CC BY
42
УДК 666.983
ВЛИЯНИЕ АРМИРОВАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
Л. В. Саламаха, к. т. н., ас., Е. Г. Кушнир, инж., А. И Бегун*, к. т. н.
*'Днепропетровский государственный аграрный университет
Ключевые слова: волокна, исследования, твердение, портландцемент, сравнение.
Постановка проблемы. Современные требования к проектированию и строительству зданий и сооружений привели к необходимости разработки новых высококачественных строительных материалов. К примеру, широко известный всем бетон в настоящее время практически не применяется без введения в его состав различных добавок, изменяющих его свойства, и армирующих материалов. Дисперсное армирование бетона позволяет в большой степени компенсировать главные недостатки бетона - низкую прочность при растяжении и хрупкость разрушения [1 - 6].
Свойства дисперсно-армированного бетона в большой степени зависят от свойств армирующих волокон. Для получения дисперсно-армированного бетона с высокими прочностными характеристиками необходимо знать, как на свойства бетона влияют основные параметры волокон, такие как длина и диаметр. Также не маловажной характеристикой является содержание волокон, изменение которого существенно влияет на изменение прочностных характеристик. В области влияния параметров дисперсных волокон на прочностные характеристики дисперсно-армированных бетонов, растворов проведено множество исследований, но эта тема не достаточно раскрыта и требует дальнейшего рассмотрения.
Анализ трудов. Несмотря на обширные исследования в области гидратации цементов, многие вопросы, связанные с составом и свойствами дисперсно-армированных смесей, остаются спорными и сих пор.
Цель исследований. Исследование влияния органических и неорганических волокон на свойства цементного камня.
Основной материал. На основании проведенных исследований установлено, что использование смесей органических и неорганических волокон в качестве армирующего компонента в цементном камне позволяет повысить прочность при изгибе и растяжении. Композиты, изготавливаемые на таких смесях, будут эффективны и при ударе, если смогут выдерживать возрастающую нагрузку после разрушения матрицы. Результаты представлены в таблице и на рисунке 1.
Взаимодействие пропиленовых и стеклянных волокон с цементным камнем приводит к значительному росту ударной прочности. Наиболее высокие показатели отмечены у образцов (табл. , рис.1 и 2), содержание полипропиленовых волокон в которых составляет от 0,9 до 2,3 %, а стекловолокна - от 4 до 5 %.
В целом наблюдается закономерность, что с увеличением длины полипропиленовых волокон и их содержание, при постоянной длине стекловолокон, равной 18 - 30 мм и их расходом от 4 до 5 %, тем выше сопротивление удару, для образцов, изготовленных методом напыления и твердевших как на воздухе, так и в воде.
Образцы, армированные полиамидными и стеклянными волокнами, также показывают рост ударной прочности с той же закономерностью. Чем больше длина полиамидных волокон (51 мм) и их содержание (1,2 %) при постоянной длине стекловолокна, равной 30 мм, и их расход от 4,5 %, тем выше предел прочности при ударе, например, образцов № 8 и № 7, твердевших как на воздухе, так и в воде.
Сравнение прочностных показателей образцов композиционного материала, армированного смесью полимерных и стекловолокон, и образцов, армированных только полимерными волокнами, а также неармированных, показано на рисунке 3. По показателю сопротивления удару образцы композиционных материалов, армированных смесью ППВ (например обр. № 11 (Ь = 51 мм; содержание - 2,3 %) и стекловолокном (Ь = 30 мм; содержание -4 %) изготовленных методом напыления, твердевших на воздухе, превышают значение прочности при ударе образцов композитов, армированных только стекловолокном, например, образец С - С (Куд.(7-28) [обр. № 11] = 59,5 - 45,9 кДж/м2 - Яуд.(7-28) [обр. С-С] = 17 - 22 кДж/м2) на 42,5 - 23,9 кДж/м2 прочности при ударе, образцов цементного камня, армированных только полипропиленовым волокном, и на 57,7 - 44,0 кДж/м2 неармированных.
Ударная прочность образца в серии № 11, твердевших на воздухе в течении года на 31,6 -24,0 кДж/м2 больше прочности образцов серии № 3 (Яуд.(7.360) [обр. № п] = 28,0 - 26,4 кДж/м2 - Яуд.(7. 360) [оф. № 3] = 28,0 - 26,4 кДж/м2 = 31,5 - 24,0). Несколько меньший выигрыш в ударной прочности у образцов, твердевших в воде. Так, Яуд.(7-28) [обр. № 12] = 58,7 - 51,1 кДж/м2 - Яуд.(7-28) [обр. с-с] = 17 -17 кДж/м2 =41,7 - 34,1 кДж/м2 , а по сравнению с прочностью образцов, армированных только ППВ на Яуд.(7-28) [обр. № 12]=58,7 - 51,1 кДж/м2 - Яуд.(7-28) [обр. №4]=29,2 - 27,1 кДж/м2 = 29,5 -24,0 кДж/м2 и на 56,8 - 49,2 кДж/м2.
На рисунке 3б представлены кривые результатов испытаний образцов с ПАВ, обладающих наиболее высокими показателями ударной прочности.
Таблица
Прочность при ударе образцов цементного камня, армированного смесъю полипропиленовых и стеклянных волокон
№ образца п\п Армирующие волокна Способ приготовления смеси Условия твердения образцов Предел прочности при ударе
Полипропиленовые Стеклянное
Длина волокон, мм Содержание волокон, в % Длина волокон, мм Содержание волокон, в % Сутки твердения
7 8 0 80 60
51 0,6 30 4,1 Напыление Воздух 30,0 6,8 4 5,6 1,0
51 0,6 30 4,1 Напыление Вода 16,3 6,6 9,5 3,8 9,4
51 0,9 30 5,0 Напыление Воздух 32,4 5,4 6 6,2 7,0
51 0,9 30 5,0 Напыление Вода 18,6 4 0,5 4,9 5,4
51 1,0 30 4,3 Напыление Воздух 25,2 6,6 7 8 0,0
51 1,0 30 4,3 Напыление Вода 11,9 4,7 8,8 5,4 6,8
51 1,7 30 3,0 Напыление Воздух 29,2 1 1,8 3,1 5,0
51 1,7 30 3,0 Напыление Вода 20 0 8,5 2,6 3,1
51 1,2 30 4,3 Напыление Воздух 30,6 0,6 8 9,6 6
51 1,2 30 4,3 Напыление Вода 21,4 5,4 9,5 2,6 4,5
51 2,3 30 4,0 Напыление Воздух 50,4 4,5 3 5,9 9,5
51 2,3 30 4,0 Напыление Вода 33,4 7,8 4 1,1 8,7
3 3,0 1,0 30 4,0 Напыление Воздух 28,4 7,8 6,8 9,6 3
3,0 1,0 30 4,0 Напыление Вода 18,0 8,4 1,9 6,6 1,2
18 1,0 30 5,0 Напыление Воздух 14,9 3,8 4 5,0 8,5
18 1,0 30 5,0 Напыление Вода 14,0 3,1 1,2 4,6 8,8
20 1,0 30 5,0 Напыление Воздух 13,7 7,5 6,2 7,3 0,5
20 1,0 30 5,0 Напыление Вода 13,4 6,3 5,1 6,6 9,9
51 1,5 30 5,0 Напыление Воздух 19,0 0,0 1,5 4,0 5,0
0 51 1,5 30 5,0 Напыление Вода 18,2 9,6 1,8 3,5 4,9
Сутки твердения
б
Рис. 1. График зависимости пределов прочности при ударе образцов композитов, армированных полипропиленовыми и стеклянными волокнами, изготовленных методом напыления, твердевших на воздухе (а) и в воде (б)
1
I 20
£
60 180 360
—■— 1 воздух
- ■ - 2 вода —3 воздух
- ф - 4 вода —•— 5 воздух
- • - 6 вода О 7 воздух
- 8 вода
Сутки твердения
Рис. 2. Зависимость пределов прочности при ударе образцов цементного камня, армированного полиамидными и стеклянными волокнами, изготовленных методом напыления
твердения
а
см
60 50 40 30 20 10 о
о
.— -— ,
1 - _ 9
>
Сутки
60
твердения
б
180
360
— 11 -12
10
-4
•О
-е—с
Рис. 3. Графики зависимости пределов прочности при ударе образцов композитов, армированных смесъю полипропиленовых (а) полиамидных (б) со стекловолокном, армированных стекло волокном, и неармированного цементного камня, изготовленных методом напыления,
твердевших на воздухе и в воде
По показателю ударной прочности образцы композиционных материалов, армированных смесью ПАВ, например, обр. № 7 (Ь = 51 мм; содержание - 2,3 %) и стекловолокном (Ь = 30 мм; содержание - 4 %) изготовленных методом напыления, имеющий Яуд.(7-28) [обр. № 7] = 44 - 38,5 кДж/м2 превышает значение прочности при ударе образца композита, армированного только стекловолокном, например, образец С - С (Яуд.(7.28) [обр. с-с] = 17 - 22 кДж/м2) на 27,0 - 16,5 кДж/м т. е. введение в состав композита полиамидного и стекловолокна резко повышает сопротивление удару цементно-волокнистых композиций. По сравнению с прочностью образцов композиционных материалов, армированных только полиамидным волокном, и твердевшими на воздухе, например с образцами 5' - 5' Ь = 25мм; содержание - 2,0 %) имеющего Куд.(7-28)=20,2 - 18,5 кДж/м2 разность составит 23,8 - 20 кДж/м2 в годичном возрасте (Яуд.(7-360) [обр. № 7-7]=44 - 35 кДж/м2 - Яуд.(7-28) [обр. № 5-5] = 20,2 - 17,4 кДж/м2 = 23,8 - 17,6 кДж/м2) и по сравнению с неармированными образцами, превышение прочности составляет (42,1 - 36,6) - (1,9 -1,9) = 42,1 - 36,6 кДж/м2. Эффект от армирования композитов ПАВ и стекловолокном будет наблюдаться у образцов 7 - 7, 5 - 5, но практически исчезает у образца в серии 3 - 3 (ПАВ (Ь = 51 мм; содержание - 0,2 %) и стекловолокном (Ь = 30 мм; содержание - 4 %)), что связано с низким содержанием полиамидного волокна по сравнению с образцом 5' - 5', где содержание ПАВ - 2 %.
Аналогичные результаты наблюдаются у образцов, твердевших в воде.
Вывод. Армирование пропиленовыми и стеклянными волокнами композиционных материалов на основе минеральных вяжущих приводит к значительному росту ударной прочности. С увеличением длины полипропиленовых волокон и их содержания, при постоянной длине стекловолокон, равной 18 - 30 мм и их расходом от 4 до 5 %, достигается
наиболее высокое сопротивление удару, для образцов, изготовленных методом напыления и твердевших как на воздухе, так и в воде.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Сайфулин С. Неорганические композиционные материалы / С. Сайфулин // М. : Химия. 1983. - 10 с.
2. Ахвердов И. Н. Моделирование напряженного состояния бетона и железобетона / И. Н. Ахвердов // Минск : ДАН БССР. - т 11. - № 6. - 144 с.
3. Арончик В. Б., Калнайс А. А. Определение минимальной длины армирующего волокна для дисперсно-армированного бетона / В. Б. Арончик, А. А. Калнайс //- в кн. Вопросы строительства. Выпуск 3: Рига : Звайзне, - 1974. - 154 с.
4. Холмянский М. М. Контакт арматуры с бетоном / М. М. Холмянский // М. : Стройиздат. - 1981. - 190 с.
5. Арутюнян Н. К. Некоторые вопросы ползучести / Н. К. Арутюнян // М. : Госмехтеориздат, - 1952. - 324 с.
6. Маслов Г. Н. Термически напряженное состояние бетонных массивов при изучении ползучести бетона / Г. Н. Маслов // - Изв. НИИГ : Госэнергоиздат, - 1971. - С. 32 - 34.
УДК 658.128.003.13
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДОПУСТИМЫХ КАЛЕНДАРНЫХ СРОКОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВРЕМЕННЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ
Е.Ю. Антипенко, к.т.н., доц., Запорожская государственная инженерная академия, г. Запорожье
Ключевые слова: организация строительного производства, проектно-технологическая документация, проект организации строительства, стоимость проекта, ресурсно-календарное планирование.
Постановка проблемы. Изменения внешних и внутренних условий хозяйствования, а также экономических, правовых, социальных и других условий функционирования всей строительной отрасли Украины вызвали необходимость всесторонних исследований путей развития эффективного механизма управления стоимостью строительных проектов.
Анализ последних исследований и публикаций. Использование методов сетевого планирования [5] в их первоначальной трактовке, в процессе проведения анализа будущей стоимости проекта и моделирования календарных планов [3] его реализации, является причиной частого отклонения фактических проектных показателей от их прогнозных значений.
Представленные в отечественной [1; 2; 4] и зарубежной [6; 7] литературе существующие методы и модели по исследованию проектов рассматривают задачу сокращения продолжительности проекта как приоритетную, однако применение данных методов в ресурсно-календарном планировании приводит к тому, что руководство проекта в значительной степени пренебрегает множественными аспектами различной природы рассматриваемого проекта.
Целью исследования является разработка эффективного и доступного метода поиска рациональных календарных планов реализации строительных проектов с использованием временных ограничений по критерию максимизации чистого приведенного дохода (ЧПС).
Основной материал исследования. С ростом технической сложности процессов работ, технологической сложности объектов резко возрастает количество планируемых и моделируемых параметров, в результате чего взаимная увязка и контроль выполнения отдельных процессов, работ, комплексов становятся практически невозможными. Особенно большие трудности возникают при отклонениях от плана, когда появляется необходимость в оперативной корректировке календарных графиков ведения работ и определения обновленных сроков их реализации, при имеющихся ограничениях, в соответствии с целью проектов возведения объектов строительства (ПВОС). В современных условиях, когда технический прогресс вызывает всевозрастающее усложнение производственных процессов, когда процессы
