Мезопористые материалы (с размером пор 2–50 нм), например, упорядоченные кремнеземы, алюмосиликаты, углеродные наноструктуры, в составе традиционных строительных материалов обеспечивают повышение физико-механических и других эксплуатационных свойств. Такие мезопористые материалы разной химической природы и морфологии частиц могут эффективно использоваться в композициях на основе поливинилхлорид - древесная мука. Данные модификаторы играют роль связующего агента в системе поливинилхлорид-древесная мука, обеспечивая усиление взаимодействия между основными компонентами композиции. При этом на свойства композитов оказывает влияние не только химическая природа частиц, а в большей степени пористость структуры, а именно истинная удельная поверхность частиц и степень их агрегированности. Целью работы является изучение морфологии и характера пористой структуры и оценка влияния этих параметров на структуру и свойства модифицированных древесно-полимерных композитов. Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: изучить основные параметры пористой структуры и морфологии поверхности мезопористых материалов, рассмотреть влияние мезопористых материалов различной химической природы на технологические и эксплуатационные свойства древесно-полимерных композитов на основе поливинилхлорида. Результаты. В работе представлены результаты определения удельной поверхности и пористой структуры двух типов мезопористых материалов из анализа изотерм адсорбции/десорбции азота при температуре кипения жидкого азота (77 К), полученных на анализаторе удельной поверхности и размеров пор «TOP 200». Удельная площадь поверхности, рассчитанная в соответствии с теорией Брунауэра-Эммета-Теллера (BET), для углеродного материала оказалась более чем в 25 раз выше по сравнению с кремнеземистым пористым материалом. При этом объем пор выше в 10 раз, характеризуясь меньшими диаметрами пор. Сравнение условий переработки и и показателей физико-механических и термостабильности композиций показало, что прочностные свойства и перерабатываемость расплава выше в присутствии кремнеземистого материала, а термостабильность – в присутствии углеродного мезопористого материала. Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли заключается в возможности повышения эксплуатационных характеристик древесно-полимерных материалов и снижения энергозатрат на их производство экструзионным способом.

Ограничение применения традиционного стержневого армирования в технологии аддитивного строительного производства, обусловленное текущим уровнем ее развития, вызывает необходимость применения альтернативных способов повышения физико-механических свойств бетонов без ухудшения реотехнологических характеристик смеси. С этой точки зрения в технологии строительной 3D-печати эффективным является применение дисперсного армирования. Цель исследований – выявить зависимости формирования реологических свойств бетонных смесей дисперсно-армированных стальными волокнами при объемном содержании 0,5; 1,0; 1,5% в технологии аддитивного строительного производства с целью оптимизации их структурно-технологических характеристик. Задачи исследований – оценка реотехнологических свойства бетонных смесей дисперсно-армированных стальными волокнами 6 и 12 мм при объемном содержании 0,5; 1,0; 1,5%. Результаты. Установлено, что длина стальных волокон (6 или 12 мм) оказывает влияние на реотехнологические характеристики равноподвижных дисперсно-армированных смесей. Наиболее эффективным с точки зрения сохранения пластической прочности, плотности и предельного напряжения сдвига является диапазон объемного содержания волокон 0,5-1,0% по объему, тогда как дальнейшее увеличение концентрации требует значительного повышения водоцементного отношения для сохранения подвижности, что приводит к большему разуплотнению цементной матрицы, снижению пластической прочности смеси. Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли состоит в научном обосновании выбора оптимальной длины и концентрации стальных волокон при сохранении требуемой подвижности и возможности формования смеси в технологии аддитивного строительного производства.

Классические методы механики грунтов предполагают плавное изменение напряжений по глубине и непрерывность перемещений на границах инженерно-геологических слоёв. Однако реальные разрезы часто характеризуются резким контрастом механических и фильтрационных свойств соседних слоёв, что приводит к локализации сдвигов, скачкам напряжений и перераспределению порового давления. Цель работы – определить перспективы развития экспериментальных и теоретических исследований осадки слоистого грунтового основания. Задачами являются: анализ работ отечественных и зарубежных исследователей для систематизации и обобщения экспериментальных и теоретических данных о деформировании слоистых грунтовых массивов, а также выявление взаимосвязей между подходами, развивавшимися в разное время и для разных задач. Результаты. Проанализированы три группы работ: физическое моделирование на лотках и штампах, лабораторные испытания слоистых образцов в стабилометрах и сдвиговых приборах, а также теоретические модели – от аналитических решений с идеальным контактом до интерфейсных элементов и гидромеханических моделей. Обобщены данные о скачках напряжений на контактах, влиянии порядка напластования и мощности слоёв на осадки, фильтрации воды через контакт, анизотропии прочности, снижении сцепления на контакте и деградации прочности при длительном нагружении. Установлены взаимосвязи: скачки напряжений описываются параметрами проскальзывания, фильтрационные эффекты – моделями с гидравлическим сопротивлением контакта, а снижение сцепления получает микроструктурное обоснование в модели «базис-скол». Выводы. Зона контакта представляет собой самостоятельную механическую и фильтрационно-деформационную систему. Модели идеального контакта дают неконсервативный прогноз, завышая жёсткость и несущую способность. Отсутствие стандартизованных методик прямого определения жёсткостных и гидравлических параметров контактов ограничивает применение существующих моделей в инженерной практике.

В современном строительстве композитные стержни (в частности, стеклопластиковая арматура) всё шире применяются в несущих конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах — щелочной среде бетона, хлоридных солях, кислотах. Однако одновременное воздействие механических нагрузок и агрессивной среды приводит к деградации материала, снижению его прочности и жёсткости, что затрудняет прогнозирование остаточной прочности и долговечности таких конструкций и создаёт риск их преждевременного разрушения. Это обусловлено ужесточением условий работы несущих конструкций и повышенными требованиями к их надёжности. Целью работы является разработка методики деградации композитных материалов и прогнозирования их долговечности. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: разработка методов оценки напряженно-деформированного состояния с учетом геометрической нелинейности, разработка численного метода расчёта продольного изгиба, идентификация параметров законов изменения механических характеристик путем сопоставления расчетных и опытных данных, сравнение экспериментальных результатов с данными МКЭ. Создан метод прогноза остаточной прочности композита, эксплуатируемого в агрессивной среде под нагрузкой. Проведены натурные испытания образцов из стеклопластика, доведенных до разрушения, и определена их остаточная прочность. Разработана численная методика расчета методом конечных элементов (МКЭ) для определения напряженного деформированного состояния образцов при продольном изгибе. Предложена модель диффузии агрессивной среды в композиционный материал. В качестве параметра разрушения принята дополнительная деформация, обусловленная деградацией; для неё записано дифференциальное уравнение. На основе кинетических зависимостей определены упругие свойства, распределение концентрации и пределы прочности в последовательные моменты времени. Параметры моделей найдены из решения задачи идентификации, после чего выполнено сопоставление расчётных (МКЭ) и опытных данных. Предложенные модели обеспечили достаточно хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных. Практическая значимость результатов для строительной отрасли заключается в возможности прогнозирования остаточной прочности и долговечности композитных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, что повышает надёжность и безопасность зданий и сооружений.

На современном этапе развития отрасли существует множество технических и технологических решений каменных кладок, применяемых для возведения широкого спектра строительных конструкций. Кладка, представляющая собой композитный материал с регулярной структурой и разномодульными включениями, находится в сложном напряженном состоянии, зависящем от множества факторов: от особенностей составляющих ее материалов и качества производства работ по ее возведению до специфики распределения усилий в объеме конструкции. В тоже время расчеты каменных, армокаменных конструкций производятся с использованием методик, полученных в ХХ веке на основе гипотезы плоских сечений и не отражающих характерные особенности напряженно-деформированного состояния кладок, как структурно неоднородного композита. Целью исследований является описание напряженно-деформированного состояния каменных конструкций на различных стадиях нагружений с позиций теории силового сопротивления анизотропных материалов при сжатии. В перечень задач входят построение расчетных схем на основе проведенных комплексных исследований, включающих компьютерное моделирование и значительный объем экспериментов на опытных образцах, отражение выявленных специфических особенностей каменных кладок в математических зависимостях расчетного аппарата теории. В результате сформулированы принципы построения моделей и критериев прочности для решения частных задач, включающих различные случаи конструктивных решений и напряженно-деформированного состояния с использованием диаграммного метода.