2.1.1Микроқұрылымның морфологиялық ерекшеліктерін СЕМ көмегімен зерттеу

КІРІСПЕ

Ө зектілігі. Қ азіргі уақ ытта ғ имараттар мен қ ұ рылыстарды тұ рғ ызудың қ олданыстағ ы технологияларының ішінде монолитті қ ұ рылыс –бетоннан ең қ ысқ а мерзімде, кез-келген қ абат саны мен кез-келген пішіндегі нысандарды салу мү мкіндігін беретін ә діс.

Монолитті конструкция ү шін бетондардың сыну кедергісі дә режесі, қ ысу, созылу жә не иілудегі беріктігі жоғ ары, отыру қ асиеті тө мен, жеткілікті дә режеде суғ а тө зімді жә не аязғ а тө зімді болуы керек. Аталғ ан қ асиеттерді қ амтамасыз ету ү шін тиімді жә не берік бетонды жасау қ ажет.

Армирленген бетон – ұ сақ тү йіршікті бетон мен болат, шыны, синтетикалық сияқ ты тү рлі армирлеуші қ оспалардың классикалық комбинациясы. Бетонның бұ л тү рі фибробетон деп аталады жә не беріктігі аса жоғ ары қ ұ рылыстарды жасау ү шін қ олданылады. Монолитті қ ұ рылыс кезінде қ олданылатын фибробетон ә р тү рлі қ ұ рылыстарды тұ рғ ызуғ а мү мкіндік береді, ал фибробетонды қ оспалар ғ имараттың сапасы мен тө зімділігін арттырады.

Мақ саты мен нысаны

Фибробетонды монолитты қ ұ рылыста тиімді пайдалану.

Қ ойылғ ан мақ саттарғ а байланысты келесі мә селелер шешілуі қ ажет:

- гидротермиялық кө здерден алынатын нанодисперсті ұ нтақ ты пайдаланатын композиттік тұ тқ ырлағ ыш қ ұ рылымын оң тайландыру жә не ә зірлеу;

-тиімді пластификаторлардың, волластониттің жә не НДП-ның олардың негізіндегі композиттік ас тұ здары мен бетондардың қ асиеттеріне ә сер етуінің табиғ атын зерттеу;

-монолитті қ ұ рылыс ү шін жоғ ары сапалы армирленгенұ сақ ұ нталы бетонның қ асиеттерін зерттеу жә не қ ұ рамын жобалау;

-теориялық жә не тә жірибелік зерттеулерді жү ргізу ү шін нормативтік қ ұ жаттарды дайындау. Зерттеу нә тижелерін енгізу.

Жұ мыстың ғ ылыми жаң алығ ы

-қ ұ рылымды нано-жә не микро дең гейлерде оң тайландыру бетонның беріктігін арттырады. Болат пен полипропилен талшық тарын енгізу бетонның икемділігін арттырады.

-портландцемент, созғ ыш қ осымша жә не нанодисперсті ұ нтақ негізіндегі композитті тұ тқ ырлағ ыштардың қ ұ рамы ұ сынылды.

Жұ мыстың практикалық маң ыздылығ ы

алынғ ан нә тижелер жә не оларғ а негізделген ұ сыныстар ғ имараттар мен қ ұ рылыстардың сенімділігін, ұ зақ мерзімділігін жә не тиімділігін арттырады.

Зерттеу нә тижелерін енгізу

Заманауи зерттеу ә дістерін жә не дә л ө лшеу қ ұ ралдарын қ олдану, нә тижелерді статистикалық ө ң деу, теориялық жорамалдарды зертханалық зерттеулер арқ ылы растау.

Жұ мысты апробациялау. Магистрлік жоба тақ ырыбы бойынша бір мақ ала ғ ылыми-техникалық журналдарда жарияланды.

Жұ мыс кө лемі. Магистрлік жоба кіріспеден, тө рт бө лімнен, қ орытындыдан, 93 атаудан тұ ратын пайдаланылғ ан ә дебиеттер тізімінен қ ұ ралғ ан. Компьютерлік технологияны пайдалана отырып жазылғ ан 67 бет мә тіні бар, сонымен қ оса 14 сурет жә не 28 кесте бар.

Магистрлік жобаны қ орғ ауғ а, талқ ылануғ а салынатын нә тижелер:

- жол жабындарына арналғ ан жә не бетон қ ұ рылысы кешенді қ оспамен модификацияланғ ан мә ң гі қ ұ йылма бетон қ оспасын жасау мү мкіндігі туралы теориялық ереже:

- жол жабындарына арналғ ан кешенді қ оспасы бар қ ұ йылма бетонның оң тайлы қ ұ рамы:

- алынғ ан қ ұ ймалы бетонның физика-механикалық жә не эксплуатациялық негізгі қ асиеттері зерттелген нә тижелері;

- жол жабындарына арналғ ан кешенді қ оспасы бар қ ұ йылма бетон қ оспасын тө сеу жә не дайындау бойынша ұ сынымдар:

- жол жабындарына арналғ ан кешенді қ оспасы бар қ ұ йылма бетон қ олданудың техника-экономикалық тиімділігін есептеу нә тижесі.

1 МОНОЛИТТЫ Қ Ұ РЫЛЫС ЖАЙЛЫ ЖАЛПЫ АҚ ПАРАТ, ЗЕРТТЕУДІҢ НЫСАНЫ МЕН МАҚ САТЫ

1. 1 Монолитті қ ұ рылыстың жағ дайы жә не келешегі

Қ ұ рылыс ғ имараттар мен қ ұ рылыстарды ө ндіріс жә не ө ндірістік емес мақ саттар ү шін монтаждау бойынша қ ұ рылыс-монтаж жұ мыстарының тұ тас кешені болып табылады

Заманауи қ ұ рылыста жұ мыс сапасын жақ сартуғ а, қ ұ рылыс уақ ытын қ ысқ артуғ а, қ ұ рылыстың жұ мысын жақ сартуғ а бағ ытталғ ан дә стү рлі жә не жаң а материалдар мен технологиялардың барлық тү рлері пайдаланылады. Заманауи қ ұ рылыста пайдаланылатын материалдар мен технологиялар экологиялық қ ауіпсіздік талаптарына сә йкес болуы керек.

Монолитті қ ұ рылыс–ғ имараттар мен қ ұ рылыстарды қ ысқ а мерзімде, кез-келген қ абат саны мен кез-келген пішінде дерлік қ ұ растыруғ а мү мкіндік беретін бетон ғ имараттары мен қ ұ рылыстарын салу технологиясы.

Монолитті тұ рғ ын ү й қ ұ рылысы технологиясы іргетас тө сенішінен бастап, соң ғ ы қ абаттың тө бесіне дейін бетоннан біртұ тас жә не бө лінбейтін, берікқ аң қ а принципін жү зеге асырады. Қ ұ рылыс кезінде қ ұ рамалы қ ұ рылымдар мү лдем пайдаланылмайды. Бұ л технология ғ имараттың беріктігін жә не ә ртү рлі статикалық жә не динамикалық жү ктемелерге жоғ ары тө зімділігін қ амтамасыз етуге арналғ ан. Монолитті-қ аң қ алы ғ имарат қ ызметінің есептік мерзімі - 150 жыл. Монолитті технология бойынша патенттелген алғ ашқ ы тә жірибелік жұ мыстар неміс мамандарымен жү ргізілді. Олар ХХ ғ асырдың 20-шы жылдарымен мерзімделеді. Ә діс ө зінің беріктігін екі дү ние жү зілік соғ ыстар арасында фортификациялық мақ саттарда арматуралы-бетонды қ ұ рылыстарды салу барысында дә лелдеді. Дегенмен, ә ртү рлі бекіністерге қ арағ анда кө п қ абатты тұ рғ ын ү йлерді салу ү шін технологияғ а ө згерістер енгізу қ ажет болды.

Осы жылдар ішінде неміс инженерлері беларқ а деп аталатын тірек-кө теруші бағ аналар негізіндегі монолитті қ ұ рылыс технологиясын патенттеді.

Сурет 1. 1 – Монолитті қ ұ рылыс

Бұ л технологияның артық шылығ ы оның ә мбебаптылығ ында жә не оның тұ рғ ын ү й мен ө неркә сіптік қ ұ рылыста да қ олдануғ а келетіндігінде.

Монолитті қ ұ рылыстың негізгі артық шылық тары болыпсаналады: ғ имараттарды салудың қ ысқ а мерзімдері; салыстырмалы тө мен қ ұ ны; кез-келген конфигурациялыжә непішінді ғ имараттар мен қ ұ рылыстарды салу мү мкіндігі, ү й-жайларды еркін жоспарлауды қ амтамасыз ету; қ ұ рылыстардың ө ртке қ арсы тұ руы;

Монолитті қ ұ рылыстың кемшіліктеріне жатқ ызуғ а болады:

-ү лкен масса жағ дайында тө менгі беріктік (мысалы, бетонның беріктігі болаттың беріктігінен 10 есе аз);

-жоғ ары ең бек сыйымдылығ ы (қ аң қ алық -панельдік қ ұ рылыспен салыстырғ анда).

Монолитті конструкцияда пайдаланылатын бетон қ оспалары температураның, ылғ алдың ә серіне тө зімді, жылдам қ атуы жә не ерекше тұ рақ тылық қ а ие болуы керек.

1. 2 Фибробетон қ ұ рылыс материалы ретінде ерекшеліктері мен артық шылық тары

Монолитті конструкция ү шін пайдаланылатын бетон қ оспалары температурағ а, ылғ алғ а жоғ ары тө зімділікке, жылдам қ ату жә не ерекше тұ рақ тылық қ асиеттерінеие болуы керек. Осығ ан байланысты фибробетондарды қ олдану қ ажеттігі туындайды.

Армирлеуші мартериал ретінде соң ғ ы уақ ытта талшық пен дисперсті армирлеу қ олданылады. Оларды жасау ү шін тү рлі материалдар қ олданылады: металл, базальт, полипропилен, шыны. Дү ние жү зі бойынша дисперсті армирлеу шыбық тығ а балама ретінде біртіндеп пайда болды. Бастапқ ыда ол дә стү рліге кө мек ретінде қ арастырылды. Біздің елімізде талшық ты қ олдану арқ ылы дисперсті-армирленген тауарлық бетондар мен ерітінділерді алу жұ мыстары орыс инженеры В. П. Некрасов атымен тығ ыз байланысты. ХХ ғ асырдың басында ол дисперсті армирлеулі қ олдану бойынша зерттеулер жү ргізді. Талшық ты арматура ретінде, ол шағ ын диаметрлі сым кесінділерін пайдаланды. В. П. Некрасов зерттеу нә тижелерінө зең бектерінде егжей-тегжейлі сипаттады. Сонымен қ атар, фибробетоннан жасалғ ан қ ұ рылысқ а ә лемдегі бірінші патент алынды. [18-20].

Фиброармирленген бетон дә стү рлі бетонғ а қ арағ анда айтарлық тай артық шылық қ а ие. Сызаттануғ а қ арсы тұ рақ тылық тың ү лкен дә режесі – қ ысу, созылу жә не иілу кезіндегі беріктіктің, аязғ а тө зімділік пен су ө ткізбеушілік қ асиеттің артуына ық пал етеді [21 - 25].

Бетонды дисперстік армирлеу дә стү рлі арматуралық жұ мыстардың кө лемін толық тай немесе жартылай қ ысқ артуғ а мү мкіндік береді [26 - 28].

Фибробетонды қ олдану аясы ө те кең, ол барлық қ ұ рылыс салаларында бетонның дә стү рлі тү рлерін сә тті алмастырып қ ана қ оймай, нақ ты міндеттерді де орындайды.

Осылайша, шыныфибробетон тү рлі ерекше архитектуралық идеяларды жү зеге асыруғ а мү мкіндік береді, себебі одан тү рлі пішінді, фактуралы жә не рельефты нысандарды жә не жұ қ ақ абырғ алы қ ұ рылыстарды жасауғ а болады. Ол қ абырғ а панельдерін, жабынқ ышты, сә ндік элементтерді, кіші архитектуралық формаларды, жерасты қ ұ рылыстарын, жерасты арналар жү йесін, тоннельдер, автожол жә не т. б жасауда қ олданылады. Дыбысшағ ылдырғ ыш қ аситеттерінің арқ асында шыныфибробетон автожол бойында қ орғ аныс экрандарын кө теруде қ олданылады.

Фибробетонның бұ л тү рі қ алпына келтіру жұ мыстарында да сұ ранысқ а ие, себебі оның кө мегімен кез-келген материалды имитациялауғ а болады, сонымен қ атар, ол қ ұ рылысты ауырлатпайды жә не іргетасқ а қ осымша жү ктеме тү сірмейді[29 - 32].

Шыныфибробетонды қ олдану аясы – қ ұ рама қ ұ рылыстар, бұ л материал тү йістер санын азайтуғ а жә не қ ұ быр, бө рене, дің гек, кө пір элементтері, тең із қ ұ рылысы сияқ ты элементтердің сенімділігін арттыруғ а мү мкіндік береді. Одан жарылысқ а тө зімді қ ұ рылыстар, автомобиль жолдары, кө пір тө семдері, суландыру каналдары, ө ндірістік едендер жасалады. Сонымен қ атар, шыныфибробетон жө ндеу жә не қ айта қ алпына келтіру жұ мыстары кезінде де тиімді[33 - 36].

Полипропиленді талшық пен армирленген фибробетон қ ұ йма еден, тұ тастырғ ыш, қ асбеттік ерітінді, су резервуарларын дайындауда қ олданылады. Полипропиленді талшық тар коррозияғ а ұ шырамайтындық тан, бұ л материал гидроқ ұ рылыстарды– суағ ар, су қ оймасы, тұ ндырғ ы, тең із бө геттері.

Сонымен қ атар, тең із қ ұ рылысында базальттыфибробетон қ олданылуы мү мкін, ол электрохимиялық коррозияғ а тө зімді, тұ здармен жә не бояғ ыштармен химиялық реакцияғ а тү спейді. Базальтты талшық тармен армирленген фибробетон тұ рғ ын ү й жә не жол жабыны қ ұ рылысында темірбетон орнына жә не аэродромдардағ ы ұ шып-қ ону жолағ ы, атом электростанцияларындағ ы реакторлы бө лімдер, жағ алық бө гет жә не тоғ андар сияқ ты мол жауапкершілікті қ ажет ететін қ ұ рылыстарда материал ретінде қ олданылады [37- 39].

Жоғ арыда айтылғ андарды есепке ала отырып, армирленген бетон – техникалық, эксплуатациялық, сә ндік сипаттамалардың оң тайлы комбинациясымен шартталғ ан, бірегей қ асиеттерге ие қ ұ рылыс материалы[40-46].

Бірінші бө лім бойынша қ орытынды

1. Қ ұ рылыстың кең таралғ ан тү рлеріне: ө неркә сіптік, тұ рғ ын ү й жә не азаматтық, кө лік, гидротехникалық, ауылдық қ ұ рылыс жатады. Заманауи тұ рғ ын ү й жә не азаматтық қ ұ рылыста жұ мыстың сапасын жақ сартуғ а, қ ұ рылыс уақ ытын қ ысқ артуғ а, салынғ ан қ ұ рылымдардың эксплуатациялық қ асиеттерін арттыруғ а бағ ытталғ ан дә стү рлі жә не жаң а материалдар мен технологиялардың барлық тү рлері қ олданылады. Бұ л талаптарғ а монолитті тұ рғ ын ү й қ ұ рылысы сә йкес келеді.

2. Монолитті қ ұ рылыстақ олданылатын бетон қ оспалары температураның, ылғ алдылық тың ә серіне тө зімді, жылдам қ ату жә не ерекше тұ рақ тылық тың қ асиетіне ие болуы керек. Бұ л монолитті қ ұ рылыс ү шін ұ сақ тү йіршікті бетонды (Ұ ТБ) жергілікті шикізат пен ө ндіріс шығ ындыларын қ олдану арқ ылы кең інен пайдалану қ ажеттігін анық тайды. Бетонды қ оспаның қ ұ рамындағ ы ең қ ымбат компоненты – цементты азайту ү шін сутұ тынуы мен ұ сақ ұ нтақ талғ ан цемент ү лесі тө мен, жоғ ары белсенділікке ие тұ тқ ырлағ ышты жасау ө зекті мә селе болып табылады.

3. Цемент-нанодисперсті материал жү йесінде қ ұ рылымды қ алыптастыру механизмі цементті гидратациялау барысында босатылғ ан портландитті ненодисперсті модификатордың белсенді қ ұ рамдасымен тө меннегізді кальций гидросиликаттарының, сондай-ақ кристалдары цемент тасының тығ ыздығ ы мен беріктігін арттыратын қ алыптастырылғ ан кальций гидроакетоалюминаттарын микро армирлеу ә рекетінен тұ рады.

Нанодисперсті модификатор кальцидың тү зілетін гидроацетоалюминатарымен бірге цемент тасы қ ұ рылымнының қ алыптасуына қ атысады: гидраттар қ ұ рылымына еніп, қ уыстарды толытыру арқ ылы бетонның беріктігін арттырады; сонымен қ атар, біріншілік тіректің пайда болуына алып келеді, ол ө з алдына қ атудың бастапқ ы кү ндерінде белгіленген цемент кү шінің кинетикасын қ амтамасыз етеді.

4. Фибробетон – ғ имараттардың монолитті қ ұ рылысында қ олдануғ а ө те тиімді материал. Оның жоғ ары беріктігі жә не жарық тардың пайда болуына беріктігі, тиімді механикалық қ асиеттері, тиісінше қ ызмет мерзімінің ұ зақ тығ ы оны басқ а бетон тү рлерімен салыстырғ анда қ олайлы етеді.

2 ЗЕРТТЕУ Ә ДІСТЕРІ ЖӘ НЕ Қ ОЛДАНЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДАР

2. 1 Зерттеу ә дістемесі

Кварцитті қ ұ мтас пен нанодисперсті ұ нтақ тың ұ сақ қ алдық тарының заттық қ ұ рамын зерттеу жаопы химиялық анализды қ амтиды. Алғ ашқ ы шикізаттық компоненттердің ү лгілері мен синтезделген материалдардың минералды қ ұ рамы мен қ ұ рылысы растрлық электронды микроскопия ә дісі кө мегімен зерттелді.

2. 1. 1Микроқ ұ рылымның морфологиялық ерекшеліктерін СЕМ кө мегімен зерттеу

Ү лгілер микроқ ұ лымының сандық анализы мен микроқ ұ рылымдық зерттеуі – қ ұ рамында жоғ ары сапалы сканерлейтін TESCAN MIRA 3 LMU электронды микроскоп, дербес компьютермен бірлесе жұ мыс жасайтын энергодисперсті спектрометр (ЭДС) кө мегімен жү ргізілді. Анализ ү шін микроқ ұ лымның барлық морфологиялық кө рсеткіштері (қ ұ рылымдық элементтердің ө лшемі мен пішіні, олардың кең істіктегі орналасуы) алуғ а жә не кеуектілік пен ү лесті бетті бағ алауғ а мү мкіндік беретін арнайы жасалғ ан бағ дарламалар жиынтығ ы қ олданылды.

Сурет 2. 1 - TFSCANMIRA 3 l. MU

Аталғ ан ә діс микроқ ұ лымды жыныстағ ы қ ұ рылымдық элементтерде бар ө лшемдер ө згерісінің барлық диапазонын қ амтитын тү рлімасштабты суреттер сериясы бойынша зерттеуге мү мкіндік береді. Анализдан бұ рын микроқ ұ рылымның біртектлігі тексеріледі[117]. Егер микроқ ұ рылымның біртекті болса, анализ нә тижелері барлық ү лгі микроқ ұ рылымының орташа кө рсеткіштерін береді. Егер тестілеу кезінде жыныстың микроқ ұ рылымы біртекті емес болып анық талса, алынатын нә тижелер тек қ ана бір белгілі нү ктедегі микоқ ұ рылымғ а сә йкес келеді.

Қ олданылғ ан ә дістің артық шылығ ы – оның ү дету кернеуі 200 В - 30 кВ; максималды шамасы 1000000; ажыратылымдығ ы < 1 нм;

СЕМ-суреттер анализінің кө мегімен барлық микроқ ұ рылымдық кө рсеткіштерді алу ү шін бар-жоғ ы бірнеше минут қ ана керек, ал қ ұ рылыс материалдарының тек қ ана кейбір микроқ ұ рылымдық сипаттарын дістү рлі ә дістермен анық тау ү шін бірнеше кү ннен бірнеше апатағ а дейін уақ ыт қ ажет.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒