vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2024-51-1-215-224vdgtu-1474Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREЭкспериментально-теоретические исследования строительно-технических свойств огнезащитных вермикулитобетонных композитовExperimental and theoretical studies of the construction and technical properties of fire-retardant vermiculite-concrete compositesХежевТ. А.KhezhevT. A.

Хежев Толя Амирович, доктор технических наук, профессор, директор института архитектуры, строительства и дизайна

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173, Россия 

Tolya A. Khezhev, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Director of the Institute of Architecture, Construction and Design 

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004, Russia

hejev_tolya@mail.ruХаджишалаповГ. Н.KhadzhishalapovG. N.

Хаджишалапов Гаджимагомед Нурмагомедович, доктор технических наук, профессор, заведующийкафедрой технологии и организации строительного производства

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70, Россия 

Gadzhimagomed N. Khadzhishalapov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Department of Technology and Organization of Construction Production

 70 I. Shamil Ave., Makhachkala 367026, Russia 

yarus-x@mail.ruЖуртовА. В.ZhurtovA. V.

Журтов Артур Владимирович, кандидат технических наук, и.о. заведующего кафедрой строительного производства

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173, Россия 

Artur V. Zhurtov, Cand. Sci. (Eng.), Acting Head of the Department of Construction Production 

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004, Russia

zhurtovartur@mail.ruДжанкулаевА. А.DzhankulaevA. A.

Джанкулаев Адам Амерханович, аспирант кафедры строительного производства

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173, Россия 

Adam A. Dzhankulaev, Postgraduate Student, Department of building production 

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004, Russia 

hejev_tolya@mail.ruРаджабовР. Г.RadjabovR. G.

Раджабов Рустам Габибулаевич, старший преподватель кафедры архитектуры

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70, Россия 

Rustam G. Radjabov, Senior Lecturer, Department of Architecture 

 70 I. Shamil Ave., Makhachkala 367026, Russia 

yarus-x@mail.ruКабардино-Балкарский государственный университетРоссияH.M. Berbekov Kabardino-Balkarian State UniversityRussian FederationДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian Federation202419042024511215224Copyright © Хежев Т.А., Хаджишалапов Г.Н., Журтов А.В., Джанкулаев А.А., Раджабов Р.Г., 20242024Хежев Т.А., Хаджишалапов Г.Н., Журтов А.В., Джанкулаев А.А., Раджабов Р.Г.Khezhev T.A., Khadzhishalapov G.N., Zhurtov A.V., Dzhankulaev A.A., Radjabov R.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1474Цель

Цель. Исследование зависимости предела прочности на сжатие от средней плотности и предела прочности при изгибе от предела прочности на сжатие вермикулитобетонного композита. Определение выражения для коэффициентов теплопроводности и теплоемкости полученных вермикулитобетонных композитов в разработанном программном обеспечении теплотехнического расчета предела огнестойкости армоцементных конструкций с огнезащитным слоем из вермикулитобетона.

Метод

Метод. Рассмотрены методы снижения расхода цементного вяжущего в разрабатываемых огнезащитных бетонных композитах. Предложены экспериментально-теоретические методы определения огнезащитных свойств разработанных вермикулитобетонных композитов и формулы для определения их прочностных свойств.

Результат

Результат. Получены зависимости предела прочности на сжатие от средней плотности и предела прочности на изгиб от предела прочности вермикулитобетона на сжатие для исследуемых бетонов, зависимости коэффициентов теплопроводности и теплоемкости во время пожара от вида и средней плотности вермикулитобетоных композитов.

Вывод

Вывод. Наилучшими огнезащитными свойствами обладают фибровермикулитобетонные композиты со средней плотностью 470-560 кг/м3. Разработано программное обеспечение теплотехнического расчета численным методом предела огнестойкости двухслойных армоцементных конструкций при пожаре, обеспечивающее совпадение с экспериментальными данными огневых испытаний двухслойных армоцементных элементов не менее 95%.

Objective

Objective. Study of the dependence of the compressive strength on the average density and the flexural strength on the compressive strength of vermiculite concrete composite. Determination of the expression for the coefficients of thermal conductivity and heat capacity of the resulting vermiculite concrete composites in the developed software for thermal engineering calculation of the fire resistance limit of reinforced cement structures with a fire retardant layer of vermiculite concrete.

Method

Method. Methods for reducing the consumption of cement binder in the developed fire-resistant concrete composites are considered. Experimental and theoretical methods for determining the fire-retardant properties of the developed vermiculite-concrete composites and expressions for determining their strength properties are proposed.

Result

Result. The dependences of the ultimate compressive strength on the average density and the ultimate bending strength on the ultimate compressive strength of vermiculite concrete for the concretes under study, the dependence of the coefficients of thermal conductivity and heat capacity during a fire on the type and average density of vermiculite concrete composites were obtained.

Conclusion

Conclusion. Fiber-vermiculite-concrete composites with an average density of 470-560 kg/m3 have the best fire-retardant properties. Software has been developed for thermotechnical calculation using a numerical method of the fire resistance limit of two-layer reinforced-cement structures in a fire, ensuring at least 95% agreement with the experimental data of fire tests of two-layer reinforced-cement elements.

портландцементвспученный вермикулитпепелгипсизвестьсмола древесная омыленнаябазальтовое волокносредняя плотностьпредел прочности на сжатие и изгибвермикулитобетонный композитстандартный пожарогнестойкостьметоды прогонки и итерациикоэффициенты теплопроводности и теплоемкостиPortland cementexpanded vermiculiteashgypsumlimesaponified wood resinbasalt fibermedium densitycompressive and flexural strengthvermiculite concrete compositestandard firefire resistancerun and iteration methodsthermal conductivity and heat capacity coefficientsReferencesЛысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции. Киев: Вища школа. 1981. 191 с.Lysenko E.F. Reinforced cement structures. Kyiv: Vishcha school. 1981:191. (In Russ)Митрофанов Е.Н. Армоцемент. Л.: 1973. 208 с.Mitrofanov E.N. Armocement. L.: 1973:208. (In Russ)Панарин С.Н., Миронков Б.А. Армоцементные конструкции массо-вого применения. Л.: ЛДНТП. 1975. 32 с.Panarin S.N., Mironkov B.A. Reinforced cement structures for mass use. L.: LDNTP. 1975:32. (In Russ)Бушев З.П., Пчелинцев В.А., Федоренко B.C., Яковлев А.И. Огнестойкость зданий. М.: Стройиздат. 1970. 260 с.Bushev Z.P., Pchelintsev V.A., Fedorenko V.S., Yakovlev A.I. Fire resistance of buildings. M.: Stroyizdat. 1970:260. (In Russ)Панарин С.Н., Хежев Т.А., Жуков В.В., Соломонов В.В. Пути повышения предела огнестойкости тонкостенных армоцементных конструкций со слоем вермикулитобетона / Промышленное строительство. М. 1986. № 8. С. 44 – 46.Panarin S.N., Khezhev T.A., Zhukov V.V., Solomonov V.V. Ways to increase the fire resistance limit of thinwalled reinforced cement structures with a layer of vermiculite concrete. Industrial construction. M. 1986; 8: 44 – 46. (In Russ)Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. М.: Стройиздат. 1979. 128 с.Ilyin N.A. Consequences of fire exposure on reinforced concrete structures. M.: Stroyizdat. 1979:128. (In Russ)Милованов А.Ф. Огнесохранность железобетонных конструкций после пожара. М.: 2005. 122 с.Milovanov A.F. Fire safety of reinforced concrete structures after a fire. M.: 2005: 122. (In Russ)Руководство по выполнению огнезащитных и теплоизоляционных штукатурок механизированным способом. М.: Стройиздат. 1977. 46 с.Guidelines for making fire-retardant and heat-insulating plasters using a mechanized method. M.: Stroyizdat. 1977:46. (In Russ)Ахматов М.А. Применение отходов камнепиления туфкарьеров и рыхлых пористых пород в качестве заполнителей легких бетонов и конструкций из них. Нальчик. 1981.128 с.Akhmatov M.A. The use of stone sawing waste from tuff quarries and loose porous rocks as fillers for lightweight concrete and structures made from them. Nalchik. 1981:128. (In Russ)Ахматов М.А. Пористые заполнители из отходов добычи туфа / Строительные материалы. 1978. № 3. С. 10–11.Akhmatov M.A. Porous aggregates from tuff mining waste. Construction materials.1978;3:10–11. (In Russ)Ахматов М.А. Эффективность применения местных строительных материалов и бетона. Нальчик: Эльбрус. 1986. 160 с.Akhmatov M.A. Efficiency of using local building materials and concrete. Nalchik: Elbrus. 1986:160. (In Russ)Некрасов К.Д., Масленникова М.Г. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях. М.: Стройиздат. 1982. 152 с.Nekrasov K.D., Maslennikova M.G. Lightweight heat-resistant concrete on porous aggregates. M.: Stroyizdat. 1982:152. (In Russ)Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов / Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции: монография // 3-е изд. перераб. и доп. М.: АСВ. 2004. 560 с.Rabinovich F.N. Composites based on dispersed reinforced concrete. Questions of theory and design, technology, structures: monograph/ 3rd ed. reworked and additional M.: ASV. 2004:560 (In Russ)Волков И.В. Фибробетон : Состояние и перспективы применения / Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 9. С. 37–38.Volkov I.V. Fiber-reinforced concrete: State of the art and prospects for use. Industrial and civil construction. 2002; 9: 37–38. (In Russ)Махова М.Ф. Дисперсное армирование портландцемента базальтовыми волокнами / Цемент. 1980. № 2. С. 6–19.Makhova M.F. Dispersed reinforcement of Portland cement with basalt fibers. Cement. 1980;2:6–19. (In Russ)Пухаренко Ю.В. Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов: автореф. дисс. … д-ра техн. наук Ю.В. Пухаренко. СПб. : Санкт-Петербургский гос. архит.-строит. ун-т. 2005. 42 с.Pukharenko Yu.V. Scientific and practical basis for the formation of the structure and properties of fiberreinforced concrete: abstract of thesis. diss. ... Dr. Tech. Sciences Yu.V. Pukharenko. St. Petersburg: St. Petersburg State. architect-builds univ. 2005:42. (In Russ)Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. М.: Стройиздат. 1888. 142 с.Yakovlev A.I. Calculation of fire resistance of building structures. M.: Stroyizdat. 1888:142. (In Russ)Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М.: Ассоц. «Пожарная безопасность и наука». 2001. 382 с.Roitman V.M. Engineering solutions for assessing the fire resistance of designed and reconstructed buildings. M.: Assoc. "Fire Safety and Science". 2001: 382. (In Russ)Романенков И.Г., Зигерн-Корн И.Г. Огнестойкость строительных конструкций из эффективных материалов. М.: Стройиздат. 1991. 320 с.Romanenkov I.G., Zigern-Korn I.G. Fire resistance of building structures made of efficient materials. M.: Stroyizdat. 1991:320. (In Russ)Милованов А.Ф. Стойкость железобетонных конструкций при пожаре. М.: Стройиздат. 1998. 304 с.Milovanov A.F. Resistance of reinforced concrete structures in case of fire. M.: Stroyizdat. 1998: 304. (In Russ)Хежев Т.А. Технология армоцементных конструкций высокой огнестойкости с теплозащитным слоем из эффективного легкого бетона. дисс. … д-ра техн. наук Т.А. Хежева. Ростов-на-Дону. 2007. 304 с.Khezhev T.A. Technology of reinforced cement structures of high fire resistance with a heat-protective layer of effective lightweight concrete. diss. Dr. Tech. Science T.A. Khezheva. Rostov-on-Don. 2007:304. (In Russ)Хашукаев М.Н. Технология и свойства ячеистых фибробетонов на основе вулканических горных пород. дисс. … канд. техн. наук СПб. : Санкт-Петербургский гос. архит.-строит. ун-т. 2002. 127 с.Khashukaev M.N. Technology and properties of cellular fiber-reinforced concrete based on volcanic rocks. diss. ...cand. tech. Sciences St. Petersburg. : St. Petersburg State. architect-builds univ. 2002:127. (In Russ)Хежев Т.А., Хаджишалапов Г.Н., Шогенова Ф.М., Артабаев А.Х., Машукова М.Х. Свойства огнезащитного вермикулитобетонного композита и мелкозернистого бетона для двухслойных армоцементных конструкций / Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Махачкала. ДГТУ. 2022. том 49 (№ 2). С. 165-177.Khezhev T.A., Khadzhishalapov G.N., Shogenova F.M., Artabaev A.Kh., Mashukova M.Kh. Properties of fire-retardant vermiculite concrete composite and fine-grained concrete for two-layer reinforced cement structures. Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Sciences. Makhachkala. DSTU. 2022; 49 (2):165-177. (In Russ)Давидюк А.Н. Легкие конструкционно-теплоизоляционные бетоны на стекловидных пористых заполнителях. М.: Красная звезда. 2008. 208 с.Davidyuk A.N. Lightweight structural and thermal insulating concrete on glassy porous aggregates. M.: Red Star. 2008: 208. (In Russ)Хежев Т.А., Культербаев Х.П. Теплотехнический расчет огнестойкости многослойных строительных конструкций // Вестник Кабардино-Балкарского гос. ун-та. (Сер. «Технические науки»). Нальчик: КБГУ. 2000. Вып. 4. С. 9 – 11.Khezhev T.A., Kulterbaev Kh.P. Thermal engineering calculation of fire resistance of multilayer building structures. Bulletin of the Kabardino-Balkarian State University. un-ta. (Ser. “Technical Sciences”). Nalchik: KBSU. 2000; 4: 9 – 11. (In Russ)

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