CC BY
51
НАУКОВ1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ
УДК 691.5
БАГАТОФУНКЦЮНАЛЬШ ШВИДКОТВЕРДНУЧ1 СУХ1 БУД1ВЕЛЬН1 СУМ1Ш1 НА ОСНОВ1 В'ЯЖУЧИХ ЕТРИНГ1ТОВОГО ТИПУ
О. А. Ожищенко, М. В. Савицький, д. т. н., проф.
Ключовi слова: cyxi буд^вельш cyMrni, швидкотверднуч1 cyMrni, в'яжуч1 етрингтового типу, термт будiвництва, ремонтт робти, eapmicmb будiвництва
Актуальшсть. На сьогодшшнш день, в умовах високих щн на житлове будiвництво, обумовлене високими банювськими процентними ставками, в Укра!ш актуальним е питания скорочення термшв будiвництва.
Один з можливих методiв скорочення термiнiв будiвництва е застосування швидкотверднучих будiвельних сумiшей з використанням так званих в'яжучих етрингiтового типу. Пщ в'яжучими етрингiтового типу розумiемо в'яжучi в процесi пдратацп яких утворюеться етрингiт як головний продукт пдратаци. Одним iз головних переваг таких в'яжучих е досить швидкий зрiст мiцностi при звичайнiй тривалост рухливостi сумiшi та незначному шдвищенню вартостi у порiвняннi з ординарним портландцементом.
Аналiз публiкацiй. В юнуючих роботах [1 - 3; 7; 10; 15], присвячених в'яжучим етринптового типу, не в повнiй мiрi дослiдженнi властивостi таких сумiшей. До того ж кшьюсть дослiджених сумшей досить обмежена, що не дозволяе робити однозначш висновки стосовно !х будiвельно-технiчних властивостей. У зв'язку з вищенаведеними факторами, дослiджения швидкотверднучих сухих бущвельних сумiшей на основi в'яжучих етринптового типу, е актуальним.
Метою роботи е розробка швидкотверднучих сухих бущвельних сумшей на основi в'яжучого етринптового типу та дослщження !х основних фiзико-механiчних властивостей.
Виклад основного MaTepiany. Аналiз вiтчизняного ринку швидкотверднучих сухих бущвельних сумiшей [5; 8; 9; 11; 13; 14] показав, що iснуючi сумiшi мають досить чггко визначену та iнколи досить обмежену сферу застосування. З шшого боку, у зв'язку з наявшстю в !х складi специфiчних i не досить поширених складових, !х застосування не завжди е економiчно вигiдним. Саме тому була зроблена спроба розробити багатофункцiональну суху швидкотверднучу будiвельну сумiш, яка б складалася з поширених в Укра!ш матерiалiв та використання яко! було б економiчно доцiльним. Вимоги, що висувалися до сумiшi: швидкий набiр мщносп на раннiх термiнах, достатня рухомють сумiшi та невисока собiвартiсть.
Базовими матерiалами були прийнятi широко розповсюджений та досить недорогий портландцемент (далi ПЦ), а також алюмiнатний (глиноземний) цемент (далi АЦ) та сульфат кальщю (далi СК). Для досягнення поставлено! мети було дослiджено декшька рiзновидiв вищенаведених матерiалiв. Так, в якост АЦ було прийнято два алюмшатних цементи однакового хiмiчного та мшералопчного складу, але рiзно! тонкост помелу (3 307 та 4 528 см2/г). В якостi сульфату кальщю розглядалися ангiдрит CaSO4 та фосфогшс - вiдходи хiмiчноl промисловосп. Сумiш портландцементу, алюмiнатного цементу та сульфату кальщю становить собою так зване в'яжуче етринптового типу. Також застосовувались рiзноманiтнi модифiкуючi добавки та суперпластифшатори, що дозволяли покращити ту чи шшу фiзико-механiчну характеристику [4; 6; 12]. Вс дослщження проводилися на еталонних розчинах такого складу: тсок - 1 350 г, в'яжуче етринптового типу (далi ВЕТ) - 350 г, комплекс модифшуючих добавок (два сповiльнювачi схоплювання та два прискорювачi твердiния) -0,7 % вщ маси в'яжучого, сшввщношення вода/в'яжуче - 0,5, суперпластифшатор - 3,2 % вiд маси води.
У результат численних експериментальних дослiджень було визначено оптимальний склад сумiшi, яка б вщповщала всiм висунутим вимогам. Склад розроблено! сумiшi - 40 ПЦ / 60 ВЕТ 40 (40 % портландцементу, 36 % алюмшатного цементу, 24 % сульфата кальщю). Ця сушш становить собою готове для використання порошкове в'яжуче, яке в результат додавання до нього води утворюе будiвельний розчин, не схильний до розшарування. Характеристики отриманого матерiалу наведеш у таблиц 1.
Щодо сфери застосування розроблено! сумш^ вона може використовуватися для
проведення термiнових ремонтних робгг на бетонних та залiзобетонних конструкщях, у тому числi методом ш'ектування, реставраци пошкодженних поверхонь бетону, ремонту захисного шару, загладжування поверхневих дефектов, тампонування при протiканнях.
Таблиця 1
Основм характеристики системи 40 ПЦ / 60 ВЕТ 40
Характеристика Значення
Властивосп продукту
Консистенщя Порошок
Колiр ^рий
Зберiгання У закритш упаковцi в сухому мiсцi протягом 12 мюящв
Характеристики застосування
Сшввщношення сумiшi На 100 частин сумiшi -11 - 12,5 частин води
Консистенцiя сумiшi Тиксотропна
Розплив сумiшi (на вiбрацiйному столику) 160 - 180 %
Щiльнiсть сумiшi 2,2 кг/м3
рН сумiшi 12,5
t°C застосування От +5 до +20°C
Життездатшсть сумiшi Близько години
Характеристики
Мiцнiсть на стиск (МПа)
- тсля 1 дня 26
- тсля 7 дтв 38
- тсля 28 дтв 40
Мiцнiсть на згин (МПа)
- тсля 1 дня 5
- тсля 7 дтв 5
- тсля 28 дтв 6
Вщдшення води (зпдно Свронорм! EN 8998/89) вщсутне
На основi розроблено! сумiшi також може бути виготовлений бущвельний розчин, не схильний до розшарування i здатний проникати в порожнини найскладшшо! форми. Завдяки характеристикам розроблено! сумiшi li застосування достатньо рiзноманiтне. Окрiм способiв застосування, що е спiльними для розчину та сухо! будiвельно! сушш^ наведених вище, також можна виокремити можливють використання розчину для заповнення жорстких швiв мiж монолiтними та збiрними бетонними елементами, усунення розшарування цегляно! стiни методом iн'ектування.
Також на основi розроблено! сухо! бущвельно! сумiшi було розроблено склад швидкотверднучого бетону. Його мiцнiстнi характеристики, в порiвняннi з мiцнiстю звичайного портландцементу, наведет в таблицi 2.
Таблиця 2
Пор1вняння мщтсних характеристик бетомв
На основi На основi
Характеристика розробленого звичайного
матерiалу портландцементу
Мщшсть на стиск у вщ , МПа
8 годин 22,5 1,1
24 години 30 4,9
7 дiб 40,7 9,48
28 дiб 42,9 10,2
№ 4 квггень 2012
Продовження таблиц7 2
Мщнють на розтяг у вщ, МПа
8 годин 4 2
7 дiб 5,5 2,6
28 дiб 5,7 3,3
Собiвартiсть розроблених матерiалiв (сухо! бущвельно! сумiшi, а також розчину та бетону на основi дано! сушш^ наведенi в таблиц 3.
Таблиця 3
Соб1варт1стъ розроблених матер1ал1в
№ п/п Мат^ал Од. вимiрювання Вартють, грн
1 Суха бущвельна сумiш т 2 379
2 Розчин т 748
3 Бетон т 980
Для оцшки економiчно! ефективностi застосування розроблено! сумiшi був шдрахований технiко-економiчний ефект вiд використання цього матерiалу для будiвництва 9-поверхово! офюно-житлово! будiвлi. Конструктивна схема будiвлi прийнята у виглядi монолiтного затзобетонного каркасу, що складаеться з колон квадратного перерiзу 400 х 400 мм i монолiтного перекриття. Розмiри будiвлi в планi - 36,3 м х 22,5 м. У якостi показника економiчно! ефективностi розроблено! композицп була прийнята вартiсть матерiалу та термiни його набору мщност у порiвняннi з застосуванням звичайного портландцементу.
Досягнення економiчного ефекту вщ застосування розробленого матерiалу стае можливим за рахунок зниження загально! вартосп будiвництва будiвлi завдяки параметрам:
- швидкий набiр мiцностi запропонованого бетону ^ як наслiдок, пiдвищення оборотносп опалубки та скорочення витрат на !! оренду;
- зменшення витрат на машини та механiзми за рахунок скорочення перюду !х роботи;
- дострокове введення в експлуатащю бущвль
Розрахунок вартостi виконувався лише для робщ що виконуються при зведенш каркаса будiвлi. Розрахунки виконаш в програмi Smeta Online зпдно чинних норм. Результати розрахунку представлеш в таблиця 4.
Таблиця 4
Пор1вняння витрат на зведення буд1вл1
№ п/п Показник Показники ефективносп дослiджуваних матерiалiв
Звичайний портландцемент Розроблений матерiал
1 Вартють 1м3 бетона 810 980
2 Кошторисна вартють монол^них робiт, тис.грн 9 894,767 1 147,541
Щодо скорочення термшв будiвництва, то завдяки застосуванню розроблено! сумiшi термши будiвництва можуть бути скороченi з 5 до 3,5 мюящв для зведення каркаса розглянуто! будiвлi.
Економiчний ефект за рахунок скорочення термшв тужавлення матерiалу конструкцiй та дострокового введення в експлуатащю бущвл^ що зводиться складае 182,985 тис. грн, вщ скорочення умовних постiйних накладних витрат при зведеннi монолiтного каркаса будiвлi складае 188,47 тис. грн.
Висновок. Використання сухих будiвельних сумшей на основi в'яжучих етрингiтового типу е альтернативним та перспективним засобом скорочення процесу твердшня та набору мщносп цементiв та бетонiв i як результат - зменшення вартосп будiвництва. При застосуваннi бетону на основi розроблено! багатофункцiонально! сухо! бущвельно! сумiшi, яка складаеться з 40 % ПЦ, 36 % АЦ та 24 % СК та комплексу модифшуючих добавок,
економiчний ефект за рахунок скорочення строюв твердiння матерiалу конструкцш та дострокового введения в експлуатащю будiвлi, що зводиться, складае 182,985 тис. грн, вщ скорочення умовних постiйних накладних витрат при зведенш монолiтного каркасу 9-поверхово1 будiвлi, яка складае 188,47 тис. грн (52,16 грн/м3).
ВИКОРИСТАН1 ДЖЕРЕЛА
1. Алкснис Ф. Ф. Твердение и деструкция гипсоцементных композиционных материалов / Фрицис Фрицевич Алкснис - Л. : Стройиздат, 1988. - 103 с.
2. Баженов Ю. М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций / Юрий Михайлович Баженов - М. : Госстройиздат, 1963. - 128 с.
3. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны / Владимир Григорьевич Батраков. - М. : Стройиздат, 1990. - 400 с.
4. К оценке совместимости химических добавок с цементами в технологии бетона / Ушеров-Маршак А. В., Златковский О. А. и др. // Строительные материалы и изделия, 2003. -№ 4. - С. 11 - 15.
5. Менделеева И. Н. Сухие смеси на основе смешанных цементов [Электронный ресурс] -Систем. вимоги: Pentium ; 32 Mb RAM ; Windows 95, 98, 2000, ХР ; MS Word 97-2000. - Режим доступа к статье. : http://www.spsss.ru/confer/doclad08/medvedeva.doc
6. Мешков П. И. Способы оптимизации составов сухих строительных смесей / Мешков П. И., Мокин В. А. // Строительные материалы. - 2000. - № 5. - С. 12 - 14.
7. Мчедлов-Петросян О. П. Расширяющиеся составы на основе портландцемента (химия и технология) / О. П. Мчедлов-Петросян, Л. Г. Филатов. - М. : Изд-во лит. по строительству, 1965. - 140 с.
8. Песцов В. И. Современное состояние и перспективы развития производства сухих строительных смесей в России / В. И. Песцов, Э. Л. Большаков // Строительные материалы, 1999. - № 3. - С. 3 - 5.
9. Рекомендованные рецептуры приготовления сухих смесей. ООО «Спец-контракт» [Электронный ресурс] — по данным ООО «Спец-контракт» - К. , 2000 - Систем. вимоги: Pentium ; 32 Mb RAM ; Windows 95, 98, 2000, ХР ; MS Word 97-2000.
10. Рояк С. М. Специальные цементы / С. М. Рояк, Г. С. Рояк - М. : Стройиздат, 1983. - 279 с.
11. Саницький М. А. Модифшоваш цементи для бетошв та бущвельних розчишв / Саницький М. А., Марущак У. Д., Шевчук Г. Я. [та ш.] // Зб. наук. праць : Бущвельш конструкци. - 2002. - № 56. - С. 378 - 385.
12. Савицкий Н. В. Ускорение процесса твердения портландцемента вяжущими эттрингитового типа / Н. В. Савицкий, О. А. Ожищенко // Проблемы современного бетона и железобетона. - 2011. - № 74, кн. 2. - С. 84 - 89.
13. Современные методы оптимизации композиционных материалов / [Вознесенский В. А., Выровой В. Н., Керш В. Я. и др.]. - К. : Бущвельник, 1983. - 144 с.
14. Сумiшi бущвельш сухi модифшоваш Загальш техшчш умови : ДСТУ-П Б В.2.7-126:2006. - [Чинний вщ 2006-04-27]. - К. : Мшютерство бущвництва, архггектури та житлово-комунального господарства Украши, 2006. - 33 с. - Нацюнальний стандарт Украши.
15. Lamberet S. Durability of ternary binders based on portland cement, calcium aluminate cement and calcium sulfate. Thèse de doctorat de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne / Lamberet Severine. - EPFL., 2005. - 186 с.
УДК 69.06:658.012.2
СЕЛЕКТОНОВАЦ1Я УПРАВЛ1НСЬКИХ Р1ШЕНЬ У РЕАЛ1ЗАЦП СКЛАДНИХ
БУД1ВЕЛЬНИХ ПРОЕКТ1В
I. Д. Павлов, * д. т. н., проф., Ф. I. Павлов, к. т. н., доц., М. О. Каплуновська, * к. т. н. * Запор1зька державна тженерна академ1я
Ключовi слова: селектоновацгя ршень, оптимальне управлгнське ршення, сгтьова модель, економгко-математична модель, складний будгвельний проект
Постановка проблеми. Виконання складного бущвельного проекту в визначений термш завжди пов'язане з можливютю використання i наявнютю ресуршв (трудових, матерiально-
