inbureИзвестия вузов. Инвестиции. Строительство. НедвижимостьIzvestiya vuzov. Investitsii. Stroitelstvo. Nedvizhimost2227-29172500-154XIrkutsk National Research Technical University10.21285/2227-2917-2021-4-662-673inbure-91Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВОTECHNICAL SCIENCES. CONSTRUCTIONВариатропная эффективность центробежно уплотненных облегченных бетонов на комбинированных заполнителяхVariatropic efficiency of centrifugal lightened concrete based on combined fillershttps://orcid.org/0000-0002-1664-2986СмоляниченкоА. С.SmolyanichenkoA. S.

Смоляниченко Алла Сергеевна – доцент.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Alla S. Smolyanichenko - Associate professor, Don State Technical University.

162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

arpis-2006@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0103-2587ЧернильникА. А.Chernil'nikA. A.

Чернильник Андрей Александрович – аспирант, РГУПС; инженер, ДГТУ.

344038, Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2; 344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Andrei A. Chernil'nik - Graduate student, Rostov State Transport University; engineer, Don State Technical University.

2 Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Square, Rostov-on-Don, 344038; 162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

chernila_a@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8086-6300ЕльшаеваД. М.El'shaevaD. M.

Ельшаева Диана Михайловна – магистрант.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Diana M. El'shaeva - Undergraduate, Don State Technical University.

162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

diana.elshaeva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6162-0049ЖеребцовЮ. В.ZherebtsovYu. V.

Жеребцов Юрий Владимирович – магистрант.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Yuriy V. Zherebtsov - Undergraduate, Don State Technical University.

162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

yuri.zherebtsov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7829-6401ДоценкоН. А.DotsenkoN. A.

Доценко Наталья Александровна – магистрант.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Natal'ya A. Dotsenko - Undergraduate, Don State Technical University.

162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

natalya_1998_dotsenko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9950-8696СамофаловаМ. С.SamofalovaM. S.

Самофалова Мария Сергеевна – магистрант.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Mariya S. Samofalova - Undergraduate, Don State Technical University.

162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

mary.ss17@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0771-1406СмачныйВ. Ю.SmachneyV. Yu.

Смачный Владислав Юрьевич – магистрант.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Vladislav Yu. Smachney - Undergraduate, Don State Technical University.

162 Sotsialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022

smachney87@mail.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian FederationДонской государственный технический университет; Ростовский государственный университет путей сообщенияРоссияDon State Technical University; Rostov State Transport UniversityRussian Federation202109112023114662673Copyright © Смоляниченко А.С., Чернильник А.А., Ельшаева Д.М., Жеребцов Ю.В., Доценко Н.А., Самофалова М.С., Смачный В.Ю., 20232023Смоляниченко А.С., Чернильник А.А., Ельшаева Д.М., Жеребцов Ю.В., Доценко Н.А., Самофалова М.С., Смачный В.Ю.Smolyanichenko A.S., Chernil'nik A.A., El'shaeva D.M., Zherebtsov Y.V., Dotsenko N.A., Samofalova M.S., Smachney V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inbure.elpub.ru/jour/article/view/91

В настоящее время разработка и усовершенствование энерго-, ресурсо- и маломатериалоемких технологий изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций – одно из актуальных направлений в строительной отрасли. В частности, технология центрифугирования представляется довольно перспективной. Цель данной работы – провести оценку зависимости коэффициентов вариатропной эффективности центрифугированного бетона от зернового состава крупного плотного и объемного содержания крупного пористого заполнителей. Всего было изготовлено и испытано десять образцов кольцевого сечения. По результатам испытаний опытных образцов центрифугированного бетона с различными сочетаниями зернового состава крупного плотного и объемного содержания крупного пористого заполнителей были определены фактические значения интегральных и дифференциальных прочностных и деформативных характеристик бетона. Произведен расчет и анализ коэффициентов прочностной и деформативной вариатропной эффективности. Определены рациональный зерновой состав крупного плотного и оптимальное объемное содержание крупного пористого заполнителей, позволяющие получить центрифугированный бетон с усиленной вариатропией и наиболее эффективным коэффициентом вариатропной эффективности.

Presently, developing and improving low-material, energy- and resource-intense technologies for manufacturing concrete and reinforced concrete products and structures have become a topical issue in the construction industry. Therefore, centrifugation technology is promising. In the present work, we assess the dependence of the variatropic efficiency factors of centrifuged concrete on the grain size composition and volumetric content of coarse dense and coarse porous fillers, respectively. Ten samples having an annular cross-section were manufactured and tested. Based on the test results of centrifuged concrete samples with various combinations of the grain size composition and volumetric content of coarse dense and coarse porous fillers, respectively, the actual values of its integral and differential strength and deformation characteristics were determined. The structural and stress-strain variatropic efficiency were calculated and analysed. The optimal grain size composition and volumetric content of the coarse dense and coarse porous fillers, respectively, were determined and allowed centrifuged concrete with an enhanced variatropy and optimum variatropic efficiency coefficient to be obtained.

коэффициент вариатропной эффективностивариатропиязерновой составпрочностьдеформативностьобъемное содержаниеcoefficient of variatropic efficiencyvariatropygrain size compositionstrengthdeformabilityvolumetric contentReferencesСулейманова Л. А. Высококачественные энергосберегающие и конкурентоспособные строительные материалы, изделия и конструкции // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. № 1. С. 9–16. https://doi.org/10.12737/22637.Suleimanova LA. High quality energy saving and competitive building materials, products and structures. VestnikBGTUim.V.G.Shukhova = Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2017;1:9-16. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/22637.Абдыкалыков Т. А., Джамаева А. М. Облегченные мелкозернистые бетоны на основе композиционных вяжущих веществ // Материаловедение. 2017. № 2 (22). С. 20–23.Abdykalykov TA, Dzhamaeva AM. Lightweight fine-grained concrete based on composite binders. Materialovedenie. 2017;2(22):20-23. (In Russ.).Белых А. Н., Астахов И. А., Евдокимова А. А. Испытание особо легкого бетона на диатомитовом заполнителе // Перспективы науки. 2021. № 4 (139). С. 234–236.Belykh AN, Astakhov IA, Evdokimova AA. Test of lightweight concrete on diamite aggregate. Perspektivy nauki. 2021;4(139):234-236. (In Russ.).Савенков А. И., Савенков В. А. Облегченные вариатропные железобетонные перекрытия // Сборник научных трудов Ангарского государственного технического университета. 2016. Т. 1. № 1. С. 288–293.Savenkov AI, Savenkov VA. Lightweight CVT from concrete. Sbornik nauchnykh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2016;1(1):288-293. (In Russ.).Бондарович А. И., Батяновский А. И. Исследование жаростойкости и термостойкости бетона на пористых заполнителях и заполнителях из плотных горных пород // Проблемы современного бетона и железобетона. 2017. № 9. С. 113-128. https://doi.org/10.23746/2017-9-8.Bondarovich AI, Batyanovskii AI. Research of heat resistance and thermal stability of concrete on porous fillers and fillers from dense rocks. Problemy sovremennogo betona I zhelezobetona = Contemporary Issues of Concrete and Reinforced Concrete. 2017;9:113-128. (In Russ.). https://doi.org/10.23746/2017-9-8.Бугаевский С. А. Применение самоуплотняющегося бетона в технологии устройства облегченных железобетонных перекрытий // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2015. № 69. С. 79–90.Bugaevskii SA. The use of self-compacting concrete in the technology of construction of light-weight reinforced concrete floors. Vestnik Khar'kovskogo natsional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta = Bulletin of Kharkiv National Automobile and Highway University. 2015;69:79-90. (In Russ.).Акулова М. В., Исакулов Б. Р., Джумабаев М. Д., Толеуов Т. Ж. Получение легкого арболитобетона на основе цементнозольношламового вяжущего и органического заполнителя из скорлупы грецкого ореха // Интернет-журнал «Науковедение». 2016. Т. 8. № 4 (35). С. 7.Akulova MV, Isakulov BR, Dzhumabaev MD, Toleuov TZh. Getting lightweight concrete arbolit the based binder of cement, fly ash and sludge and organic filler from the shell of a walnut. Naukovedenie. 2016;8(4):7. (In Russ.).Баженов Ю. М., Королев Е. В., Самошин А. П., Королева О. В. Выбор заполнителя для радиационно-защитных бетонов вариатропно-каркасной структуры // Региональная архитектура и строительство. 2009. № 1. С. 9–13.Bazhenov YuM, Korolev EV, Samoshin AP, Koroleva OV. Selection of aggregate for radiation-shielding concretes of variatropic-frame structure. Regional'naya arkhitektura i stroitel'stvo = Regional architecture and construction. 2009;1:9-13. (In Russ.).Леденев А. А., Перцев В. Т., Калач А. В., Загоруйко Т. В., Донец С. А., Калач Е. В. Управление огнестойкостью железобетонных конструкций вариатропной структуры // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 4. С. 16–22.Ledenev AA, Pertsev VT, Kalach AV, Zagoruiko TV, Donets SA, Kalach EV. Management of fire resistance of ferro-concrete designs variational of structure. Vestnik BGTU im. V. G. Shukhova = Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2016;4:16-22. (In Russ.).Рылова Т. С., Лахтарина С. В., Егорова Е. В. Легкий конструкционный бетон с повышенным коэффициентом конструктивного качества // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2018. № 4-2 (132). С. 221–226.Rylova TS, Lakhtarina SV, Egorova EV. Light-weight structural concrete with an increased coefficient of structural quality. Vestnik Donbasskoi natsional'noi akademii stroitel'stva i arkhitektury = Proceeding of the Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture. 2018;4-2(132):221-226. (In Russ.).Al Zand A. W., Hosseinpour E., Badaruzzaman W. H. W., Ali M. M., Yaseen Z. M., Hanoon A. N. Performance of the novel C-purlin tubular beams filled with recycled-lightweight concrete strengthened with CFRP sheet // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 43. p. 102532. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102532.Al Zand AW, Hosseinpour E, Badaruzzaman WHW, Ali MM, Yaseen ZM, Hanoon AN. Performance of the novel C-purlin tubular beams filled with recycled-lightweight concrete strengthened with CFRP sheet. Journal of Building Engineering. 2021;43:102532. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102532.Abd Elrahman M., Sikora P., Chung S. Y., Stephan D. The performance of ultra-lightweight foamed concrete incorporating nanosilica // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2021. Vol. 21. p. 79. https://doi.org/10.1007/s43452-021-00234-2.Abd Elrahman M, Sikora P, Chung SY, Stephan D. The performance of ultra-lightweight foamed concrete incorporating nanosilica. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2021;21:79. https://doi.org/10.1007/s43452-021-00234-2.Huynh T.-P., Pham V.-H., Do N.-D., Nguyen T.-C., Ho N.-T. Performance evaluation of prefoamed ultra-lightweight composites incorporating various proportions of slag // Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2021. Vol. 65 (1). p. 276-286. https://doi.org/10.3311/PPci.16996.Huynh T-P, Pham V-H, Do N-D, Nguyen T-C, Ho N-T. Performance evaluation of pre-foamed ultra-lightweight composites incorporating various proportions of slag. Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2021;65(1):276-286. https://doi.org/10.3311/PPci.16996.Гаврилов А. В., Алоян К. Д., Доброхотов В. Б., Придатко Ю. М. Совершенствование технологии получения облегченных бетонов // Шестьдесят восьмая всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: сборник материалов конференции. (Ярославль, 22 апреля 2015 г.). Ярославль: ЯГТУ, 2015. С. 765–767.Gavrilov AV, Aloyan KD, Dobrokhotov VB, Pridatko YuM. Improvement of extracting technology of lightweight concrete. Shest'desyat vos'maya vserossiiskaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya studentov, magistrantov i aspirantov vysshikh uchebnykh zavedenii s mezhdunarodnym uchastiem: sbornik materialov konferentsii (Yaroslavl', 22nd April 2015). Yaroslavl': YSTU; 2015. p. 765-767.Begich Y. E., Klyuev S. V., Jos V. A., Cherkashin A. V. Fine-grained concrete with various types of fibers // Magazine of Civil Engineering. 2020. Vol. 97. p. 123. https://doi.org/10.18720/MCE.97.2.Begich YE, Klyuev SV, Jos VA, Cherkashin AV. Fine-grained concrete with various types of fibers. Magazine of Civil Engineering. 2020;97:123. https://doi.org/10.18720/MCE.97.2.Семенюк С. Д., Москалькова Ю. Г. Определение границ образования микротрещин в зависимости от плотности керамзитобетона // Научный журнал строительства и архитектуры. 2018. № 4 (52). С. 129-136. https://doi.org/10.25987/VSTU.2018.52.4.012.Semenyuk SD, Moskal'kova YuG. Calculation method for the formation of microcracks taking into account the density of claydite concrete. Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury = Russian journal of building construction and architecture. 2018;4(52):129-136. (In Russ.). https://doi.org/10.25987/VSTU.2018.52.4.012.Черных Д. С., Строев Д. А., Чернильник А. А., Ельшаева Д. М., Жеребцов Ю. В., Доценко Н. А. Зависимость коэффициентов прочностной и деформативной вариатропной эффективности центрифугированного бетона от зернового состава крупного заполнителя // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2021. Т. 11. № 3. С. 470–479. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-3-470-479.Chernykh DS, Stroev DA, Chernil'nik AA, El'shaeva DM, Zherebtsov YuV, Dotsenko ND. Dependence of structural and stress-strain variatropic efficiency coefficients of spun concrete on grain size composition of coarse aggregate. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2021;11(3):470-479. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-3-470-479.Mailyan L. R., Stel'makh S. A., Shcherban' E. M., Khalyushev A. K., Smolyanichenko A. S., Sysoev A. K., et al. Investigation of integral and differential characteristics of variatropic structure heavy concretes by ultrasonic methods // Applied Sciences. 2021. Vol. 11 (8). p. 3591. https://doi.org/10.3390/app11083591.Mailyan LR, Stel'makh SA, Shcherban' EM, Khalyushev AK, Smolyanichenko AS, Sysoev AK, et al. Investigation of integral and differential characteristics of variatropic structure heavy concretes by ultrasonic methods. Applied Sciences (Switzerland). 2021;11(8):3591. https://doi.org/10.3390/app11083591.Mailyan L. R., Beskopylny A. N., Meskhi B., Stel’makh S. A., Shcherban E. M., Ananova O. Optimization of Composition and Technological Factors for the Lightweight Fiber-Reinforced Concrete Production on a Combined Aggregate with an Increased Coefficient of Structural Quality // Applied Sciences. 2021. Vol. 11 (16). p. 7284. https://doi.org/10.3390/app11167284.Mailyan LR, Beskopylny AN, Meskhi B, Stel’makh SA, Shcherban EM, Ananova O. Optimization of Composition and Technological Factors for the Lightweight Fiber-Reinforced Concrete Production on a Combined Aggregate with an Increased Coefficient of Structural Quality. Applied Sciences. 2021;11(16):7284. https://doi.org/10.3390/app11167284.Stel’makh S. A., Shcherban’ E. M., Beskopylny A. N., Mailyan L. R., Meskhi B., Butko D., et al. Influence of Composition and Technological Factors on Variatropic Efficiency and Constructive Quality Coefficients of Lightweight Vibro-Centrifuged Concrete with Alkalized Mixing Water // Applied Sciences. 2021. Vol. 11 (19). p. 9293. https://doi.org/10.3390/app11199293.Stel’makh SA, Shcherban’ EM, Beskopylny AN, Mailyan LR, Meskhi B, Butko D, et al. Influence of Composition and Technological Factors on Variatropic Efficiency and Constructive Quality Coefficients of Lightweight Vibro-Centrifuged Concrete with Alkalized Mixing Water. Applied Sciences. 2021;11(19):9293. https://doi.org/10.3390/app11199293.Shcherban E. M., Prokopov A. Yu., Stelmakh S. A., Shuyskiy A. I. Effect of Disperse Reinforcement on the Structural Quality Factor of Vibrated and Centrifuged Concretes on the Сombined Aggregate // Materials Science Forum. 2019. Vol. 974. p. 283-287. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.974.283.Shcherban EM, Prokopov AYu, Stelmakh SA, Shuyskiy AI. Effect of Disperse Reinforcement on the Structural Quality Factor of Vibrated and Centrifuged Concretes on the Сombined Aggregate. Materials Science Forum. 2019;974:283-287. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.974.283.Явруян Х. С., Холодняк М. Г., Шуйский А. И., Стельмах С. А., Щербань Е. М. Влияние некоторых рецептурно-технологических факторов на свойства неавтоклавного газобетона // Инженерный вестник Дона. 2015. № 4. C. 93.Yavruyan KhS, Kholodnyak MG, Shuiskii AI, Stel'makh SA, Shcherban' EM. The influence of some prescription-technological factors on properties of non-autoclave aerated concrete. Inzhenernyj vestnik Dona = Engineering journal of Don. 2015;4:93. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.