2298

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

References

1.Prangishvili, I.V. System approach and system-wide laws / I.V. Prangishvili. – M.: SINTEG, 2000. – 528 p.

2.Garkina, I.A. Building materials as a system / I.A. Garkina, A.M. Danilov, E.V. Korolev // Building materials. – 2006. – № 7. – P.55–58.

3.Danilov, A.M. Modern general methodology for the identification of systems: modeling the properties of materials / A.M. Danilov, I.A. Garkina // Regional architecture and engineering. – №1 (8). –2010. – P.11–14.

4.Danilov, A.M. Application of the PATTERN method to the design of composite materials / A.M. Danilov, I.A. Garkina // Vestnik BSTU. V. G. Shukhov. – 2011. – № 1. – P.46–51.

5.Danilov, A.M. Complex systems of modular structure: composites, autonomous studies of separate subsystems / A.M. Danilov, I.A. Garkina // News of KazGASU. – 2011. –

№1 (15). – P.152–156.

6.Garkina, I.A. Cognitive modeling in the synthesis of composite materials as complex systems / I.A. Garkina, A.M. Danilov, E.V. Korolev // News of universities. Building. – 2009. – № 3/4. – P.30–37.

7.Garkina, I.A. Quality management of materials with special properties / I.A. Garkina, A.M. Danilov //Control Sciences. – 2008. – № 6. – P. 67–74.

8.Garkina, I.A. System approach to the development of materials: modification of the PATTERN method / I.A. Garkina, A.M. Danilov, E.V. Korolev // Vestnik MGSU. – 2011. –

№2, Т.2. – P.400–405.

9.Garkina, I.A. Flocculation in dispersed systems / I.A. Garkina, A.M. Danilov, V.A. Smirnov // Control systems and information technologies. – 2008. – № 2.3 (32). – P.344–347.

10.Danilov, A.M. Saturn – technology of management structure and properties of materials as complex systems / A.M. Danilov, I.A. Garkina // Problems of informatics in education, management, economics and technology: coll. Articles XI Intern. scientific and technical conf. – Penza: PDZ, 2011. – P. 40–43.

11.Bazhenov, Yu.M. Systems analysis in building materials science: monograph / Yu.M. Bazhenov, I.A. Garkina, A.M. Danilov, E.V. Korolev. – M .: MGSU: Library of scientific research and projects, 2012. – 432 p.

12.Budylina, E.A. Modeling with the positions of management in technical systems / E.A. Budylina, I.A. Garkina, A.M. Danilov // Regional architecture and engineering. –

№2 (16). – 2013. – P. 138–143.

13.Garkina, I.A. System methodologies, system identification and control theory: industrial and aerospace applications / I.A. Garkina, A.M. Danilov, E.V. Lapshin, N.K. Yurkov // Proceedings of higher educational institutions. Volga region. Technical science. – 2009. – № 1 (9). – P.3–11.

14.Danilov, A.M. Formalization of the operator’s assessment of the characteristics of the control object / A.M. Danilov, E.R. Domke, I.A. Garkina // Information systems and technologies. – №2 (70). – 2012. – P.5–11.

15.Garkina, I.A. Management in complex technical systems: methodological principles of management / I.A. Garkina, A.M. Danilov // Regional architecture and engineering. – №1 (12). – 2012. – P.39–43.

16.Garkina I.A. Modifiers for sulfur composites of special purpose / I.A. Garkina // Izvestia Universities. Chemistry and chemical technology. – 2008. – № 5, Т.51. – P.70–75.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

УДК 691

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА НАПОЛНЕННЫХ МАТРИЧНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ

ДЛЯ КАРКАСНЫХ КОМПОЗИТОВ

В.В. Леснов, В.Т. Ерофеев

Изучено влияние содержания суперпластификатора, В/Т, наполнителя и его удельной поверхности на подвижность, среднюю плотность и водопоглощение цементных матриц, предназначенных для каркасных композитов. Получены эффективные матрицы с широким диапазоном реологических и структурных свойств, рассчитаны их математические модели.

Ключевые слова: каркасный композит, матрица, наполнитель, реологические и структурные свойства, математическая модель

RHEOLOGICAL AND STRUCTURAL PROPERTIES OF FILLED MATRIX OF CEMENT COMPOSITIONS, INTENDED FOR CARCASS COMPOSITES

V.V. Lesnov, V.T. Erofeev

The influence of superplasticizer content, I/T, filler and its specific surface area on the spreadability, average density and water absorption of cement matrices intended for carcass composites was studied. Efficient matrices with a wide range of rheological and structural properties are obtained and their mathematical models are calculated.

Keywords: carcass composite, matrix, filler, superplasticizer, rheological and structural properties, mathematical model

Физико-технические свойства и долговечность каркасных композитов определяются во многом свойствами пропиточной матрицы, которой заполняют предварительно изготовленный высокопористый каркас при их изготовлении [1–3]. Основное требование к пропиточным матрицам – качественное заполнение пустот каркаса, которое может быть достигнуто только эффективным снижением вязкости матриц с помощью их модификации высокоэффективными пластифицирующими добавками, например суперили гиперпластификаторами [4–5]. Улучшения процессов структурообразования и повышения экономической эффективности матричных композиций можно добиться введением в их состав разнообразных видов наполнителей [6].

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

На основе этих предпосылок нами были проведены исследования по разработке, изготовлению и изучению свойств цементных матриц при совместном введении в их состав наполнителя и суперпластификатора. Для получения математических моделей изменения свойств пропиточных матриц использовался метод математического планирования эксперимента. В качестве факторов были выбраны: соотношение содержания портландцемента и наполнителя (ПЦ/Н) – Х1, водотвердое отношение (В/Т) – Х2 и количество суперпластификатора (СП) в матрице – Х3. При изготовлении матричных составов в качестве вяжущего использовали портландцемент марки ЦЕМ-I 42,5Н (ОАО «Мордовцемент»), наполнителя – порошок доломитизированного известняка, пластифицирующей добавки – суперпластификатор марки Melflux 1641F. Наполнитель получали путем помола доломитизированного щебня марки 1200 (ООО «Биянковский щебеночный завод», Челябинская обл., г. Миньяр) до удельной поверхности 0,3 и 0,5 м2/г. Безразмерные уровни варьируемых факторов и их натуральные значения составов пропиточных матриц приведены в таблице.

Безразмерные и натуральные значения уровней факторов

П р и м е ч а н и е . Натуральные значения фактора Х1 даны в мас.ч./мас.ч., Х2 – в отн.ед., Х3 – в процентах по сухому веществу от общей массы вяжущего и наполнителя

Диапазоны значений факторов эксперимента были предварительно подобраны по высоте пропитки каркаса матрицами, определяемой визуально. Каркас моделировали уплотненной насыпкой, состоящей из зерен доломитизированного известнякового щебня крупностью 5–10 мм и высотой 70–75 мм (рис. 1).

аб

Рис. 1. Определение пропитки зернового каркаса матричным составом:

а – матрица частично пропитала каркас, б – матрица полностью пропитала каркас

Технология приготовления матриц включала следующие операции: дозирование составляющих, предварительное перемешивание портландцемента всухую с СП и наполнителем в течение 30 с, добавление воды и перемешивание миксером в течение 120 с. Смесь укладывали в форму и уплотняли на встряхивающем столике 30 ударами с частотой 1 удар в секунду. Через сутки образцы вынимали из формы и подвергали тепловлажностной обработке (ТВО) в пропарочной камере. Режим ТВО был следующим: подъем температуры до 90 С – 2 ч, изотермическое выдерживание – 6 ч и естественное остывание до 20 С. Испытания проводились на образцах-призмах

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

На основании экспериментальных данных и полученных математических моделей можно сделать следующие выводы:

1.Выбранные диапазоны изменения факторов (ПЦ/Н, В/Т, количество СП) позволяют изготавливать пропиточные цементные матрицы с широкими диапазонами

значений реологических и структурных характеристик. Так, расплыв матриц изменялся в пределах 30,5…38,6 см и 31,0…38,6 см, средняя плотность – 1901…2107 кг/м3 и 1921…2165 кг/м3, водопоглощение – 6,0…12,6 % и 5,2…11,4 % при введении в состав матриц наполнителя с удельной поверхностью, равной 0,3 и 0,5 м2/г соответственно.

2.Увеличение количества СП «Melflux 1641F», водотвердого отношения и содержания наполнителя в составах матриц приводит к снижению их средней плотности и росту водопоглощения. Расплыв композиций растет с увеличением СП и В/Т, также на него оказывает некоторое влияние увеличение содержания наполнителя и его удельной поверхности. С повышением удельной поверхности наполнителя наблюдалось увеличение средней плотности и снижение водопоглощения пропиточных матричных композиций.

3.Получены эффективные составы наполненных пластифицированных матриц с реологическими и структурными характеристиками, пригодными в последующем для изготовления каркасных композитов, материалов, конструкций и изделий на их основе.

Список литературы

1.Ерофеев, В.Т. Каркасные строительные композиты: автореф. дис. ... д-ра техн.

наук / В.Т. Ерофеев. – М., 1993. – 52 с.

2.Леснов, В.В. Дисперсно-армированные каркасные бетоны / В.В. Леснов, В.Т. Ерофеев, М.А. Асташов // Известия ОрелГТУ. Сер. Стр-во. Трансп. – 2008. –

№4/20 (551). – С. 70–74.

3.Ерофеев, В.Т. Армированные каркасные композиты для зданий и сооружений / В.Т. Ерофеев, В.И. Римшин, В.Ф. Смирнов [и др.]. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2015. – 360 с.

4.Леснов, В.В. Влияние металлической дисперсной арматуры и суперпластифицирующих добавок на ударную вязкость и структурные свойства каркасных композитов / В.В. Леснов, В.Т. Ерофеев // Русский инженер. – 2017. – №4(57). – С. 68–70.

5.Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В.Г. Батраков. –

М., 1998. – 768 с.

6.Дворкин, Л.И. Цементные бетоны с минеральными наполнителями: монография

/Л.И. Дворкин, В.И. Соломатов, В.Н. Выровой, С.М. Чудновский. – Киев: Будивельник,1991. – 136 с.

References

1.Erofeev, V.T. Carcass building composites: abstract of the thesis of doctor of technical Sciences / V.T. Erofeev. – M., 1993. – 52 p.

2.Lesnov, V.V. Fiber reinforced carcass concretes / V.V. Lesnov, V.T. Erofeev, M.A. Astashov // Izvestiya OrelGTU. Ser. Build. Transp. – 2008. – №4/20 (551). – P. 70–74.

3. Erofeev, V.T. Reinforced carcass composites for buildings and structures / V.T. Erofeev, V.I. Rimshin, V.F. Smirnov [et al.]. – Saransk: Mordovia State University Publishing House, 2015. – 360 p.

4.Lesnov, V.V. Study of the influence of different types of fibres and superplasticizing additives on the strength properties of carcass composites / V.V. Lesnov, V.T. Erofeev // Russian engineer. – 2017. – №3(56). – P. 46–48.

5.Batrakov, V.G. Modified concretes. Theory and practice / V.G. Batrakov. – M., 1998. – 768 p.

6.Dvorkin, L.I. Cement concretes with mineral fillers: monography / L.I. Dvorkin, V.I. Solomatov, V.N. Vyrovoj, S.M. Chudnovskij. – Kiev: Budivelnik, 1991. – 136 p.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНВИНИЛАЦЕТАТА*

В.Д. Черкасов, В.В. Авдонин, А.Н. Волоцкой, Ю.В. Юркин, И.А. Мансурова

Благодаря установленным экспериментальным зависимостям определен тип смолы, улучшающий вибропоглощающие свойства и повышающий жесткость композитов на основе этиленвинилацетата. Установлен предел работоспособности композитов со смолами при отрицательных температурах.

Ключевые слова: этиленвинилацетат, смола, тангенс угла механических потерь, модуль упругости, температура

THE INFLUENCE OF MODIFIED ADDITIVES ON DYNAMIC PROPERTIES OF POLYMERIC MATERIALS BASED ON ETHYLENEVINYL ACETATE

V.D. Cherkasov, V.V. Avdonin, A.N. Volotskoy, Yu.V. Yurkin, I.A. Mansurova

Due to the established experimental dependencies the authors have determined the type of resin, which improves damping properties and increases the stiffness of composites based on ethylene-vinyl

* Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации

(Соглашение № 075-02-2018-410 от 15 ноября 2018 г.).