CC BY
40
участками, так как в низине температура зимой на 5-6 градусов ниже, чем на возвышенном месте.
Таким образом, учет структурно-формирующих факторов, необходим на современном этапе реконструкции сельских поселений и их территориальных группировок.
Список литературы:
1. Григорьев В.А., Огородников И.А. Экологизация городов в мире, России, Сибири //Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН. - Новосибирск, 2001. -С. 35. - (Сер. Экология. Вып. 63).
ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КЛИНКЕРНЫХ ВЯЖУЩИХ И ТОНКОДИСПЕРСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ФИЛЬТРАЦИОННОГО
ПРЕССОВАНИЯ
© Григорьева М.А.*, Заманова О.Ф.4
Кумертауский филиал Оренбургского государственного университета,
г. Кумертау
Технология фильтрационного прессования позволяет получать широкую гамму высокопрочных материалов повышенной водостойкости, морозостойкости, износостойкости, способных заменить традиционные дорогостоящие природные каменные облицовочные материалы. В статье представлены сведения о формировании цементных связок, влиянии вида вяжущего и его соотношений на механические показатели прессованных материалов, влиянии дисперсности ракушечного наполнителя на свойства прессованных цеменгно-карбонатных материалов.
Прессование систем различной минералогической породы с отводом воды затворения позволяет получать материал с достаточно высокими прочностными показателями. При этом большое влияние на свойства оказывает дисперсность продуктов, их фракционный состав, соотношение содержания дисперсных компонентов.
Синтез прочности гидратируемых минеральных вяжущих и бетонов на их основе определяется уплотнением развивающейся системы и кристаллизационным срастанием отдельных кристаллитов и флокул поризо-ванной гидратной массы.
* Преподаватель кафедры Городского строительства и хозяйства.
* Ассистент кафедры Городского строительства и хозяйства.
Многоранговость пористой структуры цементного камня, обуславливающая взаимодействие пор смежных рангов, приводит к значительным дополнительным потерям прочности. При этом повышению прочности при прочих равных условиях будет соответствовать понижение уровня многоранговости пористости.
Основой кристаллогидратной связки цементного камня на портландцементе является кристаллит гидросиликатной составляющей с поперечным размером около 10 нм, что предопределяет стабильное значение внутрикристаллогидратной пористости на уровне около 28 % и среднего размера гелевых пор 2 ... 3 нм.
Особый интерес представляет механизм упрочнения цементных связок на основе использования тонкодисперсных минеральных наполнителей [1]. Использование в качестве наполнителей тонкодисперсного известняка-ракушечника или различных карбонатных отходов, дает ряд преимуществ по сравнению с тонкомолотым кварцевым песком и другими наполнителями силикатного характера. Во-первых карбонат кальция имеющий положительный заряд на внешней поверхности частиц приводят при взаимодействии с гидросиликатами кальция к увеличению сил сцепления на поверхности раздела фаз по сравнению с наполнителем кремнеземистой природы [2, 3]. Во-вторых, в условиях нормального твердения цементно-карбонат-ных систем на поверхности карбонатной и гидросиликатной фаз образуются гидрокарбоалюминаты различного состава, в частности монокарбоалю-минат кальция 3Са0А1203СаС0311Н20, «четверной» гидрокарбоалюминат кальция, полукарбоалюминат кальция 3Са0 А1203 1/2Са(0Н)21/2СаС03 и гидрокарбоферрит кальция 3 Са0Ре203СаС0311Н20, что значительно увеличивает сцепление носителя с продуктами гидратации цементного камня.
В настоящее время для получения высокопрочных цементных связок наряду с применением добавок, суперпластификаторов, высокодисперсных цементов, можно использовать метод фильтрационного прессования, который позволяет получить остаточные водоцементные отношения 0,2 и менее, что трудно достигается другими способами уплотнения. Возникает проблема недолговечности данных связок.
Обеспечение долговечности высокопрочных цементных связок может быть достигнуто введением микронаполнителя в количествах 20 % и более, позволяющего при низких водотвердых отношениях ^ < 0,20) и соответственно высоком уплотнении структуры на бинарном вяжущем в условиях фильтрпрессования иметь умеренные водоцементные отношения ^ > 0,25), обеспечивающие необходимый резерв капиллярного пространства в условиях длительной гидратации [4].
На основе исследований влияния вида вяжущего и его содержания в составе исходной сырьевой смеси совместно с дисперсным карбонатным наполнителем (ракушечником) на прочностные характеристики прессо-
ванных материалов по четырем основным видам вяжущих при их различных концентрациях в составе исходной смеси:
- бездобавочным портландцементом М500;
- белым бездобавочным портландцементом М500;
- шлакопортландцементом М400;
- гипсовым вяжущим р-модификации Г4 AП.
Эксперименты проводились с основными группами составов композиций, представленных в табл. 1. Прессование с отводом воды в данных экспериментах осуществлялось при одинаковом давлении, равном 10 МПа, исходном В/Т = 0.4, удельной поверхности ракушечника 2100 см2/г.
Таблица 1
Прочность на сжатие прессованных цементио-ракушечных образцов в зависимости от состава композиции и длительности твердения
Соотношение компо- Время выдержки в норм. условиях, сут. Прочность на сжатие , МПа
нентов, масс. % Портланд-цемент Шлакопортланд- Белый портландце-
Цемент Ракушечник ПЦ 500 ДО Стер-лита-макского АО «Сода» цемент ШПЦ-400 Стерлитамакско-го АО «Сода» мент ПЦ 500 ДО Коломенского АО «Ще-кинский цемент»
1 6,6 5,1 7,7
10 90 3 12,5 9,6 13,8
7 20,2 15,4 23,1
28 26,1 20,1 29,4
1 9,8 8,2 11,4
20 80 3 18,8 15,0 21,5
7 21,1 25,2 33,2
28 38,5 31,1 42,8
1 12,2 10,3 12,1
30 70 3 26,8 22,6 26,5
7 36,6 30,2 37,1
28 46,5 15,4 49,3
1 18,0 35,2 20,1
50 50 3 42,3 46,8 46,8
7 54,6 57,2 59,7
28 68,1 38,4 74,2
1 24,8 21,2 23,1
70 30 3 58,5 51,5 59,1
7 75,0 64,5 84,2
28 89,4 76,8 96,0
1 36,0 33,0 33,1
100 0 3 68,5 64,2 74,6
7 95,7 89,0 103,8
28 115,4 102,4 131,0
Как видно из представленных экспериментальных данных, метод фильтрационного прессования позволяет получить достаточно прочный каменный материал на основе маложесткого исходного материала, каким являются дисперсные отходы камнепиления известняка-ракушечника. Так до-
бавка цементной составляющей в количестве 10-20 % к дисперсному ракушечнику позволяет получить материал с прочностью на сжатие в стандартном возрасте порядка 25-30 мПа и выше, что подтверждает эффективность метода фильтрационного прессования по сравнению с традиционными способами уплотнения смеси.
Следует отметить еще одно преимущество метода фильтрационного прессования - ускоренный набор прочности материалом в ранние сроки твердения. При этом более высокую прочность, что соответствует теоретическим данным, имеют системы на основе белого цемента, что вероятно образованием в твердеющей структуре определенного количества гидро-карбоалюминатов кальция. Менее прочная структура получена на образцах, в составе которых содержится шлакопортландцемент, в силу его пониженной марочности (М 400).
При получении гипсо-ракушечных материалов методом фильтрационного прессования пластичных смесей на основе ракушечника и гипсового вяжущего (табл. 2) выявлены следующие закономерности.
Таблица 2
Прочность на сжатие гипсо-ракушечных прессованных образцов в зависимости от состава и длительности хранения (давление прессования 10 мПа, В/Т = 0.5)
Соотношение компонентов, масс. % Время выдержки в воз- Прочность
Гипс Ракушечник душных условиях, сут. на сжатие, МПа
2 1,8
10 90 7 3,6
28 3,9
2 2,4
20 80 7 4,0
8 4,2
2 3,6
30 70 7 7,8
28 8,1
2 5,6
50 50 7 11,4
28 17,2
2 10,2
70 30 7 19,8
28 19,8
2 16,1
100 0 7 32,0
28 32,0
По сравнению с цементно-ракушечными системами гипсо-ракушеч-ные структуры обладают значительно низкой прочностью и водостойкостью, что резко ограничивает возможности использования данных материалов [5]. Кроме того, у гипсо-ракушечных композиций происходит бо-
лее резкое снижение прочности при увеличении процентного содержания дисперсного ракушечника по сравнению с цементно-ракушечными материалами, что обуславливает повышенный расход гипсового вяжущего. При прессовании гипсо-ракушечных материалов весь цикл приготовления смеси и ее прессование должен происходить до начала схватывания гипсового вяжущего, что накладывает определенные технологические огра-ничения. Вместе с тем у гипсо-ракушечных материалов имеется одно технологическое преимущество - достаточно быстрое (в течение 10-15 мин) достижение распалубочной прочности. На основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что метод фильтрационного прессования позволяет получать достаточно прочный композиционный материал уже на основе исходного (без предварительного помола) дисперсного ракушечника даже при сравнительно небольших расходах вяжущего, что делает этот метод эффективным по сравнению с традиционными способами уплотнения смеси.
Анализируя влияние дисперсности ракушечного наполнителя на свойства прессованных цементно-карбонатных материалов в условиях фильтрационного прессования необходимо отметить - с увеличением водопо-требности смесей с использованием тонкодисперсного минерального наполнителя не играет отрицательной роли, так как избыток воды затворе-ния удаляется через фильтр при прессовании.
Результаты проведенных экспериментов показали, что при одинаковом давлении прессования 10 мПа на портландцементе ПЦ 500 для наполнителя, имеющего удельную поверхность 2100 см2/г, и данных по наполнителю повышенной и высокой удельной поверхности в диапазоне 510012500 см2/г, показывает, что в области невысоких концентраций цемента в составе смешанного вяжущего 10-30 % прочностные характеристики материалов различаются незначительно.
Использование ТМН высокой дисперсности показало, что снижение концентрации цемента в общей массе бинарного вяжущего не приводит к адекватному падению прочности материала, в особенности прочности на растяжение, и в области низких концентраций вяжущего (10-20 %) материал имеет достаточно высокую (до 10 мПа) прочность на растяжение при изгибе.
Список литературы:
1. Бабков В.В., Комохов П.Г, Капитонов С.М., Мирсаев Р.Н. Механизм упрочнения цементных связок при использовании тонкодисперсных наполнителей // Цемент. - № 9-10. - С. 34-41.
2. Арбузова Т.Б., Сухов В.Ю. Основы новой энергосберегающей технологии производства стеновых силикатных материалов // Строительные материалы. - 1996. - С. 19-20.
3. Коренькова С.Ф. Теоретические и технологические принципы использования шламовых отходов в строительных материалах: автореф. дисс. ... докт. техн. наук. - Самара: МГУПС, 1996. - 49 с.
4. Сеськин И.Е. Особенности структурообразования и формирования прочности прессованного цементного камня // Строительные материалы. -2008. - № 3 - С. 56.
5. Технология фильтрпрессования в производстве облицовочных изделий / К.К. Джакупов. - Самара: Изд-во самарского отделения секции «Строительство» Российской Инженерной Академии, 1999.
ПРОЧНОСТЬ, ПОЛЬЗА, КРАСОТА
© Комальдинова А.Н.*
Кумертауский филиал Оренбургского государственного университета,
г. Кумертау
Инженерная подготовка и благоустройство городских территорий тесно связано с архитектурно-планировочными проблемами; освоение территории промышленное и гражданское строительство с самого начала - комплексная архитектурная и инженерная задача, а благоустройство территории - необходимый элемент любого архитектурного сооружения, ансамбля, города в целом.
Архитектура (лат. architectura от др.-греч. áp^i - старший, главный и текилу - строитель, плотник) - комплекс знаний о художественно-пространственном проектировании зданий и сооружений [1]. В современном понимании архитектура является разновидностью дизайна, в области проектирования помещений, комплексов помещений, зданий, сооружений, комплексов зданий и сооружений, а так же населенных пунктов и комплексов населенных пунктов, основным предназначением которых является обеспечение различных потребностей человека.
По словам древнеримского архитектора Витрувия, архитектура основывается на трёх началах: лат. firmitas - прочность, лат. utilitas - польза и лат. venustas - красота (т.н. Триада Витрувия). (Стоит заметить, что в парадигме современной эстетики слово «красота» носит характер индивидуалистического отношения человека к рассматриваемому объекту или явлению - поэтому такая формулировка считается устаревшей.) По его мнению все это лежит в определённом гармоническом отношении к пропорциям человеческого тела [2]. Много позже (в XV веке) Альберти добавил четвёртое начало - целесообразность, которую можно, впрочем, определить и как производную от первых трёх составляющих.
* Доцент.
