MATHEMATICAL AND TECHNOLOGICAL MODELING FOR SOLVING OF PROBLEMS OF THE TECHNOLOGY OF CONSTRUCTION OF ENVELOPES FROM NO-FINE EXPANDED-CLAY CONCRETE IN A PERMANENT FORM

Cover Page

Abstract


The article views the problems of construction of envelope structures from no-fi ne expanded-clay concrete in a permanent form made from cement-bonded boards and due to the complexity of the technological problems associated with the processes of mixing and laying of light concrete mixture into the form that are solved by methods of mathematical modeling. The main technological challenges in the construction of structures made of no-fi ne expanded-clay concrete are considered. Specifi c volumes of aggregates and cement glue and their mass are theoretically and numerically determined. Control parameters and functions are studied to calculate the saturation depth of the aggregate grains. The links of relative depth impregnation dR / R of eff ective porosity of diff erent structures are derived. The conclusions about further implementation of the models and their research are made.


Full Text

Одной из важнейших задач возведения качественных и надежных ограждающих конструкций является обеспечение их теплоэффективных свойств, определяемых структурой сырья, теплотехническими показателями и малозатратной технологией изготовления [1-6]. В данной статье рассматривается возможность применения крупнопористого керамзитобетона (КПКБ) в качестве материала для ограждающих (ненесущих) конструкций [7-9], а именно стен, укладываемого в несъемную опалубку (НО) из цементно-стружечных плит (ЦСП) с размерами блока опалубки: высота hб= 0,8 м, ширина bб= 0,8 м, толщина cб= 0,37 м [10-15]. Крупнопористый легкий бетон - это бетон с открытыми порами, образующимися из межзерновых пустот крупного заполнителя, не заполненных вяжущим: вяжущее вещество сравнительно тонким слоем обволакивает зерна заполнителя и склеивает их между собой. Песок в таких бетонах отсутствует, а межзерновые поры довольно большие. Структура крупнопористого керамзитобетона определяет его свойства: небольшую среднюю плотность и малую теплопроводность, благодаря чему его можно применять как теплоэффективный материал [16-21]. По технологии монолитного строительства керамзитобетон обрабатывается в обычных бетоносмесителях с избытком цементного раствора, после чего остаток переходит в следующую порцию замеса раствора по ГОСТ 9758-86. Таким образом, основные технологические задачи при возведении конструкций из крупнопористого керамзитобетона следующие: - обеспечение структурообразования скелета керамзитобетона с оптимальной толщиной пропитки зерен керамзита цементным клеем; - сокращение материальных и трудовых затрат при возведении ограждающих конструкций; - сокращение времени перемешивания легкобетонной смеси для обеспечения эффективного использования «вторичного» раствора; - оптимизация процесса укладки крупнопористого керамзитобетона в несъемную опалубку. Эти задачи могут быть решены с помощью математического моделирования процессов перемешивания и укладки крупнопористого керамзитобетона в несъемную опалубку из цементно-стружечных плит. Необходимо организовать процесс приготовления крупнопористого керамзитобетона и его укладки в несъемную опалубку так, чтобы при минимальных затратах обеспечивался ряд необходимых свойств, в первую очередь, минимальные: проектная прочность Rб, расход цементного клея Мцк, теплопроводность и объемная масса. Перечисленные задачи включают в себя ряд физико-механических, физико-химических, гидродинамических и технологических параметров. Обоснованное решение этих задач должно отвечать требованиям существующих нормативных документов и базироваться как на экспериментальных данных, так и на теоретическом описании основных элементов процессов и технологий [22]. Математическую модель укладки рассматриваем при следующих допущениях. Пористые элементы заполнителя (ПЭ) - зерна в форме шариков радиусом R со среднестатистическим отклонением от стандартного размера по радиусу sR, с равнодоступной внешней поверхностью. Удельная эффективная пористость зерна ЕК = ЕК(t), характеризующая долю пор, открытых для диффузии клея внутрь зерна, изменяется в общем случае по времени в процессе затворения и укладки. Цементный клей с постоянным по времени t составом имеет вид водоцементного массового отношения Мв/Мц = В/Ц в продолжении всего процесса [23, 24]. I II Рис. 1. Фрагменты структур «скелета» заполнителя КПКБ: I - тетраэдальная; II - кубическая Оценим теоретически и численно удельные объемы заполнителя и цементного клея, а вместе с ними - их массы. Для этого определим удельную пористость «скелета» заполнителя как 1 ПЭ СК ОБЩ Е V V

About the authors

Galina N. RYAZANOVA

Samara State Technical University

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

Irina O. KOROTYCH

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Anastasia Yu. PROKOPYEVA

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

  1. Вытчиков Ю.С. Современные ограждающие конструкции из керамзитобетона для энергоэффективных зданий // Строительные материалы. 2011. № 3. С. 34-36.
  2. Береговой А.М., Дерина М.А. Наружные ограждающие конструкции в системе воздухообмена жилого многоэтажного здания // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1. С. 24.
  3. Куприянов В.Н. Физика среды и ограждающих конструкций: учебник для бакалавров. М.: АСВ, 2015. 320 с.
  4. Баженов Ю.М. Ограждающие конструкции с использованием бетонов низкой теплопроводности. М.: Изд-во АСВ, 2008. 320 с.
  5. Вытчиков Ю.С., Горин В.М., Горин М.В., Беляков И.Г. Исследование теплозащитных характеристик стеновых керамзитобетонных камней производства ООО ПСК «Атлант» // Строительные материалы. 2013. №11. С. 7-9.
  6. Вытчиков Ю.С., Сапарёв М.Е. Повышение теплозащитных характеристик строительных ограждающих конструкций зданий и сооружений культурного и исторического наследия // Промышленное и гражданское строительство. 2014. №3. С. 52-55.
  7. Вытчиков Ю.С., Белякова Е.А., Беляков И.Г. Анализ температурных полей в строительных узлах примыкания наружных стен из крупнопористого керамзитобетона к несущим железобетонным конструкциям // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 70-й юбилейной Всероссийской научнотехнической конференции по итогам НИР / под ред. М.И. Бальзанникова, Н.Г. Чумаченко; СГАСУ. Самара, 2013. С. 301-304.
  8. Вытчиков Ю.С., Чулков А.А. Повышение эффективности теплоизоляции трубопроводов в системах теплоснабжения // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 70-й юбилейной Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР / под ред. М.И. Бальзанникова, Н.Г. Чумаченко; СГАСУ. Самара, 2013. С.296-297.
  9. Вытчиков Ю.С., Беляков И.Г. Исследование теплопроводности кладок из керамзитобетонных камней // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 70-й юбилейной Всероссийской научнотехнической конференции по итогам НИР / под ред. М.И. Бальзанникова, Н.Г. Чумаченко; СГАСУ. Самара, 2013. С.297-298.
  10. Сидоренко Ю.В., Никонова И.О., Нетишина К.А. Региональные материалы как основа современного строительства // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 1. С. 51-52.
  11. Горин В.М., Токарева С.А., Кабанова М.К. Стеновые керамзитобетонные конструкции - перспективный материал для индустриального домостроения // Жилищное строительство. 2011. № 3 С. 55-59.
  12. Комиссаренко Б.С., Абдрахимов В.З., Ковков И.В., Колпаков А.В. Исследование прочностных и деформативных характеристик керамзитовых гранул в бетоне // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 4. С. 21-26.
  13. Протько Н.С. Подбор составов керамзитобетона плотной структуры, в том числе изготовленного из высокоподвижных бетонных смесей // Технологии бетонов. 2014. № 12. С. 23-29.
  14. Недосеко И.В., Бабков В.В., Алиев P.P., Кузьмин В.В. Применение конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона в малоэтажном строительстве // Жилищное строительство. 2008. № 3. С. 26-27.
  15. Попов В.П. Пористые заполнители из отходов промышленности: монография / СГАСУ. Самара, 2005. 150 с.
  16. Вытчиков Ю.С., Бакрунов Г.А. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов / СГАСУ. Самара, 2006.
  17. Горин В.М., Токарева С.А., Вытчиков Ю.С. Современные ограждающие конструкции из керамзи-
  18. Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 1 Г.Н. Рязанова, И.О. Коротыч, А.Ю. Прокопьева тобетона для энергоэффективных зданий // Строительные материалы. 2011. №3. С. 34-36.
  19. Горин В.М., Токарева С.А., Кабанова М.К., Кривопалов А.М., Вытчиков Ю.С. Перспективы применения керамзитобетона на современном этапе жилищного строительства // Строительные материалы. 2004. №12. С. 22-23.
  20. Корчагина О.А., Однолько В.Г. Материаловедение. Бетоны и строительные растворы: учебное пособие. Тамбов: ТГТУ, 2004. 80 с.
  21. Ляпидевская О.Б., Безуглова Е.А. Бетонные смеси. Технические требования. Методы испытаний. Сравнительный анализ российских и европейских строительных норм: монография. М.: МГСУ (национальный исследовательский университет), 2013. 59 с.
  22. Кальгин А.А., Чулков В.О., Фахратов М.А. Производство бетонов, бетонных и железобетонных изделий, их ремонт и восстановление: монография. М.: СвР- Аргус, 2009. 328 с.
  23. Давиденко А.Ю. Анализ зависимости основных физико-механических характеристик бетона от пористости // Строительный вестник Российской Инженерной академии: Труды секции «Строительство». М., 2007. Вып. 8. С. 67-68.
  24. Рязанова Г.Н., Камбур В.Г. Совершенствование технологии возведения ограждающих конструкций в несъемной опалубке: монография. Пенза: ПГУАС, 2010. 168 с.
  25. Давиденко А.Ю., Попов В.П. Применение математического аппарата для описания процессов разрушения бетона при различных видах внешнего воздействия // Математические методы и модели в строительстве, архитектуре и дизайне: сборник статей / СГАСУ. Самара, 2015. С. 22-27.

Statistics

Views

Abstract - 36

PDF (Russian) - 16

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2017 RYAZANOVA G.N., KOROTYCH I.O., PROKOPYEVA A.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies