Методическое пособие 808

Пределы огнестойкости конструкций из газобетона характеризуют его как материал, из которого можно возводить противопожарные стены и применять его для защиты строительных конструкций от действий огня с целью повышения степени их огнестойкости. Однако мелкие блоки с пустошовным пазом и гребнем не должны использоваться для повышения огнестойкости конструкций и устройства противопожарных стен.

Эксплуатационные. По долговечности здания, наружные стены которого выполнены с применением панелей или блоков из ячеистого бетона, не уступают зданиям со стенами, выполненными из кирпича или бетона. У здания с наружными стенами из панелей, выполненных из газобетона, прогнозируемая долговечность 125 лет, продолжительность эксплуатации до первого капитального ремонта - 55 лет.

Для сравнения, продолжительность эффективной эксплуатации зданий, утепленных минераловатными или полистирольными плитами, до первого капитального ремонта составляет 20-35 лет.

Экономические. Энергоемкость производства (с учетом производства вяжущих и заполнителей) ячеистобетонных стеновых блоков в два и более раз меньше, чем при производстве керамических камней и глиняного кирпича, а расход тепловой энергии при эксплуатации таких зданий (в расчете на 1 кв.м стены) меньше на 10–40%. Применение блоков из ячеистого бетона в стенах зданий вместо кирпича сокращает почти в два раза трудоемкость строительства.

Изделия из ячеистого бетона имеют коэффициент теплопроводности в два - три раза ниже, чем у кирпича и керамзитобетонных панелей, в результате чего стены зданий из ячеистого бетона теплее кирпичных при сохранении практически прежней толщины стеновых конструкций в пределах 400-600 мм.

Таким образом, в заключение можно сказать, что стены из газобетона не горят, не подвергаются гниению, относятся к первой (наилучшей) группе материалов по радиоактивности, прекрасно "дышат", значительно легче по сравнению со стенами из рассматриваемых материалов, а это свойство приводит к удешевлению фундамента. Поскольку газобетон легко пилится, сверлится, гвоздится, тем самым снижается трудоемкость строительных работ.

Все эти свойства указывают, что газобетон является экологичным, экономически эффективным материалом, из которого можно строить доступное по стоимости жилье.

Библиографический список

1.О. Д. Самарин « Теплофизические и технико-экономические основы теплотехнической безопасности и энергосбережения в здании » - Москва 2007. - 160 с.

2.Е.С. Силаенков «Долговечность изделий из ячеистых бетонов» - Москва 1986.-176 с.

3.Ю.Г. Граник «Ячеистый бетон – эффективный строительный материал», Ж-л «Белорусский строительный рынок», № 9-10, Минск, 2004.

4.С.Л. Галкин, Н.П. Сажнев, Л.В. Соколовский, Н.Н. Сажнев «Применение ячеистобе-

тонных изделий. Теория и практика» - Минск, 2006.

References

1.O.D. Samarin " Technical and economic bases os safety and power savings in a building" - Moscow 2007. - 160 s.

2.E.S. Silaenkov " Durability of products from cellular concrete» - Moscow 1986.-176 s.

3.U.G. Granik " Cellular concrete – an effective b uilding material” - Magazine «The Belarus building market», № 9-10, Minsk, 2004.

4.S.L. Galkin, N.P. Sajnev, L.V. Sokolovskii, N.N. Sajnev «Application products of cellular concrete. The theory and practice» - Minsk, 2006.

111

А.Е. Грошев, А.В. Бобрешов, П.С. Замолоцких, М.П. Данкер

ПРЕИМУЩЕСТВА ТРУБОБЕТОНА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Рассмотрена технология возведения зданий с применением трубобетонных стоек.

Ключевые слова: трубобетонные стойки, несущая способность, мосты.

A.E. Groshev, A.V. Bobreshov, P.S. Zamolotskih, M.P. Danker

ADVANTAGE TUBECONCRETE AND SCOPE

Was considered the technology of construction of buildings with tube concrete stands.

Keywords: tubeconcrete stands, load bearing capacity, bridges.

Современные технологии в сфере строительства позволяют не только увеличить надежность зданий, но и значительно ускорить темпы строительства. Сейчас во многих странах получил распространение такой вид монолитных железобетонных конструкций, как трубобетон, его использование позволяет увеличить сейсмостойкость зданий в несколько раз.

Трубобетон - это разработка российских ученых. Трубобетон родился в 30-е годы прошлого века. В 1932 году профессор А. А. Гвоздев, столетие которого недавно отмечалось, впервые в мире опубликовал работу по методике расчета трубобетона как конструкции. С того времени трубобетон стали использовать и развивать во многих странах.Опыт возведения зданий с использованием трубобетона получил распространение в США, Японии, КНР и других странах. Однако эта технология в России почти не применяется.

Как известно, все новое - это хорошо забытое старое, так получилось и с трубобетоном, применение которого разрабатывали еще советские ученые в 70-х годах. Суть этого способа строительства в том, что бетон заливается в металлическую оболочку. И если в открытых конструкциях, когда используется обычная форма-опалубка, бетон всегда имеет некоторую усадку, то в жесткой оболочке, наоборот, происходит его распирание. Конструкции с трубобетоном работают более гибко, по сравнению с обычными армированными опорами, и выдерживают значительно большие нагрузки как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Применение трубобетона в строительстве гарантирует высокую прочность сооружений за счет стального каркаса. Металл, работая в связке с бетоном в закрытой конструкции, обеспечивает гораздо более высокий коэффициент устойчивости, чем в конструкциях с армированным открытым бетоном. Так, в последнем случае у бетона со временем появляются

112

трещины, которые имеют тенденцию расширяться. В трубобетоне же трещин, за счет нагрузки, практически не бывает. А металл, усиленный бетоном, воспринимает различные продольные, поперечные, «переломные» нагрузки более эффективно.

Трубобетон обладает исключительно высокой несущей способностью при небольших поперечных сечениях колонн, являясь прекрасным примером сочетания выдающихся способностей металла и бетона. При этом стальные трубы выполняют роль несъемной опалубки при бетонировании, обеспечивая как продольное, так и поперечное армирование бетона. Бетон в трубобетоне находится в условиях всестороннего сжатия и в таком состоянии выдерживает напряжение, существенно превышающее его призменную прочность. По сравнению с железобетонными конструкциями трубобетонные позволяют в 1,5 - 2 раза уменьшить расход металла и бетона, в 2 - 3 раза массу конструкции и, примерно, вдвое затраты труда в связи с радикальным уменьшением арматурных, сварочных работ и работ по монтажу опалубки. Особенно эффективны трубобетонные конструкции при больших напряжениях с относительно малыми эксцентриситетами.

Для высотных зданий весьма существенным является факт, что трубобетонные конструкции отличаются от железобетонных способностью выдерживать в экстремальных условиях значительные нагрузки длительное время, в отличие от конструкций железобетонных, теряющих несущую способность мгновенно. Помимо всех конструкционных достоинств трубобетонные конструкции обладают всеми достоинствами металлических конструкций в плане монтажа, отличаясь при этом от последних более высокой огнестойкостью. Прекрасные конструкционные и строительно-технические свойства трубобетона позволяют применять его в самых различных областях строительства - мостостроении, строительстве метро, промышленных и жилых зданий

Трубобетонный стержень является комплексной конструкцией, состоящей из стальной трубы и бетонного ядра, работающих совместно. Такая конструкция обладает многими положительными качествами. Прочность бетонного ядра, стесненного стальной оболочкой как обоймой, повышается примерно в 2 раза по сравнению с первоначальной. Исследованиями установлено, что вместо ожидаемой усадки происходит набухание бетона в трубе и его расширение, сохраняющееся на протяжении многих лет, что создает благоприятные условия для его работы. Разбухание характерно для бетона, не только заключенного в стальную трубу, но и изолированного любым другим способом от окружающей среды, что подтверждается известными опытами О. Я- Берга с изолированными бетонными образцами . Причиной разбухания является отсутствие влагообмена между бетоном и внешней средой. В упомянутых опытах через 135 дней на одном из образцов была снята изоляция, что вызвало быстрое развитие деформаций усадки, которые стали почти такими же, как и у аналогичных неизолированных образцов.

Заполнение стальной трубы бетоном повышает ее противокоррозионную стойкость, защищая от коррозии ее внутреннюю поверхность, уменьшает гибкость элементов, увеличивает местную устойчивость стенок трубы, повышает сопротивление оболочки вмятию в узлах сопряжений и при ударных воздействиях во время транспортирования и монтажа. Наружная поверхность трубобетонных конструкций примерно в 2 раза меньше, чем конструкций из профильного проката, вследствие этого у них меньше расходы по окраске и эксплуатации. На цилиндрических поверхностях задерживается меньше ныли и грязи, являющихся активизаторами процессов атмосферной коррозии, поэтому трубобетонные конструкции имеют повышенную коррозионную стойкость В отличие от обычного стального стержня

113

трубобетонными. Однако некоторые конструктивные соображения оправдывают применение растянутых трубобетонных стержней; например, защита от коррозии внутренней поверхности трубы, увеличение изгибной жесткости стержня в целом, и его стальной стенки в особенности (для уменьшения общих и местных начальных прогибов), увеличение собственного веса конструкции, унификация сортамента при заказе металла.

Использование цилиндрических стержней в сооружениях, подверженных ветровым нагрузкам, позволяет снизить эти нагрузки за счет улучшения аэродинамических свойств. Стержень круглого сечения является равноустойчивым при одинаковых расчетных длинах. Жесткость на кручение такого стержня значительно выше, чем у стержней открытого профиля. При применении трубобетонных конструкций не требуется окраски, металлизации или герметизации внутренних поверхностей труб, что необходимо для трубчатых конструкций, не заполненных бетоном.

Конструкция трубобетон лишь в небольшой степени зависит от состояния труб. Мы располагаем сегодня мировой технической информацией в виде не только нормативной базы, но и сотни патентов: японских, американских, китайских, десятков диссертационных работ и монографий по применению трубобетона. Например, китайцы считают, что трубы должны быть нержавые, мало того, они внутри труб делают еще определенные рифления, конструируют спирали, для того чтобы повысить их строительно-технические свойства.

Библиографический список

1.Кикин А. И., Санжаровский Р. С, Трулль В. А. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. М., Стройиздат,- 1974.

2.Лукша Л.К. Прочность трубобетона. Минск: Высшая школа,- 1977.

3.Журнал «Строительство», №9, 2007.

References

1.A. Kikin AI Sanzharovsky R. C, VA trulli constructions of steel pipes filled with concrete. Moscow, Stroiizdat – 1974.

2.Luksha L.K Durability trubobetona. Minsk: High School – 1977.

3.The magazine "Construction», № 9, 2007.

114

С.А. Никитин, А.А. Осипов

ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ И ЗВУКОПОГЛАЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Рассматриваются особенности проведения испытания звукопоглощающих и звукоизоляционных материалов в интерферометре.

Ключевые слова: шум, звукопоглощающие конструкции, интерферометр.

S.A. Nikitin, A.A. Osipov

SPECIFITIES OF TEST OPERATION OF SOUND – INSULATING

AND SOUND ABSORBING MATERIALS

Specificities of test operation of sound-insulating and sound-absorbing materials in interferometer are considered.

Key words: noise, sound-absorbing structures, interferometer.

Опыт применения шумозащитного комплекса на транспортных и строительнодорожных машинах показывает, что разработка мероприятий по снижению шума в кабине транспортного средства – задача весьма сложная и дорогостоящая в силу конструктивных особенностей и специфики работы строительно-дорожной техники [1]. Одним из способов снижения шума является создание высокоэффективных звукопоглощающих конструкций, используемых в виде облицовочных панелей в кабинах, капотах и экранах [2].

Таким образом, задача сводится к разработке и оптимизации звукопоглощающих конструкций, рассчитанных на поглощение шума в широком диапазоне частот. ГОСТ 16297–80 устанавливает методику определения звукоизоляционных и звукопоглощающих параметров материалов. Данный стандарт распространяется на звукоизоляционные и звукопоглощающие материалы и изделия и устанавливает методы их испытаний для определения следующих показателей: коэффициента звукопоглощения при нормальном падении звука (нормального коэффициента звукопоглощения), нормального импеданса (сопротивления).Для определения нормального коэффициента звукопоглощения и нормального импеданса используются интерферометры. Размеры труб интерферометра в зависимости от проверяемого частотного диапазона принимаются по таблице.

Особенностью интерферометра (рис. 1), используемого для частотного диапазона 50– 500 Гц, является относительно большая длина волновода, что вносит определенные трудности при измерениях. В такой конструкции микрофон располагается снаружи короба интер-

115

Т.Ф. Ткаченко, А.В. Крылова

АКТИВИРОВАННЫЙ ОТХОД НА ОСНОВЕ «ОТБЕЛЬНОЙ ГЛИНЫ» - ЭФФЕКТИВНЫЙ МОДИФИКАТОР ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

Приведены данные по применению в цементных системах термически обработанных отходов пищевой промышленности – « отбельной глины». Предлагается их использование в цементных системах в качестве активной минеральной добавки, улучшающей свойства композиционных материалов.

Ключевые слова: цементная система, отход производства, «отбельная глина», бентонит, по- верхностно-активные вещества, минеральный компонент, водоредуцирующий эффект, прочностные свойства.

T.F. Tkachenko , A.V. Kreelova

ACTIVES SCRAP ON THE BASE «BLEACH CLAY» - АFFECTIVE MODIFICATION OF CEMENT′S SYSTEMS

This article contains results of use warmly treatment scrap of food industry - «bleach clay»- in the cement systems. There is proposal for use in the cement systems as active mineral additive which made best attributes of composition materials.

Keywords: cement systems, waste of production, «bleach clay», bentonit, suface-activе substances, mineral component, water reduce effects, firmness attributes.

Применение техногенных отходов различных производств было и остаётся важным направлением в экономическом развитии строительной отрасли, повышающим её эффективность. В двадцатом столетии бурное развитие промышленности привело к накоплению тысяч тонн различных отходов, которые осложняют экологическую обстановку в стране. Промышленность строительных материалов – главный потребитель техногенного сырья - является завершающим звеном комплексного использования, как природных материалов, так и отходов промышленности, позволяющим решать экологические проблемы.

В данной работе речь идёт об изучении возможности применения в цементах и бетонах активной минеральной добавки на основе «отбельной глины», которая является отходом пищевой промышленности [1]. «Отбельная глина» представляет собой частицы бентонита, загрязнённые растительными жирами в количестве около 20 %. Эти отходы образуются на предприятиях, выпускающих растительное масло, и их количество только на одном таком

118

заводе составляет более 4 тонн в сутки. В настоящее время отходы данного производства не находят практического применения и идут в отвалы, ухудшая тем самым достаточно сложную экологическую обстановку в стране.

Основным минералом, из которого состоит «отбельная глина», является монтмориллонит Al2O3·4SiO2·nH2O (табл. 1), в состав которого входит межслоевая вода, а также гидратированные комплексы типа оксония H3O+, тригидрата H+·H2O и др.

Для монтмориллонита характерен широкий изоморфизм различного типа. Главной особенностью монтмориллонита является его способность к адсорбции различных ионов, а также то, что он содержит значительное количество адсорбированной воды. С точки зрения современных научных представлений глинистые материалы (смектиты) обладают свойствами природных наноразмерных частиц [2]. Это связано с тем, что в результате их способности к самодиспергации возникают «незавершённые структурные элементы» - элементарные ячейки, которые можно рассматривать как вариант наночастиц. Такие структурные элементы несут отрицательный заряд, который нейтрализуется обменными катионами, такими как Na+, K+, Ca2+ и др. Кроме того, незавершённые элементарные ячейки и, соответственно, глинистые частицы, контактируя с водой, проявляют способность к самоорганизации, переходя при этом в гелевидное (коллоидное) состояние. Что касается строения бентонитов, то их кристаллическая решётка состоит из трех слоёв: верхний и нижний слои пакета – тетраэдрические, а между ними расположен октаэдрический слой.

С целью получения химически более активного продукта предлагается осуществить термическую обработку отхода - «отбельной глины» - при температуре около 700° С. При этом происходит выгорание жиров, дегидратация монтмориллонита, в структуре кристаллических решёток которого появляются различного рода дефекты, вакансии и множество активных центров.

Продуктом дегидратации монтмориллонита является метакаолинит - Al2O3·2SiO2, который характеризуется неупорядоченной, близкой аморфной структуре. Кроме того, в метакаолините при неизменных кремнекислородных наружных слоях средний слой (октаэдрический - алюмокислородогидроксильный) становится тетраэдрическим, состоящим из радикалов [AlO4]5-, в то время как ковалентные связи типа (-Si-O-Al-) остаются неизменными, хотя их количество может даже увеличиваться.

Именно такой продукт предлагается использовать в качестве активной минеральной добавки (Мк-1). Для сравнения изучается введение добавки Мк-2, представляющей собой термически обработанный при 700 оС чистый бентонит. Дозировки этих добавок составляют от 1,25 % до 10 % от массы цемента. Для изготовления цементных образцов использовался портландцемент производства ОАО «Осколцемент» (ЦЕМ I 42,5 Н). Химический и минералогический составы цемента представлены в табл. 2, 3.

При выполнении экспериментальных исследований была использована вода, отвечающая требованиям ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия».

119