Бетон на доменных гранулированных шлаках: Влияние молотого доменного гранулированого шлака ПАО «Северсталь» на прочность бетона

Влияние молотого доменного гранулированого шлака ПАО «Северсталь» на прочность бетона

Одним из наиболее распространенных металлургических отходов является доменный гранулированный шлак после помола приобретающий гидравлические свойства. В статье приведены результаты исследования свойств доменного шлака ПАО «Северсталь» (г. Череповец, РФ), а именно химический состав предоставленных образцов шлака, а также результаты его испытаний в составе смешанного вяжущего для бетона.

Введение

В процессе обогащения и выплавки металлов образуются сотни млн тонн технологических отходов (шлаки, шламы и другие). Так, в Российской Федерации, по некоторым оценкам, только сталеплавильных шлаков накоплено свыше 250 млн т. Они занимают площадь около 1,3 тыс. га. Кроме этого, в отвалы ежегодно сваливается около 5…7 млн тонн шлаков [1]. Подобные отходы представляют собой огромную экологическую проблему.

Массовое промышленное использование молотого гранулированного шлака совместно с цементом в качестве компонента вяжущего для бетона началось в первой половине ХХ века. И в настоящее время молотый доменный гранулированный шлак, наряду с золой уноса и микрокремнеземом является одним из ценнейших отходов для применения в области строительства.

Таблица 1. Химический состав доменных гранулированных шлаков

Молотый шлак в основном используется:

– в качестве вяжущего совместно с цементом для производства цементного бетона, в т. ч. в виде шлакопортландцемента;

– в качестве вяжущего (индивидуального и в составе комплекса с цементом, золой уноса, известью) для укрепления слоев дорожной одежды в дорожном и аэродромной строительстве;

– в качестве наполнителя для производства бетона на битумном вяжущем при строительстве дорожных одежд.

Однако в зависимости от исходного сырья при производстве металлов доменный шлак может иметь переменный химический и фазовый состав. Поэтому использование доменного шлака в строительстве должно предваряться тщательным исследованием его состава, которое дает возможность оценить не только гидравлические свойства шлака, но и устойчивость его структуры к распаду.

В данной статье приведены некоторые результаты исследования свойств доменного шлака ПАО «Северсталь» (г. Череповец, РФ), в частности химический состав предоставленных образцов, а также испытания шлака в составе смешанного вяжущего для бетона.

Химический состав шлака ПАО «Северсталь»

Исследования химического состава было проведено в НИТУ МИСиС с применением рентгенофлюоресцентного метода на рентгенофлюоресцентном спектрометре ARL 9900. Для исследования образцы шлаков были размолоты в ступке Fritsch в течении 10 мин для последующего прессования на подложке из борной кислоты. В процессе исследования установлено различие составов шлаков, в частности в шлаке, представленном Новолипецким металлургическим комбинатом (далее НЛМК), содержание оксида кальция значительно выше по сравнению с ПАО «Северсталь», что может быть объяснено применением различного сырья. Сравнительный анализ составов шлаков и типичного состава цемента марки М500 показан в табл.1.

Модуль основности шлака, определяемый по формуле (СаО + MgO)/(SiO₂), составляет 1,3, т.е. шлак можно отнести к основным (модуль ≥1).

Результаты исследования фазового состава шлака ПАО «Северсталь» приведены в [2].

На основании проведенных исследований химического и фазового составов шлаков предприятий ПАО «Северсталь» и НЛМК сделан вывод об их высоких вяжущих свойствах.

Влияние шлака ПАО «Северсталь» на прочность цементного бетона

Доменный гранулированный шлак ПАО «Северсталь» представляет собой гранулы размером до 5 мм, которые после помола приобретают гидравлическую активность. В [2] приведены результаты определения оптимальной тонкости помола шлака с точки зрения прочности на сжатие и изгиб, а также расплыва стандартного конуса, косвенно характеризующего водоудерживающую способность вяжущего. Так по результатам [2] предпочтительной является тонкость помола Sуд = 3500…4000 см2/г. Для определения влияния шлака на прочность бетона шлак размалывался в лабораторной шаровой мельнице до тонкости помола Sуд=3840 см2/г. Площадь поверхности определялась на приборе ПСХ-11. Свойства шлака после помола приведены в табл. 2.

Таблица 2. Свойства шлака после помола

Результаты определения влияния молотого шлака на удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона на сжатие приведены в табл. 3 и на рис.1. Производилась замена 25 и 50% цемента молотым шлаком. Использовались: порт­ландцемент CEM I 42.5 EN 197-1 производства ОАО «Белорусский цементный завод», песок крупный карьер «Минский»; щебень гранитный фр. 5-20 3 группа ПРУП «Гранит». В качестве суперпластификатора применялась поликарбоксилатная добавка «Линамикс ПК тип 1» производства ООО «Полипласт Северо-запад». Бетон твердел в нормально-влажностных условиях. Прочность определялась в соответствии с ГОСТ 10180 [3].

Рис.1. Прочность на сжатие бетона, содержащего в составе вяжущего молотый гранулированный доменный шлак.

Результаты испытаний позволяют сделать следующие выводы:

1. Молотый шлак с Sуд=3840 см2/г снижает водопотребность смешанного вяжущего. С увеличением дозировки данный эффект увеличивается.

2. Введение шлака замедляет набор прочности бетона. Однако уменьшение прочности компенсируется снижением водовяжущего отношения за счет низкой водопотребности вяжущего.

Так, на первые сутки твердения проч­ность бетона снизилась на 36% и 61% при содержании шлака 25% и 50% соответст­венно.

3. Прочность бетона со шлаком в возрасте 28 суток превышает прочность бетона контрольного состава на 8…11%.

4. Поликарбоксилатный суперпластификатор «Линамикс ПК» является эффективным разжижителем как для чистых клинкерных, так и для смешанных вяжущих.

Таблица 3. Характеристика составов бетона

Заключение

1. Приведены результаты исследования свойств доменного шлака ПАО «Северсталь» (г. Череповец, РФ), а именно химический состав предоставленных образцов шлака, а также его влияние на прочность бетона при замене части цемента (25% и 50%) на молотый шлак с тонкостью помола Sуд=3840 см²/г.

2. Результаты испытаний позволяют сделать выводы о том, что молотый шлак с Sуд=3840 см²/г снижает водопотребность смешанного вяжущего. Введение шлака замедляет набор прочности бетона. Однако уменьшение прочности компенсируется снижением водовяжущего отношения за счет низкой водопотребности вяжущего. Прочность бетона со шлаком в возрасте 28 суток превышает прочность бетона контрольного состава на 8…11%. Поликарбоксилатный суперпластификатор «Линамикс ПК» является эффективным разжижителем как для чистых клинкерных, так и для смешанных вяжущих.

3. Ранее полученные и приведенные в статье данные позволяют сделать вывод о целесообразности применения шлака производства ПАО «Северсталь» в цементных бетонах.

Библиографический список

1. Б.Б. Хайдаров Разработка энергоэффективной технологии переработки металлургических шлаков / Хайдаров Б.Б., Мазов И.Н., Кузнецов Д.В., Суворов Д.С. // Актуальные научно-технические и экологические проблемы сохранения среды обитания: научные статьи Международн. науч.-практ. конф., Брест 6-8 апр. 2016 г.: в 2-х частях / УО «Брестск. гос. техн. ун-т»; под ред. А.А. Волчека [и др.]. – Брест, 2016. – Ч.II. – 348 с.

2. Н.Н. Калиновская О возможности применения молотого доменного гранулированого шлака ПАО «Северсталь» в цементных системах / ­Калиновская Н.Н., Аль-Мусави Кадим Абдулвахид Салех, Кузнецов, Д.В. // Проблемы современного бетона и железобетона / Министерство архитектуры и строительства Республики ­Беларусь; под ред. Лешкевича О.Н. [и др.]. – Минск, 2021.

3. ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

Источник: www.tehnobeton.ru

Страница не найдена

Поляков В.Ю., Хорев И.В. , Демидов И.М.

ФГБОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Поляков Владимир Юрьевич, e-mail: [email protected]

Аннотация. Новые транспортные сооружения, такие как плавающие подводные тоннели, представляют собой серьезную научную проблему. Во всем мире не построено ни одного такого сооружения, проектирование, в лучшем случае, заканчивается на стадии технико-экономического обоснования. Разработка научных основ проектирования этих сооружений началась в 1990-х годах, в основном в Норвегии, Японии, Италии, Южной Корее. Погруженный плавающий тоннель — сооружение, так же известное, как «Архимедов мост», конструктивно представляющее собой подводное искусственное сооружение, прикрепленное к понтонам на поверхности воды (сооружение с нулевой плавучестью) или закрепленное от всплытия анкерными устройствами (сооружение с положительной плавучестью). Отсутствие какого-либо опыта строительства делает задачу синтеза оптимальных решений весьма актуальной. Существует множество подходов к расчету подводных плавающих тоннелей и не устоялась определенной парадигмы их исследования. Для России применение плавающих тоннелей актуально в связи со строительством северного широтного хода и пересечения крупных сибирских рек вблизи побережья Северного ледовитого океана. Значительными глубоководными препятствиями являются Каспийское море, Байкал, водохранилища сибирских рек, морские проливы. В обзорной статье рассматривается зарубежный опыт научных разработок основ проектирования таких тоннелей, приводится классификация сооружений на основе эскизных проектов. Рассмотрены зарубежные публикации, посвященные различным аспектам исследований и разработки подводных плавающих тоннелей. Задачи, решаемые в актуальных работах, посвященных исследованию плавающих тоннелей, условно могут быть разделены на три группы. Первая группа задач касается обоснования применения конструкции при организации пересечений, вторая группа задач касается расчета конструкции плавающих тоннелей на различные воздействия и их сочетания, и третья группа задач объединяет в себе два смежных направления: поиск новых методов расчета и оптимизации конструкций.

Ключевые слова: подводные плавающие тоннели; глубоководные препятствия; северный широтный ход; взаимодействие течений с плавающими тоннелями; взаимодействие плавающих тоннелей с подвижным составом; гидродинамика; строительство; конструкция

16.12.2022

¹Харченко А.И., ²Кунеевский А.А., ³Пискунов А.А.,
¹Харченко И.Я., ³Пестрякова Е.А., ³Мазур Е.В., ³Телятникова Н.А., ³Немцова С.А.

¹ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет», Москва, Россия
²ООО «Эссет менеджмент», Москва, Россия
³ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Немцова Софья Александровна, e-mail: [email protected]

Аннотация. В статье рассматривается процесс выполнения строительно-монтажных работ по сооружению котлованов рядом с тоннелями действующего метрополитена в плотной городской застройке. Авторами рассматривается один из наиболее эффективных способов снижения негативного воздействия от устройства котлована на два действующих однопутных тоннеля — компенсационное нагнетание.

Компенсационное нагнетание выполняется с целью обеспечения сохранности и эксплуатационной надежности существующих объектов метрополитена, расположенных в зоне влияния строящихся объектов, в рассматриваемом авторами случае — в зоне влияния сооружаемого котлована. В статье изложены основные положения по выполнению буро-инъекционных работ.

Технологический процесс производства работ на основе компенсационного нагнетания способен обеспечивать практически полное отсутствие осадок при эксплуатации тоннелей в процессе сооружения котлована. Сохранение тоннелей в планово-высотном положении осуществляется на основе мониторинга за состоянием расчетного уровня предварительного напряжения в объёме грунта, который размещен между тоннелем и ограждением котлована.

Авторами описаны конструктивно-технологические особенности применения компенсационного нагнетания для обеспечения эксплуатационной надёжности тоннелей метрополитена, представлено расчётное обоснование основных технологических параметров, созданы расчетные схемы, представлены результаты расчетов в виде таблиц, описана технология выполнения работ. Проведен анализ результатов, для которого использовались значения предварительного напряжения в грунте, а также возможные перемещения рельсовых путей в перегонных тоннелях при разработке котлована под защитой компенсационного нагнетания.

Предложенные авторами проектные решения, основанные на технологии компенсационного нагнетания для создания предварительного напряжения в грунте, позволяют обеспечить сохранение эксплуатационного режима тоннельных сооружений вблизи строящихся объектов.

Ключевые слова: тоннель метрополитена; эксплуатационная надежность метрополитена; компенсационное нагнетание; грунтовый массив; плотная городская застройка; осадочные деформации; буро-инъекционные работы

29.11.2022

Быкова Н.М., Зайнагабдинов Д.А., Баранов Т.М.

ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения», Иркутск, Россия

Автор, ответственный за переписку: Быкова Наталья Михайловна, e-mail: Bikova_nm@irgups. ru

Аннотация. В представленных исследованиях подтверждены закономерности формирования в бетонных крепях напряжений, являющихся суммой гравитационных, тектонических и переменных составляющих, особенно, в районах с активной геодинамикой. Проблема надежности крепей подземных выработок обусловлена необходимостью решения задач по определению уровня напряженно-деформированного состояния с учетом всех перечисленных составляющих сил и прочностных свойств бетонной крепи. Параметры главных напряжений в крепи транспортного тоннеля определены с помощью деформаций разгрузки. Для разгрузки бурится скважина с отбором керна. В процессе бурения измеряются линейные деформации керна в трех направлениях, для чего на поверхность бетона обделки устанавливается дельта-розетка тензодатчиков. Изъятый из скважины керн используется также для определения фактического класса бетона по прочности и модуля упругости. Главные деформации и главные напряжения определяются аналитическим путем. В результате измерений выявлены участки тоннеля, работающие преимущественно на горное давление и участки с существенным вкладом горизонтальных напряжений, установлена также связь главных напряжений крепи с траекториями трещин тектонических разрывов в горном массиве. На практике предложено учитывать при проектировании вклад горизонтальных тектонических составляющих и переменных напряжений, определяемых при специальном научном сопровождении и соответственно армировать бетонную крепь. В период эксплуатации на территориях с активной геодинамикой для обеспечения надежности и безопасности крепи рекомендовано использовать автоматизированный деформационный контроль изменения ее напряженно-деформированного состояния.

Ключевые слова: бетонная крепь тоннелей; деформации разгрузки; напряженно-деформированное состояние обделок; трещинообразование обделок; физико-механические свойства бетона обделок; дельта-розетка; разгрузочные скважины

22.11.2022

Полянский А.В.

ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Полянский Алексей Викторович, e-mail: [email protected]

Аннотация. В статье представлены теоретические положения и практические возможности осуществления мониторинга и регулирования реализации технологического процесса строительства объекта железнодорожного пути с применением методов и средств искусственного интеллекта. Железнодорожное строительство как сложная динамическая система, требует определенных затрат ресурсов на свое обслуживание. В этих условиях решающее значение приобретает эффективный контроль над технологией производства строительных работ. Этого можно достигнуть путем совершенствования существующей системы инженерно-технического сопровождения железнодорожного строительства за счет внедрения подсистемы инженерно-интеллектуального обеспечения технологических процессов строительства объектов железнодорожного пути. Одной из задач подсистемы является эффективное использование средств автоматизации с элементами искусственного интеллекта.

Появление в ходе производства строительных работ отклонений от плановых требований, вследствие стохастичности железнодорожного строительства, ведет к нарушениям технологии, росту трудозатрат, себестоимости, увеличению продолжительности и, как следствие, ухудшению эксплуатационных характеристик объекта железнодорожного пути. Во избежание такого развития событий необходим оперативный пересмотр принятых технологических решений. Для этого в рамках формирования методологии инженерно-интеллектуального обеспечения технологических процессов железнодорожного строительства разработана система мониторинга и регулирования производства работ.

Интеллектуализация мониторинга реализации технологического процесса заключается в применении на этапе его оценки экспертной системы, построенной на вероятностной модели логического вывода. Основным предназначением системы является обработка результатов наблюдения за ходом производства работ при строительстве объекта железнодорожного пути. Данные, полученные на этапе оценки, служат основой для прогноза реализации технологического процесса. Сущность прогноза опирается на решение общих методологических вопросов применения марковских случайных процессов.

Регулирование реализации процесса опирается на результаты мониторинга. Настройка технологического процесса под меняющиеся условия производства работ обеспечивает гибкость строительству объектов железнодорожного пути. Это достигается путем оперативного принятия решений с применением возможностей искусственной нейронной сети и последующей корректировкой хода работ. На основе результатов теоретического исследования в статье представлены практические аспекты реализации мониторинга и регулирования производства работ в железнодорожном строительстве с применением интеллектуальных технологий на примере возведения участка подтопляемой насыпи железнодорожного земляного полотна.

Результаты, приведённые в статье, получены в ходе диссертационного исследования, выполненного автором.

Ключевые слова: железнодорожное строительство; технологический процесс; объект железнодорожного пути; методы искусственного интеллекта; мониторинг; экспертная система; регулирование; искусственная нейронная сеть

10.11.2022

Васильев А.И.

ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный
государственный технический университет», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Васильев Александр Ильич, e-mail: [email protected]

Аннотация. Автором представлена философская трактовка вклада мостостроения в развитие цивилизации.

Мосты во все времена являлись важным элементом цивилизации, инструментом взаимодействия людей между собой и с природой, объектом не только физической, но, прежде всего, интеллектуальной деятельности человека. Поэтому их философское осмысление, проникновение в логику и диалектику развития мостостроения оправдано и необходимо.

Развитие мостостроения обуславливают следующие основные факторы: концепция и критерии, требования, конкуренция, опыт и информация.

Концепция проектируемого моста должна учитывать категории цели, надёжности, экономики, традиций, достигнутого уровня проектирования, личных пристрастий и опыта проектировщика.

Цель, преследуемая строительством конкретного моста в конкретном месте, определяется, в основном, текущими потребностями, формулируется в Техническом задании и регламентируется задаваемыми в нормах уровнями потребительских свойств.

При этом в течение всего жизненного цикла должны соблюдаться критерии прочности и надёжности. Уровень надёжности обеспечивается нормами проектирования.

Требования к мостам должны содержать социальные, технические и гуманитарные аспекты. Экономика почти всегда, по крайней мере, в нашей стране, является главным критерием при выборе варианта моста.

Конкуренция — одно из основных условий развития природы и человеческого общества. Можно выделить три вида конкуренции в области мостостроения: между разными странами (конкуренция престижей), конкуренция научных и проектных школ, конкуренция в торгах.

Важное значение для развития мостостроения имеют опыт и информация. Речь здесь идёт о коллективном опыте мостового сообщества.

Эффективным средством обмена опытом и идеями является техническая литература, и прежде всего, технические журналы и сборники, различные форумы мостовиков.

Ключевые слова: конкуренция; концепция; критерии; мостостроение; мосты; нормы; проектирование; требования; философия; эстетика

27.10.2022

^1,2Локтев А.А., ¹Баракат А.

¹ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет», Москва, Россия
²ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Баракат Ахмад, e-mail: [email protected]

Аннотация. Введение: Важной инженерной задачей является оценка состояния пролетных конструкций при их эксплуатации в различных условиях и разработка методики не только определения текущего состояния сооружения и отдельных его элементов, но и прогнозирование этапов жизненного цикла. Данная работа посвящена исследованию влияния месторасположения и размеров трещины, расположенной в растянутой зоне поперечного сечения балки, на значение частоты собственных колебаний главной балки пролетного строения. В статье предлагается метод определения месторасположения и параметров раскрытия трещины в растянутой зоне шарнирно опертой балки, представляющей собой основу пролетной конструкции, посредством анализа нескольких частот колебаний.

Методы: Балка мостового перехода моделируется с помощью теории изгиба балок типа Эйлера-Бернулли. Моделирование трещины проводилось с помощью функции гибкости с учетом местоположения и длины трещины. Математическое выражение сформулировано для определения месторасположения и длины открытой трещины в растянутой зоне шарнирно опертой балки моста. Программа MATLAB использовалась для численных исследований и имитационного моделирования задачи определения параметров трещины.

Результаты: Получены значения собственных частот балки моста с трещиной в разных местах по длине пролета и различной длины трещины в растянутой зоне поперечного сечения. Построены соотношение между относительной длиной трещины и относительной основной частотой балки с трещиной для разных координат ее расположения и также соотношение между относительным месторасположением и относительной основной частотой балки с трещиной для разных значений длины трещины. Указанные приведенные величины предлагается использовать в качестве критериальных параметров для оценки состояния и возможных сценариев дальнейшей эксплуатации балочного пролетного строения.

Обсуждение: Полученные результаты показывают, что с увеличением относительной длины и относительной координаты места возникновения трещины собственная частота уменьшается. По результатам исследования сформулирован вывод о том, что наименьшего внимания заслуживают трещины в растянутой зоне шарнирной балки с относительной длиной трещины и относительным месторасположением менее чем 0,1. C другой стороны, необходимо проводить исследование для оценки состояния поврежденной балки моста с относительным месторасположением трещины более чем 0,1 и относительной длиной трещины менее чем 0,3 и после проведенного анализа следует принимать решение о возможных режимах дальнейшей эксплуатации искусственного сооружения. Для пролетных конструкций, балки которых имеют трещины с относительным месторасположением трещины более чем 0,1 и относительной длиной трещины более чем 0,3 требуется подробное исследование и обследование конструкции, с выработкой рекомендаций по требуемым ремонтным работам.

Ключевые слова: пролетные конструкции; главная балка; трещина; длина и местоположение трещины; обратная задача; собственная частота

08. 10.2022

Шелгунов О.О., Кавказский В.Н.

ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», Санкт-Петербург, Россия

Автор, ответственный за переписку: Шелгунов Олег Олегович, e-mail: [email protected]

Аннотация. Материалы, представленные в статье, будут использованы в диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. В статье приведены сведения о строительстве и эксплуатации тоннелей на высокоскоростных железнодорожных магистралях, отмечается, что на новых строящихся линиях сооружаются, как правило, однопутные тоннели. Приведен обзор развития существующих методов снижения и компенсации аэродинамического давления и способов его регуляции, проанализированы их достоинства и недостатки.

Представлено описание нового конструктивного решения, способствующего снижению интенсивности аэродинамических воздействий, описаны принципы его работы и основная гипотеза, показаны преимущества перед существующими решениями. Изложены материалы исследования аэродинамического состояния системы «тоннель-поезд», полученные по результатам численного моделирования методами вычислительной гидрогазодинамики. Выполнен анализ изменения аэродинамического давления при различных параметрах прохождения поезда в тоннеле и дана оценка состояния системы «тоннель-поезд». Основное внимание уделено степени влияния скорости движения поезда, отношений площадей поперечного сечения и длин тоннеля и поезда.

Результаты численного моделирования оценивались по величинам перепадов аэродинамического давления, по характеру аэродинамического состояния системы «тоннель-поезд», по характеру траекторий воздушных потоков и их скоростях. В табличной и графической формах представлены полученные результаты, проведен их анализ. Показана эффективность нового конструктивного решения тоннеля для высокоскоростной железнодорожной магистрали в решении задачи смягчения аэродинамического давления, обоснована рациональность инженерного решения.

Конструктивное решение тоннеля для высокоскоростной железнодорожной магистрали обладает потенциалом к снижению материалоемкости и улучшению технико-экономических характеристик сооружения и может быть применено при проектировании и строительстве для дальнейшей эффективной эксплуатации перспективных скоростных и высокоскоростных железнодорожных линий в современных условиях с учетом аэродинамических явлений.

Ключевые слова: железнодорожные тоннели; высокоскоростные железнодорожные магистрали; численное моделирование; система «тоннель-поезд»; аэродинамическое давление; аэродинамика высокоскоростных поездов; тоннель для высокоскоростного подвижного состава

30.09.2022

¹Коваль С.В., ¹Пестрякова Е.А., ¹Пискунов А.А., ²Смирнов А.П.,
³Харченко А.И., ¹Сонин А.Н., ¹Идиатулин Д.Р., ³Харченко И.Я.

¹ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия
²ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет —
МСХА имени К.А. Тимирязева», Москва, Россия
³ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Пестрякова Екатерина Алексеевна, e-mail: Kate.pestriakova@gmail. com

Аннотация. Увеличение объемов и масштабов освоения подземного пространства, включая строительство объектов метрополитена в крупных городах, сопровождается значительным влиянием на окружающую городскую застройку, что требует разработки и реализации комплекса специальных мероприятий, обеспечивающих защиту зданий и сооружений от сверхнормативных деформаций. При этом, в зону влияния строительства вовлекаются многочисленные надземные и подземные сооружения, включая действующие объекты метрополитена, а также жилая застройка и надземные транспортные сооружения.

В настоящее время одним из наиболее эффективных методов, обеспечивающих надёжную защиту объектов от осадочных деформаций, является метод компенсационного нагнетания.

В статье изложены теоретические основы применения технологии компенсационного нагнетания для защиты зданий и сооружений от сверхнормативных осадочных деформаций при строительстве объектов транспортной инфраструктуры в условиях плотной городской застройки.

Разработана математическая модель, соответствующая реальной геометрии расчетной области вестибюля метрополитена с грунтовым основанием, фактическими физико-механическими характеристиками материалов его конструкций и грунтового массива.

В статье представлены результаты численного моделирования, с помощью которых определены объемы, давление, очередность и места инъектирования. По расчетным данным определена продолжительность компенсационного нагнетания специальных растворов для сохранения стабильного положения фундаментов эскалаторных тоннелей метрополитена путём формирования расчётного напряженно-деформированного состояния грунтового массива в основании фундаментной плиты сооружения для обеспечения заданного превентивного подъема, установлены зависимости деформаций подъёма от давления и объёмов нагнетания специальных инъекционных смесей.

На основе полученных данных разработан регламент производства работ по сохранению планово-высотного положения объектов метрополитена на всех этапах строительства и эксплуатации многофункционального комплекса.

Ключевые слова: эскалаторный тоннель метрополитена; метрополитен; численное моделирование; напряженно-деформированное состояние; грунтовый массив; компенсационное нагнетание; технологический регламент; проект производства работ

23.09.2022

¹Аншваев А.К., ^1,2Овчинников И.Г.

¹ФГАОУ ВО «Пермский национальный
исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия
²ФГБОУ ВО «Саратовский государственный
технический университет имени Гагарина Ю.А.», Саратов, Россия

Автор, ответственный за переписку: Овчинников Игорь Георгиевич, e-mail: [email protected]

Аннотация. В статье рассматривается воздействие пластиковых отходов на окружающую среду, способы их утилизации и проблемы выделения из общего числа отходов. Описывается технология их вторичной переработки, а также свойства полученных материалов, их плюсы и минусы относительно аналогов из традиционных материалов (бетон, сталь и дерево), зарубежный опыт их применения в мостостроении (строительство новых мостов, реконструкция старых мостовых сооружений). Так же в статье анализируется экономическая составляющая строительства при использовании строительных материалов из отработанного пластика и их воздействие на окружающую среду. Приводится сравнение материалов из первичных полимеров и полимерных материалов вторичного производства. Показано, как обстоят дела с утилизацией отходов пластика за рубежом и в России, какие прорабатываются системы для улучшения и оптимизации процесса утилизации.

Цель статьи указать на то, что человечеству необходимо пересмотреть свой взгляд на экологическую ситуацию в мире, в связи с загрязнением окружающей среды пластиковыми отходами и показать, что существует путь решения этой проблемы и это — вторичная переработка отработанного пластика. Такой вариант утилизации пластиковых отходов позволит очистить нашу планету от скоплений пластикового мусора (которые образуются как на суше, так и на океанских просторах, пагубно влияя на флору и фауну) и создавать конкурентоспособные, надежные строительные материалы и изделия, позволяющие ускорить процесс сооружения мостовых конструкций, облегчить и сделать экономичнее эксплуатацию мостов в будущем.

Ключевые слова: полимеры; мост; свая; компаунд; модуль упругости; деформация; термопласт; деградация

06.09.2022

¹Смирнова О.М., ²Казанская Л.Ф.

¹ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет», Санкт-Петербург, Россия
²ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», Санкт-Петербург, Россия

Автор, ответственный за переписку: Смирнова Ольга Михайловна, e-mail: [email protected]

Аннотация. Улучшение экологической обстановки и получение композитов гидратационного твердения с новыми свойствами для различных условий эксплуатации возможно при использовании вторичных ресурсов. Работа посвящена изучению критериев оценки воздействия вяжущих гидратационного твердения на окружающую среду. Методологический подход к выбору функциональной единицы для сравнительной оценки углеродного следа цементов обосновывается в работе. Приведены результаты исследований свойств, определяющих долговечность бетона в транспортном строительстве и в агрессивной среде животноводческих ферм. Наименьшую стойкость в агрессивной среде животноводческих комплексов имеет бетон на основе портландцемента, прочность на изгиб которого уменьшается почти вдвое после 150 суток выдерживания. Несколько лучшие показатели коэффициента стойкости в агрессивной среде имеют составы вяжущего на шлакопортландцементе и техногенном сырье. При этом если процесс деструкции и снижения прочностных характеристик образцов вяжущего на портландцементе носит прогрессирующий характер до полного их разрушения, то в образцах вяжущего на модифицированном техногенном сырье прочностные характеристики стабилизируются со временем, что свидетельствует о затухающем характере коррозионного процесса. Исследованный шлакощелочной бетон удовлетворяет требованиям для дорожных бетонов и бетонов подрельсовых конструкций, т. к. прочность на сжатие и морозостойкость составили 70 МПа и F600 для гранулированного доменного шлака с модулем основности 0. 8; 78 МПа и F700 для гранулированного доменного шлака с модулем основности 0.9. Эти бетоны имели сопоставимые характеристики с бетоном на портландцементе CEM 52.5, для которого значения составили 60 МПа и F600. Представленные результаты способствуют развитию экологического подхода к принятию проектных решений в строительстве.

Ключевые слова: углеродный след; удельный выброс эквивалента углекислого газа; функциональная единица оценки воздействия цемента; многокомпонентные вяжущие; молотый гранулированный доменный шлак; активаторы твердения; долговечность; морозостойкость; устойчивое развитие

16.08.2022

Шлаковый цемент для доменных печей — производство, свойства и использование.

🕑 Время прочтения: 1 минута

Доменный шлакоцемент представляет собой смесь обычного портландцемента и мелкозернистого доменного шлака, получаемого в качестве побочного продукта при производстве стали с процентным содержанием цемента менее 70%. Молотый гранулированный доменный шлакоцемент (ШГДШ) представляет собой мелкозернистые стеклообразные гранулы, обладающие вяжущими свойствами.
В этой статье мы обсуждаем производство, состав, свойства, использование, преимущества и недостатки цемента для доменных шлаков.

Содержание:

• Производство и компоненты Slack-Furnace Slack Cement
• Свойства Blast-Furnace Slack Cement
• Использование взрыва-палочкового шлакового цемента
• Преимущества взрыва-панель Slank Cement
• Disadvantages of Blast-Freance. Шлакоцемент 

Производство и компоненты доменного шлакоцемента

Рис. 1. Извлечение расплавленного шлака из доменной печи.

ГГБФС получают как побочный продукт при извлечении железа из руды. Процесс добычи железа доменный. Шлак, полученный на железной руде, отделяется и медленно охлаждается, что приводит к образованию нереакционноспособного кристаллического материала. Составляющие GGBFS показаны в таблице ниже.

Таблица 1: Составные части молотого гранулированного доменного шлака

Далее этот шлак мелко измельчается, как цемент, и смешивается в требуемой пропорции. Для разных типов конструкций добавляется разный процент GGBFS.

Таблица 2: Доля шлака в процентах для различных применений.

Свойства доменного шлакоцемента