Цель проекта:
Оценка физико-механических и эксплуатационных свойств самоуплотняющихся бетонов СУБ с применением дисперсного армирования бетонной матрицы фиброволокном. Определить математические зависимости позволяющие достоверно прогнозировать долговечность изделий и конструкций с помощью основных контролируемых показателей этих высокотехнологичных бетонов.
Новизна проекта:
Новизна этого проекта заключается в том, что группа решает задачи получения и исследования эксплуатационных свойств ФСУБ с применением низкомодульной полипропиленовой фибры для использования в монолитном строительстве и производстве ЖБИ, прогнозирования его долговечности, с учетом того факта, что работ, посвященных исследованиям свойств СУБ армированного фиброволокном с целью улучшения физико-технических свойств и анализу деформативных свойств очень немного. Планируемая реализация проекта комплексной оценки физико-механических и эксплуатационных характеристик ФСУБ и пути улучшения эксплуатационной стойкости изделий и конструкций этого высокотехнологичного вида бетона путем математического моделирования экспериментов, позволит из выведенных математических зависимостей предложить практические рекомендации по применению в строительстве, повышению эксплуатационной стойкости и долговечности этого вида бетона для получения оптимального отношения цена-качество, особенно при ведении работ в летнее время, с целью прогнозирования поведения бетона и контроля за образованием трещин в условиях резко-континентального климата Республики Казахстан.
Социальный эффект будет обусловлен увеличениями темпов строительства в Республике Казахстан, снижением шумовых воздействий на окружающую среду при применении ФСУБ, утилизацией отходов производств путем их использования в составах ФСУБ.
Задачи проекта:
1. Исследование механизмов совместного влияния заполнителей, химической добавки и низкомодульной фибры на технологические свойства ФСУБ. Будут проводится лабораторные испытания, в результате которых будут получены реологические показатели и определен оптимальный состав СУБ. Ожидаемые результаты: Экспериментально полученные реологические показатели бетонной смеси.
2. Разработка методики подбора состава ФСУБ. Будет получен ФСУБ методом абсолютных объемов. Ожидаемые результаты: Разработанная методика подбора состава ФСУБ и влияния модифицирующих компонентов на прочностные свойства бетона.
3. Определение влияния низкомодульного полипропиленового фиброволокна на прочность при сжатии и изгибе, обработка полученных результатов в разрезе получения оптимального состава ФСУБ для проведения дальнейших испытаний на долговечность. Будут проводиться лабораторные испытания на прочность при сжатии и изгибе. В результате полученных прочностных данных будут проводиться дельнейшие испытаний на долговечность. Ожидаемые результаты: Экспериментально разработанный, оптимальный по прочностным характеристикам состав ФСУБ.
4. Проведение комплекса испытаний на эксплуатационную стойкость ФСУБ, в числе которых: определение плотности, морозостойкости, усадочных деформаций и водонепроницаемости ФСУБ оптимального состава, полученного в результате предыдущих прочностных испытаний. Будут проводиться лабораторные испытания на определения плотности, морозостойкости, усадочных деформаций и водонепроницаемости ФСУБ оптимального состава, полученного в результате предыдущих прочностных испытаний. Ожидаемые результаты: Характеристики эксплуатационных свойств ФСУБ.
5. Анализ и обработка полученных результатов, путем расчетов и построения математической модели, позволяющей прогнозировать поведение ФСУБ в процессе эксплуатации. Будет проводиться анализ и обработка полученных лабораторных данных, и разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать поведение ФСУБ в процессе эксплуатации. Ожидаемые результаты: Математическая модель долговечности ФСУБ в процессе эксплуатации.
6. Разработка инженерной методики и технических рекомендаций заводам-изготовителям по производству и операционному контролю высокотехнологичного ФСУБ для повышения технических характеристик, стабильности свойств и долговечности этого материала. Все материалы и данные будут проанализированы и обработаны, в результате будет разработана технологическая карта. Ожидаемые результаты: Технологическая карта пооперационного контроля производства ФСУБ.
7. Научно-организационное сопровождение. Ожидаемые результаты: 2 статьи и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, входящих в 1, 2 либо 3 квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50; 2 статьи в рецензируемом зарубежном и (или) отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованном КОКСОН); 3 научно-технических отчета.
Полученные результаты исследований
- за 2020 год: В результате лабораторных испытаний определен оптимальный состав ФСУБ, оптимальный коэффициент армирования волокнами и влияние на реологию смеси. Получена спектрограмма цементного камня, исследована микроструктура цементного камня с модифицирующими добавками;
- за 2021 год: Разработана методика подбора состава ФСУБ, а также расчет ФСУБ методом абсолютных объемов. Экспериментально определено влияния низкомодульного полипропиленового фиброволокна на прочность при сжатии и изгибе, проведена обработка результатов для проведения дальнейших испытаний на долговечность.
После проведения комплекса испытаний на эксплутационную стойкость ФСУБ, в числе которых: определение плотности, морозостойкости, усадочных деформаций и водонепроницаемости ФСУБ оптимального состава, выведенного из анализа предыдущих прочностных испытаний, получены характеристики эксплуатационных свойств ФСУБ. Опубликованы две статьи в рецензируемом зарубежном издании, рекомендованном КОКСОН;
- за 2022 год: В результате обработки полученных результатов, путем математического моделирования, позволяющего прогнозировать поведение ФСУБ в процессе эксплуатации, будет разработана модель долговечности ФСУБ в процессе эксплуатации.
Исследовательская группа и управление проектом.
• Научный руководитель, Ахажанов Сунгат Беркинович, доктор PhD по специальности «Строительство», старший преподаватель кафедры Алгебры, математической логики и геометрии имени Т.Г.Мустафина, Карагандинский государственный университет имени Е.А.Букетова, г. Караганда.
• Научный консультант, Ахметов Данияр Акбулатович, доктор технических наук – научный консультант, направление работы в проекте: планирование исследований, анализ и обобщение результатов экспериментов, организация проведения производственных испытаний. (Индекс Хирша: 1, Scopus ID: 57203402747).
• Старший научный сотрудник, Утепов Елбек Бахитович, доктор философии PhD по специальности «Строительство» - планирование исследований, анализ результатов экспериментов.(Индекс Хирша: 1, Scopus ID: 57211963527, Researcher ID: M-9719-2016, ORCID: 0000-0001-6723-175X).
• Зарубежный ученый – Пухаренко Юрий Владимирович, гражданин России, заведующий кафедрой технологии строительных материалов и метрологии, доктор технических наук с 2005 года, профессор с 2008 года. Член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук. Автор и соавтор более 350 опубликованных научных и учебно-методических работ, в т. ч. 4 коллективных монографий, 310 научных статей, 21 учебно-методических работ, 27 изобретений.
• Научный сотрудник, Роот Елена Николаевна, бакалавр специальности «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», магистрант специальности «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», направление работы в проекте: руководство выполнения лабораторных и производственных испытаний, анализ результатов испытаний, написание отчетов (рекомендаций, технического регламента).
• Старший научный сотрудник, Югай Станислав Олегович специалист по специальности «Городское строительство и хозяйство». Направление работы в проекте: руководство выполнения лабораторных и производственных испытаний, анализ результатов испытаний, написание рекомендаций, технического регламента.
• Инженер-технолог, Пак Владислав Евгеньевич, направление работы в проекте: организация проведения лабораторных испытаний, организация поставки материалов для испытаний, организация связи с заводом «KGNetworks», организация проведения производственных испытаний в г. Нур-Султан.
• Младший научный сотрудник, Байходжаевна Жулдыз Исаевна - бакалавр техники и технологий по специальности «Строительство», инженер-лаборант,направление работы в проекте: производство лабораторных испытаний представленных материалов
Список публикаций
- Д. А. Ахметов, Ю. В. Пухаренко, Е. Н. Роот, С. Б. Ахажанов. Влияние мелкодисперсных наполнителей из техногенных отходов и низкомодульного фиброволокна на удобоукладываемость самоуплотняющихся бетонов (суб) //Вестник гражданских инженеров. - 2021. - № 5 (88). С.102-108
Ссылка на журнал http://vestnik.spbgasu.ru/
- Пухаренко Ю. В., Ахметов Д. А., Морозов В. И., Кострикин М. П. Эффективность использования низкомодульных синтетических волокон в составе аэродромных плит// «ALITinform» Международное аналитическое обозрение -2021.
- № 3 (64) 2021. – С. 42-52
Ссылка на журнал https://alitinform.ru/
ТОО "НИИСТРОМПРОЕКТ" проводит научные исследования, в рамках государственного заказа на реализацию научного и (или) научно-технического проекта по бюджетной программе 217 «Развитие науки»
ИРН АР08857436 «Комплексная оценка физико-механических и эксплуатационных характеристик фиброармированного самоуплотняющегося бетона, улучшение эксплуатационной стойкости изделий путем математического моделирования».
