обусловлено как структурными отличиями древесины осины и сосны, так и неодинаковым впитыванием огнезащитных составов разного принципа действия в наружные слои древесного материала. Определено, что степень влияния породы древесины (осина, сосна) на потерю массы древесного материала при горении в 62,3 раза меньше, чем влияние вида огнезащитного состава.

Фильтрация суспензий и коллоидов в пористых материалах встречается при строительстве и эксплуатации гидросооружений, туннелей и подземных хранилищ. Модели фильтрации используются при расчете проникновения укрепителя в рыхлый грунт, при очистке питьевой воды и промышленных стоков. В процессе фильтрации взвешенные частицы проходят через крупные поры и застревают на входе пор малого диаметра. Задержанные частицы образуют неподвижный осадок. Рассматривается модель фильтрации полидисперсной суспензии в пористом материале. Целью работы является изучение профилей осадка – зависимости концентрации осажденных частиц от расстояния до входа пористого материала при фиксированном времени. Методом характеристик построено точное решение модели. Показано, что при фильтрации полидисперсной суспензии распределение осадка различное у разных типов частиц. Профиль осадка самых больших частиц всегда монотонно убывает, а профиль осадка частиц наименьшего размера не является монотонным. Он убывает при малом времени, затем на графике появляется точка максимума, движущаяся вдоль пористой среды при увеличении времени. После того как точка максимума достигнет выхода из пористого материала, профиль осадка становится монотонно возрастающим. Профили осадка частиц промежуточных размеров и профиль полного осадка либо монотонны, либо немонотонны в зависимости от параметров модели. Исследовано поведение точек максимума немонотонных профилей.