Повышение эксплуатационных свойств конструкционных материалов

На сегодняшний день основными материалами для строительства зданий и сооружений выступают бетон, кирпич, дерево, металл. Повышение их эксплуатационных характеристик является приоритетной задачей современных научных исследований. Весьма актуальным становится повышение долговечности и качества конструкционных материалов, применяемых для изготовления массивных изделий, устройства оснований, фундаментов, гидротехнических сооружений и др. Существующие материалы ведут себя по-разному в различных климатических зонах, особенно в зонах холодного климата. Особую важность эти вопросы приобретают для сейсмически неустойчивых территорий, а также для климатических зон Крайнего Севера, где наблюдаются низкие температуры в зимний период и резкие годовые температурные колебания с амплитудой в 105 градусов. Частые переходы через 0 градусов в течение дня в осенние и весенние периоды, повышенная солнечная радиация из-за прозрачности атмосферы, большая влажность в зонах арктического климата оказывают негативное влияние на прочностные свойства конструкционных материалов. Применение полимерных пропиток для покрытия бетонных и деревянных конструкций выступает одним из эффективных способов получения конструкционных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками при минимальных экономических затратах [1-3]. Эти пропитки могут быть использованы не только в новом строительстве, но и для восстановления деградированных изделий и конструкций. В работе представлен опыт модификации тяжелого бетона М200, легкого бетона на основе местного сырья Якутии и местной древесины с полимерной пропиткой «Амокор», в результате которого получены данные о повышении прочностных характеристик исследуемых материалов. Были проведены ускоренные климатические испытания тяжелого бетона М200 и механические испытания на сжатие и изгиб, а также фрактографические исследования бетона для изучения структуры материала до и после модификации. Показано, что модификация бетона М200 вызывает уменьшение пористости, частичное растворение хрупких составляющих, которые приводят к увеличению прочностных свойств. Для легкого бетона проведены исследования влияния процентного содержания цемента на прочность модифицированных и немодифицированных образцов. Установлено, что прочность модифицированных образцов достигает максимума при 6,5% цемента. Модификация древесины приводит к увеличению ее прочности.

бетон, древесина, прочность, композит, сжатие, влага, добавка, микроскоп, изгиб, модификация, адгезия

1. Kuzmin, S. A. Research of Durability and Structure of the Heavy Concrete Modified by Polymeric Impregnation in the Frigid Climate / S. A. Kuzmin, A. A. Argunova, D. A. Krasilnikov, Z. V Emelianova // Materials Science Forum (Volume 945) February 2019. - P. 250-256. - URL: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.945.250.

2. Шастун, В. Н. Технологические аспекты применения адгезионнных полимерных композиций для гидротехнических сооружений / В. Н. Шастун, А. И. Бегун, В. В. Коваленко // Наука и прогресс транспорта. - Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. - 2009. - № 26. - С. 147-149.

3. Kanematsu, M. Quantification of water penetration into concrete through cracks by neutron radiography / M. Kanematsu, I. Maruyama, T. Noguchi, H. Iikura, N. Tsuchiya // Nucl Instrum Methods Phys Res A. - 605(2009). - P. 154-158.

4. Kuzmina, S. A. Durability of construction materials modified by polymeric additives / S. A. Kuzmina, A. D. Egorova, D. A. Krasilnikova, Z. V. Emelianova // Procedia Structural Integrity - Volume 20. - 2019. - P. 278-283.

5. Кузьмин, С. А. Исследование прочности конструкционных материалов, модифицированного полимерной добавкой «Силор-ультра» / С. А. Кузьмин, Д. А. Красильников, Д. С. Петрова [и др.] ; под редакцией А. Е. Саввиной // Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения : безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережения : сборник статей IV Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию Инженерно-технического института Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. - Якутск, 27-28 октября 2016 г. - С. 228-237.

6. Кузьмин, С. А. Исследование прочности бетона М-200, модифицированного полимерной добавкой «силор-ультра». / С. А. Кузьмин, Д. А. Красильников, Е. А. Рубан // Сборник Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 70-летию профессора-механика д. т. н. А. В. Лыглаева «Хладостойкость. Новые технологии для техники и конструкции севера и Арктики». - Якутск, 29-30 сентября 2016. - С. 215-220.