Предмет исследования: рассматриваются вопросы наномодификации поливинилхлоридных композиций, наполненных древесной мукой. Разработанные к настоящему времени древесно-наполненные поливинилхлоридные композиты, обладающие высокими эксплуатационными показателями, имеют существенный технологический недостаток (высокая вязкость расплавов), что ограничивает их переработку и применение. Для увеличения совместимости поливинилхлорида и древесной муки были проведены экспериментальные исследования по применению в качестве эффективных связующих агентов малых доз углеродных нанотрубок. Цели: исследование структуры и свойств высоконаполненных наномодифицированных поливинилхлоридных композитов. Материалы и методы: рассмотрены базовые древесно-наполненные поливинилхлоридные композиции для получения профильно-погонажных изделий, в которых в качестве модификаторов использовались однослойные углеродные нанотрубки в различных дисперсионных средах. Использованы стандартные физико-механические методы оценки свойств полимерных материалов, а также комплекс методов анализа структуры материалов, в частности оптическая и электронная микроскопия. Результаты: экспериментально определены интервалы оптимальных концентраций углеродных нанотрубок в композициях в зависимости от степени наполнения древесной мукой, вида и природы среды-носителя углеродных нанотрубок, а также способа совмещения компонентов в процессе формования изделий из разработанных рецептур. Выводы: эксперименты подтвердили техническую эффективность использования нанотрубок в качестве добавок, усиливающих адгезионное взаимодействие на границе полимера с древесной мукой. Полученные закономерности могут быть основой для практической реализации производства профильно-погонажных изделий методом экструзии.
Вестник МГСУ
2018. — Выпуск 4
Содержание:
Предмет исследования: в результате роста темпов строительства в городских исторических центрах по мере утраты исторических зданий может быть нарушена масштабность застройки и целостность среды. В статье рассматриваются проблемы сохранения и использования объектов исторической застройки в современной архитектуре города Рязани. Цели: исследование и выявление композиционных особенностей фасадов исторических зданий г. Рязани и сравнение их с композиционными приемами формирования фасадов застройки последних лет. Материалы и методы: посредством натурных наблюдений и графических построений схем автор проводит типологический и композиционный анализ исторической застройки, а также некоторых объектов застройки 2000-х гг. Результаты: рассмотрена застройка улицы Ленина, где ближе к историческому центру преобладают здания периода постройки конца XVIII - начала ХХ вв., а в противоположном направлении - здания советского периода и современной постройки. Сопоставление построений фасадов исторических и современных зданий показывает, что наличие системы композиционных приемов не является достаточным условием сохранения целостности и идентичности историко-культурной среды города. Немаловажными факторами также являются масштаб и масштабность в композиции, симметрия. Выводы: выявлены характерные композиционные приемы формирования фасадов исторических зданий. Обозначено влияние их практического применения в современном строительстве на целостность и архитектурную идентичность городской среды.
Ключевые слова
Предмет исследования: трассировки линий различных видов городского пассажирского транспорта, сходясь и пересекаясь в узлах улично-дорожных сетей, формируют технические требования к инженерным решениям этих их элементов, определяют их типы и классы. На основе анализа мирового опыта описаны инженерно-планировочные и архитектурно-конструктивные решения транспортно-пересадочных узлов в составах предмостных дорожно-транспортных узлов, способствующих формированию градоформирующих узлов и зон различных конфигураций в крупнейших городах. Цели: оценить с помощью ряда факторов роль различных видов городского пассажирского транспорта в формировании транспортно-пересадочной составляющей как части целостных инженерно-планировочных и архитектурных композиций предмостных дорожно-транспортных узлов. Материалы и методы: научное исследование базируется на контекстном, теоретическом, эмпирическом и практическом анализе инженерно-планировочных и архитектурно-конструктивных решений предмостных дорожно-транспортных узлов в городах. Результаты: на основе полученных в результате этого данных выявлены и обобщены предусловия возникновения и характерные особенности этих инженерных сооружений, их специфика и типологические особенности. Также созданы системные классификации рассматриваемых объектов, являющихся структурными элементами градостроительных каркасов. Выводы: введены новые оценочные принципы и формулы. Их практическая значимость определяется предложенной автором программной модульностью аналитических механизмов, в частности реализующих тренд реновации прибрежных территорий.
Ключевые слова
Предмет исследования: архитектурный облик зданий Нижнего Новгорода, связанных с Николаем Александровичем Добролюбовым (1836-1861), литературным критиком, публицистом, общественным деятелем, родившимся здесь в семье священника и до 1853 г. постоянно жившим в родном городе. Цели: выявление степени сохранности зданий Нижнего Новгорода, связанных с нижегородским периодом жизни Н.А. Добролюбова, описание истории их строительства, определение их места среди историко-культурного наследия города, комплексный анализ их архитектурного облика, включая объемно-планировочное решение, стилистику, декор, роль в композиции улиц, рекомендации по их реконструкции. Материалы и методы: методологической основой работы является системный подход, позволяющий рассмотреть во взаимосвязи основные характеристики архитектурного облика зданий Нижнего Новгорода, связанных с периодом жизни известного нижегородца середины XIX в. Для обобщения материалов, полученных из архивных и литературных источников, использовался библиографический анализ, для натурного обследования - фотофиксация и графоаналитический анализ. Результаты: комплексное рассмотрение архитектурного облика зданий Нижнего Новгорода, связанных с периодом жизни Н.А. Добролюбова, введение в научный обиход данных о постройках, истории их создания, стилистике, объемно-планировочном решении, декоре. Рекомендации по их комплексной реконструкции с целью повышения туристической, социальной, инвестиционной привлекательности столицы Нижегородского региона. Выводы: результаты исследования могут лечь в основу документов, необходимых для создания проектов реставрации зданий, связанных с судьбой известного нижегородца. Комплексный подход к реконструкции историко-архитектурного наследия Нижнего Новгорода, связанного с памятью Н.А. Добролюбова, будет способствовать улучшению качества социальной жизни местного населения, повысит туристическую и инвестиционную привлекательность города и региона.
Ключевые слова
Предмет исследования: системы пассивного солнечного отопления, способные без использования инженерного оборудования улавливать и аккумулировать солнечное тепло, используемое для отопления зданий. Цель исследования: изучение возможности достичь стандарта пассивного дома (дома с близким к нулевому потреблением энергии на отопление) в условиях климата РФ, используя системы пассивного солнечного отопления в совокупности с другими решениями по уменьшению энергозатрат здания, разработанными ранее. Материалы и методы: поиск и анализ литературы, содержащей описания различных вариантов систем пассивного солнечного отопления, примеры их использования в разных климатических условиях и получаемый от них эффект. Анализ теплофизических процессов, протекающих в этих системах. Результаты: выявлен потенциал использования систем в климатических условиях части территорий РФ, возможность удешевления строительства по стандарту пассивного дома с их применением. Выводы: требуется более детальное рассмотрение происходящих в системах пассивного солнечного отопления теплофизических и других процессов для создания их расчетных моделей, что позволит более точно прогнозировать их эффективность и искать наиболее экономичные конструктивные решения, и для включения их в перечень средств по достижению стандарта пассивного дома.
Ключевые слова
Предмет исследования: карст и суффозия относятся к экзогенным геологическим процессам, развитие которых обусловлено разрушением горных пород подземными водами. Это опасные для строительства процессы, главная проблема в исследовании которых заключается в их недоступности для прямого визуального наблюдения. Цели: достижение взаимопонимания между изыскателями и проектировщиками при решении задач, возникающих при строительном освоении территорий, где происходит или ожидается негативное воздействие карста и (или) суффозии на здания и сооружения. Материалы и методы: метод исторического анализа эффективности технических решений. Результаты: Россия имеет длительный и богатый опыт применения противокарстовых и противосуффозионных защитных мероприятий, который анализируется в предлагаемой статье с исторических позиций. По мнению автора, успешная реализация этих мероприятий возможна только при тесном сотрудничестве изыскателей-геологов и геотехников-проектировщиков. Систематизированное представление о развитии во времени методов и технических средств, обеспечивающих безаварийную эксплуатацию объектов различных видов строительства при наличии карстовой и (или) суффозионной опасности. Выводы: в настоящее время наша страна располагает богатым и проверенным временем арсеналом средств защиты зданий и сооружений от карста и суффозии, включающим конструктивные, геотехнические и иные решения.
Ключевые слова
Предмет исследования: устранение сверхнормативных неравномерных деформаций строящегося здания станционного узла Загорской ГАЭС-2 путем использования метода компенсационного нагнетания. Цели: разработка методики назначения оптимальных значений основных технологических параметров, таких как давление; интенсивность подачи инъекционной смеси; расход смеси на единицу объема грунта, на основе экспериментальных данных испытаний различных видов грунта на модели. Обоснование метода расчета давления для разрыва обойменного слоя манжетной колонны перед инъектированием. Материалы и методы: использовались следующие материалы: высокопроницаемые растворы КН-1, с регулируемой структурной прочностью для первичной пропитки грунтового массива; инъекционный материал КН-2 с повышенной вязкостью и медленным набором прочности для создания напряженного состояния грунта и обеспечения выравнивания здания; обойменный раствор «Солидур» для фиксации манжетной колонны в скважине. Кинетика пропитки и характер распределения материала КН-1 изучались на однонаправленной модели. Результаты: на лабораторной однонаправленной модели отработаны основные технологические параметры при выравнивании здания станционного узла Загорской ГАЭС-2 по технологии компенсационного нагнетания на опытном участке, расположенном в непосредственной близости от основного объекта. Разработаны номограммы для назначения оптимальных технологических параметров процесса компенсационного нагнетания. Выводы: испытанные инъекционные системы на минеральной основе полностью соответствуют технологическим требованиям производства работ по компенсационному нагнетанию. Результаты экспериментальных и теоретических исследований позволяют обосновано назначать оптимальные значения основных параметров технологического регламента на всех этапах производства работ по компенсационному нагнетанию.
Ключевые слова
Предмет исследования: использование технологий механической и гидравлической консолидации грунтов и вертикального армирования грунтов для разных типов слабых оснований. Цели: демонстрация современных возможностей и подходов к проектированию и устройству искусственных оснований. Материалы и методы: рассмотрены такие методы инженерной подготовки оснований, как механическая консолидация (тяжелая трамбовка), гидравлическая консолидация (вертикальный дренаж, вакуумирование грунтов), вертикальное армирование грунтов (колонны заданной прочности). Результаты: наглядное представление применимости описанных технологий для различных типов слабых оснований. Выводы: рассмотренные технологии инженерной подготовки оснований являются эффективной альтернативой как свайным фундаментам, так и замене грунтов. На сегодняшний день промышленное внедрение технологий инженерной подготовки оснований доказало свою применимость, эффективность и конкурентоспособность.
Ключевые слова
Предмет исследования: технико-экономические процессы и аспекты обращения с отходами и вторичными материальными ресурсами; этапы перехода антропогенного объекта окружающей среды в отходы и вторичные материальные ресурсы; техническая возможность и экономическая целесообразность использования вторичных материальных ресурсов в качестве вторичного сырья для производства продукции, получения энергии, проведения работ, оказания услуг. Цель исследования: научно-методическое обоснование правового регулирования, экономических основ формирования системы обращения с отходами и вторичными материальными ресурсами (на примере строительного комплекса и промышленности строительных материалов). Материалами для проведения научного исследования являются руководящие документы, стандарты, методики, методические рекомендации, проектная и нормативная документация в области охраны окружающей среды и обращения с отходами, опубликованные данные и материалы научных отечественных и зарубежных исследований по данной тематике. Методы научного исследования основываются на использовании сопоставительного анализа, экспертных методов оценки показателей. Результаты: сформированы предложения по актуализации и гармонизации понятийного аппарата в области обращения вторичных материальных ресурсов в виде поправок в действующее законодательство, а также по регламентации методов экономического регулирования в сфере обращения с отходами и вторичными материальными ресурсами для внесения в план реализации «Стратегии развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 года», утверждаемый правовым актом Правительства Российской Федерации. Выводы: предлагаемые научно-практические предложения по решению проблемы обращения с отходами и вторичными материальными ресурсами могут быть использованы при формировании нормативно-правовой базы и планировании мероприятий по обращению с отходами вторичными материальными.
Ключевые слова
Предмет исследования: кровельные гранулы - дробленная каменная крошка, которая применяется в качестве защитного и декоративного слоя на внешней поверхности гибкой черепицы и полимерно-битумных мембран. Для получения кровельных гранул используется широкая гамма магматических и вулканических пород основного и среднего составов. Породы подвергаются дроблению и фракционированию. Различают три типа кровельных гранул: сланцевая посыпка из дробленых кровельных сланцев, минеральные гранулы, которые представляют собой неокрашенные гранулы из отсевов горных пород и керамизированые (керамические) гранулы, которые представляют собой частицы горных пород с окрашенной керамической оболочкой. В связи с увеличением требований к надежности кровельных материалов, выходом отечественных предприятий на международный рынок и развитием технологий посыпочные материалы для кровли производятся из сланца кровельного и базальтовых пород. Кровельные гранулы с керамической оболочкой являются самым сложным и дорогим продуктом среди посыпочных материалов. Именно эти гранулы применяются при производстве гибкой черепицы и полимерно-битумных мембран сегмента премиум. Цели: изменение цвета, появление пятен и подтеков ржавчины на полимерно-битумных кровлях является одним из наиболее частых случаев рекламаций со стороны покупателей. Избежать всего этого можно целенаправленным выбором в качестве минерального носителя для производства гранул горных пород, не предрасположенных к выделению «ржавчины» и разрушению. Причины изменения цвета и методы выбора горной породы, наименее подверженной данному фактору, описаны в этой статье. Материалы и методы: методический подход исследований заключался в изучении зависимости степени изменения окраски сырцовых и окрашенных гранул и минералого-петрографических особенностей горных пород, являющихся их минеральной основой. В качестве эталона для сравнения приняты образцы гранул долеритов месторождения Канадского месторождения Хейвлок, используемых компанией 3M, характеризующихся высоким качеством. Изменение цвета окрашенных гранул фиксировалось визуально после натурных климатических испытаний, для неокрашенных гранул - после обжига при операционных температурах 550…600 °C. Минералого-петрографические особенности изучались методами оптической микроскопии шлифов из горных пород, термического и рентгеноструктурного анализов, дополнительно использованы результаты химического анализа горных пород рентгено-флуоресцентным методом в лабораториях ООО «Уральское горно-геологическое агентство» (г. Уфа), Института геологии УНЦ РАН (г. Уфа). Результаты: петрографический и химический состав эталонных образцов горных пород - минерального основания кровельных гранул - довольно близки. Все они относятся к магматическим породам основного и среднего состава. Основные различия заключаются в содержании сульфидных минералов, содержании железистых разновидностей хлоритов, актинолита. Наблюдаются различия в интенсивности изменения окраски цвета окрашенных поверхностей эталонных гранул после климатических испытаний и пород-носителей после технологического обжига. Все породы-носители показали изменение цвета после технологического обжига за счет появления буровато-желтых пятен и налетов. Однако интенсивность этого процесса неодинакова. Наилучшими показателями характеризуются образцы посыпок из долеритов канадского месторождения. Определены минералы, которые изменяют цвет и минералы, которые кроме изменения цвета подвержены деструкции с выделением оксигидроксидов железа при нагреве до операционных температур. Выводы: негативные изменения цвета кровельных гранул в процессе эксплуатации мягких кровель (появление пятен и подтеков «ржавчины») связаны с развитием на их поверхности тонкодисперсных выделений оксигидроксидов железа. Для прогнозирования выделения оксигидроксидов железа важно знать минеральную форму фиксации железа в породе. Первое место по склонности к ржавлению занимают сульфиды.
Ключевые слова
Предмет исследования: технико-экономическая эффективность применения наномодифицированного пористого минерального порошка в составе асфальтобетонной смеси. Цели: обоснование эффективности применения наномодифицированного пористого минерального порошка в составе асфальтобетонной смеси с учетом критериев эффективности и стоимости. Материалы и методы: использовался битум нефтяной дорожный БНД 60/90, щебень габбро-диабазовый фракции от 5 до 20 мм, отсев камнедробления гранита, стабилизирующая добавка Viatop-66 и наномодифицированный диатомит. Образцы щебеночно-мастичного асфальтобетона испытывались в соответствии с методиками стандарта, а также исследовалась стойкость к динамическим погодно-климатическим воздействиям и стойкость колееобразованию. Результаты: предложенные критерии позволяют оценить эффективность применения наномодифицированного минерального порошка с учетом как технических особенностей асфальтобетона, полученного с его применением, так и экономических затрат, необходимых для достижения улучшения качественных показателей. Бетон ЩМА-20, в котором 100 % традиционного наполнителя замещены порошком на основе диатомита, модифицированного золем гидроксида железа (III) и кремниевой кислоты, обладает на 28 % большей технико-экономической эффективностью по сравнению с традиционным щебеночно-мастичным асфальтобетоном. Это достигается за счет более существенно повышения качества материала по сравнению с необходимыми. Выводы: использование в качестве наполнителя в составе асфальтобетонной смеси порошка на основе диатомита, модифицированного золем гидроксида железа (III), и кремниевой кислоты позволяет на 35 % увеличить показатель эффективности асфальтобетона. Увеличение технико-экономической эффективности на 28 % является обоснованием для применения разработанного модифицированного наполнителя.