CC BY
16
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Исрафилов К.А., Газданов Д.В., Алексеев В.А. Особенности закрепления неустойчивых грунтов минеральными коллоидными суспензиями. — Системные технологии. — 2020. — № 36. — С. 46—50.
FEATURES OF FIXING UNSTABLE SOILS MINERAL COLLOIDAL SUSPENSIONS
Israfilov К.А., Gazdanov D.V., Alekseev У.А.
National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU), Moscow
Abstract.
The need for fixed soils with the formation of ground-concretes or a consolidated volume of soil is an important task when solving a variety of issues in underground construction. However, the issues of proper selection and consumption of compounds for the set tasks require a comprehensive study. The authors conducted a number of experimental studies, worked out a number of technological techniques and methodology criteria for the optimal technology of soil consolidation. The properties of the fixed soil are evaluated, the possibilities and limits of variation of colloidal mineral compositions with assigned technological parameters are studied, and the parameters of the fixed mass being formed are fixed.
Key words:
fine binder, colloidal particle, injection, soil strengthening, soil-concrete, microcement, micro-filler, impregnation injection. Date of receipt in edition: 22.09.20 Date o f acceptance for printing: 25.09.20
УДК 693.547.3
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ
Р.Т. Бржанов
Каспийский государственный университет технологии и инжиниринга им.Ш.Есенова, г.Актау, Казахстан
Аннотация.
Статья посвящена вопросам эффективности бетонирования железобетонных конструкции зданий и сооружений. Рассмотрены технологические переделы бетонной смеси, способствующие раннему набору прочности бетоном. Ранний набор прочности бетона позволяет сопротивляться бетону воздействиям отрицательных температур, возможности ранней распалубке железобетонных изделий. Исследован метод бетонирования с пригрузом, позволяющий снизить температуру замерзания бетонной смеси.
Ключевые слова:
Метод «Термоса», вибропрессование, бетонная смесь, прочность бетона, начальный период твердения бетона. История статьи: Дата поступления в редакцию: 16.10.20
Дата принятия к печати: 19.10.20
Растущий интерес к использованию строительных изделии из бетона и железобетона требует решения важных задач по повышению эффективности строительства. За последние годы выполнен ряд исследований, в результате которых наметились значительные сдвиги в повышении уровня организации и технологии изготовления строительных конструкции зданий и сооружений, в том числе в области совершенствования технологии приготовления бетонной смеси. Одним из направлений в области совершенствования этой технологии является активация сырьевых компонентов, в частности воды затво-рения. Имеющийся на сегодня парк бетоносмесительных установок, выпускаемых нашей промышленностью, может быть дополнен узлами, совершенствующими технологический процесс приготовления смеси за счет использования опыта исследований по активации сырьевых компонентов. Существующие методы применения противоморозных добавок не требуют изменения основного технологического процесса приготовления бетонной смеси, однако существенно способствуют улучшению ее физико-механических (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость). Так же возможны технологические приемы повышения эффективности бетона для железобетонных конструкции здания [1].
При изготовлении изделий из малоподвижных и жестких смесей целесообразно применять объемное уплотнение на виброплощадках с пригрузом, благодаря чему повышается качество уплотнения смеси и обеспечивается получение более ровной поверхности изделий. Величина пригруза назначается в зависимости от свойств смеси и составляет для малоподвижных и жестких смесей 0,1-0,3 Па (10-30 г/см2) и особо жестких 0,3-0,5 Па (30-50 г/см2).
Данное исследование относится к области строительства, в частности к бетонированию строительных конструкций в зимних условиях.
Известные способы увеличения прочности бетона до замерзания его (Предварительный патент РК №16295), путем применения противоморозных добавок, понижающие температуру замерзания бетонной смеси.
Наиболее близким по техническому решению является метод «Термоса», по этому методу забетонированная конструкция, свежий бетон укрываются утеплителем и твердение бетона происходит за счет тепла выделяемого гидратацией цемента [2,3 ].
Недостатком этого метода является то, что невозможно учесть изменение температуры и силы ветра в течении суток, из-за этого бетон может не набрать проектную прочность.
Задачей настоящего исследования является разработка способа приготовления бетонной смеси, обладающей повышенной прочностью в начальный период твердения на морозе.
Технический результат заключается в том, что после бетонирования конструкции по методу «термоса» бетонная смесь дополнительно пригружается.
Поставленная задача реализуется путем того, что в способе зимнего бетонирования, включающем укладку смеси в форму при вибрировании и ее последующее вибропрессование, перед вибропрессованием смесь пригружают с усилием, составляющим 12 кг/м3 усилия прессования, и одновременно подвергают воздействию вибрации.
При пригружении бетонная смесь испытывает сложно напряженное состояние из-за того, что бетонная смесь находится в упруго-пластичном состоянии. Зона пригруза бетона и соприкасающиеся с опалубкой поверхности испытывают большее давление. В зонах максимального давления понижается температура замерзания бетонной смеси. По закону Менделеева — Клайперона,
pV = mRT/M (1)
где р — давление, V — объем, m — масса, М — молярная масса, R — универсальная газовая постоянная.
При повышении давления температура замерзания бетонной смеси понижается. Сложности заключаются в определении давления, которое обеспечивало не замерзание бетонной смеси при различных отрицательных температурах — минус 5,10,15,20. Нами экспериментально установлены величины давления, которые обеспечивали твердение бетонной смеси изготовленные методом термоса при этих отрицательных температурах.
03
г
м О
-I
м
Э СО
к
I
<и
и о н о
т
I-
и
0
1
и
5
Щ
■е
т 5
2 ^
5 X
I >
и а
I 13
-0 5
и о
о X
с х
0 х
1 2
8*
ш
н а
т щ
^
щ
Испытания проводились следующим образом. В экспериментах применены следующие материалы: цемент марки ПЦ-400Д, щебень гранитный крупностью 10-20 мм., песок речной со средним модулем крупности [3].
Расход материалов на 1м3 бетонной смеси: Цемент — 300 кг; Песок- 780 кг; Щебень — 1285кг; В/Ц=0.5.
Бетонная смесь приготовлялась на весь объем эксперимента. Были изготовлены 3 серии образцов по 3 образца в каждой серии. Все образцы были провибрированы на лабораторной виброплощадке в течений 20 секунд, затем 1 серия образцов была помещена в камеру нормального твердения, 2 серия образцов холодильную камеру при температуре минус 20°С, 3 серия образов была подвергнута давлению струбцинами, давление которого замерялось динамометром и равнялось 12 кг/см2 и тоже была помещена в холодильную камеру. Испытание прочности бетона выполнено через 28 суток нормального твердения. Замороженные образцы перед испытаниями выдерживались в течении 1 суток в нормальных условиях. Результаты сравнительных испытаний приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Результаты сравнительных испытаний
№ п.п. Возраст (сутки) Прочность Мпа (кг/см2)
Нормального твердения Замороженные без давления Замороженные с давлением
1 3 13.4(134) 4.1(41) 10.4(104)
2 13.6(136) 4.3 (43) 10.6(106)
3 13 2(132) 4.7 (47) 10.2(102)
4 7 15.2(152) 6.8(68) 13.2(132)
5 16.0(160) 6.5 (65) 14.0(140)
6 14.8(148) 6.5 (65) 14.8(148)
7 28 27.7 (277) 14(140) 26 7 (267)
8 28,4 (284) 14,7(147) 27,4 (274)
9 28,7 (287) 16,8 (168Т 27,7 (277)
Практическое применение, предложенная технология бетонирования получила и на практика изготовления железобетонных изделии.
На заводах и полигонах применяют следующие виды пригрузов: статический, представляющий собой металлический щит требуемой массы; вибрационный, состоящий из щита с укрепленными на нем вибраторами или дебалансными валами с приводом; рычажные — в виде щита, прижимаемого к поверхности смеси несколькими парами неравноплечих рычагов с грузами; пневматический, состоящий из двух легких щитов и резиновых баллонов, расположенных между ними; вибропневматический, представляющий собой пневматический пригруз, на нижнем щите которого установлены вибраторы или приводной вибровал.
Щиты пригрузов обычно проектируют в виде рамы из швеллеров, к нижней стороне которой приварен стальной лист. Чтобы не допускать значительного снижения полезной грузоподъемности виброплощадок, следует использовать такие вибропригрузы, которые, повышая эффективность вибрирования, не увеличивают существенно нагрузку на виброплощадку. В этом отношении лучшими являются рычажные, пневматические и вибропневматические пригрузы. В рычажных пригрузах рабочий щит прижимается к поверхности смеси с помощью грузов, установленных на рычагах, благодаря чему при относительно небольшой их массе достигается необходимая нагрузка на смесь (например, пригруз площадью 6-7 м2 с четырьмя грузами по 60 кг и соотношением плеч в рычагах 1:13 при собственной массе 1,5 т создает давление около 45 кН.
В пневмопригрузах, разработанных на Ленинградском заводе «Баррикада», за счет того, что верхний щит прикреплен гибкими стяжками к подвижной раме виброплощадки, на нее передается только небольшая масса нижнего щита пригруза. Необходимое давление на смесь создается за счет соответствующего давления в резиновых баллонах с помощью компрессора.
При формовании изделий в матрицах и неподвижных формах вместо рычажных и пневматических рекомендуется применять более простые по конструкции и удобные в эксплуатации вибрационные пригрузы. Наиболее интенсивное уплотнение смесей достигается при двухстороннем (комбинированном) вибрировании. В случае формования плоских (в том числе и пустотелых) конструкций двустороннее вибрирование осуществляют с помощью виброплощадок или вибровкладышей и вибрационных или пневмовибрационных пригрузов, а при изготовлении изделий с большой высотой сечения — путем установки вибромеханизмов на стенках и днище формы (вибропоршень).
ЛИТЕРАТУРА
1. Р.Т. Бржанов. Исследование зимнего бетона на активированной воде. Вестник КазГАСА, №4,2019, с.129- ф 134
Н
2. С.М. Миронов. Теория и методы зимнего бетонирования. М: Стройиздат-1978, с. 572. Q
3. Бржанов Р.Т., Бишимбаев В.К. Способ зимнего бетонирования. [Инновационный патент №25941. Бюллетень изобретений №8, 15.08.2012.
4. Brzhanov R. T., Pikus G. A., Traykova M. Methods of increasing the initial strength of winter concrete // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — IOP Publishing,2018. — Т. 451. — №. 1. — С. 012083
5. Бржанов Р.Т., Толкынбаев Т.А. Технологические основы обесбеспечения заданных свойств бетона в зимних условиях: монография. Астана, 2018.-170 с.
CÛ
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Бржанов Р.Т. Повышение эффективности изготовления железобетонных конструкции. — Системные технологии. — 2020. — № 36. — С. 50—53.
NCREASING THE EFFICIENCY OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES Brzhanov R.T.
Caspian State University of Technology and Engineering named after Sh.Esenov, Aktau, Kazakhstan
Abstract.
The article is devoted to the efficiency of concreting reinforced concrete structures of buildings and structures. The technological redistribution of the concrete mixture, contributing to the early gain of concrete strength, is considered. An early set of concrete strength allows concrete to resist the effects of negative temperatures, the possibility of early stripping of reinforced concrete products. The method of concreting with surcharge is investigated, which allows to reduce the freezing point of the concrete mixture.
Key words:
Thermos method, vibropressing, concrete mix, concrete strength, initial period of concrete hardening. Date of receipt in edition: 16.10.20 Date o f acceptance for printing: 19.10.20
к s
I
(U
ç
u
о
H
о l_ m s
s
H
и
0
1
u s
(U
■e
m s
2 ^
s x
i >
<u a
I 13
-0 ï
ш о
о *
с x
0 i
1 2
Р
ш н
CL
m (U
ç
(U
S
