2535

сложенных КПГЛПГ; повысить достоверность оценки их свойств; обосновать выбор и расчет рационального типа основания, фундамента, повысить надежность возведения и эксплуатации зданий и сооружений. Выводы и рекомендации по результатам исследования могут быть использованы при уточнении отдельных положении строительных норм и правил по изысканиям и проектированию зданий и сооружений.

Библиографический список

1.Инновационный патент РК №12-2/657 от 20.03.2009 (Унайбаев Б.Ж. и др).

2.Арсенин В.А. Карбонатные пылевато-глинистые лессовые просадочные грунты Казахстана в основании зданий и сооружений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Астана, 2010, 24 с.

УДК 624.21.078.5

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРКУЦИЙ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

А.Р. Федоров, студент; Н.С. Воловник, канд. техн. наук, доцент Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Исследования точностиизготовления сборныхжелезобетонныхконструкцийпромышленныхзданийвыполняются прианализекачествавозводимыхобъектов, расчетахтехнологическихдопусков, рекомендуемыхдля производствас цельюобеспечения собираемостивозводимыхзданийилисооружений.

В качестве исследуемого объекта был взят 2-ой производственный корпус завода стеклотары, построенный в пос. Солнечный г. Омска.

Известно, что отклонение действительных геометрических параметров от проектных оценивается погрешностями.

Анализ точности изготовления конструкций производственного корпуса производился с использованием методов математической статистики и теории вероятностей [1, 2].

Одной из основных задач математической статистики является разработка методов изучения массовых явлений и процессов на основе сравнительно небольшого количества наблюдений или опытов. Эти методы имеют свое научное основание, свою теорию, которая носит название теории выборок.

Применение выборочного метода в данных исследованиях позволяет решить две основные задачи. Первая задача заключается в установлении закона распределения изучаемой случайной величины и параметров этого распределения по данным выборки, вторая – в статистической проверке гипотез, когда проверяется либо вид предполагаемого распределения, либо

255

равенство параметров двух или нескольких распределений, то есть проверяется статистическая однородность процесса.

СовокупностьизмеренныхвеличинобъемомNпредставляетсобойрядраспределения.Упорядоченные (расположенныевпорядкевозрастанияилиубывания)значения изучаемогопризнакапредставляютсобойвариационныйряд.

В ряд распределения включаются частоты ni – величины, показывающие, сколько раз каждое значение признака встречается в данной совокупности. Сумма всех частот соответствует объему совокупности [3].

где хmax, xmin – наибольшее и наименьшее значения в рассматриваемой совокупности.

При исследовании точности технологических процессов изготовления колонн результаты наблюдений были разбиты на интервалы шириной h, определяемые по формуле Стерджесса.

где R – размах варьирования, N – число наблюдений.

Сформированные ряды определяются из соотношения R:h. и рассматриваются как интервальные.

Среди обобщающих показателей рассматриваемой совокупности важное место занимает один из основных параметров распределения– средняя величина. Среди разновидностей средних величин в соответствии с задачами и видом статистического материала выбираем среднюю арифметическую.

Результаты обработки интервальных рядов представлены в таблице.

Таблица

Исследование точности изготовления граней сборных железобетонных колонн

256

Для наглядного изображения закономерности распределения исследуемых рядов по величинам частностей Wi, вычисленных для каждого интервала, построим гистограмму. Гистограмма отображает эмпирическое распределение исследуемой совокупности.

Эмпирическая кривая распределения выборки по своему внешнему виду приближается к какому-либо теоретическому закону распределения. Кривая теоретического распределения строится на основании значений вероятности P(xi) по интервалам, соответствующему эмпирическому распределению.

Значения вероятностей определяются при помощи таблиц функций Лапласа [1].

Степень близости эмпирического распределения с теоретическим оценивается при помощи критериев проверки (согласия). В математической статистике широко применяются критерии согласия К. Пирсона, Л.Н. Колмогорова, Б.С. Ястремского, В.И. Романовского и др.

В качестве нулевой гипотезы выдвигаем предположение о том, что распределение значений изучаемого признака xi подчиняется нормальному закону. Выдвинутая гипотеза может быть правильной или неправильной, поэтому возникает необходимость в её проверке. Но в результате статистической проверки нулевой гипотезы в двух случаях может быть принято неправильное решение – могут быть допущены ошибки двух родов.

Ошибка первого рода состоит в том, что будет отвергнута правильная гипотеза. Ошибка второго рода состоит в том, что буде принята неправильная гипотеза (конкурирующая).

При оценке сходимости эмпирического распределения с теоретическим необходимо прежде всего опасаться совершения ошибки первого рода, так как это влечет более тяжелые последствия, чем ошибка второгорода.

Для проверки гипотез при помощи различных критериев устанавливают уровни их значимости, которые представляют собой достаточно малое значе-

257

ние вероятности (5, 2, 1% и т.д.), отвечающее событиям, которые в данной обстановке исследования можно считать практически невозможными.

Выбирая уровень значимости q или уровень доверительной вероятности Р, мы устанавливаем область допустимых его значений, которая выражается вероятностью q=1-P. Выбор достаточно малого уровня значимости гарантирует от возможности совершить ошибку первого рода.

Исследуемые совокупности измерения имеют ограниченный объем, поэтому вероятность появления отклонений, превышающих по величине 2m, очень мала.

Принимаемый в исследованиях уровень значимости, равный 0,05, определяет критическую область применяемых критериев согласия. Наиболее часто в качестве критерия согласия принимают критерий χ2 К.Пирсона, который отличается большой чувствительностью к конкурирующей гипотезе.

Величину χ2 определяют по формуле [1]

где P(xi) – значения вероятностей, вычисленные для каждого интервала, I = 1, 2, 3, …; ni – значения частот; N – объем выборки.

Полученное из выборки значение χ2 сравниваем с верхним пределом при уровне значимости q со степенями свободы l = c – 1, где с – число оцениваемых параметров, l – число интервалов.

В том случае, когда χ2 окажется превосходящим этот предел, мы бракуем гипотезу соответствия. В нашем случае χ2 (0,05; 6) = 12,6. χ2наб=8,646. Так как χ2наб < χ2, то гипотеза о нормальности распределения принимается. Выборочные характеристики и толерантные пределы для а, G, асм [4]завершают математическую обработку результатов исследований и в соответствии с [5] позволяют сделать выводизготовление граней колонн выполнено по седьмому классу точности и на класс ниже нормы.

Библиографическийсписок

1.Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. – М.: Наука, 1969. – 511 с.

2.Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей. – М.: Наука. 1980. – 355 с.

3.Гмурман Б.Е. Теория вероятнтстей и математическая статистика. – М.: Высшая школа, 1977. – 479 с.

4.Столбов Ю.В., Воловник Н.С., Сухов А.Н. и др. Практическое руководство по контролю качества строительно-монтажных работ. Омск, СибАДИ, 1988. Деп. В ВНИИИС 28.01.88, № 85-50.

5.ГОСТ 21779-82 (СТ СЭВ 2681-80). Система обеспечения геометрической точности в строительстве. Технологические допуски геометрических параметров.- М.: Издательство стандартов, 1983. – 22 с.

УДК. 691.53

258

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ДОБАВОК УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО КРЕМНЕЗЕМА НА ПРОЦЕССЫ ТВЕРДЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ

С.А. Эмралиева, канд. техн. наук, доц.; В.А. Хомич, канд. хим. наук, доц. Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Изучение физико-химических особенностей различных техногенных продуктов промышленности, их влияния на эксплуатационные свойства цементных растворов является актуальной и перспективной задачей. Для улучшения эксплуатационных свойств строительных растворов и бетонов на основе портландцемента широко используется ультрадисперсная пуццолановая добавка – микрокремнезем (МК) – отход производства ферросилиция [1, 2]. Кроме МК известны ультрадисперсные кремнеземистые техногенные продукты: белая сажа (БС) и аморфный диоксид кремния (АДК). Изучение влияния этих добавок на эксплуатационные свойства строительных растворов на основе портландцемента является перспективным. Кроме того, использование добавки АДК, являющейся продуктом от сжигания рисовой шелухи, решает вопрос утилизации сельскохозяйственного отхода.

Для выяснения структурных различий белой сажи БС120 (БС) и аморфного диоксида кремния (АДК) от микрокремнезема МК 85 (МК) были изучены их морфологические и физико-химические особенности.

По данным электронно-микроскопических исследований агрегаты и частицы БС и МК имеют сферическую форму, а частицы АДК – чешуйчатую. Наиболее мелкие размеры первичных частиц – 0,02 мкм имеет БС, размер частиц МК в основном составляет 0,1 мкм и наибольший размер (7,0 мкм длиной и 0,1 мкм толщиной) имеют частицы АДК. Анализ гистограмм распределения частиц по размерам в водной суспензии и после 1 минуты диспергирования водной суспензии ультразвуком показывает, что первичные частицы БС объединены в агрегаты, в которых они довольно прочно связаны. Частицы АДК практически не агрегированны.

По данным порометрии частицы добавки АДК пористые и имеют наименьшие радиусы пор 2,7 нм (радиус пор БС – 5,4 нм, МК – 7,0 нм). Исходя из значений величины удельной поверхности (у БС – 111 м2/г, у АДК – 182 м2/г, у МК – 28 м2/г), объема пор (БС – 0,349 см3/г, АДК – 0,323 см3/г, МК – 0,124 см3/г) и их радиуса, добавки АДК и БС имеют наибольшую поверхностную активность, а, следовательно, и наибольшую реакционную способность по сравнению с МК.

Пуццолановая активность МК составляет 71 %, БС и АДК - 84 %. Она определяется содержанием диоксида кремния в добавках (БС – 95 %, АДК – 96 %, МК – 91 %) и степенью их аморфизации. Это подтверждает ИК-

259

спектроскопия широкой областью поглощения при 1000…1250 см-1 добавок АДК и БС, по сравнению с узкой полосой при 1100 см-1 в спектрах МК.

Все ультрадисперсные пуццоланы гидрофильны и склонны к гидратации. Уменьшение интенсивности полосы поглощения в области 3500…3600 см-1, отвечающей за валентные колебания О-Н групп, и полосы при 1620 см-1 (деформационные колебания Н-О-Н) в ИК-спектрах МК, по сравнению со спектрами БС и АДК, объясняется пониженным количеством молекулярно связанной воды в МК. По данным термического анализа химически несвязанная вода из добавки АДК выделяется при более высоких температурах (150…180 °С) по сравнению с температурами выделения воды из МК (40…60 °С), что также указывает на повышенную аморфизацию этих добавок. На ИК-спектрах ультрадисперсных БС и АДК в области 950...900 см1 присутствуют широкие полосы поглощения, свидетельствующие об аморфном состоянии. В ИК-спектрах МК в сравнении с БС и АДК наблюдается вырождение широкой полосы в узкую с максимумом при 960 см-1, что говорит о большей степени закристаллизованности его частиц.

Таким образом, добавки БС и АДК имеют более развитую поверхность, в большей степени гидратированы и обладают повышенной пуццолановой активностью по сравнению с МК.

Влияние пуццолановых добавок на состав и структуру цементного камня изучали на ПЦ500-Д0. Количество вводимых добавок составляло: 1 % для суперпластификатора С-3, БС, АДК и 10 % для МК (% от массы цемента).

ИК-спектры цементного камня без добавок и с добавкой МК отличались проявлением интенсивной полосы поглощения 857 см-1, указывающей на присутствие в камне высокоосновных гидросиликатов кальция. В образцах с добавкой БС и АДК эта форма высокоосновных гидросиликатов кальция отсутствовала.

По данным термического анализа в цементном камне с добавками отмечено снижение содержания Са(ОН)2. Потери массы бездобавочного цементного камня при температурах 693 и 738 ºС указывает на присутствие в его структуре нескольких разновидностей гидросиликатов кальция. В этой температурной области потеря массы цементного камня с добавкой АДК фиксируется при одной температуре – 712 ºС, что свидетельствует о большей однородности состава этого камня.

По данным рентгенофазового анализа состав гидратных фаз бездобавочного цементного камня представлен портландитом, высокоосновными, отчасти низкоосновными гидросиликатами кальция и не гидратированными клинкерными минералами. В цементном камене с пуццолановыми добавками на рентгенограммах отмечены в основном отражения портландита и гидросиликатных фаз, предпочтительно низкоосновных. В цементном

260

камне с добавкой АДК наряду с низкоосновными тоберморитоподобными гидросиликатами кальция присутствуют отражения, соответствующие новому продукту – ксонотлитоподобному гидросиликату кальция, вероятного состава 6СаО·6SiO2 H2O [3]. Схему его образования можно представить следующим образом. Чешуйчатая частица АДК содержит на своей поверхности гидратированные поликонденсированные тетраэдры [SiO4]4-. Они способны вступать во взаимодействие с гидроксидом кальция и образовывать ксонотлитоподобный гидросиликат кальция.

Исследования структуры строительных растворов, показывают, что структура цементного камня с добавкой АДК более однородная по сравнению со структурой раствора с добавкой МК. Строительный раствор состоит из пластинчатых образований, которые плотно прилегают друг к другу (средний радиус пор 19,7 нм).

Строительный раствор с добавкой МК имеет менее однородную структуру, состоящую из гидратов разной формы (пластинчатых и игольчатых). По данным ртутной порометрии его поры значительно крупнее и имеют средний радиус 95,7 нм.

Исследование эксплуатационных характеристик строительных растворов с цементно-песчаным отношением 1:2 с добавками суперпластификатора С-3 в количестве 1 % от массы цемента и с ультрадисперсными пуццолановыми добавки БС и АДК в количестве 1 %, МК в количестве 10 % от массы цемента [4].

Результаты исследований водопоглощения и прочности на сжатие показывают, что бездобавочный раствор по водонепроницаемости соответствовал марке W2, его адгезионная прочность к бетонной поверхности составляла 0,2 МПа, деформации усадки – 0,6 мм/м. Введение в раствор суперпластификатора совместно с АДК повышает водонепроницаемость до W16, адгезионную прочность до 0,9…1 МПа, усадки при твердении снижаются до 0,45 мм/м.

Использование комплекса «суперпластификатор – пуццолановая добавка», изменяя состав гидратных фаз цементного камня и его структуру, значительно повышает прочность растворов. Наибольший эффект наблюдается при использовании ультрадисперсных добавок БС и АДК.

Библиографический список

1.Крамар, Л.Я. Влияние добавки микрокремнезема на гидратацию алита и сульфатостойкость цементного камня / Л.Я.Крамар, Б.Я.Трофимов, Л.С.Талисман и др. // Цемент. – 1989. - № 6. – С. 14-17.

2.Ghafoori, N. Strength and wear resistance of sand-replaced silica fume concrete / N.Ghafoori, H.Diavara, // ACI Materials Journal. – 2007. – Vol. 104. № 2. – Р. 206-214.

3.Горшков, В.С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ /

В.С.Горшков В.В., Тимашев, В.Г.Савельев – М.: Высшая школа, 1981. – 335 с.

4.Эмралиева, С.А. Улучшение эксплуатационных свойств строительных растворов высокоактивными пуццолановыми добавками / С.А.Эмралиева, В.А.Хомич // Наука

261

ЮУрГУ: Материалы 60-ой юбилейной научной конференции. – Челябинск: изд-во ЮУрГУ, 2008. – Т. 1 - С. 63-65.

262

СЕКЦИЯ

ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

УДК 699.844

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРИТОЧНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПОБУЖДЕНИЕМ НА УРОВЕНЬ ШУМА В ПОМЕЩЕНИИ

Д.А. Алешков, аспирант, А.Д. Кривошеин, канд. техн. наук, доцент Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Для обеспечения регулируемого воздухообмена жилых и общественных зданий в последние годы все более широкое применение находят различного рода приточные вентиляционные устройства – оконные и стеновые клапаны с естественным или механическим побуждением движения воздуха.

Эти устройства обеспечивают возможность вентилирования помещений с учетом режима их эксплуатации без существенного ухудшения звукоизоляции ограждающих конструкций. В качестве примера в таблице 1 приведены характеристики некоторых приточных устройств с естественным побуждением движения воздуха.

* - по результатам испытаний в звукомерных камерах ИЦ «Стройтест-СибАДИ» [3,4]; ** - по данным производителей.

Строительными нормами и правилами [1, 2] устанавливается величина допустимого уровня шума (эквивалентные уровни звука LАэкв, дБА, и максимальные уровни звука LАмакс, дБА) в зависимости от назначения помещений и времени суток. Эти величина являются определяющими при выборе технических решений систем инженерного оборудования зданий и его ограждающих конструкций (LА < LАэкв , LА < LАмакс). Необходимо отметить, что допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях установлены при условии обеспечения нормативного воздухообмена [1] и

263