Спросить
Войти
Литература
Физико-техническое состояние материала ограждающих конструкций малоэтажных жилых домов Антонова Ю. В.1, Гудовичев В. В.2, Раенко А. В.3, Борчев К. С.4, Саралидзе З. У.5, Соколов С. В.6
г. Магнитогорск;
Аннотация: комбинат, набиравший силу в 30-50е годы, уже тогда имел многотонные шлаковые отвалы. В связи с этим было вынесено постановление Совета труда и обороны 1932 г., которое указывало на необходимость обеспечения строительства города местными материалами, пусть даже это и был доменный отвальный шлак. Этот продукт, или точнее сказать отход оказался ценной находкой для мира строительных материалов. Были построены заводы -алебастровый, шлакоизвесткового вяжущего, крупных стеновых блоков, использующие местный термозит и шлакоизвестковый цемент.
Первые сведения об использовании шлаков относятся к XVIII в.: в Нижнем Тагиле и Сатке из шлаковых расплавов начали отливать плиты для ступеней, брусчатку для дорог. В 1761 году в Швеции литые шлаковые камни применялись вместо кирпича для кладки верхней части шахт доменных печей. Отвальный шлак в России и других странах использовали в качестве щебня при постройке дорог. «Совсем немного труда потребуется затратить, чтобы превратить шлаки в ценные строительные материалы» -писал выдающийся металлург И. П. Бардин. И это действительно так. Ведь достаточно направить поток шлакового расплава, имеющего температуру 1400-1500 0С, в специальные формы, чтобы он превратился в различные строительные материалы и изделия, обладающие многообразными полезными свойствами. Литые шлаковые изделия прочны, их твердость во много раз выше твердости бетона, они обладают высокой стойкостью в кислотных и щелочных средах.
Шлаки - это искусственные силикаты. Они состоят из окислов кремния, алюминия, железа, кальция, магния, серы и других. Эти же окислы содержатся в природных глубинных горных породах. В зависимости от количественного соотношения окислов, а также от условий и скорости охлаждения шлаковых расплавов шлаки могут иметь свойства гранита или вулканической пемзы.
И по цвету шлаки близки горным породам. Они могут быть иссиня-черными, снежно--белыми, зелеными, желтыми, розовыми, серыми. Нередко они имеют серебристые, перламутровые и сиреневые оттенки. Шлаки могут быть плотными и пористыми, тяжелыми, как базальт, и легкими, как туф или ракушечник. Один кубометр шлака может весить и 3200-2500 кг, и 1400-800 кг. Удельный вес шлака, т. е. вес его вещества близок к весу природных каменных материалов и составляет 2,5-3,6 г/см3. Если в них содержится до 45-55 % окиси магния и кальция, они твердеют как цементы. Это характерно для доменных и мартеновских шлаков. Если шлаки отличает повышенное (до 60-80 %) содержание окислов алюминия и кремния и пониженное (до 5-20 %) количество окисей кальция и магния, они бывают огнестойки и кислотостойки, как специальные бетоны и материалы.
Шлаки уральских и сибирских заводов содержат больше кремнезема и глинозема и относятся к группе кислых. Содержание серы в них меньше, а магния больше, чем в доменных шлаках центрального и южного района (таблица 1.4.1).
Физическими характеристиками шлаковых расплавов являются вязкость, поверхностное натяжение, плавкость, теплоемкость, температуропроводность. По этим свойствам можно заранее определять рациональные пути переработки шлаков. Шлаки с повышенным содержанием СаО (свыше 50 %) обладают пониженной текучестью и называются короткоплавкими. При выливании расплава они быстро загустевают и делаются практически неподвижными. Их трудно вспучивать, гранулировать, т. е. превращать в стекловидные зерна. Отливка изделий из таких шлаков затруднена.
Первые советские заводы на шлаковом сырье стали работать в 1930-х гг. И путь использования шлаков можно наблюдать и по сей день. Из отвальных шлаков путем дробления и сортировки можно получать крупный и мелкий заполнитель для высококачественных бетонов. Шлаковый щебень и песок заменяет традиционные заполнители из горных пород, специально добываемые в гранитных, известковых, песчаных карьерах. Из отвального шлака, вновь превращенного шлаковый расплав, можно получать минеральную вату, шлаковую пемзу, литой щебень и литые шлаковые изделия. Таким образом, из шлаковых материалов можно изготавливать любые бетонные и железобетонные конструкции для жилищного, промышленного и сельского строительства. Производство строительных изделий целиком из шлаковых материалов исключает применение дорогих традиционных цементов и заполнителей и может осуществляться на заводах ЖБИ и силикатных конструкций при существующем оборудовании без изменения технологической схемы. Широкое внедрение шлаков в строительное производство дает, и по сей день, экономический эффект.
Наибольшее применение получили доменные шлаки черной металлургии.
На сегодняшний день, согласно данным (15) и технических паспортов, натурным исследованиям, преобладающая часть застройки исследуемого периода построена именно из такого материала-шлакобетона (фото стен и фото из паспортов).
Стены малоэтажных жилых зданий не испытывают большой нагрузки, и для их возведения можно с успехом использовать строительные материалы с относительно невысокой прочностью. К таким материалам относятся легкие бетоны, приготовленные на основе местных заполнителей (шлак, кирпичный бой, древесные опилки, камыш, солома), с применением в качестве вяжущих цемента, извести, глины и гипса. Чтобы ускорить строительные работы, шлакобетонные стены делают из
готовых блоков. Это не только сокращает время, но и позволяет сразу получить сухие стены, готовые к отделочным работам.
Шлакобетонные блоки - это бетонные блоки с заполнителем в виде шлака. Размеры блоков зависят от толщины стен, ширины проемов и простенков, удобства переноски и укладки (один из возможных размеров 390х190х190 или 188 мм). Прочность и теплозащитные качества шлакобетона во многом зависят от его гранулометрического состава, то есть от соотношения крупных (5-40 мм) и мелких (0,2-5 мм) частей шлакового заполнителя. При крупном шлаке бетон получается более легким и менее прочным, при мелком - более плотным и теплопроводным. Для наружных стен оптимальное соотношение мелкого и крупного шлака составляет от 3:7 до 4:6, для внутренних несущих стен, где главное достоинство - прочность, это соотношение изменяется в пользу мелкого шлака, причем кусковой шлак размером более 10 мм в состав шлакобетона в этом случае вообще не включают. Для прочности часть самого мелкого шлака (примерно 20 % от общего объема) заменяют песком. Для шлакобетона в качестве вяжущего вещества применяют цемент с добавками извести или глины. Добавки сокращают расход цемента и делают шлакобетон более пластичным и удобоукладываемым.
При изготовлении шлакобетона наиболее крупные частицы предварительно увлажняют. Затем добавляют известковое или глиняное тесто, воду, цемент. Всё тщательно перемешивают. Полученную смесь нужно использовать в течение 1,5-2 часов. Для повышения прочности бетона примерно 30 % шлака заменяют песком. В качестве связующего бетонной смеси используют портландцемент с добавками извести или глины, придающими смеси повышенную пластичность и удобство при укладке. Ориентировочный состав шлакобетонной смеси приведен в таблице 1.
Таблица 1. Составляющие шлакобетонной смеси
Марка шлакобетона Материал на 1 м3 шлакобетона, кг/л Объемная масса шлакобетона, кг/м3
Цемент М400 известь или глина песок шлак
М10 50/45 50/35 100/60 700/1000 900
М25 100/90 50/35 200/125 700/900 1050
М35 150/135 50/35 300/190 700/800 1200
М50 200/180 50/35 400/250 700/700 1350
Таким образом, можно сделать следующие выводы, что шлакобетонные блоки являются несущим и самонесущим материалом, благодаря своим свойствам, схожим с материалом горных пород, и могут использоваться для возведения как несущих стен, так и внутренних перегородок. Применявшиеся в 30-50-е годы в строительстве шлакобетонные блоки позволяли:
• увеличить полезную площадь помещений за счёт уменьшения толщины стен (несущая способность кладки из большинства видов блоков на 20 % выше, чем предусмотрено СНиП «Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования» для кладки из керамического кирпича той же толщины);
• резко повысить производительность процесса строительства (скорость монтажа блоков в 4-5 раз выше, чем скорость монтажа кирпича для того же возводимого объёма);
• сэкономить на возведении элемента конструкции до 60 % раствора. При этом суммарная масса 1 м3 кладки уменьшится в 1,5 раза;
• снизить себестоимость общестроительных работ, по сравнению с использованием обычного кирпича, на 30-40 %.
Особенности разрушения трубопроводов под влиянием стресс-коррозионных повреждений и их оценка в процессе технического диагностирования при проведении экспертизы промышленной безопасности
Акбашев Р. М. , Ткаченко Д. А. , Курдюмов Н. И.
Аннотация: на основе опыта, полученного, в основном, при расследовании аварий трубопроводов, установлены основные закономерности возникновения очагов коррозионного растрескивания металла трубопроводов, описаны факторы, влияющие на разрушение, и сделаны выводы, важные для диагностики технического состояния трубопроводов при промышленной экспертизе их технического состояния.
Эксперты Федеральной службы по экологическому, техническому и атомному надзору ежегодно обращают внимание на повышенный риск разрушения трубопроводов за счет процессов стресс-коррозии [1].
