ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТАЛЕБАЗАЛЬТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Фадеева Г.Д., Гарькин И.Н.

В настоящее время в связи с повышением промышленного производства, а так же с обветшанием зданий промпредприятий, для реконструкции зданий и сооружений требуется создавать всё более усовершенствованные конструкции.

Обычные железобетонные конструкции [1] имеют ряд недостатков при использовании их при строительстве новых или реконструкции старых зданий:

1.Бетон уязвим к агрессивным средам, и подвергается коррозии

2.Прочность бетона при растяжении (В20– 0,9 МПа), низкая.

При реконструкции зданий и сооружений широко используются трубобетонные конструкции [2] хорошо работающие в центрально сжатых колоннах и колоннах, в которых эксцентриситеты не велики.

Авторами данной работы предлагается бетон в трубеттонных конструкциях заменить на базальт.

Базальт не имеет недостатков, присущие бетону колоннам, и имеет следующие уникальные механические и физические свойства:

1. Высокая прочность при сжатии 350…400 МПа, более чем у малоуглеродистой стали.

2. Долговечность наивысшая.

3. Высокая износостойкость.

4. Высокая прочность при растяжении 45 МПа, значительно в пятьдесят раз более чем у бетона (В20– 0,9 МПа)

5. Высокая химическая стойкость.

6. Нулевая влагопоглощаемость.

7. Высокая морозостойкость.

8. Экологическая и гигиеническая безопасность.

9. Необычный и оригинальный внешний вид природного камня.

10. Нулевой коэффициент линейного расширения при 100^оС…400^оС

Литые изделия из базальта широко используют в промышленности. Литьё из базальта используют для футеровок скрубберов, труб Вентури систем гидрозолоудаления, золопроводов, систем подачи угля и угольной пыли, а также для изготовления камнелитых сопел.

Следует отметить, что модуль упругости у базальта (E= 10000…11000 МПа) значительно ниже, чем у стали (E= 206000 МПа), что составляет 48,5…53,3%. Поэтому базальт следует использовать как амортизатор.

Кроме того базальт отлично сопротивляется коррозии, а на смятие работает не хуже малоуглеродистой стали [3]. К тому же, технология изготовления литья из базальта отработана и совершенна.

При создании сталебазальтого трубчатого стержня гарантирование достаточной устойчивости сжатых элементов колонн и ферм строительных конструкций достигнуто в следующей технологической последовательности.

В быстро вращающуюся вокруг своей продольной оси металлическую трубу заливают расплав базальта при температуре 1200^оС и центробежными силами отбрасывают расплав на периферию трубы.

Центробежные силы принуждают расплав базальта равномерно распределиться по всей длине трубы, и достигается одинаковая толщина расплава. Постепенно охлаждают расплав базальта до температуры его кристаллизации.

Преобразуют сжатый трубчатый элемент конструкции (в сечении круглый, овальный, квадратный, прямоугольный, многогранный) в трубобазальтовый стержень с центральным каналом.

Прекращают вращение, отправляют готовый трубобазальтовый стержень, обладающий высокой устойчивостью при сжатии, в термическую камеру, где обеспечивают готовому сталебазальтовому трубчатому стержню медленное плавное остывание до температуры 20^оС…30 ^оС.

При сравнении, выяснилось, что при превращении стального стержня колонны в сталебазальтовый трубчатый стержень (для центрально сжатой колонны трубчатого сечения с шарнирным опиранием её концов) мы имеем следующие отличия:

1.Базальт имеет высокую коррозионную стойкость, отлично сопротивляется воздействиям агрессивных сред, поэтому коррозионная стойкость сталебазальтовых стержней значительно повышена;

2.Базальт имеет высокую прочность при сжатии (более чем малоуглеродистая сталь), что повысило устойчивость сталебазальтового трубчатого стержня колонны в 2,088 раза.

3.Расплав базальта автоматизировано наносят изнутри стальной трубы, отбрасывая его на периферию центробежными силами, а при кристаллизации расплава получают единый сталебазальтовый трубчатый стержень.

Таким образом использование сталебазальтных элементов позволяет получить существенный экономический эффект особенно при реконструкции и модернизации промышленных зданий, повысит их безопасность и срок эксплуатации

Литература:

1.Железобетонные и каменные конструкции: Учебник для строительных специальностей вузов / В.М.Бондаренко, В.Г.Бондаренко,В.И.Ришмин; под редакцей В.М.Бондаренко – М.,Высш. Шк.,2007,887с.

2. Металлические конструкции [Текст]: учеб. / Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева, Ю.И. Кудишин, [и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. – 9-е изд., стер. – М.: Академия, 2007. – 688 с.

3. Металлические конструкции [Текст]: учеб. / Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева, Ю.И. Кудишин, [и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. – 9-е изд., стер. – М.: Академия, 2007. – 688 с.