Маилян Левон Рафаэлович, профессор кафедры «Автомобильные дороги», доктор технических наук, профессор,
ScopusID: 57192662909, ResearcherID: AAO-9095-2020
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Mailyan, Levon R., professor of the Motorways Department, Dr.Sci. (Eng.), professor
ScopusID: 57192662909, ResearcherID: AAO-9095-2020
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Стельмах Сергей Анатольевич, доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты», кандидат технических наук, доцент
ScopusID: 57197736878, ResearcherID: AAG-6076-2020
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Stel'makh, Sergei A., associate professor of the Engineering Geology, Primary Structures and Footings Department, associate professor
ScopusID: 57197736878,ResearcherID: AAG-6076-2020
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Щербань Евгений Михайлович, доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты», кандидат технических наук, доцент
ScopusID: 57197730793, ResearcherID: AAG-6070-2020
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Shcherban', Evgenii M., associate professor of the Engineering Geology, Primary Structures and Footings Departmentassociate professor,
ScopusID: 57197730793, ResearcherID: AAG-6070-2020
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Жеребцов Юрий Владимирович, магистрант кафедры «Технологический инжиниринг и экспертиза в стройиндустрии»
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Zherebtsov, Yuriy V., graduate student of the Technological Engineering and Expertise in Building Industry Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Аль-Тулаихи Мустафа Мохаммед отман, магистр техники и технологии по направлению «Строительство»
Baghdad, Iraq. 00964, Al-Mustansyriah
Al-Tulaikhi Mustafa Mokhammed otman, Master of Engineering and Technology in Construction
Baghdad, Iraq. 00964, Al-Mustansyriah
Introduction. Currently, the obtaining of lightweight concrete and reinforced concrete products and structures with the improved structure and characteristics is a challenge. This can be achieved through centrifugation or in a more advanced way — vibro-centrifugation. At the same time, the influence of centrifugal and centripetal forces of inertia in these types of technologies causes differences in the cross-section properties of concrete products and structures. To reflect this in the calculations, it is required to experimentally and analytically investigate the qualitative and quantitative patterns of such differences in the characteristics of concretes obtained through different technologies.
Materials and Methods. The study used the cross-section averaged characteristics of concrete — “integral characteristics of concrete”. The applicable raw materials included portland cement 500, crushed stone fraction 5-20, medium sand. Nine control samples of annular cross-section obtained through vibrating, centrifuging, and vibro- centrifugation were manufactured and tested. The essence of the technique was that each manufactured experimental control sample was used in several types of tests in-parallel. From the total annular section of each sample, three conditional quadrants were distinguished, from which standard samples of small size were cut out. Subsequently, they were tested for axial compression, tension, and flexural tension. The following test equipment was used: electronically controlled mechanical press IPS-10 — for compression testing of prisms, and the breaking machine R-10 — for testing samples for axial tension. Strain sensors and dial indicators were used to measure concrete deformations. Oscilloscopes were also used to obtain the deformative and strength properties of concrete, including full deformation diagrams with descending branches.
Results. We have analyzed the calculation results of the integral design characteristics of the concretes obtained through vibration, centrifugation and vibro-centrifugation. It is established that due to the influence of centrifugal and centripetal forces of inertia under centrifugation and vibration centrifugation, the characteristics of concrete in cross-section become different. In some cases, these differences can be very significant. We have developed and tested the following: a new method for evaluating the dependence of the integral (cross–section averaged) design characteristics of concrete (density, cubic and prismatic axial compressive strength); ultimate deformations under axial compression; axial tensile and flexural tensile strength; ultimate deformations under axial tension; elasticity modulus; diagram of “stress ϭb– strain εb” under compression; diagram of “stress ϭbt–strain εbt” under tension on the manufacturing technology (vibrating, centrifuging, vibration centrifugation).
Discussion and Conclusions. Based on the results of the research, conclusions are formulated on the positive effect of the proposed technology of joint vibrating and centrifuging. It consists in improving the integral design characteristics and structure of concrete from vibrating to centrifuging and from centrifuging to vibro-centrifuging.
Введение. В настоящее время остро стоит проблема получения облегченных бетонных и железобетонных изделий и конструкций с улучшенными структурой и характеристиками. Этого можно добиться центрифугированием или более совершенным способом — виброцентрифугированием. В то же время влияние центробежных и центростремительных сил инерции в данных видах технологий приводит к различиям свойств по сечению бетонных изделий и конструкций. Чтобы отразить это в расчетах, необходимо экспериментально и аналитически исследовать качественную и количественную картины таких различий в характеристиках бетонов, полученных по разным технологиям.
Материалы и методы. В исследовании применялись усредненные по сечению характеристики бетона —
«интегральные характеристики бетона». Применяемые сырьевые материалы: портландцемент марки 500, щебень фракции 5–20, песок средний. Было изготовлено и испытано девять контрольных образцов кольцевого сечения, полученных вибрированием, центрифугированием и виброцентрифугированием. Суть методики заключалась в том, что каждый изготовленный экспериментальный контрольный образец использовался сразу в нескольких видах испытаний. Из общего кольцевого сечения каждого образца выделялось по три условных квадранта из которых выпиливались стандартные образцы малого размера. Впоследствии их испытывали на осевое сжатие, растяжение, а также растяжение при изгибе. Применялось следующее испытательное оборудование: механический пресс с электронным управлением ИПС-10 — для испытания призм на сжатие и разрывная машина Р-10 — для испытания образцов на осевое растяжение. Для измерения деформаций бетона применялись тензодатчики и индикаторы часового типа. Для получения деформативных и прочностных свойств бетона, в том числе полных диаграмм деформирования с нисходящими ветвями, применялись также осциллографы.
Результаты исследования. Проанализированы результаты расчета интегральных конструктивных характеристик бетонов, полученных вибрированием, центрифугированием и виброцентрифугированием. Установлено, что вследствие влияния центробежных и центростремительных сил инерции при центрифугировании и виброцентрифугировании характеристики бетона по сечению становятся различными. В ряде случаев различия эти могут быть весьма значительными. Разработаны и апробированы: новая методика оценки зависимости интегральных (усредненных по сечению) конструктивных характеристик бетона (плотность, кубиковая и призменная прочности на осевое сжатие); предельные деформации при осевом сжатии; прочность на осевое растяжение и растяжение при изгибе; предельные деформации при осевом растяжении; модуль упругости; диаграмма «напряжения ϭb–деформации εb» при сжатии; диаграмма «напряжения ϭbt– деформации εbt» при растяжении от технологии изготовления (вибрирование, центрифугирование, виброцентрифугирование).
Обсуждение и заключения. По результатам исследований сформулированы выводы о положительном эффекте предложенной технологии совместного вибрирования и центрифугирования, заключающемся в улучшении интегральных конструктивных характеристик и структуры бетона от вибрирования к центрифугированию и от центрифугирования к виброцентрифугированию
The authors declare that there are no conflicts of interest present.