Статья: НИЗКОУГЛЕРОДНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - ОСНОВА ПЕРЕХОДА К «ЗЕЛЕНОМУ» СТРОИТЕЛЬСТВУ В РОССИИ (2026)

Анализируются исторические объекты, расположенные на территории завода им. Фрунзе в г. Пензе (ранее - трубочный завод). Обоснована высокая культурная ценность для городской застройки здания силовой станции и водонапорной башни, являющихся одним из первых примеров применения сложных железобетонных конструкций на территории России в начале 20 века. Предложено использование объектов в рамках комплексной новой застройки.

Исследована целесообразность капитального ремонта и реконструкции городской застройки, как альтернатива новому строительству. Показано влияние существующих конструктивных схем на трансформацию объемно-планировочного решения, сохранение основных конструктивных элементов здания, уровень благоустройства и инженерного обеспечения. Описаны последовательность перепланировки и этапы разработки объемно-планировочных решений. Проведен анализ ключевых нормативных актов, определяющих порядок выполнения обследований технического состояния зданий и оценки степени физического износа их конструктивных элементов. Сформулирован методологический подход и установлены критерии для определения физического износа отдельных конструкций и здания в целом с учетом стоимости ремонтно-восстановительных работ.

Описана архитектура парков культуры и отдыха, созданных в нашей стране в советское время. Прежде всего рассмотрены условия, которые привели к необходимости создания советских парков, а также предпосылки появления парков как особенных озелененных территорий в городе, сооружений ландшафтной архитектуры. Показано образование и развитие новых форм городского отдыха. Изучены системообразующие элементы советского парка, их функциональное наполнение. Отмечены закономерности развития пространства городских парков советского периода, имеющие влияние на их современное состояние.

Раскрыты возможности конструкций из перекрестно-клееной древесины CLT для зданий произвольных архитектурных форм. Предложены три варианта конструктивных систем зданий в форме многогранников.

Предложен метод программного расчета суммарной площади сечения трубок для нагреваемого теплоносителя в кожухотрубном подогревателе, который учитывает текущие цены на теплообменное оборудование, а также стоимость электрической энергии, предназначенной для транспортировки теплоносителей через теплообменник в течение расчетного периода времени. Предлагаемая формула для расчета получена на основе решения оптимизационной задачи и не противоречит нормативной методике теплового и гидравлического расчета кожухотрубных подогревателей, так как выведена на основе теоретических и эмпирических уравнений, поправочных и эксплуатационных коэффициентов, а также справочных материалов, которые приводятся в действующем своде правил.

Рассмотрено соединение стоечно-балочной системы с деревянными элементами с использованием вклеенных стальных крестообразных пластин. На основе конечно-элементного моделирования в ANSYS описано конструирование и изготовление натурного образца. Проведено испытание первичного узлового соединения с контролем приложенной нагрузки и вертикальных перемещений. Получены и проанализированы результаты испытаний на изгиб до полного разрушения соединения при квазистатическом нагружении. Выявлены основные критерии разрушения.

Дается обзор ранее существовавших и действующего нормативных методов расчета элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента. Для уточнения оценки трещиностойкости железобетонных балок без поперечного армирования в зоне действия поперечных сил приводится расчетная зависимость, полученная на основе экспериментальных данных. В качестве дополнительных факторов рассматриваются относительный пролет среза и процент продольного армирования для установления функциональной зависимости усилия образования наклонной трещины от геометрических и прочностных характеристик.

Улучшение санитарно-гигиенических условий работы персонала в производственных зданиях предусматривает установку в помещениях шумозащитных экранов и облицовок. Представлен инженерный метод расчета основных характеристик звукового поля в производственном помещении, позволяющий выполнять исследования шумового режима на рабочих местах до применения в помещении шумозащитных мероприятий. Метод дает возможность производить определение прямого и отраженного шума на ранних стадиях проектирования шумозащиты и на этой основе оценивать эффективность снижения шума акустическими экранами и звукопоглощающими облицовками.

Исследованы факторы воздействия, приводящие к процессу теплотехнической деградации наружных ограждений зданий на стадиях переувлажнения, локального промерзания и засоления материала конструкции. Уточнены тепловые потери через однослойное наружное ограждение и его сопротивление теплопередаче на стадиях переувлажнения и промерзания стенового материала, а также накопления в нем минеральных солей и их кристаллогидратов. Дана оценка экономической эффективности термомодернизации наружных ограждающих конструкций в период, предшествующий наступлению отдельных стадий теплотехнической деградации. Приведен комплекс мероприятий по санации наружных ограждений, направленных на устранение отрицательного воздействия засоления материала конструкций на их теплотехнические и физико-механические свойства.

Представлен способ демпфирования колебаний как результат применения трех систем тросовых связей, оборудованных гидроцилиндрами одностороннего действия. Эти три отдельные системы демпфирования в сумме образуют интегральную систему снижения уровня колебаний пространственного железобетонного каркаса производственного здания. Показан алгоритм поиска безопасного включения колонн и балок в работу демпфируемой системы связи - каркас и снижения уровня колебаний каркаса. Из цикла решений дифференциальных уравнений движения демпфируемой системы с вариациями сопротивления движению и/или параметров колонн подбираются оптимальные, для данных возмущений, коэффициент сопротивления движению поршня в демпфере и механические характеристики колонн и балок.

Представлены результаты анализа актинометрических показателей умеренно континентального (г. Саранск), субтропического (г. Геленджик), экстремально холодного (г. Якутск) и арктического (пос. Тикси) климатов за календарный год, начиная с 01.12.2024 г. Исследуемые данные получены с помощью станций автоматизированного контроля метеорологических параметров с шагом 1 час. Проанализированы дневные и сезонные изменения, а также зависимость от региона показателей суммарной солнечной радиации, прямой и рассеянной составляющих и ультрафиолетового индекса (УФ-индекса), рассчитываемого в зависимости от дозы эритемного излучения в спектральном диапазоне от 250 до 400 нм. Рассчитаны суммарные дозовые значения солнечной радиации для различных уровней УФ-индекса и климатических условий. Полученные результаты представляют интерес с точки зрения достоверного прогнозирования полимерной стойкости материалов, в т. ч. расчета параметров ускоренных климатических испытаний.

Получены зависимости морозостойкости минерально-шлаковых вяжущих от водовяжущего отношения и сырьевого состава. Установлено, что водовяжущее отношение является одним из наиболее важных факторов, определяющих параметры структуры и порового пространства затвердевшего композита. Доказано, что условия и продолжительность твердения образцов, способ их формования влияют на морозостойкость, изменяя степень гидратации вяжущего и структурное пространство бетона. Выявлено, что вибропрессование дает хорошую упаковку частиц материала и способствует повышению морозостойкости материала. Испытания морозостойкости минерально-шлаковых вяжущих проводились на образцах, выполненных из глино- и карбонатно-шлаковых вяжущих, а также доломито-, гравелито-, глауконито- и силицитошлаковых вяжущих. Достигнутая марка по морозостойкости для бетона на этих вяжущих соответствует требованиям, предъявляемым не только к конструкционно-теплоизоляционным, но и к конструкционным материалам.

Рассмотрена задача получения равномерных гальванопокрытий композиционного материала металлом на основе математического моделирования электрохимического процесса металлизации проточных трехмерных электродов из углеродных волокнистых материалов. Представлен алгоритм вычисления оптимальных значений параметров удельной проводимости и удельной реакционной поверхности как постоянных величин. Приведен пример решения задачи и выбор углеродных волокнистых материалов с рассчитанными удельной электропроводностью и реакционной поверхностью, обеспечивающими наиболее равномерное гальваническое покрытие металлом по сравнению с равномерностью покрытия углеродных волокнистых материалов других марок при тех же технологических условиях.

Исследованы физико-механические свойства композиционного безцементного вяжущего и бетонов строительного назначения на основе молотого доменного граншлака (МГШ), наполненного молотым ломом бетона на основе портландцемента (МЛБ) и тонкоизмельченным боем керамического кирпича (ТМБКК). Тонкомолотые компоненты использовали в качестве составляющей гидравлического композиционного вяжущего, активированного щелочным компонентом. Дозировка тонкомолотых компонентов в шлакощелочном вяжущем варьировалась от 10 до 60 % от массы композиционного вяжущего. Результаты исследования показали, что при дозировках более 10 % как МЛБ, так и ТМБКК прочность бетонов на сжатие увеличивается на 14,4 % через 28 дней твердения в естественных условиях относительно контрольного состава. Такое улучшение было достигнуто при добавлении по 5 % как ТМБКК, так и МЛБ. Тонкомолотые компоненты в композиционном шлакощелочном вяжущем негативно влияют на удобоукладываемость бетонной смеси, но в то же время положительно влияют на аутогенную усадку при твердении. Применение тонкомолотых модификаторов позволило получить вяжущее, альтернативное портландцементу, в результате повысилась привлекательность использования промышленных отходов в производстве материалов строительного назначения и снизилось их негативное воздействие на окружающую среду.

Исследовано влияние различных видов щебня на основные свойства геополимерного бетона - удобоукладываемость, прочность на сжатие и изгиб, стойкость к ударным воздействиям, водопоглощение. Установлено, что использование рециклингового заполнителя, полученного дроблением бетонного лома, взамен гранитного щебня приводит к повышению водопотребности бетонной смеси и водопоглощения бетона, но позволяет повысить прочность на сжатие и изгиб, стойкость к ударным воздействиям. Полученные результаты подтверждают перспективность использования вторичного заполнителя, полученного дроблением бетонного лома, в производстве геополимерных бетонов.

Получены пористые заполнители на основе алюмосодержащего шлака и жидкостекольной композиции, теплопроводность которых не превышает 0,25 Вт/(м·ºС). Эксперименты продемонстрировали, что на внешней конфигурации исследуемого образца, созданного из оптимальной композиции, пористость значительно меньше идентифицирована и активирована, чем во внутренней пористой структуре образца, что, по-видимому, ассоциируется с тем, что в образце глубинная пористость образована из изолированных пор (замкнутых), не выходящих на поверхность изделия. Анализ данных показал, что образцы из оптимальной композиции (с повышенной концентрацией шлака) содержат минералы с высокой огнеупорностью (магнезиальная шпинель, оксид хрома, корунд и майенит).

Проанализирован метод построения экспериментально-статистических моделей для прогнозирования физико-механических свойств наполненных эпоксидных связующих в строительном материаловедении. Такой подход позволяет, во-первых, оптимальным образом поставить эксперимент и, во-вторых, количественно описать реакцию исследуемого объекта на комбинированное воздействие факторов. Разработанные математические модели и методология планирования эксперимента дают возможность: прогнозировать прочностные свойства наполненных эпоксидных связующих при различных сочетаниях факторов; целенаправленно управлять структурой композита для достижения заданных эксплуатационных характеристик; сокращать число натурных экспериментов за счет обоснованного выбора точек факторного пространства.

Приведены результаты расчета влияния свободной энергии поверхности кварцевых песков на прочность при сжатии известковых композитов на основе гидравлической извести. Рассчитаны полярная и дисперсионная составляющие свободной энергии поверхности кварцевого песка различных месторождений. Предложена модель влияния свободной энергии поверхности кварцевого песка на прочность при сжатии известкового композита. Даны рекомендации по выбору вида дисперсного компонента в рецептуре известкового композита.

Рассмотрены особенности получения минеральных вяжущих веществ из доломитизированного известняка, содержащего менее 20 % оксида магния. Показано, что технология селективного термолиза позволяет использовать низкосортные магнийсодержащие горные породы, как минерально-сырьевую базу для получения каустического доломита – высокопрочного воздушного вяжущего вещества, сочетающего экологическую безопасность с ценными строительными свойствами, включающими защитные функции от ионизирующего излучения и стойкость к воздействию высоких температур.

Представлены результаты исследования влияния количества графита, окисленного графита и технического углерода на прочность цементного камня из тампонажного цемента. Установлено, что введение этих добавок приводит к увеличению его прочности на (57? 5 %). Показано, что для прогноза набора прочности тампонажного цементного камня целесообразно использовать логарифмическую модель, а для исследования его структурообразования применять экспоненциальную зависимость набора прочности.