CC BY
18
DOI: 10.18454/IRJ.2016.46.142 Татроков К.А.1, Величко Е.Г.2
1ORCID: 0000-0003-4222-2712, Аспирант, 2 Профессор, доктор технических наук, Московский Государственный Строительный Университет ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО МОДИФИКАТОРА В ПЕПЛОБЕТОНЕ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ВЯЖУЩЕГО
Аннотация
В статье рассмотрено — зависимость прочности пеплобетона от удельной поверхности добавки (молотого тонкодисперсного вулканического пепла Кабардино-Балкарской республики), метод повышения эффективности использования минерального модификатора в пеплобетоне путем подбора оптимального дисперсного состава многокомпонентного вяжущего.
Ключевые слова: пеплобетон, модификатор, пепел, дисперсность.
Tatrokov K.A.1, Velichko E.G.2
1ORCID: 0000-0003-4222-2712, Postgraduate student, 2Professor, PhD in Engineering, Moscow State University of Civil Engineering
EFFICIENCY UPGRADING OF USING MINERAL MODIFIER IN "VOLCANIC CINDER" - CONCRETE VIA OPTIMIZING SIZE-CONSIST MULTICOMPONENT ASTRINGENT
Abstract
The article concentrates on dependence of the strength of the "volcanic cinder" - concrete to additive surface area (ground finely dispersed volcanic cinder of the Republic of Kabardino-Balkaria), efficiency upgrading method of using mineral modifier in "volcanic cinder" - concrete via selection of optimum size-consist multicomponent astringent
Keywords: "volcanic cinder" - concrete, modifier, cinder, dispersity.
Вулканический пепел состоит из мелких обломков пемзы, кварца, вулканического стекла и слюды. Основная масса (25%) представлена пылеватыми частицами. Преобладают обломки пеплового туфа до 60%, размерами зерен от 0,3 до 1 мм и до 4 мм. В более крупных частицах наблюдается волокнистая структура. Включения пемзы имеют грубопористую, волокнистую структуру. Кусочки слабого туфа, входящие в состав пепла, легко растираются пальцем в воде, быстро распадаются, а некоторые из них реагируют с соляной кислотой.
Включения пемзы прочны, легки и пористы. Зерна кварца размером 0,1 —1,2 мм, долговечны, коррозионнностойкие и составляют 15% массы породы.
Встречаются обломки известняка (пелитоморфный), зёрна полевого шпата до 5% и желтоватого биотита (2—3%) размером зерен до 0,6 мм хорошей сохранности. Кальциты иногда отмечаются как эпигенетический минерал в пепловой массе среди обломков слабого туфа. Микроскопические исследования пеплов показали, что они сложены в основном исключительно твердыми продуктами вулканических извержений. Они представлены обломками вулканического стекла, пепла, интрателлургическими минералами и незначительным количеством ксенолитов.
Ксенолиты представлены метаморфическими и осадочными породами — кварц-мусковитовыми сланцами, кварцитами, глинистыми сланцами и пелитоморфным известняком.
Таким образом, пепловые отложения являются образованиями твердых продуктов вулканических извержений, близких к кислым лавам липаритового типа [1].
Исследования показали, что в ряде случаев сочетание природного пористого щебня с песком из той же породы приводит к получению бетонов с более высокими техническими свойствами, чем при использовании кварцевого песка. Это связано с высокой однородностью показателей свойств щебня и песка из природных пористых пород и протеканием пуццолановой реакции между диоксидом кремния, содержащимся в зернах заполнителя и гидроксидом кальция.
В работе [2] показано, что при использовании минерального модификатора с оптимальной дисперсностью, функционально связанной с дисперсностью клинкерного компонента и только в оптимальном количестве, зависящим от собственной пуццоланической активности и дисперсности матрицы, прочность многокомпонентной цементной системы находится на уровне или превышает прочность бездобавочных цементных систем. Оптимальная дисперсность минерального модификатора в многокомпонентной цементной системе должна превышать дисперсность клинкерного компонента в 1,2. .2,1 раза.
Для повышения эффективности использования минерального модификатора в бетоне в виде вулканического пепла путем оптимизации дисперсного состава многокомпонентного вяжущего были выполнены следующие исследования. Осуществлен помол вулканического пепла в шаровой мельнице и отбор трех проб с различной удельной поверхностью, с использованием которых были изготовлены и испытаны на прочность при сжатии образцы пеплобетона.
Прибором ToniPerm для измерения удельной поверхности по Блэйну была определена удельная поверхность применяемого для пеплоблоков портландцемента ГУП "Чеченцемент", которая составила 3550 см2 /г.
Были отобраны соответственно пробы молотого пепла с удельными поверхностями: Sj= 3410 см2 /г, S2= 4720 см2 /г, S3= 5300 см2 /г.
Бетонные смеси были изготовлены в пропорциях по массе - 100 г (портландцемент):100 г (вода):500 г (вулканический пепел) - контрольный состав;
80 г (портландцемент):20 г (молотый пепел):100 г (вода): 500 г (вулканический пепел) - исследуемые составы бетона с тонкодисперсным пеплом различной удельной поверхности.
Образцы бетона размером 4х4х4(см) были пропарены и испытаны в возрасте 12 часов. Режим пропаривания: 2ч предварительное выдерживание, 3 ч подъем температуры до 85 0С, 5ч изотермический прогрев при 85 0С, 2 ч остывание.
Результаты испытания образцов на прочность при сжатии (МПа) представлены в табл. 1.
Таблица 1
Прочность бетона контрольного состава, МПа Прочность бетона, МПа, с тонкомолотым пеплом при дисперсности, см2 /г
3410 4720 5300
8.7 8.6 8,7 7,5
Зависимость прочности бетона с добавкой молотого пепла от его дисперсности представлена на рис.1.
добавки, см2/г состав Рис. 1 - Зависимость прочности пеплобетона от дисперсности тонкомолотого пепла.
При равной с портландцементом и оптимальной дисперсности тонкомолотого шлака прочность бетона оказалась на уровне прочности контрольного состава.
Ниже приведены снимки РЭМ контрольного состава (1), образца с молотым пеплом 3410 см2 /г (2), образца с молотым пеплом 8з= 5300 см2 /г (3).
Рис. 3 - Укрупненные снимки РЭМ составов 1, 2 и 3.
Исследования структуры цементного камня в РЭМ показывают, что в образцах с тонкодисперсным пеплом она более тонкодисперсная, характеризуется наличием гидратных фаз волокнистого строения, а также наблюдается уменьшение капиллярной пористости, повышение плотности, подтверждая прочностные показатели бетона. Кроме того, элементный анализ показал, что содержание свободного гидроксида кальция уменьшилось на 35 %, которое очевидно вступило во взаимодействие диоксидом кремния, с образованием вторичных прочных низкоосновных гидросиликатов кальция с меньшей обводненностью.
По предварительному расчету экономическая эффективность от замены 20 % портландцемента в пеплобетоне на пепел равной или оптимальной дисперсности составит 19,5 руб на кубический метр пеплобетона.
Литература
1. Ахматов М.А. Легкий бетон на естественных пористых заполнителях Кабардино-Балкарии// Тр.КПИ: Эффективные легкие строительные материалы на базе местного сырья, Краснодар, - 1975,- вып.№80
2. Величко Е.Г. Автореферат диссертации док.техн.наук/ Повышение эффективности использования минеральных модификаторов в бетоне путем оптимизации дисперсного состава многокомпонентного вяжущего. МГСУ. 1999.
References
1. Ahmatov M.A. Legkij beton na estestvennyh poristyh zapolniteljah Kabardino-Balkarii// Tr.KPI: Jeffektivnye legkie stroitel'nye materialy na baze mestnogo syr'ja, Krasnodar, - 1975,- vyp.№80
2. Velichko E.G. Avtoreferat dissertacii d.t.n. Povyshenie jeffektivnosti ispol'zovanija mineral'nyh modifikatorov v betone putem optimizacii dispersnogo sostava mnogokomponentnogo vjazhushhego. Tipografija MGSU. 1999.
DOI: 10.18454/IRJ.2016.46.184 Тебуев М.-Б. И.1, Тебуев Т.-Б. И.2
12Аспирант, кафедра Электронных систем (Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»),
г. Санкт-Петербург.
ТЕХНОЛОГИЯ POWER LINE COMMUNICATIONS: РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Аннотация
В статье приводятся основные принципы построения системы передачи данных по электротехническим сетям, основанных на использовании технологии POWER LINE COMMUNICATIONS (PLC), а так же разработке решения задачи влияния импульсных помех на передачу данных, путем расчета эффективности линии сигнала. Данные расчеты предлагается реализовать на сетях передачи данных, что позволит определять наиболее эффективный диапазон передачи при воздействии на сеть импульсных помех.
Ключевые слова: сеть, оптоволокно, импульсные помехи, импортозамещение, расчет эффективности.
Tebuev M.-B. I.1, Tebuev T.-B. I.2
1,2Postgraduate student, Department of Electronic Systems (National University of the mineral resource "Mountain"),
St. Petersburg.
POWER LINE COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CALCULATION OF EFFICIENCY OF THE DATA LINE
Abstract
The basic principles of the creation of data transmission system based on the use of the POWER LINE COMMUNICATIONS (PLC) technology are given in the article, as well as the impact of the development of solutions to the problem of impulse noise data by calculating the e fficiency of the signal line. These calculations are invited to implement data networks, which will determine the most effective transmission range when exposed to pulsed interference network.
Keywords: network, fiber optics, impulse noise, import substitution, the calculation efficiency.
Сетевые технологии стремительно развиваются из года в год предоставляя нам новые возможности. В первую очередь спросом пользуется увеличение скорости и пропускной способности, одновременно нельзя забывать и об экономичности. Ведь прокладка десятков километров оптоволокна - удовольствие чрезвычайно дорогое. Основными странами - поставщиками оптического волокна в РФ остаются США (65% импорта) и Япония (24%) в денежном выражении (Шашкова О. И. Российский импорт волоконно-оптического кабеля и оптоволокна за 9 мес., 2015 года. Тенденции. С. 67). В связи с подписанием указа президента Российской федерации (1 августа 2014 г.) о запрете или ограничении импорта в нашу страну, из стран принявших санкции против российских граждан, компаний или организаций - разрабатываются различные способы информационного обмена, которые сведут необходимость в оптоволокне до минимума. Электротехнические сети отлично справятся с этой задачей, так как они буквально окутывают все жилые помещения и любые предприятия, их инфраструктура является едва ли не самой развитой. Новая технология PLC в настоящее время активно развивается.
Основой технологии PowerLine является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбивается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал. Реально в технологии PowerLine используются 1536 поднесущие частоты с выделением 84 наилучших в диапазоне 2—34 МГц. При передаче сигналов по бытовой электросети могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что может привести к потере данных. Метод, предусмотренный для решения этой задачи в технологии PLC — динамическое включение и выключение передачи сигнала. Суть этого метода заключается в том, что устройство осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением определенного порогового значения затухания. В случае обнаружения данного факта, использование
199
