CC BY
172
Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»
ISSN 2410-6070
№ 4/2015
затраты и упростить возведение сооружений с точки зрения трудоёмкости строительного процесса, так как на строительный участок доставляются изготовленные в заводских условиях панели. Разработка и применение таких панелей является перспективным направлением развития строительства домов с использованием дерева и соломы.
В 2014 году в Белгородской области сдано в эксплуатацию 1470,2 тыс. квадратных метров общей площади жилых домов. Из них, доля жилья, построенного населением за счет собственных и заемных средств, составила 1079,8 тыс. кв. (73,4%) [3]. Доля частного индивидуального строительства составляет большую часть вводимого жилья, поэтому вопрос цены и доступности такого жилья является очень актуальным. В России ежегодно на полях после сбора урожая остаются миллионы тонн соломы. Встаёт вопрос о её рациональном использовании. Строительство домов с использованием соломы в Белгородской области и других регионах России позволит успешно решить эти вопросы. Список использованной литературы:
1. Лапин Ю.Н. Автономные экологические дома. - М: Алгоритм, 2005. - 416 с.
2. Пассивный дом. Википедия - свободная энциклопедия. [Электронный ресурс]. - Электрон. Дан. - Режим доступа: https://m.wikipedia.org/wiki/пассивный_дом
3. Белгородская область заняла второе место после Москвы по объему строительства в 2014 году. REGNUM - информационное агентство. [Электронный ресурс]. - Электрон. Дан. - Режим доступа: http://www.regnum.ru/news/economy/1894996.html
© Е В. Кобзев, 2015
УДК 691.3
К.С. Комарова, студентка 3 курса по направлению строительство
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»
г. Белгород, Российская Федерация А.А. Есипова, студентка 5 курса специальности Проектирование зданий Кафедра «Проектирование зданий, городское строительство и хозяйство» Северо-кавказский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический
университет им. В.Г. Шухова" г. Минеральные Воды, Российская Федерация Н. Д. Комарова, к.т.н., доцент Кафедра «Проектирование зданий, городское строительство и хозяйство» Северо-кавказский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический
университет им. В.Г. Шухова" г. Минеральные Воды, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА ПРОЦЕСС СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ БЕТОНА
Аннотация
Бетон является одним из самых популярных и широко применяемых материалов в строительстве зданий и сооружений. Для обеспечения оптимальной динамики набора прочности бетона и сроков твердения используются различные добавки в бетонные смеси (в зависимости от решаемых технологических задач): ускорители набора прочности, замедлители схватывания, суперпластификаторы.
Ключевые слова
Цементное тесто, прочность, бетонная смесь, пластифицирующие добавки.
Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015
Структура бетона образуется в результате затвердевания бетонной смеси и последующего твердения бетона. Определяющее влияние на ее формирование оказывают гидратация цемента, его схватывание и твердение. По современным воззрениям, в начальный период при смешивании цемента с водой в
процессе гидролиза трехпальцевого силиката выделяется гидроксид кальция, образуя перенасыщенный раствор[1,с 241]. В течение нескольких минут из раствора начинают осаждаться первые новообразования -гидроксид кальция и эттрингит. Первый период совпадает по времени с индукционным периодом гидратообразования и характеризуется возрастание степени завершенности структурообразования h, что связано с формированием в вяжущей системе коагуляционной структуры. Второй период сопровождается снижением степени завершенности структурообразования, что обусловлено разрушением коагуляционной структуры вследствие ускорения процесса гидратации. В течение этого периода в вяжущей системе существует переходная коагуляционно-конденсационная структура. Приблизительно через час наступает вторая стадия гидратации, для которой характерно образование очень мелких гидросиликатов кальция. Вследствие того, что в реакции принимают участие лишь поверхностные слои зерен цемента, размер которых уменьшается незначительно. Вновь образующиеся гидратные фазы, получившие название цементного геля, характеризуются очень тонкой гранулометрией. Новообразования в первую очередь появляются на поверхности цементных зерен. С увеличением количества новообразований и плотности их упаковки пограничный слой становится малопроницаем для воды примерно в течение 2-6 ч. Вторую стадию замедленной гидратации принято называть «скрытым или индукционным периодом» гидратации цемента[2, с.12].
В течение скрытого периода цементное тесто представляет собой плотную суспензию, стабилизированную действием флокулообразующих сил. В течение скрытого периода происходит постепенное поглощение поверхностными оболочками цементных зерен воды, толщина водных прослоек между зернами уменьшается, постепенно понижается подвижность теста и бетонной смеси. В гелевых оболочках появляется осмотическое давление. Внутренние слои цементных зерен, реагируя с водой, стремятся расшириться. В результате наступает разрушение гелевых оболочек, облегчается доступ воды в глубь цементных зерен, ускоряется процесс гидратации цемента.
В течение третьего периода формируется конденсационно-кристаллизационная структура цементного камня. Степень завершенности структурообразования в этом периоде вновь возрастает. Третья стадия процесса гидратации характеризуется началом кристаллизации гидроксида кальция из раствора. Этот процесс происходит очень интенсивно. Так как на этом этапе количество гидратных фаз относительно мало, то в пространстве между частицами цемента происходит свободный рост тонких пластинок гидроксида кальция и гидросиликатов кальция и эттрингита в виде длинных волокон, которые образуются одновременно. Волокна новообразований проходят через поры, разделяют их на более мелкие и создают пространственную связь, усиливая сцепления между гидратными фазами и зернами цемента. С увеличением содержания гидратных фаз между ними возникают непосредственные контакты, число которых увеличивается - цементное тесто схватывается, затвердевает, образуется цементный камень[3,с.67].
Образовавшаяся жесткая структура сначала является очень рыхлой, но постепенно она уплотняется: в заполненных водой порах этой структуры непрерывно появляются новые гидратные фазы. Объем пор и их размеры уменьшаются, возрастает количество контактов между новообразованиями,
утолщаются и уплотняются гелевые оболочки на зернах цемента, срастающиеся в сплошной цементный гель, с включением непрореагировавших центров цементных зерен. В результате возрастает прочность цементного камня и бетона.
Как показали проведенные исследования, при введении в вяжущую систему добавок увеличивается длительность существования коагуляционной структуры, формирующейся в первый период твердения, т. к. происходит замедление процесса гидратообразования Длительное существование коагуляционной структуры в цементной пасте с добавками приводит к увеличению ее термодинамической устойчивости, что связано со стабилизирующим действием адсорбционных оболочек пластификатора и более упорядоченным расположением частиц твердой фазы в объеме вяжущей системы.
Под устойчивостью понимается способность вяжущей системы сохранять свои признаки и свойства под воздействием как внутренних, так и внешних факторов. [5,с.34]. Производство энтропии служит критерием выбора стационарного состояния системы, находящейся вблизи термодинамического равновесия,
Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015
в котором эта величина является минимальной. При удалении системы от равновесия, устойчивость структурных состояний определяется величиной и знаком избыточного производства энтропии.
Портландцемент без добавки в меньшей степени перестраивает свою коагуляционную структуру, а это предопределяет и большую термодинамическую неустойчивость возникающей коагуляционно-конденсационной структуры. Причина в том, что в бездобавочной вяжущей системе частицы твердой фазы образуют агрегаты, определяющие низкую упорядоченность возникающей структуры. Введение пластифицирующих добавок способствует увеличению упорядоченности коагуляционно-конденсационной структуры и росту ее термодинамической устойчивости, что обусловлено модифицирующим влиянием добавок на продукты гидратации цемента и образованием тонкодисперсных рентгеноаморфных гидратных фаз.
Необходимо также иметь в виду, что механизм адсорбции суперпластификаторов» на продуктах гидратации цемента и минеральных заполнителях принципиально различен. В первом случае наблюдается необратимая хемосорбция, тогда как во втором - обратимая физическая адсорбция[4, c.279].
При взаимодействие системы «С3А - ПНС -вода», при котором образуются органно-минеральные фазы, имеет конкурентный характер взаимодействия С3А с гипсом и ПНС при совместном присутствии последних.
Известно, что гидратация С3А характеризуется кривой тепловыделения с одним интенсивным экзоэффектом в начальном периоде, тогда как при гидратации смеси С3А - гипс наблюдаются два эк-зоэффекта, разделенных индукционным периодом. В присутствии малых количеств ПНС интенсивность тепловыделения как самого С3А, так и смесей С3А - гипс резко снижается, хотя сам вид кривой при этом остается неизменным. Однако при введении в систему ПАВ в количестве, близком к стехиометрическому, наблюдается относительное усиление тепловыделения и кардинальное изменение самой кривой. Практически такие же термокинетические характеристики получены при изучении тепловыделения в системе «С3А - гипс - ПНС - вода»[5, c.32-34].
Это означает, что из двух возможных конкурентных процессов (С3А + SO42" + Н2О и С3А + ПНС + Ш0) преимущественно протекает последний. Материал, образовавшийся в ячейке микрокалориметра в системе «С3А - 25%, гипса - 100 мас.%, ПНС вода», в возрасте 1 сут. был изучен методами РФА и ДТА, показавшими полное отсутствие в нем эттрингита и моносульфата.
Вывод Таким образом, пластификаторы способствуют увеличению термодинамической устойчивости структурных состояний цементного камня, что приводит к повышению долговечности бетона с данными добавками. Кроме того, анализ последних тенденций в области создания добавок показывает, что классические регуляторы сохраняемости подвижности и ускорители твердения, эффективность которых оказалась низкой на данном этапе развития технологии бетонов, пытаются заменить синтетическими добавками на основе поликарбоксилатов строго заданной структуры.
В области синтеза и практического применения синтетических суперпластификаторов достигнут уровень, позволяющий начинать обсуждение технических характеристик пластифицированных бетонных смесей с использованием классической материаловедческой зависимости «структура -свойства». Список использованной литературы:
1. Баженов Ю. М. Технология бетона. - М,; Изд-во АСВ, 2002 -500 стр. с иллюстрациями
2. Вовк А. И. Суперпластификаторы в бетоне: анализ химии процессов, ч. 1 // Технологии бетонов. 2007 №
2. С. 8-9. 4.Вовк А. И. Суперпластификаторы в бетоне: анализ химии процессов, ч. 2 // Технологии бетонов. 2007 № 3. С. 12-14.
3. Трошкина Е.А, аспирант - Магнитогорский государственный технический университет Управление структурой и долговечностью бетона с помощью пластифицирующих добавок //Технологии бетонов. 2008 № 2. с. 66-67
4. Rimshin V.I., Larionov E.A., Erofeyev V.T., Kurbatov V.L. Vibrocreep of concrete with a nonuniform stress state. Life Science Journal 2014, 11(11):278-280// ISSN:1097-8135. 278-280
5. Комарова Н.Д., Косухин М.М., Попова А.В., Шаповалов Н.А., Денисова Ю.В., Лещев С.И. Вибропрессованные бетоны с суперпластификатором на основе резорцинформальдегидных олигомеров. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века №10 2006г.c. 32-34
© К.С. Комарова, А.А. Есипова, Н.Д. Комарова, 2015
Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015
УДК 621.184
В.В. Королев
ведущий инженер ОАО «АВТОВАЗ»
В.В. Королев к.т.н., доцент
Институт энергетики и электротехники ТГУ
г.Тольятти, РФ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ RFID МЕТОК ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
СИСТЕМ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Radio Frequency IDentification (RFID) транспондеры или метки имеют широкое применение в машиностроении для выполнения различных задач. Рассмотрим использование RFID меток для обеспечения гибкости производственной системы при обработке определенного типа детали.
Имеется производственная система для обработки корпусных деталей. На данные детали есть возможность крепления RFID меток примерно в одном и том же месте, таким образом обеспечивается возможность считывания информации с этих меток для всего разнообразия обрабатываемых деталей. Запись информации на RFID метку производится на первой операции вместе с креплением RFID.
Информация, хранящаяся в данной метке, состоит из двух основных разделов:
1. общая информация,
2. специфичная для операций информация.
В разделе «Общая информация» должны храниться следующие данные.
— Идентификация линии (участка, цеха) обработки.
— Тип/подтип обрабатываемой детали.
— Серийный номер детали. Эти данные могут использоваться для логистических нужд, задач прослеживания и маркировки деталей.
— Номер операции, выполненной с удовлетворительным качеством (каждый станок после выполнения операции подписывает свой номер операции). Эти данные проверяются перед обработкой на каждом станке, для уверенности, что предыдущая операция гарантированно выполнилась. Таким образом гарантируется правильная последовательность технологической обработки.
— Состояние детали: OK, Not OK или повторная обработка. Эти данные проверяются каждой машиной перед обработкой и в случае OK начинают обработку, в случае Not OK - выводят заготовку из процесса обработки или передают ее далее по технологической цепочке, если не предусмотрено промежуточное место для складирования брака. Признак повторной обработки может использоваться, например, для вывода детали на дополнительный контроль.
— Необходимая технологическая оснастка. Здесь должна храниться информация о необходимой технологической оснастке (например, тип используемой транспортировочной паллеты).
В разделе «Специфичная информация» для каждой операции технологического процесса хранится одинаковый набор данных. Каждый станок знает начальный и конечный адрес, предназначенной для него информации. Этот набор данных состоит из следующих компонентов.
— Признака необходимости выполнения операции (1 - необходимо выполнять технологическую операцию, 0 - станок должен пропустить заготовку). Этот признак позволяет пропускать, какие-либо технологические операции.
— Номера процесса обработки. Здесь необходимо указать номер программы или связанные с номером программы данные, чтобы система управления выбрала из имеющейся библиотеки программ, необходимую в данный момент программу. Таким образом обеспечивается гибкость производства и возможность обработки разных деталей.
— Признака новизны процесса. Данный признак позволяет при новизне процесса, остановить передачу детали на последующую операцию. При этом система управления станка может просигнализировать о появлении детали с неотработанным процессом и дождаться появления специалиста для отладки процесса обработки.
