ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Фадеева Г.Д., Гарькин И.Н.,Железняков Л.А.,

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 имеют ряд недостатков при использовании их при строительстве новых или реконструкции старых зданий:

1.Бетон уязвим к агрессивным средам, и подвергается коррозии

2.Низкая прочность бетона при растяжении (В20– 0,9 МПа).

Работа по улучшению старых и созданию новых, более эффективных, строительных конструкций и методов их более рационального применения ведётся в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства, на кафедре “Строительные конструкции ” на ряд конструкций были получены патенты и опубликованы работы . Так же был разработан сталебазальный трубчатый стержень (в настоящее время подана заявка на изобретение). Базальт не имеет недостатков, присущие бетонным 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. 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:

Ø базальт имеет высокую коррозионную стойкость, отлично сопротивляется воздействиям агрессивных сред, поэтому коррозионная стойкость сталебазальтовых стержней значительно повышена;

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

Ø расплав базальта автоматизировано наносят изнутри стальной трубы, отбрасывая его на периферию центробежными силами, а при кристаллизации расплава получают единый сталебазальтовый трубчатый стержень;

Ø из сталебазальтовых трубчатых стержней с продольными каналами по центру, автоматизировано, по такой же технологии как для стальных конструкций изготавливают сталебазальтовые конструкции (колонны, фермы, арки, являющиеся элементами рам каркасов и сооружений);

Ø в конструкциях из сталебазальтовых трубчатых стержней исключена возможность обрушения сооружения от пожара;

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

Таким образом, использование сталебазальтных элементов, может существенно повысить безопасность, и уменьшить экономические издержки при строительстве или реконструкции промышленных предприятий