Использование активных минеральных добавок совместно с суперпластификаторами является необходимым для достижения высоких физико-механических характеристик бетона. Использование побочных продуктов, получаемых в различных отраслях промышленности, способствуют развитию устойчивого строительства за счет сокращения отходов. Приведен литературный обзор исследований, посвященных влиянию техногенных минеральных добавок совместно с пластификатором, на свойства бетона, обеспечивающие долговечность материала. Каждая минеральная добавка обладает определенными свойствами и по-разному влияет на реологию, гидратацию, микроструктуру и, как следствие, на физико-механические свойства бетона. Долговечность бетона можно прогнозировать путем задания его определенного состава, включающего регулирование компонентов состава бетонной смеси, ее реологии, а также задания определённых характеристик затвердевшего бетона, включающего показатели прочности, морозостойкости, коррозионной стойкости, карбонизации и других свойств. Прогнозирование долговечности особенно актуально для транспортных бетонных конструкций и сооружений, зачастую подвергающихся суровым условиям эксплуатации. Активные минеральные добавки в небольших пропорциях, как правило, положительно влияют на структуру и прочность цементного камня бетона, а также на такие эксплуатационные свойства, как стойкость к проникновению хлоридов ионов, предотвращение щелочно-кремнеземной реакции между щёлочью и заполнителем. Зола-уноса и гранулированный доменный шлак обладают пуццолановыми свойствами и меняют кинетику гидратации цемента, действуя как инертные частицы на ранних стадиях гидратации. Микрокремнезем, побочный продукт производства кремниевых сплавов, является высокоэффективной пуццолановой добавкой в бетоне благодаря небольшому размеру частиц и высокому содержанию кремнезема, что приводит к увеличению прочности и снижению проницаемости. Однако его эффективность зависит от дозировки: оптимальный диапазон составляет 15-20 % от массы цемента для высокопрочных бетонов.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Строительство
Бетон является одним из самых распространенных строительных материалов, основа которого состоит из цемента, воды и заполнителей. Однако производство цемента связано со значительным выделениями CO2 в атмосферу при обжиге известняка и сгорании топлива. Во всех развивающихся странах, в том числе России, производство и потребление цемента находится на высоких уровнях за последние десятилетия [1; 2]. Одним из реалистичных способов снизить объем выбрасываемых парниковых газов является замена части цемента на активные минеральные добавки, обладающие гидравлическими или пуццолановыми свойствами
Список литературы
1. Гузь, В.А. Российская цементная промышленность в 2023 году / В.А. Гузь, Е.В. Высоцкий // Цемент и его применение. - 2023. - № 6. - С. 22-25. EDN: NMIKFS
2. Carbon and air pollutant emissions forecast of China’s cement industry from 2021 to 2035 / X. Liu, L. Yang, J. Du, H. Zhang, J. Hu, A. Chen, W. Lv // Resources, Conservation and Recycling. - 2024. - Vol. 204. - May. - P. 107498. EDN: OVLBWB
3. Высокодисперсные наполнители для порошковоактивированных бетонов нового поколения / В.И. Калашников, Р.Н. Москвин, Е.А. Белякова [и др.] // Системы. Методы. Технологии. - 2014. - № 2 (22). - С. 113-118. EDN: SFPCLD
4. Gutteridge, W.A. Filler cement: The effect of the secondary component on the hydration of Portland cement: Part I. A fine non-hydraulic filler / W.A. Gutteridge, J.A. Dalziel // Cement and Concrete Research. - 1990. - Vol. 20 (5) - P. 778-782.
5. Тараканов, О.В. Влияние комплексных минеральных добавок на прочность и состав гидратации цементных материалов / О.В. Тараканов, Е.А. Белякова // Региональная архитектура и строительство. - 2020. - № 4 (45). - С. 46-52. EDN: DQIKYM
6. Прочность жестких бетонных смесей с поликарбоксилатными пластификаторами / Л.М. Добшиц, С.Н. Анисимов, А.О. Смирнов [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. - 2020. - № 4 (16). - С. 6-13. EDN: BZLDZB
7. Влияние поликарбоксилатных суперпластификаторов на структурообразование цементных паст / Л.М. Добшиц, О.В. Кононова, С.Н. Анисимов, А.Ю. Лешканов // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 5-5. - С. 945-948. EDN: SCDDPX
8. Галибина, Е.А. Автоклавные строительные материалы из отходов ТЭЦ / Е.А. Галибина. - Л.: Стройиздат, 1986. - 128 с.
9. Abdalla, A. Microstructure and chemical characterizations with soft computing models to evaluate the influence of calcium oxide and silicon dioxide in the fly ash and cement kiln dust on the compressive strength of cement mortar / A. Abdalla, A. Salih // Resources, Conservation & Recycling Advances. - 2022. - Vol. 15 - P. 200090. EDN: ZBIHTS
10. Петропавловская В.Б. Золоцементныe композиции / В.Б. Петропавловская, Т.Б. Новиченкова, Х.А. Микаелян, К.С. Петропавловский // Вестник Тверского государственного технического университета. - 2023. - № 2 (18). - С. 12-21. EDN: XTGHCJ
11. Effects of colloidal nanosilica/polycarboxylate ether superplasticizer nanocomposite and graphene oxide on properties of fly ash blended cement / Z. Xie, H. Zhou, Q. Li, C. Duan, S. Zhang, D. Li // Construction and Building Materials. - 2020 - Vol. 262 - P. 120767. EDN: UTWCUM
12. Combined effect on properties and durability performance of nanomodified basalt fiber blended with bottom ash-based cement concrete: ANOVA evaluation / R. Fediuk, N. Makarova, D.N. Qader, V. Petropavlovskaya, T. Novichenkova, M. Sulman, K. Petropavlovskii // Journal of Materials Research and Technology. - 2023. - No. 23 (11). - P. 2642-2657. EDN: GOZCJO
13. Effect of polycarboxylate superplasticizers on large amounts of fly ash cements / M. Toledano-Prados, M. Lorenzo-Pesqueira, B. González-Fonteboa, S. Seara-Paz // Construction and Building Materials. - 2013. - Vol. 48. - P. 628-635.
14. Improvement of shrinkage resistance and mechanical property of cement-fly ash-slag ternary blends by shrinkage-reducing polycarboxylate superplasticizer / Z. Jian, M. Yuefeng, L. Jiaping, C. Xiangsheng, R. Fangzhou, C. Weibin, C. Hongzhi // Journal of Cleaner Production. - 2024. - Vol. 447. - P. 141493.
15. Hydration mechanisms of ternary Portland cements containing limestone powder and fly ash / D.K. Weerdt, H.M. Ben, L.G. Saout, K.O. Kjellsen, H. Justnes, B. Lothenbach // Cement and Concrete Research. - 2011. - Vol. 20 (5). - P. 778-782.
16. Effect of CO2 surface treatment on penetrability and microstructure of cement-fly ash-slag ternary concrete / Y. Wang, B. Lu, X. Hu, J. Liu, Z. Zhang, X. Pan, C. Shi // Cement and Concrete Composites. - 2021. - Vol.123. - P. 104194. EDN: COIWVB
17. Comparative study of the efficacy of fly ash and reactive aggregate powders in mitigating alkali-silica reaction / M.J. Tapas, P. Thomas, K. Vessalas, E. Nsiah-Baafi, L. Martin, V. Sirivivatnanon // Journal of Building Engineering. - 2023 - Vol. 63 (Part B) - P. 105571. EDN: VDTGLZ
18. Hasholt, M.T. Frost resistance of concrete with high contents of fly ash - A study on how hollow fly ash particles distort the air void analysis / M.T. Hasholt, K.U. Christensen, C. Pade // Cement and Concrete Research. - 2019 - Vol. 119. - P. 102-112.
19. Luping, T. Evaluation of Durability of Concrete with Mineral Additions with Regard to Chloride-induced Corrosion / T. Luping, I. Löfgren // Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden - 2016. - P. 31.
20. Gutteridge, W.A. Filler cement: The effect of the secondary component on the hydration of Portland cement: Part 2: Fine hydraulic binders. / W.A. Gutteridge, J.A. Dalziel // Cement and Concrete Research. - 1990. - Vol. 20 (6) - P. 853-861.
21. Berodier, E. Evolution of pore structure in blended systems / E. Berodier, K. Scrivener // Cement and Concrete Research. - 2015. - Vol. 73. - P. 25-35.
22. Jin, L. The microstructures of hardened composite binders containing steel slag and GGBS at 10 years / L. Jin, G.Runhua // Construction and Building Materials. - 2019. - Vol. 225. - P. 1152-1159. EDN: EJCLPH
23. Эффективность применения доменного гранулированного шлака в бетонах с добавкой на основе поликарбоксилатного эфира / О.В. Кононова, С.Н. Анисимов, А.О. Смирнов, А.Ю. Лешканов // Современные наукоемкие технологии. - 2016. - № 6-2. - С. 259-263. EDN: WDIDWV
24. Механизмы действия различных видов органоминеральных добавок в цементной системе / А.А. Леденев, С.П. Козодаев, В.Т. Перцев, Е.В. Баранов, Т.В. Загоруйко, Д.Н. Внуков // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2021. - № 9. - С. 8-19. EDN: UFSCDT
25. A study on the change in frost resistance and pore structure of concrete containing blast furnace slag under the carbonation conditions / D. Zhenzhao, N.X.Quy, N. Noguchi, J. Kim, Y. Hama // Construction and Building Materials. - 2022. - Vol. 331. - P. 127295.
26. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В.Г. Батраков. - М.: Технопроект, 1998. - 768 с. EDN: ZTDODP
27. Смирнов, А.О. Роль микрокремнезема в формировании структуры бетона / А.О. Смирнов // Научному прогрессу - творчество молодых: материалы XIII международной молодежной научной конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам. - Йошкар-Ола: ПГТУ, 2018. - Т. 4. - С. 171-174.
28. Rossen, J.E.Composition of C-S-H in pastes with increasing levels of silica fume addition /j.E. Rossen, B. Lothenbach, K.L. Scrivener // Cement and Concrete Research. - 2015. - Vol. 75. - P. 14-22.
29. Зоткин, А.Г. Бетоны с эффективными добавками / А.Г. Зоткин. - М.: Инфра-Инженерия, 2014. - 160 с. EDN: UGKJQX
30. Smirnov, A.O. Effect of superplasticizer and silica fume on the properties of self-compacting mortars / A.O. Smirnov, L.M. Dobshits, S.N. Anisimov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - Vol. 896, № 1. - P. 012095.
31. Pigeon, M. Durability of concrete in cold climates / M. Pigeon, R. Pleau // London: E&FN Spon, 1992. - P. 126-129.
32. Gebler, S. Effect of fly ash on the air-void stability of concrete. In: Proceedings of the CANMET / S. Gebler, P. Klieger // ACI first international conference on the use of fly ash, silica fume, slag, and other mineral by-products in concrete. - Montebello: ACI SP-79, 1983. - P. 103-120.
33. Chul-Woo, C. Chloride ion diffusivity of fly ash and silica fume concretes exposed to freeze-thaw cycles / C. Chul-Woo, S. Chang-Seon, K. Young-Su // Construction and Building Materials. - 2010 - Vol. 24. - P. 1739-1745. EDN: MRPDJG
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проведен эксперимент по вермирекультивации почв, загрязненных отработанным автомобильным маслом в концентрации 50 г/кг, с использованием дождевых червей Eisenia fetida, Eisenia andrei и Dendrobaena veneta и микроорганизмов - симбионтов дождевых червей. Стимулирующее влияние на выживаемость Eisenia fetida в условиях загрязнения маслом отмечена в образцах с добавлением с B. subtilis (Кр. Краскела - Уоллиса: H (4, N = 15) = 11,54386; p = 0,0211). В ходе анализа численности E. andrei в условиях загрязнения почвы отработанным машинным маслом установлено стимулирующее влияние Pseudomonas aeruginosa и Pseudomonas putida (Кр. Краскела - Уоллиса: H (4, N = 15) = 12,48889; p = 0,0141). При оценке различий показателей выживаемости Dendrobaena veneta выявлены статистически значимые различия в образцах почвы, загрязненной маслом, и в образце загрязненной почвы с добавлением Rhodococcus и Pseudomonas aeruginosa (Кр. Краскела - Уоллиса: H (4, N = 15) = 13,25898; p = 0,0101). При использовании симбиотических микроорганизмов наибольшая эффективность рекультивации почв, загрязненных отработанным машинным маслом, отмечена при совместном использовании Bacillus subtilis и Rhodococcus совместно с E. fetida - 95-100 %, Rhodococcus совместно с E. аndrei - 100 %, а также с Pseudomonas putida и Pseudomonas aeruginosа (80-85 %) совместно с Bacillus subtilis и Rhodococcus и D. veneta - 96-97 %.
Одним из основных условий технического регулирования в области проектирования и строительства автомобильных дорог является применение дорожно-климатического районирования, к которому привязаны основные нормы по земляному полотну, дорожным одеждам и требования к дорожно-строительным материалам. Повышение качества проектирования автомобильных дорог за счет более обоснованного учета региональных природно-климатических условий и совершенствование существующих отраслевых нормативных документов Кыргызской Республики с учетом реальных условий эксплуатации особенно важно и актуально. Строительство автомобильных дорог на просадочных грунтах достаточно сложный и трудоемкий процесс. Необходимо обеспечить безопасность езды и долговечность конструкции, одним из важных критериев которой является несущая способность грунта. На несущую способность в значительной мере влияет состояние верхней увлажненной зоны грунта. В задачу районирования входит качественная и количественная инженерная оценка условий дорожного строительства, выявление просадочных явлений грунтов земляного полотна автомобильных дорог горной местности.
Рассматривается вопрос эксплуатации дизельных погрузчиков при выгрузке грубых кормов в процессе завоза сена в Якутию для полноценного кормообеспечения крупного скота. Своевременное и качественное кормообеспечение является актуальной проблемой для аграрного сектора республики. Периодически республика сталкивается с неуправляемыми природными факторами, влекущими за собой невыполнение планов кормозаготовительных кампаний и необходимость завоза сена из других регионов страны. В то же время территориальная неравномерность расселения и развития инфраструктуры транспорта, а также региональные особенности климата накладывают определенные ограничения в части выбора технических средств для производственных нужд. Авторами предложена схема доставки кормов, предполагающая создание накопительного склада и применение погрузчиков, работающих на дизельном топливе. При работе с дизельными погрузчиками в условиях ограниченного пространства необходимо принимать во внимание концентрацию загрязняющих веществ, в связи с чем авторами проведено экспериментальное исследование концентрации загрязняющих веществ при работе дизельного погрузчика VOLVO MC95C в помещении объемом 358 м3 с помощью многокомпонентного газоанализатора МАГ-6 С-1, определяющего концентрацию (мг/м3) O2 (кислорода), CO2 (углекислого газа), CH4 (метана) и CO (угарного газа). Исследования показали, что за 10 мин концентрация особо опасного вещества - угарного газа - достигает 16 мг/м3. Приводятся результаты исследования концентрации загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны погрузчика, подчеркивается опасность отработавших газов дизелей и необходимость подбора модели теоретического расчета количества сажи в отработавших газах в широком диапазоне режимов работы двигателя.
Применение одноосных и двухосных прицепов в составе автотракторного поезда позволяет значительно повысить грузоподъемность и производительность подвижного состава на транспортных работах, снизить затраты труда и себестоимость перевозок. Вместе с тем в сравнении с одиночными транспортными средствами для автотракторных поездов характерны более низкие эксплуатационные показатели - такие как устойчивость прямолинейного и криволинейного движения, маневренность. Устойчивость прямолинейного движения является важнейшим эксплуатационным свойством автотракторного поезда, влияющим на безопасность транспортных работ, и во многом определяется устойчивостью движения прицепного состава. Неустойчивое движение прицепа проявляется в поперечных боковых колебаниях, возникающих на достаточно низких скоростях прямолинейного движения автопоезда, - около 45 км/ч, что не позволяет в полной мере реализовывать скоростные возможности современных автомобилей-тягачей и колесных тракторов, скоростной потенциал которых значительно выше этих значений. Уменьшение боковых колебаний прицепов возможно путем модернизации тягово-сцепных устройств, снабженных стабилизаторами колебаний, а также стабилизирующих устройств, основанных на использовании тормозных систем прицепов, обеспечивающих раздельное подтормаживание колес прицепа, позволяющих поддерживать его стабилизацию путем подтормаживания ближнего к полюсу отклонения колеса прицепа при возникновении его колебаний. Предложена методика определения граничной скорости по условиям устойчивости одноосного прицепа, снабженного устройством раздельного подтормаживания колес, при возникновении поперечных колебаний. По результатам исследований представлен ряд запатентованных технических решений тягово-сцепных устройств, связанных с тормозной инерционной системой одноосного прицепа, позволяющих поддерживать устойчивое движение автопоезда путем стабилизации прицепа.
Актуальность работы заключается в необходимости совершенствования способов обеспечения надежности и качества приписанной техники в условиях конкурентной борьбы, что требует достижения высокой экономической эффективности эксплуатации приписанной техники. Решение поставленной задачи может быть достигнуто только путем всестороннего анализа существующих методов эксплуатации и перспектив развития наземной техники Целью данной работы является выявление наиболее эффективных способов поддержания техники в работоспособном состоянии и способов снижения затрат при осуществлении эксплуатации техники в различных условиях. Проанализированы основные группы факторов, оказывающих влияние на данные показатели, проведена оценка их влияния и определена степень важности. Предложено шире использовать имеющийся опыт холдинга ОАО «РЖД» в вопросах обеспечения качества услуг и товаров. Используя накопленный опыт эксплуатации, ставилась задача доказать, что современную наземную технику, а также технику практически любой отрасли невозможно представить в отрыве от передовых (цифровых) измерительных технологий, регулярного внедрения и освоения инновационных технологических процессов, контроля качества на всех этапах жизненного цикла техники, испытания и внедрения новых моделей. В результате проведенного исследования установлено, что для обеспечения указанных требований необходимо работать над созданием статистического банка данных по показателям технического состояния объекта, которые обеспечивают надежность и безопасность производства работ объектом эксплуатации. Доказано, что современная техника в большинстве своем ремонтируется агрегатным методом ремонта, а эксплуатирующие должностные лица пренебрегают ресурсосберегающими методами ремонта, а в ряде случаев не владеют данными технологиями. Предложено шире использовать риск-ориентированный подход для обеспечения работоспособности и надежности приписанной техники. Установлено, что современные производства нуждаются в возрождении школы ресурсосберегающего ремонта техники, разработке новых методов восстановления деталей и узлов, совершенствовании существующих методов.
Издательство
- Издательство
- ПНИПУ
- Регион
- Россия, Пермь
- Почтовый адрес
- 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский проспект, д. 29
- Юр. адрес
- 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский проспект, д. 29
- ФИО
- ТАШКИНОВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ (ИСПОЛНЯЮЩИЙ ОБЯЗАННОСТИ РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- rector@pstu.ru
- Контактный телефон
- +7 (342) 2198067
- Сайт
- https://pstu.ru