Разработка грунтобетона с применением многослойных углеродных нанотрубок
Состояние глинистых грунтов и проблема их цементации при строительстве и реконструкции. Классификация, определение прочности и деформируемости, испытание просадочных глинистых грунтов. Применение углеродных нанотрубок для получения грунтобетонной смеси.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2013 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2. Коэффициент трения:
tg(?)=[n·?(фi· уi)-?фi·?уi]/Д
3. Угол внутреннего трения:
?=arctg(tg(?))
|
?уi= |
600 |
кПа |
|
|
?фi= |
180 |
кПа |
|
|
?(фi*уi)= |
42000 |
кПаІ |
|
|
?ф*?у= |
108000 |
кПаІ |
|
|
?(уІЎ)= |
140000 |
кПаІ |
|
|
(?уi)І= |
360000 |
кПаІ |
|
|
Д= |
60000 |
кПаІ |
|
|
c= |
1,00 |
||
|
tg(?)= |
0,30 |
||
|
?= |
17°09ґ |
Выводы: грунт суглинок просадочный с удельным сцеплением с=0,93; и углом внутреннего трения ?=18°
3.4 Испытания грунтобетона
3.4.1 Результаты закрепления грунта методом цементации
Замешиваемый раствор грунтобетона, с концентрациями вяжущего 15%, 20%, 25% был отформован в кубики, выдержан в водонасыщенном состоянии и проверен на прочность прессом ПГМ-100МГ4
Таблица 13
|
цемент 15% |
цемент 20% |
цемент 25% |
|||||
|
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
||
|
1 |
0,53 |
0,736 |
0,94 |
1,506 |
1,08 |
1,313 |
|
|
2 |
0,91 |
1,271 |
1,19 |
1,558 |
1,11 |
1,659 |
|
|
3 |
0,89 |
1,239 |
0,98 |
1,329 |
0,95 |
1,365 |
|
|
4 |
0,80 |
1,116 |
0,83 |
1,289 |
0,92 |
1,168 |
|
|
5 |
0,77 |
1,077 |
0,78 |
1,443 |
1,03 |
1,085 |
|
|
6 |
|||||||
|
ср. значение |
0,78 |
0,944 |
1,018 |
||||
|
отношение прочностей |
1,210 |
1,305 |
Диаграмма 1
Прочность кубиков по опытным образцам:
График 7
Средняя прочность грунтобетона в зависимости от % содержания вяжущего.
3.4.2 Результаты закрепления грунта цементом модифицированным углеродными нанотрубками
Замешиваемый раствор грунтобетона, с концентрациями вяжущего 25% и различными концентрациями углеродных нанотрубок был отформован в кубики, выдержан в водонасыщенном состоянии и проверен на прочность прессом ПГМ-100МГ4
Таблица 14
|
цемент 25% |
цемент 25% наноструктур 0,01% |
цемент 25% наноструктур 0,03% |
цемент 25% наноструктур 0,05% |
цемент 25% наноструктур 0,08% |
цемент 25% наноструктур 0,1% |
||||||||
|
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
Рк, кН |
R, Мпа |
||
|
1 |
1,08 |
1,313 |
0,71 |
0,998 |
0,98 |
1,376 |
1,47 |
2,052 |
1,090 |
1,525 |
1,11 |
1,543 |
|
|
2 |
1,11 |
1,659 |
0,70 |
0,976 |
0,80 |
1,113 |
1,61 |
2,257 |
1,130 |
1,562 |
1,28 |
1,796 |
|
|
3 |
0,95 |
1,365 |
1,13 |
1,575 |
1,09 |
1,522 |
1,23 |
1,721 |
0,970 |
1,363 |
1,06 |
1,472 |
|
|
4 |
0,92 |
1,168 |
0,37 |
0,517 |
1,20 |
1,684 |
0,81 |
1,130 |
1,050 |
1,450 |
1,17 |
1,584 |
|
|
5 |
1,03 |
1,085 |
0,62 |
0,865 |
1,23 |
1,722 |
1,35 |
1,883 |
1,320 |
1,873 |
1,01 |
1,063 |
|
|
6 |
0,50 |
0,700 |
1,04 |
1,457 |
1,52 |
2,124 |
0,860 |
1,233 |
1,13 |
1,565 |
|||
|
ср. значение |
1,018 |
0,672 |
1,057 |
1,332 |
1,070 |
1,127 |
|||||||
|
отношение прочностей |
0,660 |
1,038 |
1,308 |
1,051 |
1,107 |
Диаграмма 2
Прочность кубиков по опытным образцам
График 8
1-25% цемента от массы грунта; 2-25% цемента, 0,01% наноструктур от массы вяжущего; 3-25% цемента, 0,03% наноструктур; 4-25% цемента, 0,05% наноструктур; 5-25% цемента, 0,08% наноструктур; 6-25% цемента, 0,1% наноструктур.
Заключение
В результате проведенной работы был разработан модифицированный грунтобетон.
Основные выводы:
Увеличение прочностных свойств на 30% по сравнению с немодифицированным грунтобетоном, увеличение сцепления грунта уменьшение деформационных свойств грунта, уменьшение просадочности.
Грунтобетон может быть использован для создания укрепленного основания под автодороги, фундамента под здания, подпорных стенок, стен в грунте. Метод струйной цементации грунтов (Jet grouting) уже давно используется в строительстве, и применение нового модифицированного материала только поспособствует распространению данного метода. Хорошо подойдет для реконструкции зданий при укреплении оснований и фундаментов.
Введение в грунтобетонную матрицу нанодисперсных структур типа углеродных нанотрубок позволяет стимулировать структурообразование композиций и улучшать его физико-технические свойства.
Полученный материал имеет стоимость немного превышающую первоначальную за счет добавления наноструктур. Дальнейшая работа будет направлена на исследование морозостойкости.
Список литературы
1. Жинкин Г.Н., Калганов В.Ф. Закрепление слабых грунтов в условиях Ленинграда. Л.: Стройиздат, 1967.
2. Шапошников А.В. Разработка расчетных параметров закрепления просадочных грунтов цементом: Дисс. канд. техн. наук. М., 1986.
3. Гончарова Л.В. Основы искусственного улучшения грунтов. М., 1973.
4. А.Н. Токин. Фундаменты из цементогрунта. М.: Стройиздат, 1984.
5. Богов С.Г. Глубинное закрепление глинистых грунтов. N5, 2002.
6.В. Н. Соколов. Проблема лёссов. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Соросовский Образовательный Журнал, N9, 1996, cтр.86-93.
7. А.Г. Малинин, C.А. Чернопазов, П.А. Малинин. Усиление фундаментов при реконструкции зданий.
8. Лебешев И.М., Львович Ю.М., Малинин А.Г., Фельдман А.П., Укрепление слабых грунтов в основании насыпи.
9. Малинин А.Г. Применение струйной цементации в подземном строительстве // Подземное пространство мира, 2000, №2.
10. Малинин А.Г. Применение технологии струйной цементации грунтов в транспортном строительстве // Метро и тоннели. 2001, №6.
11. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-2/64.htm Закрепление грунтов (интнрнет-источник).
12. http://bibliotekar.ru/spravochnik-165-vozvedenie-podzemnoy-chasti/21.htm Глава 5. Устройство оснований., Закрепление грунтов оснований. (интернет-источник)
13.Пособие к СНиП 3.02.01-83 Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве.
14. ВСН 40-88. Проектирование и устройство фундаментов из цементогрунта для малоэтажных сельских зданий., Москва-1988.
15. Рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из цементогрунта М.: НИИ ОСП им. .М. Герсеванова Госстроя СССР, 1986.
16. http://www.ibeton.ru/a179.php Грунтобетон - современный композиционный материал (интернет-источник).
17. Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83) № 22 от 20 февраля 1984 г.
18. Крутов. В.И., Основания и фундаменты на просадочных грунтах., Киев- Будивельник 1982г.
19. ВСН 34-83 Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений Ленинград - 1984
20. Л.И. Насибулина, П.Р. Мудимела, А. Г. Насибулин, Т.С. КольцовА, О.В. Толочко, Э.И. Кауппинен Синтез углеродных нанотрубок и нановолокон на частицах кремнезема и цемента, Вопросы материаловедения, 2010, № 1(61)
21. Владислав Фельдблюм. Маленькие частицы с большими возможностями (популярный очерк о наночастицах и нанотехнологиях), Ярославль, август 2011 г.http://www.alternativy.ru/ru/node/1830
22. УДК 53.086 Многослойные углеродные нанотрубки и их применение М.М. Томишко, О.В. Демичева, А.М. Алексеев, А.Г. Томишко, Л.Л. Клинова, О.Е. Фетисова Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2008, т. LII, №5.
23. Балоян Б.М., Колмаков А.Г., Алымов М.И., Кротов А.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения. Уч. Пособие. М., 2007. - 125 с.
24.Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты. Под общ. ред. М.И. Смородинова. М., Стройиздат, 1974, 372 с. (Науч.-исслед. ин-т оснований и подземных сооружений). Авт.М.И. Смородинов, Б.С. Федоров, Б.А. Ржаницын и др.
25. Макаров С.П. Журнал лабораторных робот по курсу "Механика грунтов". - Ижевск, 1997. - 32 с.
26. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование, хранение образцов. - М.: ГУП ЦПП. - 2001. - 13 с.
27. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. -М.: Изд-во стандартов. - 1993. - 21 с.
28. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - М.: Изд-во стандартов. - 1997. - 34 с.
29. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1997. - 78 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка состава грунтобетона модифицированного многослойными углеродными нанотрубками. Прочностные характеристики просадочных грунтов при добавлении к ним в определенных пропорциях портландцемента, а также и многослойных углеродных нанотрубок.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 11.02.2013Оценка деформаций грунтов и расчет осадки фундаментов, свойства и деформируемость структурно неустойчивых грунтов. Передача нагрузки на основание при реконструкции зданий. Механические свойства грунтов, стабилометрический метод исследования их прочности.
курсовая работа [236,8 K], добавлен 22.01.2012Природа просадочных грунтов. Проектирование и проведение инженерно-геологических изысканий на просадочных грунтах в соответствии с нормативной документацией. Анализ изменения свойств просадочной толщи в ходе строительства зданий повышенной этажности.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 10.11.2014Существующие основные типы грунтов. Характеристика грунтов города Москвы и их поведение при строительстве. Выбор конструкции фундамента в зависимости от типа грунта. Схема размещения в городе Москве нового жилищного строительства в ближайшие годы.
реферат [281,0 K], добавлен 23.01.2011Природа грунтов и показатели физико-механических свойств. Напряжения в грунтах от действия внешних сил. Разновидность песчаных грунтов по степени водонасыщения. Построение графика компрессионной зависимости и определение коэффициента сжимаемости грунта.
курсовая работа [610,6 K], добавлен 11.09.2014Определение показателей сжимаемости грунтов в лабораторных условиях на компрессионных приборах. Стабилизация осадки и закон ламинарной фильтрации для песчаных грунтов. Скорость фильтрации воды в порах. Сдвиговые испытания и линейная деформируемость.
презентация [267,4 K], добавлен 10.12.2013Строительная классификация грунтов площадки, описание инженерно-геологических и гидрогеологических условий. Выбор типа и конструкции фундаментов, назначение глубины их заложения. Расчет фактической нагрузки на сваи, определение их несущей способности.
курсовая работа [245,7 K], добавлен 27.11.2013Анализ инженерно-геологических условий, свойств грунтов, оценка расчетного сопротивления грунтов. Анализ объемно-планировочных и конструктивных решений здания. Определение глубины заложения и обреза фундаментов. Определение осадки свайного фундамента.
курсовая работа [460,4 K], добавлен 27.04.2015Классификация средств механизации для уплотнения грунтов. Элементы взаимодействия гладкого вальца с укатываемой поверхностью. Тяговый расчет скребкового конвейера. Глубинное уплотнение пробивкой скважин. Уплотнение подводными и глубинными взрывами.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 29.11.2012Геологическое строение оснований. Форма и размеры геологических тел в основании сооружений. Определение напряжений в массивах грунтов, служащих основанием или средой для сооружения. Практические методы расчета конечных деформаций оснований фундаментов.
контрольная работа [26,4 K], добавлен 17.01.2012
