Рассмотрена новая разработка БНТУ - растворобетонные комплексы блочно-модульной конструкции. Блочно-модульный принцип состоит в том, чтобы разбить всю технологическую цепочку по производству бетонных и растворных смесей на отдельные участки (модули), каждый из которых выполняет отдельные функции и может использоваться независимо от других. Далее набирают комплект таких модулей для обеспечения производства бетонов и растворов. Представлены конструкции основных модулей технологической цепочки по приготовлению бетонных смесей: бетоносмесительный модуль, модуль хранения и подачи инертных материалов, модуль хранения и подачи цемента, а также ряд дополнительных вспомогательных модулей (подачи бетона, приготовления химических добавок, операторской, подготовки и подачи воздуха).Приведены две основные модификации растворобетонных узлов, разработанных по блочно-модульному принципу с использованием основных модулей. Одна является стационарным вариантом растворобетонного комплекса, обладающего высокой производительностью, значительными запасами инертных материалов и цемента, возможностью работы в зимний период за счет утепления и системы подогрева воды и инертных материалов. Вторая - это перебазируемый вариант, позволяющий перевозить установку с места на место за счет сокращения времени монтажа и демонтажа и наладить производство бетонных смесей в непосредственной близости к объекту строительства. Это дает возможность сократить расходы на транспортирование бетона к месту укладки, а также уменьшить вероятность ухудшения потребительских свойств бетонной смеси, что в свою очередь снижает окончательную стоимость и повышает качество объекта строительства.
Наука и техника
2015. — Выпуск 2
Содержание:
Активационные технологии дорожно-строительных материалов, рассмотренные в едином комплексе, представляют собой новое прогрессивно развивающееся научное направление в транспортном материаловедении. Сущность активационной технологии материалов заключается в интенсивном повышении физико-химической активности их компонентов на границах раздела фаз, что реализуется в различных технологических переделах. Установлено, что все материалы, независимо от их природы и агрегатного состояния, являющиеся в нормальных условиях химически пассивными, при определенных режимах обработки могут стать химически активными. Это позволяет использовать малоактивное дешевое кремнеземистое сырье и техногенные отходы производства для создания на их основе прочных композиционных материалов. Развитие активационных технологий твердо- и жидкофазных компонентов дорожных композиционных материалов постепенно трансформируется в специальную часть материаловедческой науки - капрологию. Последняя призвана разрабатывать теорию и решать прикладные задачи, направленные на эффективное использование техногенных отходов производства в качестве дешевых источников сырья для получения широкого ассортимента строительных материалов общего и специального назначений. Дальнейшая задача исследований заключается в техническом совершенствовании и разработке технологического оборудования для активации твердых, жидких и газообразных компонентов дорожных композиционных материалов. При этом все технологические решения должны быть подчинены общей цели - достижению оптимальных структур получаемых материалов, обеспечивающих их долговечность при минимальных ресурсных затратах и максимальной охране окружающей среды.
Ключевые слова
Одним из основных путей улучшения физико-механических свойств цементобетона является введение в бетонную смесь зол от сжигания твердого топлива. Бетонные смеси с золами обладают большей связностью, меньшим водоотделением и расслоением. Бетон имеет при этом большую прочность, плотность, водонепроницаемость, стойкость к сульфатной коррозии. Изучены возможность использования торфяных зол и шлака торфяных предприятий Республики Беларусь в бетоне с улучшением его физико-механических свойств, а также характеристики торфяных зол, шлака, микрокремнезема, цемента, суперпластификатора. Разработаны составы, технология приготовления бетонных смесей, изготовлены и испытаны образцы бетонов. Показано, что бетоны, содержащие золу, шлак, полученные от сжигания торфа на промышленных установках Усяжского и Лидского ТБЗ, а также микрокремнезем МК-85 и суперпластификатор НСПКСАУсФ-1, имеют предел прочности бетона при осевом сжатии 78-134 МПа, а для контрольного состава - 53 МПа. Данный показатель в 1,5-2,5 раза больше, чем для образца, не содержащего добавки.Использование торфяных зол и шлака совместно с МК-85 и НСПКСАУсФ-1 для производства бетонных и железобетонных конструкций мостов и тоннелей обеспечит следующие преимущества: уменьшение поперечного сечения конструкций при сохранении их несущей способности благодаря более высокому значению предела прочности при осевом сжатии; более высокие плотность, водо- и газонепроницаемость за счет низкого водоцементного отношения; повышенную стойкость к агрессивной окружающей среде за счет более низкого содержания капиллярных пор, что и обеспечит долговечность мостовых конструкций; достижение экологического и социального эффектов.
Ключевые слова
Реальная оценка степени износа технических устройств, строительных конструкций, горных выработок и т. п., их элементов и соединений является важнейшим фактором обеспечения безопасности и эффективности эксплуатации. Природные свойства подавляющего большинства материалов вследствие различных причин (внешнего воздействия, технологии обработки и др.) в определенной степени следуют вероятностным (стохастическим) законам. В строительной отрасли республик бывшего СССР оценка степени физического износа зданий и сооружений и их элементов хотя и производится в основном по внешним физическим признакам (прогибы, трещины, отслоения и т. п.), но проценты износа зачастую берутся по восстановительной стоимости по сравнению с начальной даже без учета инфляции, которой в СССР официально как будто не существовало. При этом за 100 % износа принимается разрушение или отказ строительных конструкций или их элементов.В статье предлагается новая методика оценки степени физического износа по величине вероятности безотказной работы (надежности), минимальная величина которой приурочена к предельно допустимой в соответствии с требованиями к рассматриваемым техническим устройствам, строительным конструкциям, горным выработкам и т. п., их элементов и соединений. При этом за 100 % износа конструкции принимается минимально допустимая вероятность износа (надежность), а за 0 - ее начальное значение. Поэтому интенсивность износа во времени зависит от вида распределения вероятности значений величины определяемого физического свойства. Предлагаемая методика предназначена для вероятностной оценки износа элементов при относительно простом изменении прочностных свойств материалов (например, в пределах упругости).
Ключевые слова
Изложены результаты исследований влияния отечественной комплексной химической добавки, содержащей структурированный углеродный наноматериал и характеризующейся совмещенным (ускоряющим твердение и пластифицирующим) эффектом воздействия на свойства цемента и цементного камня. Целью исследований, с одной стороны, являлось подтверждение эффективности добавки УКД-1 с позиций повышения темпа роста прочности цементного бетона и влияния добавки на сроки схватывания, т. е. сохранения формовочных свойств бетонных смесей во времени, а с другой - оценка «механизма» действия добавки УКД-1 в цементном бетоне. В результате установлены закономерности изменения под влиянием добавки водопотребности и сроков схватывания цемента, являющиеся предпосылкой соответствующих изменений формовочных свойств бетонных смесей, а также экспериментально обоснована возможность понижения температуры прогрева цементного бетона с добавкой УКД-1 с целью экономии энергоресурсов в производственных условиях. Кроме этого, подтверждена эффективность данной добавки, выраженная ростом прочности цементного камня до 20-40 % в проектном (28 сут.) возрасте, что является основной для роста прочности цементного бетона, и подтверждена гипотеза о физической природе данного явления, так как методом рентгенофазового анализа показано отсутствие изменений морфологии продуктов гидратации портландцемента под действием вещества добавки, содержащей структурированный углеродный наноматериал. Результаты теоретических и экспериментальных исследований эффективности добавки УКД-1 подтверждены производственной апробацией при изготовлении сборных изделий и возведении (устройстве) монолитных конструкций, в частности в условиях производства (г. Минск, ОП «Стройпрогресс» ОАО «МАПИД») и на строительных площадках (г. Могилев, ОАО «Стройтрест № 12»).
Ключевые слова
Поэтажная съемка смонтированных элементов лифтовой шахты координатным методом при помощи тахеометра затруднена необходимостью выноса точки установки прибора на перекрытия каждого монтажного горизонта, что в условиях законченного каркаса здания при наличии множества ситуационных помех приводит к дополнительным измерениям и как следствие к большим затратам времени и снижению точности получаемых результатов. Технические возможности современного электронного тахеометра значительно упрощают выполнение этой задачи, поскольку прибор можно использовать не только в функции вертикального проецирования, но и для исполнительной съемки лифтовой шахты усовершенствованным полярным способом. При реализации данного способа электронный тахеометр, снабженный диагональным окуляром, устанавливают над опорным знаком в приямке шахты, а контрольные точки лифтовой шахты определяют посредством специально сконструированной переносной марки-светоотражателя в виде диска радиусом r , который закреплен на стержне-ручке и ориентируется перпендикулярно лазерному лучу. С применением данной марки разработана инновационная схема исполнительной съемки лифтовых шахт, отличающаяся высокой эффективностью, которая состоит в том, что с одной установки тахеометра выполняется высокоточная, полная планово-высотная съемка всего лифтового ствола, включая дверные проемы, их пороги и откосы.Предложен новый способ исполнительной съемки лифтовых шахт посредством электронного тахеометра с применением специально разработанной светоотражающей марки, обеспечивающей геометрическую привязку одной или одновременно двух точек съемки к пространственной системе координат, в которой ведется исполнительная съемка. Способ характеризуется высокой геометрической точностью и технологической эффективностью.
Ключевые слова
Современные тенденции оценки деформационного состояния высотных сооружений - это создание автоматизированного, постоянно действующего мониторинга с использованием высокоточных систем космического позиционирования (GPS-систем), роботизированных электронных тахеометров, высокоточных инклинометров (типа Leica Nivel210/Nivel220), с точностью измерения угла наклона 0,09 с, программного комплекса Geomos (Leica Geosystems). Автоматизированная система деформационного мониторинга требует значительных временных и материальных затрат, специального обучения специалистов, поэтому не утратили своей актуальности и более простые способы и критерии оценки деформационного состояния сооружений.Существует более десяти традиционных способов определения крена сооружений. В их основе лежат угловые измерения с фиксированного базиса с использованием высокоточных теодолитов. Они являются весьма трудоемкими и не обеспечивают оперативность и точность измерений. Появление электронных тахеометров с большим радиусом безотражательных измерений расстояний позволило вычислять координаты на поверхности сооружения с большой точностью и на разных сечениях (высотах), в результате чего стало возможным получать трехмерную модель поверхности сооружения. Для определения величины крена вытяжной трубы высотой 150 м электронный тахеометр Leica TCRA1201 устанавливали на точке с хорошей видимостью башенного сооружения, определяли ориентирование прибора и плановые координаты временного пункта. Затем на каждом сечении трубы измеряли трехмерные координаты шести точек поверхности сооружения. Далее эти точки проецировали на горизонтальную плоскость. Обработку и интерпретацию геодезических данных выполняли в программном комплексе LISCAD PLUS.Предлагаемый способ позволяет с одной точки стояния тахеометра получать данные для определения величины и направления крена башенных сооружений, оперативно выполнять натурные измерения и получать окончательные результаты в автоматизированном режиме программного комплекса LISCAD PLUS, не требует предварительной закладки и последующей сохранности опорных геодезических пунктов (базисов), применим для различной конфигурации башенных сооружений.
Ключевые слова
Изложены конструктивные и технологические особенности изготовления забивных свай с переменной прочностью ствола. Показана экономическая эффективность их выпуска. Представлена конструкция свайного наголовника, обеспечивающая восприятие ударных усилий молота боковыми гранями головной части сваи. Предложены забивные железобетонные сваи, изготовляемые из трех разнопрочных участков ствола. Прочность материала (класс бетона и диаметр арматуры) и длина участков ствола назначаются дифференцированно в зависимости от характера и уровня напряжений в сваях при забивке. Выпуск полипрочных свай открывает возможность их подбора для каждой конкретной площадки строительства с учетом их сохранности при забивке.Разработан свайный наголовник, который в отличие от существующих аналогичных конструкций позволяет передавать ударные усилия от молота к свае через боковую поверхность ее головной части. Наголовник обеспечивает возможность увеличения площади восприятия сваей ударных усилий от молота и тем самым значительно снижает риск повреждения и разрушения бетона свай при забивке. Применение полипрочных свай, а также их забивка с помощью нового свайного наголовника составляют основу бездефектной и ресурсосберегающей технологии устройства свайных фундаментов в строительстве.
Ключевые слова
Рассмотрены проблемы и особенности биохимического удаления сероводорода из подземных вод. Проведен анализ существующих методов очистки подземных вод от сероводорода, установлены недостатки их физико-химической очистки. При использовании аэрационных методов удаления сероводорода за счет его частичного химического окисления кислородом воздуха происходит образование коллоидной серы, придающей воде мутность и опалесценцию. Кроме этого, происходящее в процессе аэрации нарушение сульфидно-карбонатного равновесия в связи с десорбцией Н2S и СО2 часто приводит к зарастанию насадок дегазаторов образующимся СаСО3, что вызывает серьезные эксплуатационные трудности. Химические методы требуют сравнительно большого расхода, сложного реагентного хозяйства, складских помещений и транспортных расходов.С точки зрения очистки сероводородсодержащих подземных вод, наибольший интерес вызывает биохимический метод. Сдерживающими факторами широкого применения этого метода являются его недостаточная изученность и необходимость проведения специальных изысканий для определения оптимальных технологических параметров при очистке подземных вод конкретного источника водоснабжения. В основе биохимических методов окисления соединений серы лежат естественные биологические процессы, обеспечивающие круговорот серы в природе. Двухстадийный механизм окисления сероводорода серобактериями (Beggiatoa) был установлен С.Н. Виноградским: на первой стадии сероводород окисляется до элементарной серы, которая в виде глобул накапливается в протоплазме, а на второй стадии при недостатке сероводорода серобактерии начинают окислять внутриклеточную серу до серной кислоты.В статье приведены результаты технологических испытаний крупномасштабных пилотных установок биохимической очистки подземных вод от сероводорода в полупроизводственных условиях. Установлены зависимости изменения показателей качества воды по ступеням очистки при разных скоростях фильтрования
Ключевые слова
Эффективное использование водохозяйственного комплекса является необходимостью многих стран мира, особенно развивающихся, как Вьетнам. Во Вьетнаме одной из отраслей с высокой потребностью в воде и большим изменением ее расхода в течение года является орошение сельскохозяйственных культур, в основном риса. Потребность в воде на нужды орошения зависит не только от культур, климата, но и от выпадающих осадков. Но такими осадками невозможно управлять. Однако выпадающие осадки, в свою очередь, формируют речной сток, а стоком рек управлять можно с помощью его регулирования (создания водохранилищ). Поэтому важно знать, каким образом величина речного стока связана с потребностями в воде на орошение.Рассмотрены связи между режимом орошения и режимом речного стока, что особенно актуально для бассейнов рек предгорных районов Вьетнама, где в течение года собирают два-три урожая, а сток рек в различные вегетационные периоды может существенно (до 10 и более раз) отличаться. Эта связь формируется на основе отношений между потребностями в воде орошения и количеством осадков, между количеством осадков и речным стоком в бассейне. Отношение между потребностью в воде орошения (полив нормы) и речным стоком (слой стока) в бассейне является одним из результатов расчетов, необходимых для оптимизации параметров и режимов работы водохозяйственного комплекса в бассейнах малых рек предгорных районов Вьетнама.
Ключевые слова
В последнее время в связи с увеличением этажности строящихся зданий в г. Минске и возрастанием нагрузок на основание все чаще применяются свайные фундаменты даже при залегании в верхней части основания относительно прочных грунтов. В таких случаях первоочередной задачей для проектировщиков становится максимальное использование несущей способности основания и снижения стоимости фундаментов. Одним из путей повышения несущей способности свайных фундаментов является учет сопротивления грунта основания под подошвой фундаментной плиты, которая, как и фундамент мелкого заложения, способна передавать на грунт значительную часть нагрузки от здания. Такой подход позволяет сократить число свай в фундаменте или уменьшить их длину. В результате сокращаются сроки строительства и существенно уменьшается стоимость нулевого цикла. Тем не менее в нашей стране до настоящего времени не было внедрено в проектную практику достоверных методов расчета, позволяющих учесть сопротивление грунтов в основании фундаментных плит. Для разработки данных методов выполнен анализ исследований разных авторов по этой теме и проведена серия натурных исследований.Приведены результаты натурных испытаний фундаментов, состоящих из коротких выштампованных конических свай, объединенных фрагментом фундаментной плиты. При устройстве таких фундаментов в насыпных грунтах прочностные и деформационные характеристики оснований возрастают, и насыпной слой становится несущим как для свай, так и для ростверка. Улучшение свойств мягкопластичных глинистых грунтов происходит также за счет втрамбовывания под нижний конец сваи сухой бетонной смеси. В статье отражен опыт применения свайноплитного фундамента в сложных инженерно-геологических условиях при строительстве православного храма в г. Минске.
Ключевые слова
В статье рассмотрены основные преимущества и недостатки мобильных растворобетонных установок в сравнении со стационарными бетоносмесительными узлами. Основной смысл мобильности заключается в возможности быстрого передвижения. Это, в свою очередь, накладывает некоторые ограничения на весогабаритные характеристики бетоносмесительного оборудования. Однако применительно к бетоносмесительному оборудованию и стройке в целом понятие мобильности рассматривается в виде трех составляющих: минимальные затраты на подготовку площадки под монтаж растворобетонной установки, удобство транспортировки, сокращение сроков монтажа и пусконаладки оборудования. Для этого технологическая цепочка по выпуску бетонных и растворных смесей делится на отдельные законченные операции. Далее проектируются модули, которые выполняют данные операции. Каждый модуль проектируется по размеру морского контейнера - для удобства транспортировки. Предусматриваются разъемные соединения на месте стыковки модулей, для электропроводки и трубопроводов подачи воды и химических добавок, а также пневматики. Эти соединения в последующем позволяют сократить время монтажа и демонтажа оборудования на объекте.Представлен мобильный растворобетонный узел блочно-модульной компоновки, разработанной в БНТУ в рамках Государственной научно-технической программы, изготовленный на производственных мощностях ООО «Випротех» и успешно внедренный в производство. Одно из перспективных направлений - использование мобильных растворобетонных установок, размещаемых и эксплуатируемых непосредственно на объектах строительства. Их экономическая эффективность растет с увеличением расстояния до ближайшего стационарного растворобетонного узла, а также объемов бетонирования. Мобильные растворобетонные установки ориентированы главным образом на строительные организации, возводящие объекты вдали от городской инфраструктуры и транспортных сетей: мосты, дамбы, магистрали, транспортные развязки. При сохранении тех же объемов производства бетона такие установки находятся в непосредственной близости от строительного объекта и с помощью специальных бетононасосов могут подавать нужные растворы прямо на объект.
Ключевые слова
Предложена технология получения кирпича на основе известково-кремнеземистых смесей, в которой химические взаимодействия практически полностью реализуются в дисперсном состоянии на стадии приготовления вяжущего контактного твердения и сырьевой смеси в целом, а роль операции формования (прессования) принципиально изменяется, так как при этом происходит перевод дисперсной системы в камневидное тело, что фиксируется его полной водостойкостью при контакте с водой сразу после прессования. Теоретической основой разработанной технологии является способность силикатных дисперсных веществ (гидросиликатов кальция) переходить в нестабильное состояние, образовывать камнеподобное водостойкое тело в момент приложения механической нагрузки при формовании. Особенность предлагаемого способа - исключение из процесса получения силикатного кирпича дополнительных операций автоклавирования изделий.Синтетические гидросиликаты кальция в отличие от природных более однородны по составу и строению, содержат меньше примесей, характеризуются дисперсным составом и в связи с указанными преимуществами имеют более широкое практическое применение. Контактно-конденсационные вяжущие позволяют в широких пределах варьировать свойства продуктов на их основе и тем самым обеспечивать максимальное соответствие требованиям для конкретного направления использования. Сырьевые базы для получения синтетических силикатов гидросиликатов кальция практически не ограничены, поскольку кальцийкремнийсодержащие вещества присутствуют как в разнообразных техногенных отходах, так и в природных соединениях. Поэтому все более актуальной становится проблема получения гидросиликатов кальция, обладающих контактно-конденсационной способностью к структурообразованию. Этот переход рассматривается как зависимый прежде всего от степени упорядочения расположения частиц вещества, которая и определяет уровень его нестабильности.