CC BY
18
УДК 691
Е.А. Лободенко*, И.А. Си-нянский**, Е.В. Орлов***
*ОАО «Электростальский Химико-Механический завод им. Н.Д. Зелинского» (ОАО «ЭХМЗ им. Н.Д. Зелинского»), г. Электросталь
**Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет по землеустройству» (ГУЗ), г. Москва
***Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), г. Москва
E.A. Lobodenko*, I.A. Sinjanskij**, E.V. Orlov***
*Elektrostal Chemical-Mechanical Plant named after N.D. Zelinsky (ECMP named after N.D. Zelinsky), Elekstrostal
**State University Of Land Use Planning (SULUP), Moscow
***Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Moscow
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЯЧЕИСТОБЕТОННЫХ ПЕРЕМЫЧЕК, АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ ИЗ АРМИРУЮЩЕГО ВОЛОКНА, ДЛЯ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
STUDY OF THE PROPERTIES OF CELL-CONCRETE BREADS, REINFORCED BY COMPOSITE FITTINGS FROM THE REINFORCING FIBER, FOR LOW-RISE BUILDINGS
Аннотация
Основная проблема в осуществлении перехода при армировании автоклавного ячеистого бетона с металлической арматуры на композитную — низкая устойчивость связующего к высоким автоклавным температурам и воздействию агрессивной щелочной среды.
В статье рассматриваются исследования по осуществлению подбора и замены армирующего элемента в производстве ячеисто бетонных перемычек автоклавного твердения и испытания материалов, альтернативных металлу, с целью определения возможности использования при армировании газобетона.
Ключевые слова: газобетон, композитная арматура, металлическая арматура, перемычка, испытание, армирование, строительный материал, замена.
Abstract
The main problem in making the transition when reinforcing autoclaved cellular concrete from metal to composite reinforcement is the low resistance of the binder to high autoclave temperatures and the effects of an aggressive alkaline environment.
The article discusses studies on the selection and replacement of reinforcing elements in the production of cellular concrete bridges autoclaved curing and testing materials that are alternative to metal, in order to determine the possibility of using aerated concrete in reinforcement.
Key words: aerated concrete, composite fittings, metal fittings, jumper, test, reinforcement, building material, replacement.
Ячеистый бетон автоклавного твердения на мировом строительном рынке приняли как один из основных строительных материалов. Это обусловлено уникальными свойствами материала — долговечность, огнестойкость, экологич-ность, энергоэффективность и относительно низкая цена в сравнении с другими материалами. Материал газобетон является легким искусственный материалом. Он изготавливается в результате твердения поризованной смеси, которая состоит из гидравлических вяжущих веществ. Туда также входит тонкодисперсный кремнеземистым компонент, различные газообразующие добавки, а также непосредственно сама вода [1-2].
При возведении зданий становится целесообразным применение армированных ячеистобетонных изделий, т.к. они обладают рядом преимуществ, которые обусловленны непосредственно свойствами ячеистого бетона. Такое решение, несомненно, позволяет уменьшить массу возводимых стеновых панелей, перегородок, перекрытий и крыш зданий. Также можно будет обеспечить требуемые теплотехнические и противопожарные показатели без применения различных видов теплоизоляционных материалов. Поэтому наблюдается непрерывное расширение производства газобетонов, особенно автоклавного твердения. По проверенным данным общий выпуск продукции из газобетона на территории России за 2016-17 годы составил в среднем более 12 млн. м3 [3-4].
Проблемой при переходе в армировании автоклавного ячеистого бетона с металлической арматуры на композитную арматуру является низкая устойчивость связующего (традиционно на основе эпоксидной смолы и изометилтетраги-дрофталевого ангидрида) к высоким автоклавным температурам и воздействию агрессивной щелочной среды.
На основании этого в исследования основными целями было определено:
1. Подбор материалов, альтернативных металлу для армирования газобетона с улучшенными свойствами;
2. Изготовление газобетонных перемычек автоклавного твердения армированных полимерно-композитной арматурой.
Исследование 1. Подбор материалов альтернативных металлу для армирования газобетона с улучшенными свойствами.
Z м
О
-I
м
D CD
х
(U
т
О щ
^ о-£ и
0 с
. X
1 £
и о
£ 3
5 S
■ со < н
■ о S >s
0 со и
<и
S
1
га со о
и
и и
О *
X ш ЕЗ О ш
о с;
ш
В качестве использования альтернативного материала для армирования газобетона было выбрано два вида полимерно-композитной арматуры: арматура, выполненная на основе эпоксидной смолы и изометилтетрафталевого ангидрида (ИМТГФА), а также арматура из эпоксидной смолы и циклоалифатического амина.
При использовании изометилтетрагидрофталевого ангидрида, для производства полимерно-композитной арматуры, реакция отверждения эпоксидных смол проходит в две стадии. Сначала ангидрид реагирует с OH — группой эпоксидной смолы, при этом раскрывается кольцо ангидрида и образуется карбоксильная группа.
Далее карбоксильная группа раскрывает эпоксидное кольцо другой молекулы смолы.
Вновь образовавшаяся гидроксильная группа взаимодействует с молекулой ангидрида и т.д. В результате таких реакций образуется твердая смола трёхмерной структуры. Промежуточными продуктами данной реакции, являются простые эфиры.
Таким образом, в жидкой фазе бетона происходит разрушение эпоксидной матрицы, отверждённой ангидридными отвердителями (матовая поверхность). Так как происходит расщепление эфира с образованием спирта и соли кислоты.
Из выше рассмотренного делаем вывод, что композитная арматура, произведенная с применением ангидридных отвердителей, может использоваться в кислой среде и сохраняет свои свойства в течение заявляемого производителями срока. При этом в агрессивных щелочных средах данная арматура не может использоваться — происходит разрушение эпоксидной матрицы.
Методика испытаний включала отбор образцов и их испытание. При отборе и подготовке образцов, отвержденных аминами и ангидридами для испытаний избегались: деформация и нагревание, воздействие ультрафиолетового света и окружающей среды, которые могли бы привести к изменению свойств материала.
Испытание по схеме ГОСТ 31938 на определение предела прочности и модуля упругости осевым растяжением до и после выдержки в щелочной среде. Образцы погружались в щелочной раствор (значение pH 12,8, постоянная температура 60 °С, время выдержки 30 суток), с последующим растяжением на разрывной испытательной машине «Tinius Olsen H300KU» с установленным датчиком экстенциометром, до полного разрушения. Для проведения исследования были отобраны образцы диаметром 06 мм.
Цель исследования — сравнение внешнего вида и физико-механических характеристик в образцах до выдержки в бетоне и после.
Предельные температуры эксплуатации образцов композитной арматуры:
- изготовленной на основе отвердителя ИМТГФА — 62 °С;
- изготовленной на основе алифатического отвердителя — 129 °С.
Вывод: По результатам физико-механических показателей до и после выдержки в бетонной среде, арматура, отвержденная ангидридными отвердителями не рекомендуется для использования в бетоне (показатели ниже рекомендованных в ГОСТ 31938), т.к. будет разрушаться под действием реакции в щелочной среде. Данный продукт может быть использован в асфальтобетонном покрытии
дорожного полотна, деревянных конструкциях, изделиях декоративного назначения. Арматура на основе алифатических аминных отвердителей показала стойкость к действию щелочной среды, поэтому может быть рекомендована к повсеместному использованию в бетоне. Повышенный показатель температуры эксплуатации образца композитной арматуры на основе алифатического аминного отвердителя, дает возможность рассмотреть вариант использования данной арматуры при армировании ячеистого автоклавного газобетона.
Исследование 2. Экспериментальное изготовление газобетонных перемычек автоклавного твердения армированных полимерно- композитной арматурой.
Осуществлено производственное изготовление пробных образцов нового строительного материала — газобетонных перемычек автоклавного твердения армированных термостойкой полимерно композитной арматурой, на основе эпоксидной смолы и циклоалифатического амина.
Перемычки из автоклавного газобетона предназначены для перекрытия проемов зданий, в стенах из газобетонных блоков, возводимых в обычных условиях строительства и рассчитанных на нагрузки от собственного веса, веса блоков над ними и перекрытий. Размер каждой изготовленной перемычки составил 1300x300x200 мм. В качестве армирующего элемента взяли термоустойчивую стеклопластиковую арматуру диаметром 8 мм.
После получения окончательных результатов исследования прочностных свойств нового строительного материала, предприятие планирует внедрение технологии в производство и начало серийного выпуска армированных перемычек ячеистобетонных изделий автоклавного твердения, с использованием термостойкой полимерно-композитной арматуры.
Вывод: При изготовлении в производственных условиях образцов армированных перемычек из газобетона автоклавного твердения, не выявлено отрицательных моментов. Визуальный осмотр образцов показал отсутствие — трещин, раскрытие бетона, выстреливания арматуры и сколов. Для дальнейшего исследования на соответствия требованиям ГОСТ 948 — образцы были предоставлены в лабораторию исследовательского центра.
Литература
1. Абызов В.А., Клинов О.А. Жаростойкий фосфатный газобетон с добавками отходов огнеупорного волокна // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2009. № 16 (149). С. 36-37.
2. Кара К.А., Сулейманов А.Г. Газобетон на композиционном вяжущем с использованием отсевов дробления известняка // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 5. С. 64-66.
03
г
м О
-I
м
Э СО
х <и т 2
О <и
^ о-£ и
0 с
. X
® £
1 £
и о
£ 3
5 8
■ и < н
■ о
0 и
и
<и
1
га и о
и ^
и и
О *
X ш Ч О ш О
с;
ш
3. Сактаганова Н.А. Неавтоклавный гидрофобный газобетон на основе нефтешлама // Наука и Мир. 2014. № 9 (13). С. 38-40.
4. Мостовой А.С., Плакунова Е.В., Панова Л.Г. Модифицированные эпоксидные смолы как перспективные связующие полимерных
композиционных материалов // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2011. Т. 12. № 2. С. 34-37.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Е.А. Лободенко, И.А. Синянский, Е.В. Орлов. Исследование свойств ячеистобетонных перемычек, армированных композитной арматурой из армирующего волокна, для малоэтажных зданий — Системные технологии. — 2019. — № 30. — С. 52—56.
История статьи:
Дата поступления в редакцию 02.03.19 Дата принятия к печати 05.03.19
УДК 69
Н.А. Сташевская, Няня Сулейман, К.Е. Ковалева
Российский университет дружбы народов, Москва, Россия
N.A. Stashevskaya, A.P. Minina, K.E. Kovaleva, Gnagna Souleymane
Peoples' friendship University of Russia, Moscow, Russia
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ БАЗАЛЬТОВОЙ АРМАТУРЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ В ГВИНЕЙСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ (ЗАПАДНАЯ АФРИКА)
PROSPECTS FOR THE INTRODUCTION OF BASALT REINFORCEMENT FOR CONSTRUCTION IN THE REPUBLIC OF GUINEA (WEST AFRICA)
Аннотация
В статье рассматриваются возможности применения базальтовой арматуры в строительстве в Гвинейской Республике (Западная Африка). Установлено, что на территории Гвинейской Республики залегают значительными объемы базальтового сырья, пригодные для применения в промышленных масштабах.
