Preview

НАУКА и ТЕХНИКА

Расширенный поиск
Том 19, № 3 (2020)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-3

СТРОИТЕЛЬСТВО 

181-194 349
Аннотация

Рассмотрены вопросы структурообразования дорожных композитных материалов, содержащих в своем составе гидравлические (портландцемент) и органические (битум) вяжущие. Установлено, что, являясь термодинамически несовместимыми, органические и гидравлические вяжущие способны к взаимодействию и дополняют друг друга. Процессы структурообразования связаны с механизмом взаимодействия межфазных переходных слоев и непосредственного образования фазовых контактов кристаллогидратами цемента. Исследования процессов срастания кристаллогидратов цемента через органические пленки, микроскопический и рентгеноструктурный анализ подтвердили данные результаты. Граница раздела фаз является размытой и осуществляется через межфазные переходные слои. Процесс появления межфазных слоев выгоден с термодинамической точки зрения, поскольку способствует уменьшению свободной энергии Гиббса и не противоречит современным представлениям физики твердого тела. При содержании цемента около 30 % от объема комплексного битумно-цементного вяжущего начнут появляться (зарождаться) фазовые контакты, которые будут преобладать в структуре вяжущего при содержании цемента более 60 % по объему. В случае преобладания фазовых контактов бетоны будут обладать значительной прочностью при высоких температурах, но низкой температурной и усталостной трещиностойкостью, что приведет к потере их долговечности. Оптимальным можно считать содержание цемента в количестве 30–40 % от общего объема комплексного вяжущего.

195-203 258
Аннотация

В статье рассматривается пространственная организация объектов энергетики с акцентом на современную практику Республики Беларусь. Эффективность функционирования предприятий любой отрасли, в том числе энергетической, в значительной степени обусловлена их архитектурно-планировочной организацией. Знание механизмов и особенностей происходящих здесь изменений дает возможность обосновывать перспективную стратегию проектной деятельности, а значит, позволяет управлять процессами развития отрасли и тем самым избежать многих негативных последствий. Объекты энергетики являются типологической группой промышленной архитектуры, их формирование началось в связи с переходом промышленного производства на электрическую энергию. Сегодня типология отражает функциональный подход в архитектурном формообразовании, включает достаточно большое многообразие составляющих единиц и демонстрирует тенденцию к диверсификации. В Беларуси объекты энергетики в архитектурном аспекте их классификации были представлены достаточно ограничено, основную массу составляли теплофикационные электростанции, работающие на разных видах топлива. В настоящее время диверсификация получила развитие в таких направлениях, как строительство объектов гидроэнергетики (малые станции на водохранилищах и станции средней мощности, низконапорные, русловые, на реках), альтернативной энергетики (ветроэлектростанции, фотоэлектрические станции и биогазовые установки) и традиционной энергетики (ТЭС и мини-ТЭЦ на возобновляемом топливе). Охарактеризованы результаты белорусской практики строительства объектов всех направлений (гидроэнергетика, альтернативная и традиционная энергетика), особенности архитектурно-планировочной организации объектов на современном этапе, корреляция с общемировыми тенденциями развития промышленной архитектуры. Определены типологические признаки архитектуры объектов альтернативной энергетики, возможности и направления практической реализации архитектурных подходов, проблемы и перспективы развития научного сопровождения проектного процесса.

204-214 182
Аннотация

Отходы теплоэлектроцентралей представляют собой определенную опасность для окружающей среды, а следовательно, и экономические проблемы. Однако в таких отходах содержатся вещества, которые целесообразно использовать для производства строительно-отделочных материалов. Техногенные продукты водоподготовки с теплоэлектроцентрали «Южная» (осадки химводоподготовки – код 8410500) являются кальцитовой смесью, содержащей более 64 мас. % кальцита. Минералогический состав неорганических отходов определен с помощью рентгенографических и инфракрасных (ИК) спектральных исследований. Механическая активация кальцитовых неорганических отходов приводит к измельчению кальцита и уменьшению количества адсорбированной воды, что влияет на увеличение содержания каркасных структур диоксида кремния, реакционная способность которого напрямую зависит от их количества. Изменения структуры диоксида кремния при механической активации установлены по данным ИК-исследований. Результаты рентгенографических и ИК-исследований глины месторождения «Заполье», используемой в технологии производства керамического кирпича, позволяют отнести ее к сырью с высокой реакционной способностью. В ОАО «Обольский керамический завод» с добавками кальцитовых неорганических отходов теплоэлектроцентрали произведена опытная партия керамического кирпича. Выполнен рентгеноструктурный анализ образцов полученных кирпичей стандартного состава и с добавками отходов. Исследовано влияние содержания кальцитовых неорганических отходов в исходном сырье на процессы структурообразования керамического кирпича. Добавление в шихту на основе глины месторождения «Заполье» отходов химводоподготовки, содержащих карбонат кальция до 15 мас. %, способствует снижению температуры обжига и появлению расплава. Это приводит к процессам кристаллизации твердых минералов из расплава и увеличению количества стеклофазы, способствующей повышению прочностных свойств керамического кирпича. Установлена возможность использования неорганических отходов (осадков химводоподготовки – код 8410500) теплоэлектроцентралей в качестве компонента отощающих добавок в глинистое сырье в технологическом процессе производства керамического кирпича.

215-223 228
Аннотация

Фибробетоны − это композиционные материалы, армированные волокнами-фибрами. Строительство сооружений из бетона, армированного органическими волокнами, имеет большую историю. Аналитический обзор отечественных и зарубежных исследований показал, что использование фибробетона в мостовых и тоннельных конструкциях существенно улучшает их физико-механические показатели и, прежде всего, долговечность. Трехмерное упрочнение фибробетона принципиально изменяет свойства цементного камня, обеспечивая высокую трещиностойкость конструкций, повышая их сопротивление ударным и динамическим нагрузкам. Изменение соотношения объема различных волокон в бетоне позволяет регулировать свойства материала. Повышаются его предел прочности на растяжение при изгибе, коррозионная, атмосферои стойкость к переменному увлажнению-высушиванию, замораживанию-оттаиванию, улучшаются другие показатели. В статье представлены разработанные технология и составы фибробетона, дано описание изготовленных и испытанных опытных образцов безнапорных труб, армированных полипропиленовыми волокнами. Выполненные исследования показали, что полипропиленовые волокна снижают вероятность появления трещин и препятствуют их увеличению, а на этапе эксплуатации замедляют темпы роста трещин и концентрацию напряжений в области макродефектов. Благодаря введению фибры происходит перераспределение напряжений, возникающих в процессе структурообразования, от мест их концентрации на весь объем бетона. Фибра повышает сопротивление бетона сжатию, а также его долговечность при пониженных температурах и агрессивном воздействии реагентов. Полипропиленовое фиброволокно целесообразно применять для дисперсного армирования конструкций, работающих на изгиб, например тоннельных обделок, мостовых конструкций, бетонных безнапорных труб и др.

224-229 213
Аннотация

До настоящего времени отсутствует точное решение контактной задачи для прямоугольной пластинки на упругом основании с распределительными свойствами. Практическими аналогами такой конструкции являются широко применяемые в строительстве плитные фундаменты. Многие ученые решали эту задачу различными способами. Методы конечных разностей, Б. Н. Жемочкина и степенных рядов не выделяют особенность в контактных напряжениях у краев плиты. Автор статьи получил разложение решения Буссинеска для определения перемещений поверхности упругого полупространства в виде двойного ряда по полиномам Чебышева первого рода в прямоугольной области. Впервые такое представление для симметричной части решения Буссинеска получил В. И. Сеймов и применил это разложение для исследования симметричных колебаний прямоугольного штампа с учетом инерционных свойств полупространства. Используя данное разложение, автор приводит решение задачи о динамических перемещениях прямоугольной пластинки, лежащей на упругом полупространстве, под действием произвольно приложенной сосредоточенной силы. При этом искомые перемещения задавались в виде двойного ряда по полиномам Чебышева первого рода, контактные напряжения – в виде двойного ряда по полиномам Чебышева первого рода с весом. В интегральном уравнении контактной задачи выполняется интегрирование по прямоугольной области с учетом ортогональности полиномов Чебышева. В полученном выражении приравниваются коэффициенты при одинаковых произведениях полиномов Чебышева. Получается бесконечная система линейных алгебраических уравнений, которая решается методом усиления. Таким образом находятся искомые коэффициенты в разложении для контактных напряжений.

230-240 240
Аннотация

Известно несколько способов борьбы с зимней скользкостью на дорогах – фрикционный, тепловой, химический, комбинированный и конструкционный. Довольно широкое применение нашел фрикционный метод борьбы со скользкостью. Он основывается на повышении сцепления колеса с дорожным плотном, покрытым наледью. В качестве фрикционного сырья используют песок, шлак, отсевы каменных материалов, а также фрикционные материалы, подвергаемые нагреванию. Тепловой метод разделяют по типу обогрева поверхности дорожного покрытия на кондуктивный и конвективный, при которых подогрев дорожных покрытий происходит снизу (электрообогрев) либо сверху (тепловой струей). Недостатки данного способа – его дороговизна при использовании тепловых струй и вредное воздействие высоких температур на дорожное покрытие. Сегодня наиболее популярным способом борьбы с зимней скользкостью является химический метод. Для предотвращения образования скользкости на дорожном покрытии или удаления льда с него предусматривается обработка твердыми или жидкими реагентами. Принцип их действия заключается в понижении температуры замерзания раствора на поверхности дорожного полотна. Борьба с зимней скользкостью в основном ведется комбинированным способом с помощью посыпки дорог песчано-соляной смесью. В настоящее время назрела необходимость полного или частичного отказа от применения хлоридов при борьбе с зимней скользкостью. В данном случае наиболее перспективное направление – предупреждение образования гололеда за счет создания покрытий автомобильных дорог, обладающих противогололедными свойствами, т. е. введения антигололедных реагентов в состав дорожного покрытия (конструкционный способ). Однако этот метод повышает стоимость готового покрытия дороги.

241-251 230
Аннотация

Существующие в настоящее время детерминированные модели определения долговечности конструкций не учитывают в полной мере разнообразие воздействующих на них факторов, а также стохастические характеристики используемых природных материалов и условия производства строительных изделий, возможные ошибки при проектировании и строительстве и т. п. Более достоверный подход, определяющий продолжительность и скорость развития деструкционных процессов в конструкциях в процессе эксплуатации, может быть получен при помощи статистических методов, учитывающих вероятностную сущность процесса. В статье приведен возможный подход вероятностного анализа долговечности железобетонных конструкций путем оценки коэффициентов вариации роста глубины карбонизации защитного слоя бетона на основании существующих опытных и расчетных данных об изменении этого показателя в железобетонных конструкциях разного типа. Показана вариабельность существующих подходов по определению долговечности конструкций в целом, в первую очередь за счет используемых в расчетах различных базисных переменных. Проведена стохастическая обработка имеющихся данных о параметрах глубин карбонизации защитного слоя бетона, на основании которой определены значения коэффициентов вариации, позволяющие оценить предполагаемую долговечность железобетонных конструкций, имеющих схожие характеристики и эксплуатируемых в одинаковых условиях. Установлена определенная неоднородность статистических показателей, что свидетельствует о необходимости увеличения сбора информации об исследуемых характеристиках, а также о более тщательной ее обработке. На основании статистической оценки существующих данных установлена целесообразность использования показателя водонепроницаемости бетона в качестве основного фактора, определяющего его долговечность.

252-257 221
Аннотация

Бетонные плотины, входящие в состав речных гидроузлов, сопрягаются с земляными сооружениями или с берегами с помощью береговых устоев. Если грунт берега или земляной плотины водопроницаем, то в зоне примыкания возникает фильтрация воды вокруг берегового устоя. Расчет фильтрации в обход берегового устоя при заданных отметках уровней воды в верхнем и нижнем бьефах выполняется с целью построения опоясывающей устой кривой депрессии и определения градиента фильтрационного потока, контролирующего фильтрационную прочность грунта за устоем. Теоретических решений эта задача не имеет ввиду ее сложности, для отдельных расчетных схем разработаны приближенные методы расчета. Для случая, когда грунт за береговым устоем однородный и изотропный, приток грунтовых вод со стороны берега отсутствует или незначительный (им можно пренебречь), а береговой устой располагается на водоупоре, предложены приближенные методы В. П. Недриги и Р. Р. Чугаева. Опыт обследования ряда белорусских гидроузлов показал, что отсутствие обоснованного расчетами прогноза положения уровней грунтовых вод за устьем ведет к снижению прочности и устойчивости берегового устоя и к возможному его разрушению. В лабораторных условиях выполнена экспериментальная проверка разработанного Р. Р. Чугаевым приближенного метода расчета фильтрации в обход берегового устоя. По результатам опыта простроена опоясывающая устой кривая депрессии, которая показала хорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных, что позволяет использовать этот метод для обоснованного проектирования конструкций береговых устоев, обеспечивающих их надежную эксплуатацию.

ЭКОНОМИКА ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

258-266 307
Аннотация

Cтатья посвящена выявлению закономерностей деятельности российских университетов в национальной инновационной экосистеме. Решения вопросов развития инновационной активности, эффективной коммерциализации и внедрения научных разработок обосновываются в стратегических документах развития государства. От успешности внедрения научных и опытно-конструкторских разработок в значительной мере зависит уровень инновационной  безопасности  страны  –  состояния  защищенности  национальных  интересов  государства  от  внутренних и внешних угроз, возникающих в условиях инновационного развития. На ведущие высшие учебные заведения возлагаются задачи стать центрами региональных инновационных экосистем, превратить университеты в активных участников социально-экономического и инновационного развития. Для выявления закономерностей деятельности учреждений высшего образования в этой сфере использованы официальные статистические данные о деятельности национальных исследовательских университетов Российской Федерации. Анализ изменений проанализированных показателей позволил выделить университеты, реализующие наиболее перспективные, с точки зрения мирового опыта, модели управления научной деятельностью. Это, в первую очередь, университеты, для которых отмечается положительный относительный прирост показателей общего объема НИОКР, доли внебюджетных средств в доходах вузов от НИОКР, удельного веса доходов от НИОКР в общих доходах. Установлено, что современный этап развития университетов характеризуется наличием как конкурентных преимуществ, так и вызовов, формирующих особенности их модернизации. Реакцией на вызовы должно стать создание бизнес-модели деятельности «Университет 4.0», включающей новые технологии, продукты и услуги, востребованные в стране.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)