Выполнен химический анализ и определен фазовый состав барханных песков, которые состоят из кварца, глинистых минералов, карбонатов и мусковита. Макроструктура предлагаемой стеновой керамики состоит из гранул барханного песка размером менее 1,5 мм и тонкоизмельченной связки из барханного песка и кальцинированной соды.
Построены диаграммы плавкости барханного песка и композиционных связок из тонкомолотого барханного песка и кальцинированной соды. Наличие сродства связок к зернам барханного песка и их высокая реакционная способность по отношению к поверхности зерен обеспечивают высокую степень спекания и получение малонапряженных структур керамики.
Изучены физико-технические свойства гранул барханного песка и обжиговых связок. Добавки кальцинированной соды интенсивно повышают прочность образцов при сжатии, а также снижают показатели водопоглощения и средней плотности.
Наибольшее повышение прочности и снижение водопоглощения, средней плотности образцов достигается при добавке 3 % соды. Введение в состав смесей соды способствует появлению жидкой фазы при низких температурах (740–760 °С), количество которой увеличивается с повышением температуры; в результате интенсифицируется процесс спекания, вследствие которого происходит повышение физико-механических свойств керамики. Образующаяся жидкая фаза обволакивает всю поверхность ядра песка, заполняет пустоты между ними и стягивает ядра, создавая их наиболее выгодное местоположение. Кроме того, частично оплавляя поверхность ядра песка, жидкая фаза оболочки способствует интенсивному увеличению количества расплава.
Основной кристаллической фазой до начала кристаллизации тройных эвтектик являются кварц и анортит, образование которого, возможно, связано с протеканиями реакции между СаО, образующейся при разложении кальцита, и метакаолинитом, образующимся при обжиге.
Методом полусухого прессования и содержания барханного песка в шихте 97– 99 %, кальцинированной соды 1–3 % получен высокопрочный керамический кирпич прочностью 19,7 МПа и водопоглощением 15,4 %.
Геосинтетические материалы применяются в строительстве автомобильных дорог на протяжении более 30 лет. Геоматериалы относятся к отдельному классу полимерных строительных материалов, с помощью которых обеспечивается устойчивость и долговечность возводимых объектов. Главными преимуществами использования геосинтетиков являются: сокращение трудовых и материальных затрат, повышение грузоподъемности и увеличения срока службы дорожных конструкций. Применение современных геосинтетических материалов возможно в температурном диапазоне от –40 °C до +60 °C, но следует учитывать, что при отрицательных температурах их относительное удлинение при нагрузке и прочность могут снижаться. При работе материалов при отрицательных температурах следует учитывать их морозостойкость. В статье проведено исследование устойчивости образцов геосинтетических материалов к многократному замораживанию и оттаиванию. Замораживание-размораживание образцов проводилось в лаборатории кафеды «Автомобильные дороги и мосты», испытания геосинтетиков на растяжение проводились в лаборатории кафедры «Строительное производство и геотехника» Пермского национального исследовательского политехнического университета. Для проведения испытания было отобрано четыре различных материала: полотно геотекстильное нетканое иглопробивное и термокаландрированное (дорнит) – 350; георешетка полипропиленовая СД 100 %; полотно геотекстильное тканое ТН-20 100 % полипропилен; тканый геотекстиль ТН 50. Подобранные образцы для испытаний имели ширину 200±1 мм, фиксация материала происходила в зажимах испытательной машины МТ-136. По результатам проведенных испытаний показатель морозостойкости составил: нетканый геотекстиль – 112,5 %; георешетка – 111,8 %, тканый геотекстиль ТН 20 – 174,4 %; тканый геотекстиль ТН 20 – 81 %. Это значит, что у большинства испытанных геосинтетических материалов прочность на растяжение увеличилась после многократного замораживания и оттаивания.
Объектом исследования является композитный материал под названием ZEDEX-100K на основе полиэтилентерефталата с комплексом наполнителей из минеральных добавок на основе редкоземельных металлов, при взаимодействии с которыми в специальном реакторе изменяется структура полимерной матрицы и физико-механические свойства материала. Целью работы является изучение физико-механических характеристик композитного материала на основе полиэтилентерефталата, используемого для изготовления износостойких подшипников скольжения, а также определение эксплуатационных характеристик втулок судовых труб, изготовленных из этого материала. Метод. Основные физико-механические характеристики исследуемого материала были определены экспериментально. Втулки судовых труб, изготовленные из материала ZEDEX-100K, прошли полномасштабные испытания на износ. Результаты. Экспериментально установлены физико-механические характеристики композиционного материала ZEDEX-100K: средняя плотность - 1327 кг/м3, водопоглощение по массе - 0,07%, твердость по Шору D - 80 единиц, предел прочности при растяжении и модуль упругости - 62 МПа и 2894 МПа соответственно, предел прочности при растяжении и модуль упругости упругость при изгибе составляет 83 МПа и 2577 МПа соответственно, прочность на сжатие - 52 МПа, прочность на сжатие после воздействия дизельного топлива в течение 30 дней - 43 МПа и прочность на сжатие после воздействия морской воды в течение 5 месяцев - 31 МПа. Прочность на изгиб на 34% и 60% выше, чем прочность на растяжение и сжатие соответственно. Прочность на сжатие снизилась на 17% и 40% после воздействия дизельного топлива в течение 30 дней и морской воды в течение 5 месяцев соответственно. Максимально допустимый износ втулки носового и кормового трубных узлов диаметром 4,5 мм, установленных на буксире «Вагис», составит 39 000 часов общего времени работы в кормовой части и 32 500 часов в носовой части судна.
В статье обобщаются результаты исследований автора за последние несколько лет. Объектом исследования является наномодифицированный фибробетон для дорожных и аэродромных покрытий. Целью работы является разработка научно обоснованного технологического решения, обеспечивающего производство модифицированного фибробетона для дорожного и аэродромного строительства, а также всестороннее изучение его эксплуатационных характеристик. Метод. Распределение частиц по размерам в композитном вяжущем изучалось с помощью лазерной гранулометрии. Технологические свойства смеси определялись путем изучения поточного осадка. Средняя плотность была рассчитана путем деления массы образца на его объем. Прочность на сжатие изучалась при статической нагрузке на прессе на образцах с ребром 70 мм в возрасте 3, 7 и 28 дней. Результаты. Обосновано и экспериментально подтверждено технологическое решение для производства базальтофибробетона на модифицированном композиционном вяжущем (МКВ), которое заключается в создании пакета гидратных образований сверхвысокой плотности на наноуровне с использованием нового нетрадиционного сырья (алюмосиликатов, полученных по разработанной технологии, а также гидротермальной нанокремнезёмной массы). В результате MCB в сочетании с базальтовой микрофиброй, подобранной по закону подобия, обеспечивает увеличение прочности на растяжение при изгибе фибробетона в четыре раза и ударопрочности до 9 раз. Соотношение прочности на растяжение при изгибе и прочности на сжатие, равное 0,25, подтверждает эффективность работы при динамических и ударных нагрузках. Этот факт обеспечивает эффективность формирования структуры на ранних стадиях (прочность на растяжение при изгибе через 1 день составляет 3,6 МПа).
Строительная отрасль требует использования эффективных материалов, отвечающих растущим потребностям в проектировании, строительстве, эксплуатации и ремонте зданий и сооружений различного назначения. Объектом исследования является строительная отрасль, которая требует использования эффективных материалов, отвечающих растущим потребностям в проектировании, строительстве, эксплуатации и ремонте зданий и сооружений различного назначения. Целью данной работы является разработка научно обоснованного технологического решения, направленного на создание эффективных композитных цементов, активированных обогащенными зольными и шлаковыми смесями, и набрызгбетона на их основе. Методы. Было проведено систематическое исследование структуры и свойств сырья и цементных композитов. Для создания ремонтных составов использовались теоретические положения закона структурного сродства. Физико-механические свойства сырья и материалов, разработанных на его основе, определялись с помощью стандартных методов исследования: физико-химических методов анализа, лазерной гранулометрии, рентгенофазового и дифференциально-термического анализа, сканирующей электронной микроскопии и др. Результаты. Предложено научно обоснованное технологическое решение для производства торкрет-бетона с использованием композитного цемента, которое заключается в использовании техногенных ресурсов на основе промышленных отходов (зольно-шлаковых смесей) и строительных (бетонного лома от демонтажа зданий и сооружений), активированных и гомогенизированных в вибромельнице, что позволяет контролировать процессы структурообразования за счёт сродства структур и формирования высокопрочных новых образований. Разработанная смесь для торкретирования с низким отскоком (<8%) обеспечивает уплотнение и укрепление зоны контакта клея с основным материалом бетонной стены, что приводит к более эффективной передаче нагрузки между слоями и повышению общей несущей способности всей конструкции.
Постановка задачи (актуальность работы). В настоящее время усиливается тенденция замены традиционных конструкционных материалов на композиционные. Высокие удельные механические свойства композитов позволяют проектировать легкие и надежные конструкции. Перспективным научным направлением является разработка композиционных материалов, повышающих механические характеристики за счет совершенствования внешней структуры и технологии изготовления. Технология изготовления композитов Al-Steel с волнообразными контактными поверхностями между алюминием и сталью позволяет обеспечить повышенную прочность соединения слоев. Для проектирования конструкций из композиционных материалов широкое распространение получили интегрированные пакеты конечно-элементных расчетов, позволяющие моделировать влияние различных нагрузок, геометрических размеров и материалов элементов в каждом слое на жесткость композитов. Цель работы. Целью работы является исследование влияния волнового профиля на деформирование слоистого композиционного образца. Используемые методы. С использованием программного комплекса SIMULIA/Abaqus получены кривые прогиба, а также распределения деформации и напряжений вдоль оси Z деформированной сетки по длине образца композита при различных схемах деформирования. Новизна. Впервые проведено моделирование процесса изгиба слоистого композита АМг3-08сп с плоской и волнообразной границами раздела. Результат. Установлено, что создание волнообразной границы раздела сталеалюминиевого композита позволяет обеспечить повышение жесткости изделия. На основании расчетных данных о распределении деформации и напряжений Мизеса в различных слоях композита показано, что причиной снижения величины деформации в композите с волнообразной границей раздела является перераспределение напряжений. Практическая значимость. Результаты исследования позволяют проектировать композиционные материалы с повышенной жесткостью.
В отечественном машиностроении вопросы импортозамещения весьма актуальны. В последнее время при оптимизации конструктивно-технологических параметров элементов энергетических машин получили тонкостенные криволинейные поперечные сечения. Методика расчета прочностных характеристик для тонкостенного замкнутого профиля аналогична общераспространенным для расчета массивных профилей, однако для расчета сечений с незамкнутыми тонкостенными криволинейными профилями она ограниченно применима, ввиду несовпадения центра кручения с центром масс площади сечения.
Цель — представить некоторые особенности деформированного состояния узлов и деталей различных энергетических машин и механизмов, имеющих незамкнутые тонкостенные криволинейные профили, работающих при различных видах деформации.
Методы. Описана методика разработанного универсального алгоритма для автоматизированного расчета основных жесткостных характеристик деформируемых открытых тонкостенных криволинейных профилей с определением центра изгиба-кручения. Рассмотрены варианты определения этих характеристик для прямолинейных тонкостенных и сложных тонкостенных криволинейных сечений элементов.
Результаты. Разработанная экспериментальная установка позволяет определять положение силовых плоскостей, линия пересечения которых задает положение центра изгиба, описана методика проведения экспериментов. Представлены экспериментальные данные по определению центра изгиба для произвольного открытого тонкостенного профиля, по которым построены графические зависимости влияния положения силовой плоскости и отклонения положения поперечного сечения от вертикального. Высокое совпадение теоретических и экспериментальных данных указывает на надежность разработанного алгоритма и программного обеспечения.
Выводы. На основании сопоставления расчетных теоретических координат с экспериментальными данными сделан вывод о высокой точности расчета разработанной электронной программы. Разработанная программа — не только эффективный инструмент для проектирования и расчета, но и может быть полезной для научных исследований, связанных с конструированием элементов машин и оборудования.
В статье поднимается проблема обращения с буровыми шламами, создания безотходных и малоотходных технологий. Для обезвреживания бурового шлама предложено использование высокотемпературного обжига как одного из наиболее перспективных методов. Отмечено влияние температур на свойства отхода. Целью исследования, представленного в статье, является изучение влияния температурного режима на физико-механические свойства бурового шлама, образованного с использованием полимер-глинистого раствора, для оценки возможности его вторичного применения. Использован буровой шлам Средне-Назымского нефтяного месторождения ХМАО-Югры. Исследования проведены с применением стандартных методик. Обжиг образцов произведён при трёх температурных режимах. Определены следующие свойства: влажность, гранулометрический и минералогический состав исходного образца, водопоглощающая способность, потери при прокаливании, прочность при сжатии образцов, подверженных обжигу, а также наиболее перспективный температурный режим. Сделан вывод о возможности использования буровых шламов в качестве сырья для производства вторичной продукции.
В книге приводятся основные сведения об отечественных железобетонных судах внутреннего плавания, их технико-экономических показателях, материале, конструкции, прочности, технологии постройки и ремонта.
Все приведенные сведения соответствуют Правилам Речного Регистра РСФСР, а также другим документам, действующим в железобетонном судостроении. Учтены результаты последних исследований и достижений в данной области.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, строительством и эксплуатацией железобетонных судов, а также для студентов кораблестроительных факультетов институтов.
Ловозерское редкометалльное месторождение представлено свитой пластообразных пологопадающих рудных залежей малой и средней мощности, выходящих на поверхность на северо-западных склонах Ловозерского массива. Целью работы является оценка влияния водопритоков на прочностные характеристики пород Ловозерского редкометалльного месторождения, разрабатываемого рудником «Карнасурт». Рассмотрены данные о поступлении воды в горные выработки рудника «Карнасурт», отрабатывающего две согласно залегающие рудные залежи Ловозерского редкометалльного месторождения. Выполнена статистическая обработка объемов воды, собираемой рудником за последние 4 года, с оценкой динамики их поступления в течение календарного года. Выявлены особенности, связанные с календарными климатическими изменениями. Основной целью работы являлась оценка влияния водопритоков на прочностные характеристики пород, слагающие опорные целики. Выполнены анализ и расчеты осадконакопления в пределах горного отвода рудника и формирующихся водопритоков в горные выработки, а также сравнение их с фактическими данными по рудничной воде. Отобраны образцы наиболее представительных пород месторождения и выполнены испытания их на прочность на сжатие и растяжение в сухом и водонасыщенном состояниях. Определены количественные показатели изменения прочностных характеристик пород вследствие водонасыщения. Установлено, что водонасыщение привело к снижению прочности пород до 10–20 %, особенно для значений на сжатие. Полученные результаты дают основание для необходимости учета обводненности пород при расчете устойчивости как опорных целиков, так и обнажений пород в выработках рудника «Карнасурт».