Методическое пособие 820

Воду после фильтров с инертными насадками нужно обязательно стерилизовать ультразвуком, ультрафиолетовым излучением, кипячением.

Библиографический список

1.Адсорбционная очистка речной и питьевой воды и роль биодеградации адсорбированных веществ в этом процессе / Н. А. Клименко, А. М. Когановский, С. К. Смолин и др. // Химия и технология воды. — 1997. — T. 19, № 4. — С. 382—385.

2.Графова, И. А. Глубокая очистка ионитов, используемых в процессах водоподготовки / И. А. Графова, Л. А. Мельник, И. И. Пенкало // Химия и технология воды. — 1992. — Т. 14, № 3. — С. 185—199.

3.Гребенюк, В. Д. Обессоливание воды ионитами / В. Д. Гребенюк, А. А. Мазо. — М.: Химия, 1980. —

256 с.

4.Замбровская, Е. В. Исследование примесей, выделяемых из чистых форм ионитов / Е. В. Замбровская, И. А. Беляев, Л. Л. Щеглов // Химия и технология воды. — 1990. — Т. 12, № 19. — С. 931—934.

5.Иванова, Е. В. Оценка гигиенических свойств ионообменных материалов / Е. В. Иванова, Г. А. Чикин // Теория и практика сорбционных процессов. — 1991. — Вып. 21. — С. 119—123.

6.Иониты: каталог. — Черкассы: Изд-во НИИТЭХИМ, 1975. — 36 с.

7.Клочкова, Т. А. О химической стойкости полимеризационных ионитов КУ-2 и АВ-17 / Т. А. Клочкова // Теория и практика сорбционных процессов. — 1971. — Т. 6. — С. 136—139.

8.Кульский, Л. А. Технология очистки природных вод / Л. А. Кульский, П. П. Строкач. — Киев: Вища школа. — 1986. — 352 с.

9.Мазо, А. А. К очистке ионитов от посторонних органических примесей / А. А. Мазо, Г. Л. Грановская, В. Б. Войтович // Теория и практика сорбционных процессов. — 1966. — Вып. 1. — С. 136—141.

10.Мазо, А. А. Изменение микрофлоры воды в процессе ее обессоливания ионообменными смолами / А. А. Мазо, А. Г. Новоселецкий // Теория и практика сорбционных процессов. — 1972. — Вып. 4. —С. 133—137.

11.Мамченко, В. А. Технологические характеристики анионитов различных типов при обессоливании воды / В. А. Мамченко, А. Б. Вайнман, Г. В. Занина // Химия и технология воды. — 1997. — Т. 19, № 4. — С. 404—416.

12.Мельник, Л. А. Очистка анионита АВ-17 от органических веществ / Л. А. Мельник, И. А. Графова, И. И. Пенкало // Химия и технология воды. — 1990. — Т. 12, № 8. — С. 741—743.

13.Милюкин, М. В. Идентификация органических соединений, вымываемых из некоторых сорбентов / М. В. Милюкин, Т. М. Ткачук, Н. А. Клименко // Междунар. науч.-техн. конф. «Экология химических производств»: сб. тез. докл., Северодонецк, 4—7 окт., 1994. — Северодонецк, 1994. — С. 33—34.

14.Москвин, Л. Н. Определение продуктов деструкции ионообменных смол в высокочистой воде / Л. Н. Москвин, Л. А. Годон, Л. В. Епимахова // Высокочистые вещества. — 1988. — № 3. — С. 164—167.

15. Нестерова, Г. Н. Микробиологическое загрязнение деионизованной воды // Г. Н. Нестерова, О. А. Колмаков, Л. К. Александрова, И. И. Комаров / Проблемы получения особо чистой воды // Воронеж: Издво ВГУ, 1971. — С. 88—93.

16.Новоселецкий, А. Г. Количественные изменения микрофлоры обессоленной воды, циркулирующей

взамкнутом цикле / А. Г. Новоселецкий, С. Н. Демченко// Теория и практика сорбционных процессов. — 1972. — Вып. 7. — С. 139 — 141.

17.Пашков, С. И. Опыт ультразвуковой очистки ионитов / С. И. Пашков // Энергетик. — 1976. — № 3. —

С. 30—31.

18.Полянский, Н. Г. Методы исследования ионитов / Н. Г. Полянский, Г. В. Горбунов, Н. Л. Полянская. — М.: Химия, 1976. — 206 с.

19.Рябчиков, Б. Е. Современные методы подготовки для промышленного и бытового использования / Б. Е. Рябчиков. — М.: ДеЛи принт, 2004. — 328 с.

20.Сальников, М. А. Исследование качества ионитов, используемых в производстве деионизованной воды / М. А. Сальников, И. А. Беляев, Е. В. Замбровская // Электронная промышленность. — 1991. — № 4. — С. 60—61.

21.Сенявин, М. М. Ионный обмен в технологии неорганических веществ / М. М. Сенявин. — М.: Химия, 1980. — 272 с.

22.Славинская, Г. В. Органические вещества как фактор, осложняющий кондиционирование воды промышленного назначения / Г. В. Славинская, В. Ф. Селеменев // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2007. — Т. 7. — Вып. 2. — С. 297—302.

23.Славинская, Г. В. Фульвокислоты природных вод / Г. В. Славинская, В. Ф. Селеменев / Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та. — 2001. — 165 с.

24.Славинская, Г. В. Очистка природной и обессоленной воды от органических веществ / Г. В. Сла-

винская // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2010. — № 1 (17). — С. 81—91.

41

Научный журнал строительства и архитектуры

25. Славинская, Г. В. Кондиционирование синтетических ионообменников для пищевой и электронной промышленности / Г. В. Славинская, О. В. Куренкова // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Сер.: Фи- зико-хим. проблемы и высокие технологии строит. материаловедения. — 2014. — Вып. № 1 (8). — С. 142—156.

26. Славинская, Г. В. Очистка товарных пористых анионитов от органических веществ / Г. В. Славинская, В. Б. Щедрина // IV Всесоюз. науч.-техн. совещ. «Современные аспекты синтеза и производства ионообменных материалов». — Черкассы. — 25—27 сент. 1990 г. — С. 110—112.

27.Чернышова, Н. Н. Гуминовые вещества природных вод — источник токсичных веществ при водоподготовке / Н. Н. Чернышова, Л. Д. Свинцова, Т. М. Гиндуллина // Химия и технология воды. — 1995. —

Т. 17, № 6. — С. 601—608.

28.Fisher, S. Otten G. What Really Happensto Organics in the Water treatment System / S. Fisher, G. Otten // Proc. 46th. Lit. Water Conf. Pittsburgh. Pa, Nov., 4—7. — 1985. — Pittsburgh. — P. A. s. a. — P. 18—24.

29.Gjessing, E. T. «Polluted» humics; the role of humic substances as mobilizers for micropollutants in water / E. T. Gjessing // Mod. Metody úpr. Vody: Sb. pŕednáš. mezinár konf. — Pŕibram, 22—24 květ. 1990. — Pŕibram, 1990. — P. 30—43.

30.Marquardt, K. Modern Technogien zur Erzeugung von Reinstwasser für Elektronikund Pharmindustrie / K. Marquardt, H. Seeger // Mod. Metody ùpr. Vody. — 1990. — S. 57—79.

31.Scholz, L. Ionenaustauscher in der Trinkwasseraufbereitung / L Scholz // Schriftern. Ver. Wasser, Boden und Lufthyg. — 1989. — № 81. — 125—131.

V. F. Selemenev // International Conference on Colloid Chemistry and Physical. — Chemical Mechanics dedicated to the centennial of the birthday of P. A. Rehbinder. — M., 1998. — P. PB53.

34.Thurman, By E. M. Determination of aquatic humus substances in natural water / By E. M. Thurman // U. S. Scol. Surf. Water-Supply Pap. — 1984. — № 262. — P. 47—52.

35.Wataru, Agui. Fundamental study on the production of ultrapure water / Agui Wataru // VI. Leachables from strong base anion exchange resins // Югагаку =J. Jap. Oil Chem. Soc. — 1990. — Vol. 39, № 5. — C. 307—313.

INFLUENCE OF FILTER MATERIALS ON WATER QUALITY

G. V. Slavinskaya1, O. V. Kurenkova2

Voronezh State Technical University1

Russia, Voronezh

Cadet School (Engineering School) of the Air Force

«Military Air Academy Named after N. Ye. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin»2 Russia, Voronezh

1D. Sc. in Chemistry, Prof. of the Dept. of Chemistry, tel.: (473)249-89-70, e-mail: slavgv@mail.ru

2PhD in Chemistry, Teacher of Chemistry, tel.: (473)223-46-55, e-mail: kovov84@mail.ru

Statement of the problem. Processing of natural water is now produced using different types of filtering materials-ion and inert materials type of active coal, anthracite, sand and zeolites, etc. The cleaning process fixed the flow side of the filters. It is particularly the case for ion exchangers. One should be aware of the nature of impurities and thus prevent the secondary pollution of water through special preparation of sorbents.

Results. It is established that the product ion exchangers emit water as mineral and organic compounds. Fixed emission in water previously absorbed substances after regeneration of filters. It is shown that it is even a flow of distilled water that leads to degradation of ion exchangers. In addition all sorbents pollutes water with microorganisms.

Conclusions. The proposed cleaning method of ion exchangers from monomers or other substances entered in the synthesis of ion controlling regenerates was tested. It was found that anionites in the main form are chemically less resistant than in the salt ones. The restrictions on the reproduction of microorganisms in industrial ion exchange filters are proposed.

Keywords: ion exchangers, monomers, purification, reagents, microorganisms.

42

ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

УДК 691.327

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

И. В. Михневич1, С. Д. Николенко2

Воронежский государственный технический университет1, 2 Россия, г. Воронеж

1 Зав. лабораторией кафедры пожарной и промышленной безопасности, тел.: (473)271-30-00, e-mail: mihnevich@vgasu.vrn.ru

2 Канд. техн. наук, доц., проф. кафедры пожарной и промышленной безопасности, тел.: (473)271-30-00

Постановка задачи. Процесс строительства и эксплуатация автомобильных дорог требует устройства соответствующих сооружений. Для ускорения данного процесса предлагается использование быстровозводимых сооружений на базе пневматической опалубки, которые в процессе своей эксплуатации могут подвергаться тепловому воздействию в случае чрезвычайных ситуаций и аварий, что приводит к потере прочности. Цель работы — определение изменения прочностных характеристик бетона от подобных воздействий.

Результаты. Произведено экспериментальное сравнение прочностных характеристик материалов предлагаемого сооружения без теплового воздействия и после него, проведен анализ полученных результатов.

Выводы. В ходе проделанной работы выявлена потеря прочности мелкозернистого бетона после теплового воздействия и увеличение прочностных характеристик у керамзитобетона.

Ключевые слова: быстровозводимое сооружение, тепловое воздействие, прочность, дорожные службы.

Введение. Для организации служб по содержанию и ремонту автомобильных дорог, обслуживанию грузовых и пассажирских перевозок в проектах автомобильных дорог предусматривают строительство соответствующих зданий и сооружений:

для дорожной службы — комплексов зданий и сооружений управления дорог, комплексов зданий и сооружений основного и низового звеньев дорожной службы, жилых домов для рабочих и служащих, производственных баз, пунктов обслуживания и охраны мостов, переправ, тоннелей и галерей, устройств технологической связи;

для автотранспортной службы — зданий и сооружений обслуживания грузовых перевозок (грузовых автостанций, контрольно-диспетчерских пунктов), зданий и сооружений обслуживания организованных пассажирских перевозок (автостанций и автовокзалов, автобусных остановок и павильонов), зданий и сооружений для обслуживания участников движения в пути следования — автомобильного сервиса (мотелей, кемпингов, площадок отдыха, площадок для кратковременной остановки автомобилей, пунктов питания, пунктов торговли, автозаправочных станций, дорожных станций технического обслуживания, пунктов мойки автомобилей на въездах в город, устройств для технического осмотра автомобилей, устройств аварийно-вызывной связи);

©Михневич И. В., Николенко С. Д., 2017

43

Научный журнал строительства и архитектуры

для службы государственной инспекции по обеспечению безопасности дорожного движения — линейных сооружений по контролю дорожного движения.

Комплексы зданий и сооружений основного и низового звеньев дорожной службы рекомендуется располагать у населенных пунктов на единых для всего комплекса или близко расположенных площадках, непосредственно примыкающих к полосе отвода автомобильной дороги [14].

В качестве вышеописанных сооружений предлагается использовать сооружение на базе пневматической опалубки [3, 8—10, 12]. Данное сооружение не требует устройства фундамента, возводится в течение двух суток (включая время набора прочности), легко подвергается внешней и внутренней обработке (мытью, обеззараживанию и др.).

Обустройство мест хранения производственного инвентаря, стоянки дорожных машин и автомобилей предусматривают с учетом природных и производственных условий. Предлагаемое сооружение может возводиться в районах с высокими ветровой и снеговой нагрузками [2, 4—6, 11].

Основное звено службы содержания дорог при линейном принципе рекомендуется располагать с расстоянием 100—260 км в зависимости от категории дороги, низовое звено — с расстоянием 30—90 км. Если рассмотреть протяженность дорожной сети страны и разделить на рекомендуемые нормы, получим ориентировочную потребность в таких сооружениях. Она может составлять 3—4 сооружения на 50—70 километров.

1. Описание проблемы и постановка задачи. Учитывая разнообразие перевозимых грузов, в процессе использования вышеописанных сооружений возможно возникновение чрезвычайных ситуаций, в частности пожаров [7, 13, 15]. Одним из поражающих факторов при пожаре является тепловое воздействие, влияющее на строительные конструкции. Уровень теплового воздействия зависит от таких факторов, как удаленность от источника возгорания, величины пожарной нагрузки и интенсивности пожара.

Основным материалом строительных конструкций в настоящее время является бетон. В зависимости от температурных воздействий бетон может сохранять свою прочность неизменной или снижать ее. В различных научных источниках приводятся разные значения температуры теплового воздействия, при которых прочностные характеристики бетона не снижаются. В частности, есть информация, что при температуре воздействия 200—250 0С прочностные показатели бетона не изменяются [1].

Исходя из вышеизложенного, была поставлена цель исследования экспериментально оценить изменение прочностных характеристики мелкозернистого бетона и керамзитобетона после воздействия на него относительно высоких температур.

Изготовление и испытания контрольных образцов проводилось согласно ГОСТ 101802012 и ГОСТ 28570-90. Для проведения экспериментального исследования были изготовлены образцы бетона из цементно-песчаной смеси и смеси с добавлением в качестве заполнителя керамзита при соотношении Ц: П = 1:3 и водоцементном соотношении 0,5. В качестве вяжущего использовался портландцемент марки ПЦ-500, а в качестве заполнителя — песок, просеянный через сито № 5, в некоторых образцах использовался керамзит низких прочностных марок. Изготовление образцов производилось в кубических формах с размерами ребра 10 см (рис. 1).

По истечении двух суток производилась распалубка образцов (рис. 2) с их дальнейшим помещением в нормальные условия. Набор прочности происходил в течение 28 суток с последующей маркировкой образцов (рис. 3).

Перед испытанием на сжатие половина образцов подверглась тепловому воздействию. Нагревание образцов проводилось в муфельной печи «Снол» (рис. 4). Кубы одного вида бетона закладывались в муфельную печь одновременно по 3 штуки. Прогревание проводилось при температуре 200 0С в течение 30 минут. После этого образцы выдерживались при комнатной температуре в течение суток.

44

Рис. 1. Вид формы для изготовления образцов (а) и формы, заполненные бетонной смесью (б)

Рис. 2. Распалубленные образцы

Рис. 3. Промаркированные образцы

Рис. 4. Вид муфельной печи «Снол»

45

Научный журнал строительства и архитектуры

2. Методика и результаты испытаний. Непосредственно перед испытанием образцы были обмерены и визуально осмотрены. Осмотр не выявил явных дефектов, таких как трещины, околы ребер, раковины. Обмер был произведен при помощи штангенциркуля с точностью до 0,1 мм. Затем образцы были взвешены на лабораторных весах AND DL-3000WP с точностью 0,01 г.

Испытания на определение прочности проводились в Центре коллективного пользования ВГТУ, аттестованном в Госстандарте РФ. Для проведения испытаний использовалась универсальная 4-колонная напольная гидравлическая испытательная система «Инстрон» (модель 1500HDX), позволяющая производить испытания на сжатие с усилиями до 1500 кН. Образцы испытывались на сжатие с постоянной скоростью деформирования 1 мм/мин.

Для наглядности результаты испытаний сведены в табл. 1.

На основании полученных в ходе испытаний данных и для наглядного изображения результатов были построены усредненные графики зависимости перемещения от нагрузки (рис. 5—8), а максимальные значения вынесены в табл. 2.

Рис. 5. Усредненный график испытания образцов мелкозернистого бетона (БН)

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что образцы в рамках одного вида ведут себя схоже, явно выпадающих результатов нет. Сравнивая показатели разных видов бетона, можно увидеть, что образцы с наполнителем из керамзита выдерживают меньшую нагрузку, что обусловлено прочностными характеристиками материалазаполнителя — керамзита. Рассматривая образцы после теплового воздействия, можно сде-

46

лать вывод, что у кубов из мелкозернистого бетона после прогрева происходит уменьшение несущей нагрузки в среднем на 20 %, а образцы из керамзитобетона, наоборот, выдерживают нагрузку, большую на 30 % (рис. 9). Таким образом, значительное влияние на прочностные характеристики после теплового воздействия оказывает заполнитель.

Рис. 6. Усредненный график испытания образцов мелкозернистого бетона, подвергнутых тепловой обработке (Б)

Рис. 7. Усредненный график испытания образцов керамзитобетона (КН)

Рис. 8. Усредненный график испытания образцов керамзитобетона, подвергнутых тепловой обработке (К)

47

Научный журнал строительства и архитектуры

Рис. 9. Сравнительный график усредненных показателей

В ходе статистической обработки результатов испытаний [10] рассчитывались прочность бетона на сжатие, удельная прочность, средние размах, прочность и внутрисерийный коэффициент вариации, отклонение от среднего и среднеквадратичное отклонение. Для удобства результаты обработки сведены в табл. 3.

48

3. Визуальные наблюдения. В ходе испытаний проводились визуальные наблюдения за поведением образцов при испытании. После потери образцами несущей способности все образцы фотографировались. Разрушение всех образцов происходило практически одинаково. После испытаний образцы бетона, не подверженные тепловому воздействию, извлекались из испытательной системы и, несмотря на частичное осыпание материала при разрушении, продолжали сохранять форму. Образцы бетона, подверженные тепловому воздействию, практически рассыпались (рис. 10).

Выводы. В ходе работы проведено сравнительное экспериментальное исследование прочности при сжатии образцов кубов из мелкозернистого бетона и керамзитобетона, подвергнутого тепловому воздействию температурой 200 0С, и таких же образцов, не подвергнутых тепловому воздействию.

В результате практически установлено, что мелкозернистый бетон после нагревания теряет прочность при сжатии (≈20 %), а керамзитобетон в аналогичных условиях увеличивает прочность (≈30 %). Таким образом использование керамзитобетона для заполнения межо-

49

Научный журнал строительства и архитектуры

болочного пространства предлагаемого быстровозводимого сооружения с учетом увеличения его прочностных показателей при тепловом воздействии наиболее рациональный вариант.

Рис. 10. Вид образцов после испытания а) мелкозернистый бетон, подвергнутый тепловой обработке; б) мелкозернистый бетон;

в) керамзитобетон, подвергнутый тепловой обработке; г) керамзитобетон

Установленная же потеря прочности мелкозернистого бетона в условиях теплового воздействия не является критической и использование его в подобных сооружений также возможно.

Библиографический список

1. Жуков, В. В. Свойства тяжелого бетона после пожара [Электронный ресурс] / В. В. Жуков; А. А. Гусев // Бетон и железобетон: избранные статьи. — 1984. // Строительные материалы. — Режим доступа: http://www.alobuild.ru/betony/beton_i_zhelezobeton_1984/svoistva-tyazhelogo-betona.php.

2.Защитные сооружения в системе защиты населения от чрезвычайных ситуаций / сост.: С. Д. Николенко, С. А. Сазонова, Е. А. Сушко. — Воронеж: ВГАСУ, 2016. — 103 с.

3.Мелькумов, В. Н. Инновационная пневмотехнология возведения фиброармированных конструкций / В. Н. Мелькумов, А. Н. Ткаченко, Д. А. Казаков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2014. — № 4. — С. 11—21.

4.Мелькумов, В. Н. Перспективы применения геодезических методов наблюдения за деформациями пневматических опалубок / В. Н. Мелькумов, А. Н. Ткаченко, Д. А. Казаков, Н. Б. Хахулина // Научный журнал строительства и архитектуры. — 2015. — № 1 (37). — С. 51—58.

5.Михневич, И. В. Использование заполнителей в быстровозводимых сооружениях на основе пневмоопалубки / И. В. Михневич, С. Д. Николенко, Д. А. Казаков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2015. — № 3. — С. 39 — 45.

50