« Федеральное агентство по образованию Администрация Волгоградской области ...»

Лица, самовольно перепланировавшие занимаемое ими жилое помещение, рискуют подвергнуться административной ответственности, которая предусматривает наложение штрафа на нарушителя-гражданина в размере от 20-25 МРОТ, то есть в размере 2000-25000 рублей. Однако уплата штрафа не освобождает лицо, самовольно произведшее переустройство или перепланировку, от обязанности согласовать перепланировку (переустройство) или же вернуть все произведенные нововведения в первоначальный вид.

На оформление разрешения межведомственной комиссией (МВК) или проведение "обратного" ремонта дается 2 - 3 месяца. В случае невыполнения этого штраф налагается повторно.

Если нарушения обнаружены при продаже квартиры, сроки могут поджимать. В этом случае покупатель может написать в территориальное управление Росрегистрации заявление о том, что он обязуется согласовать изменения или привести квартиру в надлежащий вид.

Впрочем, помещение может быть сохранено и в измененном виде даже без санкции МВК. Но чтобы добиться этого, придется доказать суду, что ваши нововведения не мешают соседям (п. 4 ст. 29 Жилищного кодекса РФ). Это относится к изменениям, которые возможны по закону, например косметический ремонт или ликвидация встроенной мебели и антресоли.

В обязательном порядке согласованию подлежат следующие переделки: разобраны межквартирные перегородки; устроена ниша там, где проходит вентиляционный короб; установлены отключающие или регулирующие устройства на общедомовых инженерных сетях; обеспечен подогрев полов за счет общедомового отопления; увеличена нагрузка на несущие конструкции (например, вместо гипсокартонной стены поставлена кирпичная); не предусмотрено естественное освещение на кухне; туалет, ванная комната или кухня размещены над/под жилой площадью; вход в единственный санузел сделан из спальни; устроен камин (исключение - последние этажи, если топки и дымоходы заводского производства); оборудована сауна, когда объем парной превышает 24 куб. м; объединен балкон (лоджия) с комнатой или кухней, а также вынесены туда батареи центрального отопления; устроен балкон или лоджия; присоединен к квартире общий коридор или тамбур.

Этот перечень открыт: законодательство также оговаривает более редкие и сложные случаи. Кроме того, многое зависит от региональных законов. Так, согласно Постановлению администрации города Михайловки Волгоградской области № 615 от 29.06.1999 года «О запрещении строительства лоджий и балконов к многоквартирным жилым домам муниципальной и иной форм собственности» в городе Михайловка Волгоградской области вообще запрещено строительство пристроек лоджий к многоквартирным жилым домам в связи с тем, что нарушается архитектурный облик зданий, благоустройство территорий жилых домов.

В случае если все-таки сделана перепланировка из вышеперечисленных действий, собственника или нанимателя по договору социального найма обяжут не только уплатить штраф, но и делать ремонт заново - приводить жилье в первоначальное состояние.

Невыполнение требований может привести к потере квартиры.

Согласно ч. 4 ст. 29 Жилищного кодекса РФ на основании решения суда жилое помещение может быть сохранено в перепланированном состоянии.

На территории городского округа город Михайловка действует Временный порядок согласования реконструкции жилых и нежилых помещений, находящихся в жилых и нежилых зданиях, строениях, сооружениях на территории городского округа город Михайловка, утвержденный Постановлением администрации городского округа город Михайловка от 14.09.2006 года № 1009, который детализирует положения Жилищного Кодекса РФ в части, например, принятия решений о согласовании самовольно произведенных переустройства и (или) перепланировки, реконструкции жилых помещений.

Для признания перепланировки законной в судебном порядке нужно обратиться в органы БТИ для составления плана жилого помещения до и после перепланировки и его отражения в техническом паспорте.

Затем в специализированную проектную организацию, имеющую соответствующую лицензию, или органы архитектуры и градостроительства местной администрации для составления плана перепланировки с заключением архитектора о ее согласовании.

После этого следует обратиться с заявлениями:

1. В органы санитарно-эпидемиологического надзора о выдаче санитарно-эпидемиологического заключения о соответствии перепланированного помещения требованиям действующего санитарного законодательства.

2. В органы государственного пожарного надзора о выдаче заключения о соответствии выполненных работ по перепланировке квартиры требованиям противопожарных норм и правил.

Следует помнить, что в соответствии с ч. 4 ст. 29 ЖК РФ жилое помещение может быть сохранено в переустроенном и (или) перепланированном состоянии только в том случае, если этим не нарушаются права и законные интересы граждан либо это не создает угрозу их жизни или здоровью. Поэтому в суд необходимо представлять соответствующие заключения: техническое заключение о соответствии выполненных работ строительным нормам и правилам, заключения о соответствии перепланировки санитарно-эпидемиологическим требованиям, предъявляемым к зданиям и помещениям, и Правилам пожарной безопасности.

ТЕПЛОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Ковылин А.В., Фокин В.М.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Многие явления природы подчиняются закону простого гармонического колебания. Только периоды таких колебаний для разных условий могут быть различными. Так, период наиболее резких колебаний температуры земли равен одному году, а для ограждающих конструкций жилого помещения он составляет одни сутки. Существуют примеры, когда температурные колебания исчисляются периодом в долях секунды. Большинство из них происходят по закону косинуса, однако, даже самые сложные колебания все равно могут быть описаны путем наложения косинусоид.

Предлагаемый тепловой метод определения теплофизических свойств (ТФС) ограждающих конструкций основан на измерении температур и тепловых потоков на поверхности, без внедрения вглубь материала. В летний период года, когда солнечная активность максимальна, температура наружного воздуха имеет свое максимально высокое значение по сравнению с другими периодами и происходит максимальный нагрев ограждающих конструкций зданий. За световой день летнего периода ограждающая конструкция здания нагревается солнечным излучением. Ограждающие конструкции здания днем активно аккумулируют тепловую энергию солнца. В ночные часы эта аккумулируемая теплота начинает передаваться окружающему воздуху. Причем оказывается, что температура наружной стенки здания в ночные часы выше, чем температура окружающего воздуха и температура внутренней стенки выше температуры внутреннего воздуха. Тепловой поток разделяется в двух направлениях от нагретой стенки к наружному и внутреннему воздуху.

На рис. 1 приведены экспериментальные распределения по часам в течение суток с интервалом в один час температуры поверхности внутренней Твн и наружной стенки Тнар, С, температуры внутреннего Твн.в и наружного воздуха Тнар.в, С, теплового потока на наружной qнар поверхности стенки, Вт/м2.

Все измерения проводились с помощью универсального многоканального

регистратора «Теплограф».

Рис.1. Экспериментальные распределения температур ограждающей конструкции здания (31 августа 2009 г.)

Максимальная плотность теплового потока наблюдавшаяся в дневные часы составила qnmax = 23 Вт/м2. В ночное время максимальная плотность теплового потока составила: –11,6 Вт/м2, а знак минус показывает, что тепловой поток направлен от наружой стенки к воздуху. При максимальной плотности теплового потока в ночное время qnmax = –11,6 Вт/м2, температура наружной стены составляла: tнар = 19 С, температура внутренней стены: tвн = 23,9 С, разность температур наружной и внутренней стенки: t = 19 23,9 = 4,9 С, толщина однородной стены здания: = 0,6 м.

Используя методику, разработанную на кафедре «Энергоснабжение и теплотехника» [1] и полученные экспериментальные данные был произведен расчет коэффициента теплопроводности, Вт/(м·К), объемной теплоемкости (c), кДж/(м3·К), коэффициента температуропроводности a, м2/с.

Для определения коэффициента теплопроводности использовалась температуры поверхности внутренней Твн и наружной стенки Тнар, С, максимальный тепловой поток на наружной поверхности стенки в ночное время qнар, Вт/м2. Коэффициент теплопроводности определяется по формуле:

= (–5,80,6) / (19 – 23,9) = 0,71 Вт/(мК). (1)

Коэффициент 0,5 в формуле (1) показывает, что тепловой поток в ночные часы разделяется на два направления: от стенки к наружному и внутреннему воздуху.

Максимальная амплитуда колебаний температурной волны на наружной поверхности ограждения здания согласно рис.1 составила:

= 0,5(25,9 –18,7) = 3,6 С, (2)

где t1 = 25,9 С — максимальная температура наружной стенки в 17 часов; t2 = 18,7 С — минимальная температура наружной стенки в 7 часов.

Коэффициент теплоусвоения ограждения определяется по формуле:

= (11,6 + 23) / 3,6 = 9,6 Вт/( м2·К). (3)

Коэффициент теплоусвоении В характеризует аккумулирующую способность массива. В количественном смысле коэффициент теплоусвоения массива при термической релаксации — это отношение теплового потока на поверхности в данный момент времени qn() к постоянной максимальной разности температур системе.

Для определения объемной теплоемкости использовался коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) рассчитанный по формуле (1) и максимальная амплитуда колебаний температурной волны, С, рассчитанная по формуле (2). Объемная теплоемкость ограждения определяется по формуле:

= (9286400) / (0,7123,14) = 1780000 Дж/(м3·К), (4)

где z = 86400 с – полный период колебаний температуры на наружной поверхности ограждения.

Коэффициент температуропроводности ограждения здания определяется по формуле (5) и составляет:

a = / (c) = 0,71 / 1780000 = 0,4·10–6 м2/с. (5)

Рассчитанные значения коэффициента теплопроводности, объемной теплоемкости (c), коэффициента температуропроводности а, приведены в табл. Табличные значения этих коэффициентов выбраны из справочной литературы [2] и также представлены в табл.

Таблица 1

Теплофизические свойства ограждающей конструкции здания

Наименование	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К)	Объемная теплоемкость (c) кДж/(м3·K)	Коэффициент температуропроводности а, м2/с
Экспериментальные значения	0,71	1780	0,4·10–6
Табличные значения	0,81…1,0	1650…1800	0,45…0,61·10–6

Полученные значения коэффициента теплопроводности, объемной теплоемкости (c), коэффициента температуропроводности а согласуются с табличными (литературными) значениями этих коэффициентов [2]. Расхождение рассчитанных значений с табличными не превышает 10 %.

Предложенный тепловой метод определения ТФС свойств ограждающих конструкций зданий в летний период позволяет достаточно точно определить коэффициент теплопроводности, объемную теплоемкость (c), коэффициент температуропроводности а методом неразрушающего контроля.

Библиографический список:

1. Фокин В.М. Научно-методологические основы определения теплофизических свойств материалов методом неразрушающего контроля. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2003. 140с.

2. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев и др.; Под общ. Ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. – М.: Энергоиздат, 1982. – 512 с., – (Теплоэнергетика и теплотехника).

ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ БЕТОНОВ

В.В. Калачёв, Л.С. Майорова, О.К. Потапова, Т.К. Акчурин

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Поскольку бетон и железобетон, в настоящее время являются основными конструкционными материалами в строительстве, то наибольший интерес с точки зрения повышения их долговечности, представляют полимерцементные бетоны - композиционные материалы, свойства которых значительно лучше, чем у обычных цементных бетонов.

На кафедре «СМиСТ» ВолгГАСУ теоретически обоснована и практически подтверждена возможность использования эпоксидсодержащего отхода для получения модифицированных мелкозернистых бетонов и изделий на их основе, что открывает новый эффективный путь утилизации отходов промышленности и расширяет сырьевую базу для производства материалов и изделий различного функционального назначения.

В качестве модифицирующей добавки применялись отходы, образующиеся на ОАО «Волжский трубный завод» при нанесении слоя эпоксидного праймера - эпоксидного порошкообразного материала «Scotchkote 226 N Slow 11 G» фирмы «3М» США, характеристика которого представлена в табл.1.

Таблица 1

Основные характеристики порошковой эпоксидной композиции

Наименование показателя	Единицы измерения	Значения показателя		Метод испытания
		min	max
Плотность	г/см	1,3	1,6	CAN/CZA Z 245.20
Размер частиц: -остаток на сите 177 мкм -остаток на сите 40 мкм	% содержание по массе	0 45	1 54	CAN/CZA Z 245.20
Время гелеобразования (205 ± 3 °С)	сек.	30 ± 20 %		CAN/CZA Z 245.20
Время гелеобразования (232 ± 3 °С)	сек.	11 ± 20 %		CAN/CZA Z 245.20
Температура стеклования Tg 1 Tg 2	°C	48 95	66 110	CAN/CZA Z 245.20
Влажность	% по массе	0	0,6

Структура проб эпоксидных смол (рекуперата), определенная с помощью ИК-спектрофотометра (SPEKORD M80), представлена на рис.1.

Рис. 1. Спектр пропускания эпоксидной смолы (рекуперата) в ИК-области:

I – гидроксильная группа; II – метильные группы; III – метиленовые группы;

IV – замещенный ароматический углеводород; V – эфирные группы; VI – простой

фениловый эфир; VII – эпоскидная группа

В качестве отвердителя использовался полиэтиленполиамин (ПЭПА) ТУ 2413-357-00203447-99.

С целью подтверждения теоретических предпосылок о целесообразности использования эпоксидсодержащего отхода в качестве модифицирующей добавки, были проведены исследования направленные на изучение их влияния на основные характеристики мелкозернистых смесей и бетонов.

Эффективность применения эпоксидсодержащего отхода оценивалась в соответствии с требованиями ГОСТ 30459-2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности».

Результаты исследований показали, что введение эпоксидсодержащей добавки позволяет снизить водоцементное отношение на 20-30%, что в свою очередь способствует росту прочности. Так, прочность при сжатии и изгибе модифицированных эпоксидсодержащим отходом растворов растет от 30,4 МПа (Rсж) и 3,74 МПа (Rи) до 35,1 МПа и 4,5 МПа соответственно при увеличении полимер-цементного отношения до 0,1 (рис 2). При П/Ц более 0,1 прочность падает. Объяснить падение прочности, вероятно, можно избыточным содержанием эпоксидсодержащего отхода. Не успевшая отвердеть в данных условиях полимерная составляющая, не вступая во взаимодействие с продуктами гидратации цемента, и не обладая способностью к твердению в воде без дополнительного введения катализаторов, увеличивает инертную составляющую раствора, снижая тем самым прочность. Таким же образом можно объяснить снижение водопоглощения и водостойкости (рис.3).

Рис 2. Зависимость предела прочности при сжатии и изгибе полимерцементных

песчаных растворов состава 1 : 3 от полимер-цементного отношения при уплотнении растворной смеси вибрированием (Rсж1, Rи1) и вибропрессованием

(Rсж2, Rи2)

Рис 3. Зависимость водопоглощения и коэффициента размягчения полимерцементных песчаных растворов состава 1 : 3 от полимер-цементного отношения при уплотнении растворной смеси вибрированием (W1, K1) и вибропрессованием (W2, K2)

С увеличением содержания эпоксидсодержащего отхода в бетонной смеси плотность уменьшается (рис.4). При этом пористость материала изменяется в сторону уменьшения при полимер-цементном отношении от 0 до 0,1 (рис.5). Минимальная пористость соответствует П/Ц=0,1. Подобное явление можно объяснить полнотой протекания всех процессов структурообразования: гидратацией клинкерных минералов и отверждением эпоксидсодержащего отхода, сопровождающегося кальматацией пор цементного камня. При уплотнении растворной смеси вибропрессование плотность увеличивается, а пористость уменьшается. Объясняется подобная зависимость степенью уплотнения и плотностью эпоксидсодержащего отхода, которая много ниже плотности цемента. Поэтому с увеличением доли эпоксидсодержащего отхода плотность затвердевшего раствора будет падать.

Рис. 4. Зависимость плотности полимерцементных растворов состава 1 : 3 от

полимер-цементного отношения при уплотнении: 1-вибрированием; 2- вибропрессованием

Рис. 5. Зависимость пористости полимерцементных песчаныхрастворов состава 1 : 3

от полимер-цементного отношения при уплотнении: 1-вибрированием;

2- вибропрессованием

На основании полученных результатов был сделан вывод о целесообразности использования эпоксидсодержащего отхода в качестве модифицирующей добавки. При этом оптимальное содержание его в бетоне заключается в пределах от 5 до 10% (от массы цемента).

Проведенные исследования позволили разработать оптимальный состав мелкозернистого бетона марки не ниже М300: 25% полимерцемента; 8 % (от массы полимерцемента) эпоксидсодержащего отхода, 75 % заполнителя В/В = 0,33 и установить основные зависимости свойств (прочности, плотности, водопоглощения и т.д.) мелкозернистого бетона, модифицированного эпоксидсодержащим отходом от технологических параметров.

В результате проведенных исследований установлено, что введение модифицирующей добавки (эпоксидсодержащего отхода) в мелкозернистые бетоны обеспечивает значительное повышение удельной эффективной энергии разрушения до значений, характерных для тяжелых бетонов. Это обусловлено более плотной структурой бетона и более прочным сцеплением цементных зерен друг с другом и с заполнителем.

Разработанные мелкозернистые бетоны, модифицированные эпоксидсодержащим отходом, имеют высокие показатели: по механической прочности - 30-35 МПа, морозостойкости - более 200 циклов; водопоглощению - не более 6%, обладает повышенной эксплуатационной стойкостью и стойкостью к коррозии в агрессивных средах.

Обобщая результаты проведенных исследований, было сделано окончательное заключение, что мелкозернистый бетон, модифицированный эпоксидсодержащим отходом, является долговечным строительным материалом, который целесообразно использовать при производстве изделий различного функционального назначения, в том числе, тротуарных плит. При этом использование мелкозернистых бетонов модифицированных эпоксидсодержащим отходом позволит снизить его себестоимость 1 м2 на 14%.

РАСШИРЕНИЕ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Цебоева Т.К., Потапова О.К., Акчурин Т.К.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

На кафедре «СМиСТ» ВолгГАСУ теоретически обоснована и практически подтверждена возможность использования модифицированного бесклинкерного вяжущего на основе стеклобоя для получения мелкозернистых бетонов марки не ниже М150, что открывает новый эффективный путь утилизации боя искусственных стекол и расширяет сырьевую базу для производства строительных материалов и изделий различного функционального назначения.

Физико-химические исследования структурообразования при твердении раствора синтезируемого вяжущего вещества и бетона показали, что под воздействием температуры и в присутствии модифицирующих добавок происходит образование водостойких соединений в виде гидратных щелочно-щелочноземельных соединений. В основном новообразования представлены цеолитоподобными синтетическими продуктами типа гидронефелин состава Na2O, Al2O3 2SiO2. H2O ; натролит состава Na2O Al2O3. 3SiO2. 2H2O; анальцим состава Na2O. Al2O3. 4SiO2. 2H2O и кварцем.

В процессе исследований установлены основные технологические параметры и разработана технология производства материалов и изделий из мелкозернистого бетона на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего на базе стандартного оборудования, что позволяет получить значительный экономический эффект в сфере промышленного производства. Принципиальная технологическая схема производства изделий различного функционального назначения из мелкозернистых бетонов на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего представлена на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема производства изделий

различного функционального назначения из мелкозернистых

бетонов на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего

Разработанная технологическая схема может быть рекомендована для массового производства изделий из мелкозернистого бесклинкерного бетона на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего. Эта технология позволяет получать изделия различного назначения, на существующих линиях по выпуску изделий из цементных и силикатных бетонов без существенного усложнения процесса производства.

Основные физико-технические свойства мелкозернистых бетонов на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего приведены в таблице 1.

Таблица 1

Физико-технические свойства мелкозернистого бетона

на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего

Физико-технические свойства	Ед. изм.	Показатели свойств
Средняя плотность	кг/м3	1900-2400
Прочность на сжатие	МПа	15-35
Прочность при изгибе	МПа	3,5-4,8
Водопоглощение (по массе)	%	6,0 -9,0
Коэффициент размягчения	-	0,93-0,94
Морозостойкость	цикл	не менее 150

Экономическая эффективность производства материалов и изделий из мелкозернистого бетона на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего определяется в первую очередь возможностью экономии дефицитного вяжущего - портландцемента. Использование модифицированного бесклинкерного вяжущего позволяет снизить себестоимость 1 м2 изделий на 27-30 % по сравнению с портландцементом.

Кроме того, долговечность изделий из мелкозернистого бетона на основе модифицированного бесклинкерного вяжущего выше долговечности бетонов на основе портландцемента, что также позволяет получить экономический эффект в период эксплуатации.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ

Пушкарская О.Ю., Баранникова О.Е., Надеева И.В.

Волжский институт строительства и технологий (филиал) Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Актуальность проблемы рационального использования материалов обостряется ограниченностью или исчерпанностью некоторых сырьевых ресурсов. Воз­никает необходимость их пополнения за счет отходов производства.

Рациональное использование минерального сырья включает два направления:

1-ое направление – комплексное использова­ние сырья путем разработки замкнутых технологичес­ких схем с полным использованием всех продуктов на основе современных достижений науки и техники;

2-ое направление – ис­пользование отходов промышленности.

Создание и освоение ресурсосберегающих техноло­гий, процессов комплексной переработки сырья — важ­нейший вопрос экономики. Комплексная технология обеспечивает минимальный расход сырья и энергии на единицу продукции, высокое качество и стабильность товарных свойств продукции, высокую производитель­ность труда и аппаратуры, интенсивность процессов, меньшие капвложения.

Комплексная оценка качества сырья в современном строительстве включает:

- изучение свойств сырья рациональным набором традиционных и новых аналитических и технологических методов;

- применение эффективных технологий направленного воздействия на сырье с целью улучшения его свойств;

- определение максимально возможного числа оптимальных направлений использования сырья;

- использование рационального комплекса методов исследований.

При разработке композитов строительного назначения, бетонов в том числе, использованы заполнители из тугоплавких и металлических материалов.

В связи с этим нами выбрано 2-ое направление рационального использования минерального сырья - ис­пользование отходов промышленности.

Оценка качества строительного сырья включает такие эле­менты:

- системность,

- оптимизация,

- унификация и стан­дартизация применяемых аналитических и технологических исследований.

Системный подход оказался необходимым методологичес­ким средством при изучении сырья, интерпретации его особенностей и свойств. Заключается этот подход в том, что изучение объекта – сырья для строительного композита – начинается с получения характеристик минералогического и петрографического, химического анализов; затем проводится серия комплексных исследова­ний и дается полная оценка качественных показателей сырья.

Критерий оптимизации основан на том, что нахо­дятся главные характеристики качества сырья и соот­ветствующие методы, с помощью которых возможно получение этих параметров.

Унификация и стандартизация означает приведение методов исследования к единообразию путем установле­ния общих требований. Применительно к строительному сырью – это выполнение требований межотраслевых и государственных нормативных документов, а также требований промы­шленности. В связи с введением нового Федерального закона «О техническом регулировании» вопросы стандартизации, связанные с установлением норм, правил и характеристик в целях обеспечения качества, экологиче­ской безопасности сырья и продукции на его основе, их технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости, имеют особо важное значение.

Названные критерии лежат в основе выбора рацио­нального комплекса методов изучения определенного вида сырья. Комплекс включает химические, физико-химические, физические, физико-механические и ком­бинированные методы. Изучение вещественного соста­ва и структурных особенностей, технологических свойств сырья и выбор на этой основе рационального сочетания методов, технических средств и технологиче­ских операций приводят к разработке оптимальной тех­нологии переработки сырья с учетом его комплексного безотходного использования, что позволяет определить промышленную ценность строительного сырья как основу технико-экономических расчетов.

При комплексном использовании сырья необходимо применение технологий, обеспечивающих рентабельное получение продуктов, качество и номенклатура которых достижимы при современном уровне техники и состоянию экономики.

На сегодняшний день, как правило, комплекс аналитических и минералогических и техно­логических исследований строительного сырья включает только те параметры, которые предусмот­рены нормативными документами на одну область его ис­пользования. Другие возможные направления использова­ния сырья обычно не рассматриваются. Соответственно при необходимости переоценки сырья на другую область применения проводятся новые испытания, в которых значительная часть определяемых характеристик является общей с ранее проведенными работами. Определение ра­ционального комплекса методов исследований позволит судить уже на первой стадии определения качества сырья об оптимальных направлениях его использования.

Комплекс исследований должен содержать экс­прессные методы диагностики и методы направленного изменения свойств.

Кроме традиционных методов (химичес­ких, спектральных, рентгеновских, термических) пред­ставляется целесообразным использование возможнос­тей прецизионных физических методов:

- электронной микроскопии;

- микрорентгеноспектрального анализа;

- ИК-спектроскопии;

- электронографии; и др., с помощью которых возможно получение дополнительной информации о строении вещества, кристаллохимических особеннос­тях компонентов сырья и его новых свой­ствах, что в большинстве своем применено в настоящей диссертационной работе.

Такие новые аналитические и технологические решения, как выявление неизвестных ранее струк­турных особенностей и фазовых переходов вещества, минеральных разновидностей, обусловливающих по­требительские свойства сырья, а также применение новых технологических подходов к формированию (конструированию) строительного композита позволило нам предложить комплексную оценку строительных композитов на основе вторичных материальных ресурсов (рисунок 1 ).

Рис. 1 Комплексная оценка строительных конструкционных композитов на основе техногенного сырья

Предложенная теоретическая и методологическая концепция позволяет учесть все требования строительно-технологического комплекса в сочетании с экологическим аспектом рассматривае­мой проблемы и может быть реализована на стадиях проектирования, изготовления конструкций и мате­риалов, в период возведения объектов, а также во вре­мя ремонта зданий и сооружений. Это в конечном счете позволит повысить эффективность использо­вания отходов и местного сырья и существенно улучшить экологическую обстановку на территории нашей страны.

ЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕМОНТА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Буров В.В., Котляревский А.А., Вовко В.В.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Эффективность социально-экономического развития страны во многом определяется развитостью сети и качеством автомобильных дорог. Состояние с их недоремонтом, а также включение наших дорог в Европейскую транспортную систему придают вопросу реабилитации автомобильных дорог особую значимость. Вхождение в систему Европейских грузоперевозок в ближайшее время невозможно ввиду наличия автомагистралей с сильно изношенным покрытием, ограниченными условиями безопасности движения и дорожного сервиса при недостаточных финансовых возможностях.

Средств на содержание и текущий ремонт автомобильных дорог выделяются недостаточно. Ряд исследований свидетельствует, что, несмотря на, проведение плановых ремонтных мероприятий, общее состояние сети дорог практически не меняется. Такое финансирование дорожных работ, которое осуществляется сейчас в России, приведёт к тому, что к 2012 году практически вся сеть федеральных автомобильных дорог будет нуждаться уже не столько в ремонтных работах, сколько в реконструкции. Поэтому главной задачей становится рациональное распределение денежных средств направленных на ремонт автомобильных дорог. Необходимо применять прогрессивные технологии и эффективные материалы, которые позволят не только минимизировать стоимость ремонтных работ, но и повысить их качество.

Дорожно-эксплуатационные службы в настоящее время активно применяют несколько технологий текущего ремонта автомобильных дорог:

- укладка мелкозернистого асфальтобетона;

- ямочный ремонт литым асфальтобетоном;

- ремонт эмульсионно-минеральной смесью.

Важную роль имеют своевременность и качество проведения ремонтных работ. Разрушения асфальтобетонных покрытий возникает практически круглогодично, особенно в переходные периоды года, но устраняют их в основном в теплое время года. Несвоевременность в проведении ремонта асфальтобетонных покрытий приводит в дальнейшем к резкому увеличению объема дорожно-ремонтных работ и снижает безопасность дорожного движения, тем самым, снижая показатели социально-экономической эффективности.

В связи с этим технология, позволяющая осуществлять ликвидацию разрушений дорожного покрытия круглогодично и наиболее качественно, окажется наиболее эффективной, так как от своевременного ремонта сократиться не только объем работ, но и постепенно будет снижаться и доля накопившегося недоремонта.

Ремонт обычным уплотняемым асфальтобетоном проводится при температуре окружающей среды не ниже +50С и сухой погоде. В подготовке ремонтируемого места задействована следующая техника: фреза, отбойные молотки, компрессор, резчик швов, самосвал для вывоза строительного мусора. При ямочном ремонте покрытий укатываемым асфальтобетоном помимо 7 дорожных рабочих требуется каток для уплотнения асфальтобетонной смеси. Расход смеси на 100 м2 составляет 11,7 тонн. Срок службы отремонтированного участка составляет 1-2 года.

Проведение ремонтных работ с использованием литого асфальтобетона возможно даже при температуре окружающей среды -200С. Осуществлять ремонт по этой технологии можно практически в любое время года. В подготовке ремонтируемого участка используются та же техника, что и при подготовке места для укатываемых асфальтобетонов, за исключением того, что при низких температурах и влажной погоде рекомендуется прогревать ремонтируемый участок установкой Hot-Dog. При проведении ремонта литым асфальтобетоном достаточно 2 дорожных рабочих, мастер и водитель-оператор, что позволяет сократить трудовые ресурсы. Расход асфальтобетона составляет 6,4-10,3 тонн на 100м2. Срок службы отремонтированного участка дорожного покрытия с использованием технологии литого асфальтобетона в 2-3 раза выше по сравнению с традиционным методом.

Ликвидация разрушений асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог струйно-инъекционным методом в весенний и осенний периоды рекомендуется выполнять при устойчивой температуре воздуха не ниже +50С. Заделку выбоин осуществляют (после предварительной очистки струей воздуха) без их расширения до ремонтных карт путем заполнения ремонтными материалами, подаваемыми так же в струе воздуха с высокой скоростью. Работы производят с использованием специальной машины – автосамосвал-пломбировщик (БЦМ-24, БЦМ-24,3), его обслуживают два механизатора и один дорожный рабочий. Струйно-инъекционный метод является скоростным, так как норма времени в 1,8 раза меньше чем при заделке повреждений по традиционной технологии. Срок службы заделки 1-3 года.

Важным моментом является безопасность движения транспорта во время проведения ремонтных работ на улицах города. В связи с этим, наиболее эффективными являются две технологии: ямочный ремонт литым асфальтобетоном и ремонт эмульсионно-минеральной смесью, так как используются только одна машина, которая будет меньше мешать движению автотранспорта, чем комплекс машин при проведении ямочного ремонта уплотняемой асфальтобетонной смесью. Во-вторых, возобновить движение автомобильного транспорта по отремонтированному участку дороги можно сразу после застывания уложенной смеси.

В настоящее время для устройства и ремонта дорожных покрытий при необходимости используются композиционные материалы на основе битума и модификаторов, таких как сера, каучук (полибутадиеновый, натуральный, бутилкаучук, хлоропрен), органо-марганцевые компаунды, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, этилен-винилацетат), термопластичные каучуки (полиуретан, олефиновые сополимеры, а также блоксополимеры стирол-бутадиен-стирола).

При введении в состав смесей модификаторов, первоочередной задачей является необходимость оценить и обосновать результативность их применения. Однако не всегда на возможные виды модификаторов имеются нормативные требования, что затрудняет выбор наиболее эффективного вида модификатора и обоснованности его использования.

В связи с этим нами был рассмотрен олигокапроамид представляющий собой олигомеры циклического и линейного строения. Поскольку молекулы олигокапроамида включают остатки мономера – алигокапроновой кислоты, то его общую формулу можно представить как H[HN(CH2)5C(O)]nOH. Олигокапроамид хорошо растворяется в полярных средах, а с компонентами битума при температурах 150 – 160 0С образует однородную гомогенную массу.

Полученные данные показывают, что при использовании модифицированного вяжущего заметно повышается предел прочности и усилие сдвига при повышенных температурах, интенсивный рост показателя погружения штампа наблюдается в течение первых 3-4 минут, после чего темп нарастания этого показателя существенно замедляется для асфальтобетонных смесей как на вязком битуме, так и на битумополимерном вяжущем. Экспериментально установлено, что гранулометрический состав минеральной части литых асфальтобетонных смесей также как и вид и концентрация полимера в составе битумополимерного вяжущего оказывают влияние на теплоустойчивость асфальтобетона.

Экспериментально подтверждено, что асфальтобетонные смеси приготовленные на модифицированном битумном вяжущем обладают улучшенными физико-механическими показателями по сравнению с исходными асфальтобетонными смесями. Комплекс высоких показателей модифицированного нефтяного битума обеспечивает повышенную трещиностойкость асфальтобетонных покрытий и их долговечность.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПОЗИТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Пушкарская О.Ю., Груздев А.А., Акчурин Т.К.

Волжский институт строительства и технологий (филиал) Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Современная промышленность выпускает десятки тысяч наименований разнообразной продукции. В производство вовлекается во много раз больше исходного сырья, чем выпускается готовой продукции.

Из отраслей, потребляющих промышленные отходы, наиболее емкой является отрасль производства строительных материалов, доля сырья которой в себестоимости продукции достигает 50% и более. Возможности использования природного сырья в композитах строительного назначения и критерии оценки его качества изучены недоста­точно.

В настоящее время актуально использование в строительном производст­ве промышленных отходов, которые в ряде случаев представляют собой готовое сырье. Введение вторично­го сырья в состав масс для получения строительных композитов делает производство ресурсосберегающим, менее дорогостоя­щим и в определенной степени способствует решению экологических проблем.

Анализ состояния и основных направлений по совершенствованию производства строительных материалов указывает на преимущество развития технологий строительных бетонов со специфическими свойствами. Использование бетона на портландцементе при высоких температурах эксплуатации и периодичности процессов (нагрев-остывание) достигается введением в композит бетона наполнителей с различными функциональными свойствами: тугоплавких и металлических наполнителей.

Авторами разработаны составы композита строительного назначения с инертным металлическим и тугоплавким наполнителем (шлак металлургический, шлам, карбидокремниевые материалы и т.д), исследовано влияние добавок на изменение физико-механических показателей (рис.1-5).

Увеличение прочностных показателей композита обусловлено совокупностью физико-механических и эксплуатационных свойств с одной стороны металлического наполнителя, с другой стороны, связующего и за счет плотной упаковки частиц при твердении.

Рис.1

По результатам исследования влияний наполнителя карбида кремния на показатель пористости (рис. 2) видно, что наблюдается тенденция снижения пористости от 21,4 % до 12,1 %. Средняя величина пористости по составам 4 – 6 составила 13,4 %, что составляет 47 % снижения показателя.

Исследование влияния продуктов взаимодействия поверхностных примесей карбида кремния и компонентов связки проводилось посредством испытаний образцов-кубиков на предел прочности при сжатии (рис. 3) и термическую стойкость (рис. 4). Теоретическое обоснование формирования карбидокремниевой композиции подтвердились увеличением данных показателей.

От первого до шестого состава видна тенденция увеличения показателя передела прочности при сжатии от 20,6 МПа до 27,2 МПа (рис. 3), термическая стойкость увеличилась в 7 раз (рис. 4).

Рис.2

Рис.3

Анализ влияния введения наполнителей на физико-механические показатели виден из сравнения результатов испытаний на водопоглощение (рис.3). Величина показателя водопоглощения снизилась в 1,5-2 раза от 1 состава к 6.

Исследование влияния продуктов взаимодействия поверхностных примесей карбида кремния и компонентов связки проводилось посредством испытаний образцов-кубиков на предел прочности при сжатии (рис. 4) и термическую стойкость (рис. 5). Теоретическое обоснование формирования карбидокремниевой композиции подтвердились увеличением данных показателей.

От первого до шестого состава видна тенденция увеличения показателя передела прочности при сжатии от 20,6 МПа до 27,2 МПа (рис. 3), термическая стойкость увеличилась в 7 раз (рис. 5).

Рис.4

Рис.5

Выводы:

Разработаны новые составы строительного композита с наполнителями, являющимися вторичными материальными ресурсами. Проведены испытания бетонных образцов, результаты которых позволяют осуществить прогнозирование свойств новых строительных материалов и выбрать рациональное направление безотходной технологии в соответствии с реальной потребностью в конкретном наборе качественных параметров получаемого изделия или конструкции с учетом эксплуатационных показателей их работы.

ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИИ

Губанова Л.Н., Акчурин Т.К., Пушкарская О.Ю.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Исследования химического состава металлургического шлака ОАО ВТЗ показали низкое содержание двуокиси кремния и оксидов кальция и магния, что существенным образом влияет на гидравлическую активность шлаков, характеризующуюся модулем основности Мо = 0,28 % для крупной фракции, и Мо = 0,13 % для мелочи (рис.1-2).

Рис.1 –Гранулированный шлак Рис. 2 – Шлак молотый

Таблица 1. Зерновой состав шлака

«Мелкий» шлак		«Крупный» шлак
Дифференциальная характеристика		Дифференциальная характеристика
Размер частиц, мкм	Содержание частиц, %	Размер частиц, мкм	Содержание частиц, %
0-5	20,6	0-20	5,4
5-10	26,0	20-30	27,3
10-15	26,1	30-40	23,7
15-20	17,7	40-50	15,9
>20	9,6	>50	27,7

Из рисунков 3,4 видно, что шлак сверхтонкого помола («мелкий» шлак) отличается узким фракционным составом и, соответственно, частицами примерно одинаковой величины, шлак имеет частицы изометрической формы  с аморфизированной поверхностью.

Рис 3 Дифференциальная кривая Рис. 4 Молотый шлак увеличение 60Х
распределения частиц шлака

Молотый шлак является основной частью связующего, высокодисперсная степень помола характеризуется удельной поверхностью 2800 – 3800 см2/г.

Приготовление раствора жидкого стекла с необходимым модулем вели в емкости, где смешивали готовый раствор щелочи с 1,5 кг низкомодульного жидкого стекла, при водношлаковом отношении 0,4. Образцы 5х5х5 см формовали по рецепту:

– шлакосиликатное вяжущее – 1 объемная часть;

– песок с модулем крупности – Мкр = 1,2 – 1,6 – 2 объемные части;

– силикатный затворитель до рабочей консистенции.

Образцы выдержи­вали при температуре 20 ± 3 °С и относительной влажно­сти воздуха 95 ± 5 %. Время твердения композита составляет 2 – 6 часов.

На рисунках 5 – 6 изображена внутренняя структура образцов-кубиков из шлакосиликатного цемента.

Рисунок 5 – Образец-кубик, 7 суток набора прочности

Кубик 7 суток, высушенный при t = 75 °С, увеличение микроскопа 25х. Структура рыхлая, мостиков сцепления между компонентами практически нет, не наблюдается процессов структурообразования. Можно сказать, что материал представляет собой дисперсноупрочненный композит, между компонетами которого существует только механическая и донорно-акцепторная связи, обусловленные процессами адгезии.

Рисунок 6 – Образец-кубик, 7 суток набора прочности,

дополнительный обжиг t = 950 °С – 3 часа.

Кубик 7 суток, при обжиге t = 950 °С – 3 часа. Увеличение микроскопа 25х. Дисперсноупрочненная структура композита видоизменена. Характер распределения компонентов, изменение размера (увеличение) и формы поровых пространств (вулканообразная) позволяют сделать вывод о наличии реакционных связей между компонентами, что в конечном итоге должно привести к изменеию физико-механических показателей, в частности, к повышению прочности композита.

Таблица 2 – Физико-механические показатели образцов

на шлакосиликатном вяжущем в сравнении с портланцементным

Физико-механические показатели	Состав на портландцементном вяжущем № 1	Состав на шлакосиликатном вяжущем № 3 (обжиг 3 ч, t 900 °C)	Состав на шлакосиликатном вяжущем № 2
Плотность, г/см3	1,77	2,00	1,76
Пористость, %	21,4	35,7	18,8
Предел прочности при сжатии, МПа	20,6	72,0	18.6
Водопоглощение, %	13,0	21,5	9,7

Проектируемый состав шлакосиликатного вяжущего определяется составом новообразований, которые предполагается синтезировать в композите при принятом режиме твердения и режиме обжига. Ожидаемый или предпочтительный состав новообразований в зависимости от состава шлакосиликатного вяжущего по оксидам, содержащимся в шлаке, установлен по результатам микрорентгеноспектрального анализа шлакощелочных систем, в нашем случае на кислых металлургических шлаках ОАО ВТЗ (рис.3).

Рис.3 Топография распределения компонентов по поверхности образца.

УТОЧНЕНИЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО - ВЛАЖНОСТНЫХ ПОЛЕЙ ПРИ ВЕНТИЛЯЦИИ ЦЕХОВ с регламентированными параметрами воздуха рабочей зоны настилающимися приточными струями

Диденко В.Г., Бурханов А.И., Воробьев Д.С.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Обеспечение в определенных зонах помещения заданных показателей воздушной среды, существенно отличающихся от таковых в окружающем пространстве, возможно осуществить системой воздухораспределения поддерживающей расчетные параметры, однако, при этом режимные параметры воздуха в рабочей зоне должны удовлетворять технологическим условиям.

Для оценки тепломассообменных процессов в помещениях с регламентируемым режимом воздушной среды все большее применение находит метод приближенного математического моделировании. Формулировка общих принципов построения приближенных математических моделей и разработка на их основе инженерных методов расчета производственных помещений с механической вентиляцией зданий осуществлена Г.М. Позиным [1]. Рассмотрим как единое энергетическое целое производственное помещение с режимными параметрами воздуха рабочей зоны, что позволит изучить сложные тепломассообменные процессы во взаимосвязи и взаимовлиянии.

Эффективность принятой системы воздухораспределения воздуха будет зависеть от правильности определения необходимого воздухообмена, расходов тепла и холода в помещении. Эта задача тесно связана с нахождением коэффициента эффективности организации воздухообмена, с помощью которого устанавливается связь между температурами подаваемого воздуха tприт, удаляемого tух и воздуха рабочей зоны tр.з.

Настоящая работа посвящена описанию тепловлажностных процессов в помещениях с технологически регламентированными параметрами воздуха рабочей зоны при подаче воздуха настилающимися на поверхность наружного ограждения плоскими струями по схеме «снизу-вверх».

Построение приближенной математической модели начнем с составления расчетной схемы (рис. 1). В схеме с необходимой степенью детализации выявлены все характерные объемы и поверхности, участвующие в теплообмене, учтены все потоки тепла и массы, взаимодействие которых формирует микроклимат в помещении.

Анализ расчетной схемы позволяет выделить четыре xaрактерных объема: I — рабочая зона; II — область обратного потока (подпитки струи) в верхней зоне; участки струи: III — от места расположения вытяжки до входа в рабочую зону IV — от истечения до места расположения вытяжных отверстий.

Потоки тепла и массы, входящие в систему, можно отнести к од­ной из трех категорий. К первой относятся потоки, заданные в виде постоянных величин, таким образом учитываются тепло-, влаговыделения технологического процесса. Во вторую категорию входят потоки, являющиеся следствием инженерных решений. В систему уравнений эти потоки входят, как правило, в качестве искомых неизвестных величин. Третью категорию составляют потоки, характеризующие процессы тепло- и массообмена на поверхностях и в объемах сооружения (коли­чество тепла, переносимое струйными течениями, конвективный и лу­чистый теплообмен и т. д.). Эти потоки обычно выражаются через определяющие их параметры в соответствии с физическим смыслом происходящих процессов с помощью соотношений аэродинамики струй­ных течений и тепломассопереноса [2].

Приточная струя с начальным расходом Lприт и температурой tприт распространяется вдоль стены, поступает в рабочую зону (высотой hр.з) с расходом Lстр и средней температурой tстр, омывает ее, ассимилируя тепловыделения Qмат и отдавая часть тепла на компенсацию теплопотерь q1. На расстоянии h от истече­ния из струи с расходом Lh воздух в количестве Lух удаляется установками общеобмен­ной вентиляции. Температура удаляемого воздуха tух предполагается равной средней в сечении струи, где располагается вытяжное отвер­стие. Затем струя разворачивается и, продолжая эжектировать воздух из верхней зоны, ассимилируя конвективные тепловыделения от светильников Qосв, теплопотери q3 и эжектируя воздух из верхней зоны с температурой tпом После добавления расхода Lтех системами технологической вентиляции воздух из рабочей зоны в количестве Lтех + Lстр и температурой tр.з. выходит в верхнюю зону, поглощает теплоизбытки Qпом и компенсирует теплопотери, принимая в результате температуру tпом, а затем идет на подпитку вторичного струй­ного течения.

Таким образом, математическая модель тепловоздушных процессов, состоит из четырех уравнений тепловых балансов I типа:

рабочая зона

(1)

верхняя зона

(2)

участок струи от истечения до вытяжных отверстий

(3)

участок струи между вытяжными отверстиями и рабочей зоной

(4)

В уравнениях (1)-(4): tн – температура наружного воздуха, °С; с — объемная теплоемкость воздуха, Дж/(м3-°С); q1, q2, q3, q4, - теплопотери соответствующих зон в расчете на 1° температурного перепада, Вт/°С.

Оставляя в системе (1)-(4) четыре независимых переменных в качестве неизвестных, можно решать с ее помощью различные задачи, связанные с расчетом тепловых процессов в вентилируемом помещении.

Величина tух=tстр непосредственно входит в систему уравнений (l)-(4), а температура ра­бочей зоны, как показано в работе [3], также может быть выражена через параметры системы (специальная связь):

(5)

Fстр — площадь струи при входе ее в рабочую зону, м2; Fn —площадь помещения, обслуживаемая струей, м2.

Расчетный температурный перепад между температурой окружающего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции определяется по формуле:

(6)

где R0 - приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, м2·°С/Вт; int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2·°С).

При настилающемся течении приточного воздуха вдоль поверхностей наружного ограждения его температура будет определяться условиями теплообмена с поверхностью, а также массобмена с внутренним воздухом. Для условия настилающейся струи нами были выведены аналитические выражения, наиболее точно описывающие закономерности изменения температуры воздуха в струе, настилающейся на поверхность наружного ограждения, основанные на уравнениях теплового баланса (специальная связь).

,0C (7)

где, yн – расстояние от наружного ограждения до расчетной точки в струе воздуха, м; Kв – коэффициент учета взаимодействия параллельных струй; m2 – коэффициент затухания; 0 – начальная скорость, м/с; x - расстояние от места выпуска до места определения n, м; с - объемная теплоемкость воздуха, Вт/м3 0С; tв, tн, t0 - температуры внутреннего наружного и подаваемого воздуха, 0С; b0 – ширина воздуховыпускного отверстия, м; К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·°С).

Неизвестными в системе уравнений (1)-(4), являются: tр.з., tух., tстр.,tпом.. Относительно этих неизвестных система уравнений — линейная, ее расширенная матрица имеет вид:

рис. 1. Расчетная схема приближенной математической модели

Все неизвестные значения температур находятся по правилу Крамера: …где 1(2)—определитель, получающийся из определителя системы за­меной первого (второго) столбца столбцом свободных членов. Подставив полученные соотношения, вычисляем величину коэффициента эффективности воздухообмена.

Совокупность уравнений тепловлажностных балансов (1)-(4) для характерных объемов и поверхностей, а также специальных связей (5), (7) представляет собой математическую модель помещения с технологически регламентированными параметрами воздуха рабочей зоны как инженерного сооружения со сложными тспломассообменными процессами, формирующими его микроклимат. Проведенная экспериментальная проверка, подтвердила справедливость расчетных формул.

Таким образом, предложены расчетные зависимости, позволяющие определять коэффициент эффективности организации воздухообмена и температуры в характерных зонах помещения при подаче воздуха настилающимися на поверхность наружного ограждения плоскими струями по схеме «снизу-вверх». Данная модель более точно оценивает эффективность инженерных систем и позволяет на стадии проектирования проводить энергосберегающие мероприятия.

Библиографический список

1. Позин Г. М., Гримитлин А. М. Эффективность организации воздухообмена при сосредоточенной подаче воздуха.— Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1977.

2. Реттер Э. И., Стриженов С. И. Аэродинамика зданий. М., Стройиздат, 1968.

3. Позин Г. М. Принципы аналитического определения коэффициента эффективности воздухообмена.— В сб.: Исследование различных способов воздухообмена в производственных помещениях. М., ВЦНИИОТ, 1975.

ОЦЕНКА АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО СВЯЗУЮЩЕГО С ПОВЕРХНОСТЬЮ НАПОЛНИТЕЛЯ

Клавдиева Т.Н., Акчурин Т.К., Пушкарская О.Ю.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Среди основных факторов, влияющих на прочность сцепления цементного камня с заполнителем, выделяются форма и крупность зерен заполнителей; шероховатость их поверхности и степень её чистоты; химико-минералогический состав зерен заполнителей; прочность цементного камня; водоцементное отношение и дисперсность исходного вяжущего; степень обжатия заполнителей при усадочных деформациях бетона; толщина прослоек цементного камня между заполнителями; пористость и плотность зерен заполнителя; соотношение коэффициентов поперечной деформации и модулей сдвига цементного камня и заполнителя; дефектность зерен заполнителей (колебания значений микротвердости по поверхности). Все перечисленные факторы можно отнести к композиту бетона на заполнителе металлургического шлака ОАО ВТЗ.

Важным резервом улучшения физико-механических свойств и долговечности разработанного состава бетона является усиление зоны контакта между заполнителем и цементным камнем.

Явления, происходящие в зоне контакта между шлаковым заполнителем и цементным тестом (впоследствии между заполнителем и цементным камнем в бетоне), в зависимости от состава соприкасающихся фаз, а также способа формования и условий структурообразования при твердении бетонной композиции, могут либо привести к образованию дефектов структуры, либо способствовать её упрочнению.

При существующей технологии изготовления бордюрных камней и тротуарных плит, не предусматривающей специальных мер для повышения прочности и плотности контакта между вяжущим и шлаковым заполнителем, контактная зона в растворах и бетонах, как правило, является слабым местом структуры. Поэтому одной из задач работы является достижение требуемой степени сцепления в зоне контакта.

При хорошем сцеплении и высокой прочности цементного камня и шлаковых заполнителей будет реализовываться благоприятное влияние разгрузки цементного камня, и прочность бетона возрастет. Высокое сцепление в данном случае обусловит включение жестких и прочных шлаковых заполнителей в работу бетона до исчерпания прочностных возможностей одной из фаз — матрицы или заполнителя, что обеспечит упрочнение бетона в силу разгруженности матрицы и высокой прочности шлаковых заполнителей. В этих условиях будет реализовываться так называемый эффект «армирования бетона заполнителем» [4].

Производство жестких бетонных смесей сопровождается рядом технологических затруднений, связанных, в основном, с необходимостью наличия специального усовершенствованного оборудования и с тщательным количественным и качественным подбором всех компонентов смеси. Неудобства вызваны, главным образом, тем, что жесткие бетонные смеси обладают затруднительной удобоукладываемостью и плохой формуемостью. С учетом специфики изготовления последних возникла необходимость в модифицировании смесей материалами строительной химии с целью повышения качественных характеристик при снижении материальных и трудовых затрат. Добавка для бетонов должна обладать комплексным действием, одновременно регулируя проблемные показатели производства, но при этом очень важно, чтобы побочные свойства модификатора не препятствовали проявлению основных. Необходимость повышения формовочных свойств, высокие требования к прочностным показателям диктуют целесообразность применения пластифицирующе-водоредуцирующих добавок. С другой стороны, далеко не каждый пластификатор способен улучшить геометрические параметры формуемого изделия, связность и однородность смеси. В свою очередь, повсеместное применение при изготовлении бетонных смесей нашли специально синтезированные добавки, из которых особое место принадлежит суперпластификаторам на основе нафталинсульфоната натрия (НСФ) и карбоксилатных эфиров (РСЕ), представленным на отечественном рынке зарубежными производителями. В частности, в исследовательской работе задействована комплексная пластифицирующая добавка для бетонов «Полипласт-Вибро», целевое назначение которой определено производителем как суперпластификатор для жестких и малоподвижных бетонных смесей. В качестве эффективного ускорителя набора прочности рассмотрен суперпластификатор «Реламикс».

Выбранные добавки в количестве, рекомендованном изготовителями, испытаны в лабораторных и промышленных условиях. Данные, представленные на рисунке 1, позволяют оценить эффект ускорения набора прочности от введения модифицирующих комплексов при стандартном режиме ТВО. Очевидно, преобладающая прочность достигнута образцами бетона, содержащими в своем составе «Реламикс». Повышение класса на порядок обеспечила и добавка «Полипласт-Вибро», проявив себя как эффективный ускоритель твердения.

 К числу наиболее распространенных физико-химических явлений, происходящих на границе раздела фаз «наполнитель-матрица» относится смачивание. Хорошее смачивание поверхности наполнителя связующим (матрица) - одно из необходимых условий получения композиционного материала бездефектной структуры, обладающего высокими физико-механическими свойствами. По характеру смачивания и наличия внешних и внутренних факторов можно получить обширные данные о взаимодействии поверхности твердого тела с жидкостью.

Мерой смачивания обычно служит краевой угол между смачиваемой поверхностью и поверхностью жидкости на периметре смачивания (рис. 1).

Рис. 1 - Краевой угол смачивания твердое тело - жидкость

При статическом (равновесном) смачивании краевой угол смачивания связан с поверхностным натяжением на границе раздела фаз уравнением Юнга [1]:

, (1)

Теоретически величина краевого угла зависит только от природы веществ, участвующих в смачивании, то есть от удельных свободных поверхностных энергий т, ж и тж на соответствующих границах раздела.

С точки зрения термодинамики система стремиться к минимальному запасу энергии, в этом случае имеет место максимальная убыль свободной энергии системы при изотермическом процессе смачивания [2].

В работе рассматривается возможность улучшения смачивания наполнителя металлургического шлака цементной растворной частью с помощью модифицирующих добавок: Полипласт Вибро (ТУ 5745-027-58042865-2008), Реламикс (ТУ 5870-002-14153664-04) и суперпластификатора С-3 (ТУ 6-14-625-80). Смачивание наполнителя связующим определяли по геометрическим параметрам капли растворной части цемента на горизонтальной поверхности кускового шлака.

Рис. 1 Зависимость краевого угла смачивания от добавок

Зависимость краевого угла смачивания полированной поверхности шлака от вида и концентрации пластификаторов приведена на рис.1. Краевой угол смачивания шлака немодифицированным цементным раствором составляет 104,340. Все используемые добавки, введенные в цемент, улучшают смачивание поверхности наполнителя (краевой угол уменьшается на 3...8%). Наибольший эффект смачивания был получен при введении в связующее Полипласт Вибро, наименьший - при введении суперпластификатора С-3.

Величина краевого угла смачивания зависит также и от концентрации пластификаторов. Введение малых добавок (0,1...0,5%) приводит к быстрому уменьшению. Увеличение концентрации добавок выше некоторой критической не влияет на величину.

Оптимальная концентрация для Полипласт Вибро составляет 1,0% ( = 96,440), для Реламикс - 0,5% ( = 100,700), для суперпластификатора С-3 - 2,0% ( = 101,270 ).

Улучшение смачивания поверхности наполнителя модифицированным добавкой цементом можно объяснить следующим. Введенные в раствор цемента поверхностно-активные вещества адсорбируются на границе раздела фаз, в частности, на границе цемента с воздухом и цемента с поверхностью частиц наполнителя шлака, образуя мономолекулярный слой, ориентированный строго определенным образом. Эти адсорбированные слои изменяют соотношение сил в системе и способствуют снижению поверхностной энергии связующего, что является, согласно равенству (1), необходимым условием смачивания. Кроме этого, все используемые добавки способствуют удобоукладываемости бетона в результате взаимодействия с отдельными звеньями макромолекул. Пластификаторы способствуют разворачиванию макромолекул и образованию из них плотного ориентированного слоя на границе раздела фаз. Такое действие органических добавок позволяет увеличить число контактов молекул с поверхностью твердого тела и усилить адсорбционное взаимодействие в системе цемент- шлак. Это, в свою очередь, улучшает смачивание поверхности наполнителя.

Процессы, протекающие на поверхности раздела цемент - шлак объясняются с точки зрения адсорбционной теории адгезии, которая рассматривает адгезию как результат проявления сил молекулярного взаимодействия между молекулами адгезива и субстрата [2]. Полипласт Вибро и Реламикс, адсорбируясь на границе раздела фаз, способствует снижению поверхностного натяжения растворной части. Происходит уменьшение краевого угла, повышается смачиваемость, но одновременно снижается работа адгезии. Суперпластификатор С-3 не снижает поверхностного натяжения, однако он способствует процессу дефлокуляции. В результате увеличивается подвижность отдельных участков макромолекул за счет ослабления связей между ними. При этом возрастает число контактирующих точек на границе цемент - шлак, что ведет к повышению адгезии. Относительная работа адгезии всех исследованных композиций составляет 0,9563 - 0,9626, что приближается по значению к единице. Следовательно, силы сцепления между молекулами растворной части цемента и шлака приближаются по величине к силам сцепления молекул самого цемента. Это способствует формированию материала с однородной, бездефектной структурой.

Библиографический список:

1. Горюнов Ю.В., Сумм Б.Д. Смачивание.- М.: Знание,- 1972.- 54с.

2. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание.- М.: Химия,- 1974.- 413с.

3. Хигерович М.И., Байер В.Е. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов.- М.: Стройиздат,- 1979.- 125с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ В СОСТАВАХ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ – АКТУАЛЬНАЯ ЗАДАЧА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ БАЗЫ КЕРАМИЧЕСКОГГО СЫРЬЯ

Крутилин А.А., Акчурин Т.К.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Особенностью современ­ной отечественной базы керамического сырья является истощение общих запасов высококачественных глин и каолинов, что обусловливает вынужденное вовлече­ние в керамические производства низкосортных мест­ных глинистых пород, достаточная обеспеченность ко­торыми определяет их важность для развития производ­ства керамики с цветным черепком. В современных условиях расширяется применение разнородного и грубозернистого сырья, таких видов, как золы, шлаки, шламы, отсевы обогащения горных пород, в массах для изготовления строительной керамики. Обычно эти виды сырья используются в смеси с глина­ми и глиносодержащими породами, которые являются связкой между частицами и зернами непластичных компонентов, образуя оболочки вокруг них /1,2/.

К числу керамических материалов специального назначения относится клинкерный кирпич, который применяется для мощения дорог, тротуаров, облицовки зданий, в настоящее время клинкерный кирпич производится в недостаточных количествах. Причина заключается в дефиците качественного глинистого сырья, высокачественные тугоплавкие глины с широким интервалом спекания, запасы которых весьма ограничены, кроме того, они служат сырьевой базой для производства огнеупорных изделий. Вопросы разработки технологии клинкерного кирпича на основе некондиционного природного и техногенного сырья при наименьших экономических затратах и сохранении свойств готовой продукции являются актуальными.

В исследовательской работе особое внимание уделялось химическому, минералогическому составу используемых материалов, т.к. это техногенные отходы в виде шламов машиностроения и глины.

Наиболее ценной для производства кирпича является глинистая фракция, содержание которой не должно быть менее 20%. Для характеристики глины важно содержание в ней глинозёма Аl2O3, повышающего технологические свойства сырья: в легкоплавких глинах оно колеблется в пределах от 10 до 15%. Содержание кремнезёма SiO2 колеблется в пределах от 60 до 75%, часть которого находится в связанном виде глинообразующих минералов и в несвязанном виде, как примесь, обладающая свойством отощающих материалов. Кальций содержится в глинах в виде карбонатов и сульфатов, а магний - в виде доломита. В некоторых сортах глин наличие кальция и магния в пересчете на их окислы (CaO и MgO) достигает 25%, но общее их содержание не превышает 5-10%. Обычно соединения кальция и магния отрицательно влияют на спекаемость и прочность керамических изделий. При наличии в глинистых породах свыше 20% карбонатных примесей они не могут использоваться без соответствующей обработки или обогащения. Окислы железа, титана, марганца и других металлов содержатся в глинах в количестве до 10-12% и оказывают существенное влияние на целый ряд важнейших свойств керамических изделий. Наибольшее влияние оказывают окислы железа, находящиеся в глине в виде окиси Fe2O3 и гидроокиси Fe(OH)3 и окислы марганца MnO2. Они улучшают спекаемость изделий и придают им окраску. Калий и натрий входят в глины в виде щелочных оксидов, содержание которых находится в пределах 3,5-5%. Сера присутствует в глинах в различных соединениях, ее содержание не оказывает на качество стеновых керамических изделий. Органические вещества обычно содержатся в глинах в количестве от 5-10%. При обжиге изделий они выгорают, увеличивая пористость черепка. В зависимости от содержания в глине органических веществ, воды и карбонатов (CaCO3, MgCO3) находится показатель потерь при прокаливании /3, 4/.

Таблица 1 - Средний химический состав кирпичных глин и суглинков

Содержание ингредиентов, %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O+K2O
60-75	10-15	2-12	2-15	1-6	2-6