Строительство и
архитектура /4. Современные строительные материалы
Мирюк О.А. , д.т.н.
Рудненский индустриальный институт, Казахстан
Малые архитектурные формы
из магнезиальных композиций
В жестком ритме
рациональной современности обостряется эстетическое восприятие окружающего мира, резко возрастает потребность
комфорта. Малые архитектурные
формы (МАФ) – элемент городского дизайна, решающий
эстетические, функциональные и утилитарные задачи.
Применение
бетона позволяет изготавливать удобные,
красивые, уникальные по форме и
экономически выгодные МАФ. Преимущество
малых архитектурных форм из
бетона: долговечность; эстетическая
выразительность; неприхотливость
в эксплуатации. Архитектурный бетон, используемый для изготовления МАФ, отличается плотной мелкозернистой
структурой, определяющей способность к шлифованию поверхности; малой
сорбционной влажностью, исключающей процессы карбонизационной усадки; возможностью
окрашиваться в массе при изготовлении в широкий спектр устойчивых цветовых тонов;
прочностью и морозостойкостью; высокой технологичностью, обеспечивающей создание
элементов разных форм и размеров.
Цель работы:
исследование малых архитектурных форм из магнезиальных композиционных материалов различной структуры.
Магнезиальные материалы, составляющей которых является оксид магния,
отличаются малой энергоемкостью производства, интенсивным твердением, высокой прочностью, надежным
сцеплением с заполнителями различного происхождения. Разработанные нами
композиционные материалы состоят из смешанного магнезиального вяжущего
(каустический магнезит и техногенный
наполнитель) и заполнителей: зернистых отходов обогащения руд, древесных опилок;
алюмосиликатной микросферы; пенополистирола и их сочетаний [1].
Комбинированные структуры композитов позволяют решить одну из проблем –
большую массу бетонных МАФ. Комплексное
использование техногенных материалов в составе магнезиальных композиций
обеспечит значительное снижение стоимости изделий.
Разработан дизайн-проект малых
архитектурных форм различного назначения.
При разработке МАФ руководствовались
критериями: унификация стиля; обтекаемость формы; минимизация
дополнительных материалов; технологичность изготовления (например, рисунок 1).
Рисунок 1 –
Вазы «клевер»
При использвании
компьтерной расчетно-графической программы "ЛИРА" выполнены расчеты
допустимых нагрузок для изделий из магезиального композита, который может быть реализован при
изготовлении МАФ. Для графического анализа принята модель на рисунке 2. Мозаика
напряжений по различным перемещениям приведена на рисунках 3 – 6.
Расчеты, проведенные для композитов:
–
комбинированная структура: смешанное вяжущее с 50% техногенного компонента; зернистый
заполнитель «0,63 – 2,5» мм – 60%;
«0,14 – 0,63» мм – 25%; древесные опилки –«0,14 – 1,25» – 15%; соотношение
«вяжущее: заполнитель комбинированный» – 1:1,5; средняя плотность 1450 кг/м3,
предел прочности при сжатии 41 МПа, предел прочности при изгибе 14 МПа;
Рисунок 2 – Расчетная модель вазы с учетом напряжений
Рисунок 3 – Мозаика
напряжений по Тх, т/м2
Рисунок 4 – Мозаика
напряжений по Ту, т/м2
Рисунок 5 – Мозаика
напряжений по Тz, т/м2
Рисунок 6 – Мозаика
напряжений по Тхz,
т/м2
Расчеты, выполненные в программе «ЛИРА», подтверждают устойчивость
проектируемых конструкций в условиях эксплуатации.
Вывод. Доказана возможность изготовления малых
архитектурных форм на основе магнезиальных композиций. Широкий интервал регулирования характеристик композиций за счет направленного изменения
структуры с помощью заполнителей различного вида позволит изготавливать
практически любую из малых архитектурных форм.
Литература:
1. Мирюк
О.А. Смешанные магнезиальные вяжущие. –
LAP LAMBERT Academic Publishing. 2014. 128 с