УДК 691.53:666.97
В. В. Ілів, Я. В. Ілів
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра будівельного виробництва

ПІДВИЩЕННЯ МІЦНОСТІ СТІНОВИХ БУДІВЕЛЬНИХ
МАТЕРІАЛІВ ПІСЛЯ ПРОСОЧЕННЯ ГІДРОІЗОЛЮЮЧИМИ РІДИНАМИ

© Ілів В. В., Ілів Я. В., 2018

Наведено результати дослідження водопоглинання, міцності на стиск і згин, крайового кута змочування керамічних і цементно-піщаних матеріалів, просочених рідинами виробництва ЗДП “Кремнійполімер” та розробленими сумішами із водорозчинних рідин. Основними гідрофобними матеріалами виробництва ЗДП “Кремнійполімер”для отримання гідроізолювальних рідин є 136-157 М; ЕТС-32; АКОР-Б100. На основі ГКЖ-11Н і ГКЖ-11К розроблено експериментальні гідроізолювальні рідини № 1 К, № 2 К, № 1 Н та № 2 Н. Керамічні стінові матеріали та цементно-піщані зразки, що моделюють мурувальний розчин, просочені дослідними сумішами (№ 1 К, № 2 К, № 1 Н, № 2 Н), так як і AQUAFIN-F, володіють значно нижчим водопогли¬нанням, суттєво підвищується їхня міцність на стиск і згин, при цьому суттєво зростає крайовий кут змочування. Аналогічні результати отримано для гідроізолювальних рідин ЕТС-32, АКОР Б-100, мікроемульсії 136-157М. Треба зазначити, що керамічні зразки після просочення володіють дещо нижчим водопоглинанням, дещо вищою міцністю на стиск і згин та суттєвішим зростанням крайового кута змочування порівняно з цементно-піщаними зразками. Із матеріалів виробництва ЗДП “Кремній¬полімер” дещо кращі результати показали ЕТС-32 та АКОР Б-100 порівняно з мікроемульсією 136-157М. По периметру будівлі після заливання в попередньо висвердлені отвори гідроізолювальних рідин створюється своєрідний армопояс за рахунок суттєвого підвищення міцності стінових матеріалів на стиск і згин.
Ключові слова: вертикальна і горизонтальна гідроізоляція, капілярний тиск води, кремнійорганічні рідини, міцність на стиск і згин, водопоглинання, крайовий кут змочування, технологічна схема нанесення, поверхнева імпрегнація, гідрофобний ефект, гідроізоляційні ремонтні роботи, керамічні та в цементно-піщані зразки.

V. Iliv, Y. Iliv
Lviv Polytechnic National University
Department of building production

INCREASING THE VALIDITY OF WALL CONSTRUCTION
MATERIALS AFTER REPLACEMENT OF HYDROGENERATED LIQUIDS

© Iliv V., Iliv Y., 2018

The results of the study of water absorption, compressive strength and bending strength, wetting angle of ceramic and cement-sand materials, impregnated with the production of SDP “Kremniypolimer” and developed mixtures of water-soluble liquids are presented in the article. The main hydrophobic materials produced by ZDP “KremnoiPolimer” for obtaining waterproofing liquids are 136-157 M; ETS-32; AKOR-B100. On the basis of GKZH-11N and GKZH-11K experimental waterproofing fluids No. 1 K,
No. 2 K, No. 1 H and No. 2 Н were developed. Ceramic wall materials and cementitious and sand samples that simulate a mortar, impregnated with experimental mixtures (No. 1 K,
No. 2 K, No. 1 N, No. 2 N), as well as AQUAFIN-F, have significantly lower water absorption, substantially increases their compressive and bending strength, while the marginal angle of wetting is significantly increasing. Similar results were obtained for hydro-insulating liquids ETS-32, AKOR B-100, microemulsions 136–157 M. It should be noted that ceramic specimens after impregnation have a slightly lower water absorption, somewhat higher compressive and bending strength and a more significant increase in the wetting angle compared to cement-sand samples. From materials produced by ZDP “KremnoiPolimer”, somewhat better results were shown by ETS-32 and AKOR B-100 in comparison with the microemulsion 136–157 M. On the perimeter of the building, after pouring into pre-drilled holes of waterproofing liquids, a peculiar armopoy is created due to a significant increase in the strength of the wall materials on compression and bending.
Key words: vertical and horizontal waterproofing, capillary pressure of water, silicon organic fluids, compressive and bending strength, water absorption, edge wetting angle, technological drawing scheme, surface impregnation, hydrophobic effect, waterproofing repair works, ceramic and cement-sand samples.

Література – 4

УДК 624.059.3:624.96

В. М. Кущенко1, О. Є. Нечитайло2
1Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра будівельних конструкцій та мостів,
2Національний технічний університет “Дніпровська політехніка”,
кафедра будівництва, геотехніки і геомеханіки

АНАЛІЗ ВТОМНОЇ МІЦНОСТІ ВУЗЛІВ
ОПИРАННЯ БАГАТОКАНАТНИХ ШКІВІВ ТЕРТЯ РАМНОГО ШАХТНОГО КОПРА

© Кущенко В. М., Нечитайло О. Є., 2018

Укісні шахтні копри є найвідповідальнішими спорудами шахтної поверхні. На поточний момент гірничодобувної галузі спостерігається збільшення глибини шахтних стволів до 1200... 1300 м, що призводить до збільшення висоти укісних копрів до 60–70 м, а також до зростання динамічних навантажень. У зв’язку з цим, для гарантування безпеки конструкцій шахтних копрів необхідне уточнення наявних інженерних методик розрахунку шахтних укісних копрів. У роботі наведено результати теоретичних, експериментальних досліджень авторів, а саме – математичне моделювання напружено-деформованого стану вузлів опирання напрямних шківів конструкцій рамних шахтних копрів. За математичного моделювання встановлено: закономірності розподілу місцевих напружень; характеристики динамічних напружень для перевірки втомної міцності підшківних конструкцій; оцінено ресурс вузлів обпирання напрямних шківів за втомною міцністю. Проаналізовано втомну міцність конструкцій рамного шахтного копра багатоканатною підйомної установки, зокрема, вузлів обпирання напрямних шківів. Аналіз проводився на розрахунковій моделі, що складається з плоских і просторових скінченних елементів реалізованої в середовищі програмного комплексу “Ansys Workbrench 14.0”. У результаті численних експериментів у підшківних рамах полушатрового копра отримані: закономірності розподілу місцевих напружень під опорними підшипниками напрямних шківів, встановлені параметри напруженого стану при зміні технологічних і конструктивних чинників; встановлені характерні області змінних напружень; виконаний аналіз напружено-деформованого стану за дії динамічних навантажень; визначені характеристики циклів динамічних напружень. За характеристиками циклів виконані перевірки втомної міцності за трьома методиками: СНиП II-23-81 * (п.9.2 *), ДБН В.2.6-163 (п. 1.11.2) і EN1993-1-9-2009 (п. 8). Загалом отримані результати є основою для вдосконалення інженерних методик розрахунку сталевих конструкцій шахтних укісних копрів.
Ключові слова: шахтний рамний укісний копер; підшківні конструкції; вузол опирання напрямного шківа; напружений стан; місцеві напруження, аналіз міцності.

V. Kushchenko1, A. Nechitailo2
1Lviv Polytechnic National University,
Department of building construction and bridges,
2National TU Dnipro Polytechnic,
Department of construction and geomechanics,

ANALYSIS OF THE FATIGUE STRENGTH OF RESTING NODES
OF MULTIPLE-ROPE FRICTION PULLEYS OF A FRAMED SHAFT HEADGEAR

© Kushchenko V., Nechitailo A., 2018

The paper comprises the results of the analysis of the fatigue strength of the framed shaft headgear structures, among them a multiple-rope hoisting plant, resting nodes of guide pulleys. The analysis was carried out on the design model consisting of flat and spatial finite elements within the software complex “Ansys Workbrench 14.0”. From the numerical experiments the typical ranges of alternating stresses were fixed in the sub-pulley frames of the semi-hipped headgear; the analysis of the stress-deformed state under dynamic loads was carried out; the behavior of the dynamic stress cycles was found out and on its base the fatigue strength was tested by three techniques: the Building Code II-23-81* (point 9.2*), the Building Code В.2.6-163 (point 1.11.2) and EN1993-1-9-2009 (point 8).
Key words: frame sloping shaft headgear, sub-pulley structures, guide pulley resting unit, strength analysis, stressed state, local stresses.

Література – 7

УДК 666.9.035:666.974.2

У. Д. Марущак, М. А. Саницький, Ю. В. Олевич
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра будівельного виробництва

ВПЛИВ ПІДВИЩЕНИХ ТЕМПЕРАТУР НА ВЛАСТИВОСТІ НАНОМОДИФІКОВАНИХ ДИСПЕРСНО-АРМОВАНИХ БЕТОНІВ

© Марущак У. Д., Саницький М. А., Олевич Ю. В., 2018

Одним з інноваційних рішень покращення механічних властивостей бетонів в умовах впливу підвищених температур є використання портландцементних матеріалів, модифікованих на наномасштабному рівні. Досліджено вплив комплексного наномоди¬фікування полікарбоксилатним суперпластифікатором, ультра- та нанодисперсними мінеральними добавками, а також дисперсного армування термостійкими базальто¬вими волокнами на властивості бетонів на основі портландцементу, які через 1 та 7 діб тверднення піддавались дії підвищених температур 200, 400 і 600 °С. Визначено втрату маси, міцність на згин і стиск, пористість, усадку, водопоглинання бетонів після впливу підвищеної температури. Показано, що наномодифіковані бетони характеризуються високою ранньою та стандартною міцністю, підвищеною міцністю після впливу температур у діапазоні від 105 до 600 °С. Міцність на стиск наномодифікованого бетону через 1 і 7 діб тверднення в нормальних умовах і витримування при 400 °С зростає до 89,8 та 107,4 МПа відповідно, при цьому аналогічна міцність контрольного бетону становить відповідно 40,2 та 60,0 МПа. Дисперсне армування термічностійкими базальтовими волокнами забезпечує додаткове підвищення фізико-механічних показників наномодифікованого фібробетону.
Ключові слова: бетон, підвищені температури, наномодифікування, дисперсне армування, ультра- та нанодисперсна мінеральна добавка, міцність.

U. Marushchak, M. Sanytsky, Y. Olevych
Lviv Polytechnic National University,
Department of construction production

INFLUENCE OF ELEVATED TEMPERATURES ON THE PERFORMANCE OF NANOMODIFIED FIBER-REINFORCED CONCRETES

© Marushchak U., Sanytsky M., Olevych Y., 2018

Exposure to elevated temperatures has detrimental effects on the properties of concretes based on the Portland cement, leading to irreversible changes, up to total failure. One of solutions to improve resistance of structures after exposure to high temperatures may be the use of cement-based materials modified at the nanoscale. The influence of complex nanomodification with polycarboxylate ether superplasticizer, ultra- and nanofine mineral additives and volume fiber-reinforcement by thermal stability basalt fibers on the behavior of Portland cementing materials exposed to elevated temperatures was investigated. After 1 and 7 days of curing period the concrete specimens were exposed to elevated temperatures of 105, 200, 400 and 600 C typical for fire environment. The mass loss, flexural and compressive strength, porosity, shrinkage, water adsorption of the specimens exposed to the elevated temperatures were determined. The nanomodified Portland cementing materials are characterized by high strength at early and later age, exhibit enhanced stability of mechanical properties when exposed to temperatures in a range of 105 to 600 °C. The compressive strength of nanomodified concrete after 1 and 7 days of hardening at normal conditions and exposed to temperatures from 400 °C is increased to 89.8 and 107.4 MPa respectively. The adding of thermal stability basalt fibers is provided additional strength increase of nanomodified fiber-reinforced concrete. The possibility of obtaining nanomodified rapid hardening Portland cementing materials with high thermal resistance is provided by water demand reducing, system particle packing optimization, increasing cement matrix density, stimulating nucleation processes in the intergranular space, acceleration of hydration process and pozzolanic reaction, three-dimensional reinforcement of structure. Lower water/cement ratio and higher degree of water binding into hydration products decreases the total porosity, shrinkage and the rate of shrinkage of the nanomodified fiber-reinforced concrete by providing the rigidity increasing of the solid matrix to resist deformation.
Key words: concrete, elevated temperature, nanomodification, fiber-reinforcement, ultra- and nanofine mineral additive, strength.

Література – 10

УДК 691.553

О. Р. Позняк, Н. В. Кондратьєва, В. М. Мельник*, Т. В. Мельник
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра будівельного виробництва,
*кафедра економіки підприємства та інвестицій

ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ
МОДИФІКОВАННИХ ГІПСОВИХ В’ЯЖУЧИХ

© О. Р. Позняк, Н. В. Кондратьєва, В. М. Мельник, Т. В. Мельник, 2018

Проаналізовано літературні джерела щодо методів модифікування гіпсових в’яжучих. Показано, що розширення сфери застосування гіпсових в’яжучих вимагає поліпшення фізико-механічних характеристик гіпсу, зокрема шляхом використання мінеральних та хімічних добавок, які дають змогу оптимізувати формування структури гіпсового каменю та отримувати ефективні композити зі стабільною структурою. Подано результати дослідження впливу хімічних добавок на основі полікарбоксилатів на властивості гіпсового в’яжучого. Встановлено, що використання добавок Master Glenium ACE 450, Master Glenium ACE 430, MС-Power Flow 2695 забезпечує водоредукуючий ефект 20–36 % за витрати добавки 1 мас. %. Показано вплив добавок на терміни тужавіння гіпсового в’яжучого та міцність і водостійкість гіпсового каменю. Дослідженнями процесів структуроутворення встановлено, що в присутності добавок полікарбоксилатів відбувається адсорбційне модифікування кристалів двоводного гіпсу з утворенням упорядкованішої і щільнішої структури гіпсового каменю, що впливає на фізико-механічні та будівельно-технічні властивості матеріалу.
Ключові слова: гіпсове в’яжуче, міцність, полікарбоксилат, адсорбційне модифікування.

O. R. Poznіak, N. V. Kondrateva, V. M. Melnyk*, Т. V. Melnyk
Lviv Polytechnic National University,
Department of Building Production,
*Department of Business Economics and Investment

RESEARCH OF MODIFIED GYPSUM BINDERS PROPERTIES

© Poznіak O., Kondrateva N., Melnyk V., Melnyk Т., 2018

In the article the analysis of literary sources concerning methods of gypsum binders modification is shown. It is shown that today more and more attention is paid on the ecology of production and the maximum efficiency of the use of natural resources, therefore the development of non-klinker binders, such as anhydrite and gypsum, is relevant. Building gypsum has become widely used in the industry of production rapid hardening plastic masses which are easily aligned and used in the installation of floor, ceiling, wall coverings, if necessary, the laying of joints, cracks and irregularities, in the manufacture of artificial gypsum stone. Expansion of the application of gypsum binders requires improvement of physical and mechanical characteristics of gypsum, in particular through the use of mineral and chemical admixtures, which allow to optimize the formation of the structure of gypsum stone and to obtain effective composites with a stable structure. The paper describes the characteristics of the materials used in conducting experimental studies. The results of the investigation of influence of chemical admixtures on the basis of polycarboxylates on the properties of gypsum binder are presented. It has been found that the use of Master Glenium® ACE 450, Glenium 430, MС-Power Flow 2695 as admixtures provides a water-reducing effect in the range of 20–36 % with admixture consumption of 1 wt.%. It is shown the influence of admixtures on setting time of gypsum binder and the strength and water resistance of gypsum stone. The strength of gypsum stone after full drying increases by more than 2 times, and for gypsum stone containing 1 mass. % of Glenium 430 is 51,6 MPa, while the stone without additives is characterized by a strength of 26 MPa. By the researches of the processes of structure formation have been established that in the presence of admixtures of polycarboxylate type there is an adsorption modification of two-hull gypsum crystals with the formation of more ordered and denser structure of gypsum stone, which affects the physical and mechanical as well as constructional and technical properties of the material.
Key words: gypsum binder, strength, polycarboxylate, adsorption modification.

Література – 9

УДК 625.841

С. Й. Солодкий, І. Ю. Думич, Ю. В. Турба
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра автомобільних доріг та мостів

ВПЛИВ ТОВЩИНИ ЦЕМЕНТОҐРУНТОВИХ ОСНОВ
НА НЕСУЧУ ЗДАТНІСТЬ БЕТОННИХ ДОРОЖНІХ ПОКРИТТІВ

 Солодкий С. Й., Думич І. Ю., Турба Ю. В., 2018

Постійний приріст навантажень на дорожні покриття потребує постійного збільшення їх несучої здатності. Наведені результати експериментальних випробувань моделей бетонних покриттів на піскоцементних основах. Проведені експериментальні дослідження в лабораторії кафедри автомобільних доріг і мостів Національного університету “Львівська політехніка” на змодельованій ділянці покриття в масштабі 1:3 показали, що підвищувати несучу здатність бетонних дорожніх покриттів необхідно за рахунок влаштування основ із матеріалів укріплених цементом. Отримані рівняння регресії першого порядку, що характеризують залежність основних показників несучої здатності покриттів – пружних прогинів і граничних навантажень – від товщини покриттів і жорстких основ. У результаті експериментальних моделей бетонних покриттів на жорстких основах різної товщини встановлено, що по несучій здатності односантиметрова плита покриття еквівалентна приблизно 1,8–2,0 см плити жорсткої піскоцементної основи.
Ключові слова: бетонні дорожні покриття, піскоцементні та цементоґрунтові основи, несуча здатність.
S. Solodkyy, I. Dumych, Yu. Turba
Lviv Polytechnic National University,
Department of Highways and Bridges

INFLUENCE OF THICKNESS OF CEMENT-GROUND BASES
ON BEARING-CAPACITY OF CONCRETE ROAD SURFACES

 Solodkyy S., Dumych I., Turba Yu., 2018

Permanent increasing of loading on road surfaces requires a permanent increase their bearing capacity. In research paper presented experimental results of test specimens of concrete road surfaces on cement-sand bases. The experimental tests were conduct at laboratory of department highways and bridges at Lviv Polytechnic National University. The specimens were at scale 1:3 and included six plates by sizes 2×1 m united in construction by joint type. The full-length research object was 6 m and width 2 m. Two middle plates were testing to destruction specimens. After that, in this area placed new construction of surfaces and bases. The task were to determinate comparative dependence the limit loads and deflections in different thickness of surfaces and bases for more clear and detail estimation influence of this value. For reach this tasks were used orthogonal planning of experiment in the first order for the two-factor dependence on the three levels – tested 32 = 9 constructions of surfaces. The thickness of test specimens of concrete plate were 50, 70 and 90 mm and the thickness of sand-cement bases were 0, 50 and 100 mm. The experimental results showed that for increasing bearing capacity of concrete road surfaces need to arrange bases of materials strengthened by cement. In this paper presented new results of regression equation in first order, that characterized comparative dependence the limit loads and deflections in different thickness of surfaces and rigid bases. In experimental results of concrete plate specimens on different thickness of rigid bases determinate, that bearing-capacity of 10 mm had equivalent bearing-capacity of 18–20 mm plate on rigid sand-cement bases. However, by the received experimental results, the increasing of rigid bases cannot be sharp growth and must be optimal correlation of thickness of concrete plate surfaces and bases in condition of equally tense of plates.
Key words: concrete road surfaces, sand-cement bases, ground-cement bases, bearing-capacity.

Література – 1

УДК 624.012.45

Р. А. Шуляр, В. Г. Кваша*
Національний університет “Львівська політехніка”
кафедра будівельних конструкцій та мостів,
*кафедра автомобільних доріг та мостів

ОБВАЛЕННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННОЇ БАЛКИ ПОКРИТТЯ ПРОМИСЛОВОЇ БУДІВЛІ, ЙОГО ПРИЧИНИ
ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИЙ СТАН І УМОВИ БЕЗПЕЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ РЕШТИ БАЛОК ПОКРИТТЯ

© Шуляр Р. А., Кваша В. Г., 2018

Представлено результати обстеження збірної залізобетонної балки покриття промислової будівлі після її руйнування з обваленням внаслідок розриву арматурних стержнів пакету поздовжньої робочої арматури в кількості 2Ø20+1Ø32 ст. 5 (А300С). Встановлено, що причиною розриву пакету арматури могло бути неякісне стикування в прольоті арматурного стержня робочої арматури Ø32 мм і його розриву або під час виготовлення зварного арматурного каркасу, або на початковій стадії експлуатації балки під дією експлуатаційного навантаження, значно більшого від прийнятого в проекті. Встановлено, що нерозірваної арматури 2Ø20 виявилось недостатньо для забезпечення несучої здатності балки за фактичних навантажень від покрівлі. Тому подальше її розривання стало причиною фізичного руйнування балки. Запропоновано два варіанти підсилення балок-застосування шпренгельних затяжок (для балок БО) і влаштування в середньому прольоті додаткової пружної опори, підтриманої трикутною шпренгельною системою (для балок БД).
Ключові слова: залізобетонна балка, руйнування, підсилення.

R. Shulyar, V. Kvasha*
Lviv Polytechnic National University,
Department of building construction and bridges,
* Department of highways and bridges

COLLAPSING OF THE REINFORCED CONCRETE ROOF BEEM DESIGNED FOR THE INDUSTRIAL BUILDDING. ITS CAUSES, WORKING CONDITIONS AND CONDITIONS FOR SAFETY OF REMAINING ROOF BEAMS

© Shulyar R., Kvasha V., 2018

The project of the production house features the design of concrete roof. The roof is composed of typical precast reinforced concrete beams: single-slope (for ending spans) and double-slope (for middle span). The beam types are БО9 and БД9 accordingly, spanning over 9.0 m, designed for a typical ПК-01-05 series “Reinforced precast concrete load bearing structure for roofing with rolled-on surface” (issue 1 – beams).
The article presents the results of collapsed reinforced concrete roof beam exploration. The industrial building beam has collapsed after a breakdown of its longitudinal rebar pack of 2Ø20+1Ø32 p.5 (A300C). The beam is T-shaped in section with its flange in a compression zone. The beam features a multirow composition of its longitudal performing reinforcement as a pack of repetitive section rebars precasted of hot rolled steel, allowing to shrink the beams web width down to the minimum of 100 mm. The check has shown that the breakdown could be caused by poor quality of the Ø32 mm rebar joints along the span. The reason could be either the beam’s reinforcement welding process or during the beams substantial overload during its early performance. Additionally the actual rebar composition is discovered to differ from he one in the design dwawings.
The calculation check resembles that the number of remaining working 2Ø20 rebars was not enough to support the actual load of the roof structure. Therefore its ongoing breakdown has turned to the beams physical dismental with following consequences.
The analysis of the remaining beams’ working conditions has shown the lack of their load bearing capacity. In order to ensure normal performance, the beams in every span should be additionally reinforced. There are two reinforcement options suggested: first, usage of prestressed sprengel ties (for БО9 beam types) or second, installation of a springing post in the middle span supported by triangular sprengel system of double L-shaped members (for БД9 beam types).
Key words: reinforce-concrete beam, destruction, strengthening.

Література – 3