VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Введение. Для использования быстровозводимого сооружения в условиях возможной чрезвычайной ситуации необходимо чтобы оно имело достаточно малый вес, что уменьшит затраты при транспортировке, а также трудоемкость при возведении сооружения. При этом сооружение должно оставаться прочным и устойчивым. На основе вышесказанного, сделан вывод о целесообразности проведения экспериментального исследования прочностных свойств материала, предполагаемого для использования в быстровозводимом сооружении на базе пневматической опалубки.

В качестве заполнителя межоболочного пространства в рассматриваемом сооружении предлагается использовать бетон. В нем помимо заполнителя также расположены перфорированные трубки, по которым происходит подача затворяющей жидкости (затворяющие трубки).

Так как процесс затворения песчаной смеси через перфорированные трубки не дал положительных результатов, было принято решение об изготовлении образца бетона путем затворения цементно-песчаной смеси (соотношении 1:3) и воды в соотношении 0,4, с последующей укладкой в форму. Через сутки после проведения затворения образец был извлечен из формы и помещен в нормальные условия твердения, для дальнейшего набора прочности.

Изготовление контрольного образца проводилось согласно ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 28570-90. По истечении 28 суток полученный образец был разрезан механическим способом, выпиливанием без увлажнения, на фрагменты приведенные к кубу с длиной ребер 50 мм. Размер обусловлен толщиной предлагаемой конструкции.

После изготовления, фрагменты были подвержены визуальному осмотру, который не выявил явных дефектов, таких как трещины, околы ребер, раковины. Каждый образец был измерен с точностью до 0,1 мм при помощи штангенциркуля, и взвешен на лабораторных весах AND DL-3000WP с дискретностью 0,01г.

Среднюю плотность образцов рассчитывали по формуле

,

где m – масса образцов, V – объем образцов. Используя данную формулу, получаем среднюю плотность для наполнителя из бетона – 1,87 г/см³.

Методика испытаний. Определение прочности контрольных образцов проводилось в Центре коллективного пользования Воронежского ГАСУ, аттестованном в Госстандарте РФ. Для проведения испытаний использовалась универсальная напольная электромеханическая испытательная система Инстрон модель 5982 , прошедшая поверку №1771/02 от 18.06.2015г., позволяющая производить испытания на сжатие и растяжение с усилиями до 100 кН.

После испытания образцов бетона был построен график зависимости перемещения от нагрузки (рис. 1).

Рис. 1. График испытания образцов бетона на сжатие

Анализ результатов испытаний образцов из бетона показывает, что образцы Б1 и Б3 имеют схожий характер, возрастание нагрузки происходит по одной траектории близкой к прямой, однако значения максимальной нагрузки различно. После достижения максимальных значений для образцов нагрузка начинает равномерно уменьшаться. Образец Б2 «выбивается» из общей картины, нарастание нагрузки происходит неравномерно, по траектории близкой к дуге, кроме того при достижении нагрузки порядка 6800 Н ее возрастание практически останавливается, перемещение при этом увеличивается. При достижении 1 мм нагрузка начинает незначительно нарастать до достижения максимального значения, после чего нагрузка уменьшается плавнее, чем у других образцов. Среднее напряжение образцов при сжатии до разрушения составляет 4 МРа.

После испытания было принято решение о вычислении отношения нагрузки к плотности по усредненным показателям:

- средняя нагрузка образцов составляет 10,022 кН, а средняя плотность составляет 1866 кг/м³, отсюда получаем, что искомое отношение будет составлять 5,37 Нм³/кг;

Визуальные наблюдения. В ходе испытаний проводились визуальные наблюдения за образцами с фотофиксацией.

Рис. 2. Вид образца из бетона после испытания

Анализ рис.2 и визуальные наблюдения показывают, что трещинообразование и дальнейшее разрушение образцов из бетона происходит по линиям близким к параллелям прикладываемой нагрузки.

После испытаний образец извлекался из установки и, несмотря на частичное осыпание материала у околов, продолжал держать форму.

Выводы. Проведено экспериментальное исследование прочностных и деформационных характеристик бетона на действие сжатия. В результате испытаний установлено, что бетон выдерживает высокую нагрузку и после прекращения воздействия продолжает держать форму. Исходя из сделанных выводов, можно использовать бетон в качестве заполнителя межоболочного пространства быстровозводимых сооружений на базе пневматической опалубки

Библиографический список.

1. Николенко, С.Д. Сравнительный анализ быстровозводимых сооружений для использования в чрезвычайных ситуациях./Николенко С.Д., Михневич И.В.// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2013. № 4 (13). - С. 43-48.

2. Мелькумов В.Н., Инновационная пневмотехнология возведения фиброармированных конструкций / В.Н. Мелькумов, А.Н. Ткаченко, Д.А. Казаков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. – 2014. № 4. – С. 11 – 21.

3. Николенко, С.Д. Разработка конструкций пневматических опалубок./С.Д.Николенко, И.В.Михневич// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2014. № 2 (15). - С. 18-22.

4. Золотов М. С., Рапина Т. В. Крупнопористый керамзитобетон на основе высококонцентрированной кварцевой суспензии, полученной с помощью нанотехнологического подхода производства //Коммунальное хозяйство городов. – 2009. – №. 86. – С. 150-154.

5. Холдаева М. И. Применение полистиролбетона как эффективного конструкционно-теплоизоляционного материала //Коммунальное хозяйство городов. – 2011. – №. 97. – С. 341-344.

6. Акулова М. В., Стародубцева Н. В. Влияние заполнителей на свойства бетона //Новые информационные технологии в строительном комплексе. – С. 240.

7. Михневич, И.В., Использование заполнителей в быстровозводимых сооружениях на основе пневмоопалубки / И.В.Михневич, С.Д.Николенко, Д.А.Казаков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. – 2015. № 3. – С. 39 – 45.

8. ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам [Текст]. - взамен ГОСТ 10180-90; введ. 01.07.13

9. ГОСТ 28570-90 Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций. Москва ; введ. 01.01.91

Код для цитирования: Скопировать