ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГЕРМЕТИЧНОСТИ. Решение по поддержанию эксплуатационной надёжности забивных свай строительного объекта на территории набережной
 Скачать 7.95 Mb.
|
|
S.G. Parfenov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Bryansk State Engineering-Technological University (Bryansk, Russia) (e-mail: parfenovsk@mail.ru) M. V. Morgunov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Bryansk State Engineering-Technological University (Bryansk, Russia) (e-mail: 5555@bk.ru) EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF THE LOSSES OF PRESTRESSING IN FINE REINFORCED CONCRETE ELEMENTS The article deals with late losses of prestressing of reinforcement due to shrinkage and creep in fine reinforced concrete structures. Creep deformations can several times exceed the elastic straincaused by load. The most common in practice caseof the development of concrete creep is slowly decreased creeping with timewith a rather high initial rate of the development in the first hours after loading. It is typical for stresses that do not exceed the long- term resistance of concrete. Experimental study of deformation of shrinkage and creep of fine-grained concrete allows us to compare the loss of prestressing due to concrete shrinkage and creep. Usually there is an aggregate effect of these factors, which significantly complicates the study of the processes occurring in concrete during long-term exposures. Basically, the results obtained during testing of concrete prisms are used to compare stress-related properties of concrete, but this is not enough to study the loss of prestressing due to concrete shrinkage and creep and testing should be carried out on elements reinforced with prestressed reinforcement to take into account changes in prestresses and redistribution of stresses on the height of the cross section (depth) of the element with a prolonged action of the prestressing force. The results of experimental studies Экспериментальные исследования потерь предварительного напряжения арматуры ... ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 1(76) 117 of rectangular reinforced concrete beams at loadcase of different ages of t = 14, 28, 280 and 320 days are analyzed. The losses from rapid creep, shrinkage losses, total losses from shrinkage and creep are considered. The experimental data are presented in the form of graphs and tables. There was performed comparison of the experimental data with the calculated ones determined according to the current standards, and for shrinkage according to the method proposed by I.I. Ulitsky as well. Key words: shrinking deformation, creep deformation, fine concrete, rapid creep. DOI: 10.21869/2223-1560-2018-22-1-112-117 For citation: Parfenov S.G., Morgunov M. V. Experimental Investigations of the Losses of Prestressing in Fine Reinforced Concrete Elements. Proceedings of the Southwest State University, 2018, vol. 22, no. 1(76), pp. 112-117 (in Russ.). *** Reference 1. Arutjunjan N.H., Manzhirov A.V. Kontaktnye zadachi teorii polzuchesti. Ere- van, NAN RA Publ., 1999, 318 p. 2. Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. Raschetnye modeli silovogo soprotivlenija zhelezobetona. Moscow, ASV Publ., 2004, 472 p. 3. Betonnyye i zhelezobetonnyye kon- struktsii. Osnovnyye polozheniya. Aktual- izirovannaya redaktsiya SNiP 52-01- 2003:SP 63.13330.2012. Data vvedeniya 2015-01-01. Moscow, OOO «Analitik» Publ., 2012, 158 p. 4. GOST 24544-81*. Betony. Metody opredelenija deformacij usadki i polzuchesti. Vved. 1982-01-01. Moscow, Standartov Publ., 1982. 5. Galustov K. Z. Nelineynaya teoriya polzuchesti betona i raschet zhelezobet- onnykh konstruktsiy. Moscow, Fizmatgiz Publ., 2006. 6. Yesayan S.G. Reologicheskoye mod- elirovaniye vyazkouprugikh, uprugoplasti- cheskikh i vyazkouprugo-plasticheskikh sred. Yerevan, Chartaraget Publ., 2009. 368 p. 7. Livshic Ja. D. Raschet zhelezobet- onnyh konstrukcij s uchetom vlijanija usadki i polzuchesti betona. 2-e izd., pererab. i dop. Kiev, Vishha shk. Publ., 1976, 280 p. 8. Parfenov S.G., Moschenkov V. Ye. Experimental Study of Creep and Shrinkage Strains in FineAggregate Concretes. Izvestija Jugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta, 2017, vol. 21, no 4(73), pp. 13- 20 (in Russ.). 9. Tamrazjan A.G., Esajan S.G. Me- hanika polzuchesti betona. Moscow, MGSU Publ., 2013, 524 p. 10. Tamrazjan A.G. K teorii rascheta po predel'nym sostojanijam na osnove reolog- icheskoj mehaniki zhelezobetona. Beton i zhelezobeton, 1999, no. 3. 11. Ulickij I.I., Chzhan-Chzhun-Jao, Golyshev A.B. Raschet zhelezobetonnyh kon- strukcij s uchetom dlitel'nyh processov. Kiev, Gosstrojizdat USSR Publ., 1960, 495 p. 12. Hasin V.L. K raschetu zhelezobet- onnyh jelementov s uchetom nelinejnoj polzuchesti betona. Puti povyshenija pro- izvoditel'nosti truda, sokrashhenija srokov proektirovanija i stroitel'stva transportnyh sooruzhenij. Sb. nauchn. tr. Moscow, ShhIIS Publ., 1986. 13. Li Xian-Fang, Fan Tian-You. Tran- sient analysis of a piezoelectric strip with a permeable crack under anti-plane impact loads. International Journal of Engineering Science, Jan. 2002, 40, pp. 131-143. 14. Javier Aviles, Martha S. Sanchez- Sesma, Francisco J. Effects of wave passage on the relevant dynamic properties of struc- tures with flexible foundation. Earthquake Engineering & Stuctural Dynamics, Jan. 2002, 31, 1, p.139-159 15. Hidalgo P. A., Jordan R. M., Mar- tinez M. P. An analytical model to predict the inelastic behaviour of shear-wall, rein- forced concrete structures. Engineering Structures, Jan. 2002, 24, 1, p. 85-98. ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 1(76) 118 УДК 621.762.27 А.Ю. Алтухов, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет Курск, Россия) (e-mail: alt@yandex.ru) Е.В. Агеева, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет Курск, Россия) (e-mail: ageevа-ev@yandex.ru) О.В. Кругляков, аспирант, ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет Курск, Россия (e-mail: АС. Осьминина, студент, ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет Курск, Россия) (e-mail: osminina-as@yandex.ru) РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ СПЕЧЕННЫХ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩИХ ИЗДЕЛИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ИСКРОВЫМ ПЛАЗМЕННЫМ СПЕКАНИЕМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ ПОРОШКОВ Одним из перспективных методов получения порошка, из вольфрамсодержащих отходов, отличающихся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования. Для разработки технологии получения спеченных изделий из электроэрозионных порошков методом искрового плазменного спекания требуется проведение комплексных исследований состава, структуры и свойств спеченных материалов. Целью настоящей работы являлось проведение рентгеноструктурного анализа спеченных воль- фрамсодержащих изделий, полученных искровым плазменным спеканием электроэрозионных порошков. При постановке экспериментов по получению вольфрамсодержащих нанокомпозиционных спеченных изделий в качестве порошковых материалов использовалась порошковая композиция, представляющая собой смесь порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов стали Р6М5, твердого сплава ВК8 в соотношении 30% на 70 %, полученных в керосине осветительном. Консолидация порошков проведена методом искрового плазменного спекания с использованием системы искрового плазменного спекания SPS 25-10. Преимущества технологии искрового плазменного спекания равномерное распределение тепла по образцу высокая плотность или контролируемая пористость связующие материалы не требуются равномерное спекание однородных и разнородных материалов короткое время рабочего цикла изготовление детали сразу в окончательной форме и получение профиля, близкого к заданному. Исследование фазового состава образца проводили методом рентгеновской дифракции на дифрактометре Rigaku Ultima IV в излучении Cu-Kα (длина волны λ = 0,154178 нм) с использованием щелей Соллера. На основании выполненного рентгеноструктурного анализа образца, полученного методом искрового плазменного спекания, было установлено, что основными фазами спеченного изделия являются WC, WC 3 , Co 3 Fe 7 и С. Ключевые слова вольфрамсодержащие материалы, электроэрозионное диспергирование, порошок, искровое плазменное спекание, рентгеноструктурный анализ. DOI: 10.21869/2223-1560-2018-22-1-118-124 Ссылка для цитирования Рентгеноструктурный анализ спеченных вольфрамсодержащих изделий, полученных искровым плазменным спеканием электроэрозионных порошков / А.Ю. Алтухов, Е.В. Агеева, О.В. Кругляков, АС. Осьминина // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 1(76). С. 118-124. Введение При большом многообразии видов и механизмов изнашивания в машиностроении одной из актуальных проблем является повышение качества деталей, работающих в условиях абразивного и корро- зионно-абразивного изнашивания, характерных для сельхозмашин, автомобилей, дорожно-строительных, пищеперераба- тывающих машин, горнодобывающего оборудования и т.д. Эта проблема может Рентгеноструктурный анализ спеченных вольфрамсодержащих изделий, ... ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 1(76) 119 быть решена за счет применения эффективных методов изготовления спеченных изделий путем применения специальных материалов, обеспечивающих получение деталей с заданными физико-механиче- скими свойствами. Такими материалами, сточки зрения цены и качества, являются, прежде всего, порошковые материалы, полученные из отходов вольфрамсодер- жащих сплавов [1-10]. Одним из перспективных методов получения порошка из вольфрамсодер- жащих отходов, отличающихся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) [11-18]. Для разработки технологии получения спеченных изделий из электроэрози- оных порошков методом искрового плазменного спекания требуется проведение комплексных исследований состава, структуры и свойств спеченных материалов. Целью настоящей работы являлось проведение рентгеноструктурного анализа спеченных вольфрамсодержащих изделий, полученных искровым плазменным спеканием электроэрозионных порошков. Материалы и методы исследования При постановке экспериментов по получению вольфрамсодержащих нано- композиционных спеченных изделий в качестве порошковых материалов использовалась порошковая композиция, представляющая собой смесь порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов стали Р6М5, твердого сплава ВК8 в соотношении 30% на 70%, полученных в керосине осветительном. Консолидация порошков проведена методом искрового плазменного спекания с использованием системы искрового плазменного спекания SPS 25-10. Исходный материал размещали в матрице из графита, помещаемой под пресс в вакуумной камере. Электроды, интегрированные в механическую часть пресса, подводят электрический ток к матрице и создают искровые разряды между спекаемыми частицами материала, обеспечивая интенсивное взаимодействие. Процесс консолидации порошков схематически приведен на рисунках 1 и 2. Рис. 1. Принципиальная схема SPS синтеза Рис. 2. Общая схема нагрева по методу SPS А.Ю. Алтухов, Е.В. Агеева, О.В. Кругляков, АС. Осьминина ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № Преимущества технологии искрового плазменного спекания равномерное распределение тепла по образцу высокая плотность или контролируемая пористость связующие материалы не требуются равномерное спекание однородных и разнородных материалов короткое время рабочего цикла изготовление детали сразу в окончательной форме и получение профиля, близкого к заданному. Результаты и их обсуждение Результаты рентгеноспектрального микроанализа спеченного образца (Р6М5 30 %, ВК8 70%) по поверхности приведены на рисунке 2 ив таблице. Исследование фазового составаоб- разца проводили методом рентгеновской дифракции на дифрактометре Rigaku Ultima IV в излучении Cu-K α (длина волны нм) с использованием щелей Соллера. Съемку дифракционного спектра для фазового анализа проводят по схеме θ-2Θ сканирования с фокусировкой по Брегу-Брентано в интервале углов 5…100 град. 2 Θ. Съемку осуществляют в поточечном режиме с шагом сканирования Δ(2θ) = 0,02 град, скоростью град/мин, рабочее напряжение 45 кВ, ток 200 мА. Для уточнения профиля экспериментальных рентгенограмм использовали программный пакет PDXL RIGAKU. Вычитание фона проводили методом Сонневельда-Виссера, сглаживание экспериментального профиля – методом Савицкого-Голая, разделение компонент и k α2 – методом Рачингера. Для описания дифракционных максимумов использовали суперпозицию функции Гаусса и функции Лоренца. Аппроксимация каждого из рефлексов на дифрактограммах исследуемых образцов функцией псевдо – Войгта позволила точно определить положение рефлексов с учетом смещения, вызванного перекрытием рефлексов, на половине максимума интенсивности (FWHM) и интенсивность. Фазовый состав покрытий определяли с помощью БД ICCD PDF-2 (2014). Результаты рентгеноструктурного анализа приведены на рисунке 3 ив таблице. Рис. 3. Дифрактограмма образца Рентгеноструктурный анализ спеченных вольфрамсодержащих изделий, ... ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 1(76) 121 Фазовый состав спеченного изделия Название Химическая формула Тип решетки Параметры решетки Высший карбид вольфрама WC Гексагональная кристаллическая решётка ас Кубический карбид вольфрама Кубическая кристаллическая решётка ас Железо кобальтовое Кубическая кристаллическая решётка ас Углерод C Гексагональная кристаллическая решётка ас На основании проведенных исследований, направленных на изучение рентгеноструктурного анализа спеченных вольфрамсодержащих изделий, полученных искровым плазменным спеканием электроэрозионных порошковэкспери- ментально установлено, что основными фазами в спеченных изделиях являются WC, WC 3 , Co 3 Fe 7 и С. Работа выполнена поддержке гранта РФФИ (договор № 31 16-38-60064\15 от 02.12.2015 г. Список литературы 1. Попова МВ, Моисеенко Д.В., Мансуров ЮН. Исследование влияния гомогенизирующего отжига на структуру никелида титана, спеченного методом искрового плазменого спекания // Современные материалы, техника и технологии. С. 97-103. 2. Сивков А.А., Герасимов Д.Ю., Ев- докимов А.А. Зависимость физико- механических и структурных свойств tin- керамики от температуры искрового плазменного спекания // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 9-10. С. 88-93. 3. Федосова НА, Варданян А.Э., Кольцова Э.М. Численное моделирование процесса искрового плазменного спекания керамического композита // Успехи в химии и химической технологии. 2015. Т. 29. № 4 (163). С. 33-35. 4. Моделирование физических процессов при искровом плазменном спекании наноструктурированных порошковых материалов / А.В. Смирнов, Д.И. Юшин, Н. Солис Пинарготе, П.Ю. Пере- тягин, Р. Торресильяс // СТИН. 2015. № 8. С. 34-40. 5. Конечно-элементное моделирование процесса искрового плазменного спекания режущих пластин / Кочергин С.А., Моргунов Ю.А., Саушкин Б.П. // СТИН. 2015. № 10. С. 28-32. 6. Колпаков М.Е., Дресвянников А.Ф., Доронин В.Н. Искровое плазменное спекание прекурсора на основе элементных Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 12. С. 16-20. А.Ю. Алтухов, Е.В. Агеева, О.В. Кругляков, АС. Осьминина ISSN 2223-1560. Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 1(76) 122 7. Керамоматричные композиты, модифицированные углеродными нано- трубками искровое плазменное спекание, моделирование, оптимизация / НА. Фе- досова, Э.М. Кольцова, НА. Попова, Е.В. Жариков, Е.С. Лукин // Новые огнеупоры. С. 13-17. 8. Искровое плазменное спекание изделий сложной формы с использованием квазиизостатического прессования / В.Ю. Баринов, АС. Рогачев, С.Г. Вадченко, ДО. Московских, Ю.Р. Колобов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 1-3. С. 312-315. 9. Маслов АР, Никитин А.А., Ога- нян Г.В.Исследование режущих свойств твердого сплава, изготовленного искровым плазменным спеканием // Вестник МГТУ Станкин. 2017. № 3 (42). С. 52-55. 10. Перетягин П.Ю., Кузнецова Е.В., Торресильяс Р.С.М. Получение изделий сложной геометрической формы методом искрового плазменного спекания // Инновации. С. 92-98. 11. Получение заготовок твердого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием воль- фрамсодержащих отходов / Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, В.Ю. Карпенко, АС. Осьми- нина // Упрочняющие технологии и покрытия. С. 24-27. 12. Ageeva E.V., Ageev E.V., Hor- yakova N.M., Malukhov V.S. Production of copper electroerosion nanopowders from wastes in kerosene medium // Журнал нано- и электронной физики. 2014. Т. 6. № 3. С. 03011-1-03011-3. 13. Ageev E.V., Latypov R.A. Fabrica- tion and investigation of carbide billets from powders prepared by electroerosive disper- sion of tungsten-containing wastes // Rus- sian Journal of Non-Ferrous Metals, 2014, vol. 55, no. 6, pp. 577-580. 14. Агеев Е.В., Агеева Е.В., Хорьяко- ва НМ. Состав и свойства медных порошков, полученных электроэрозионным диспергированием монография. Курск, 2014. 144 с. 15. Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е.В. Агеев, В.Н. Гада- лов, Б.А. Семенихин, Е.В. Агеева, Р.А. Латыпов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. № 2. С. 13-16. 16. Агеев Е.В., Латыпов Р.А. Восстановление и упрочнение деталей автотракторной техники порошками, полученными электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов // Международный научный журнал. 2011. № 5. С. 103-106. 17. Определение основных закономерностей процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, АС. Чернов, ГС. Маслов, Е.И. Паршина // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 1 (46). С. 85-90. 18. Агеев Е.В., Семенихин БАЛа- тыпов Р.А. Исследование микротвердости порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинже- нерный университет им. В.П. Горячкина. 2011.№ 1 (46). С. 78-80. Поступила в редакцию 04.12.17 |