Использование техногенных отходов в технологии вяжущих материалов

Цель. Улучшение качества и долговечности строительных материалов при одновременном снижении затрат на их реализацию и эксплуатацию является актуальной задачей строительного материаловедения. Новые технологии основаны на доминирующем положении активной вяжущей составляющей, отвечающей за ускорение гидратационных процессов вяжущего, целенаправленном формировании фазового состава и изменении структуры цементного камня. Комбинирование клинкерной и минеральной части, включение в систему химических модификаторов, правильное проектирование рецептуры и технологии приготовления вяжущей композиции и бетонной смеси, позволит достичь заданную проектную прочность, снизить расход цемента и себестоимость изделия.

Метод. Исследования проводились согласно нормативным документам ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии; ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема; ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия. ГОСТ 101802012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

Результат. Получена комплексная пуццолановая добавка, вещественный состав которой позволит создавать более плотную структуру камня, за счет дополнительного активного источника негидратированных силикатов кальция, алюмосиликатов натрия и кальция. Полученное наполненное вяжущее обладает свойствами на порядок выше контрольных образцов. С использованием местного инертного материала и экономии 25 % клинкерной доли разработаны составы тяжелого бетона классов В20–22,5, применяемые при заливке фундаментов, плит перекрытий, лестничных маршей, элементов мощения и других бетонных и железобетонных изделий.

Вывод. Результаты исследований позволят с успехом реализовывать проекты мирового значения, создавая устойчивые, прочные и долговечные бетонные конструкции.

1. Травуш В.И., Кузеванов Д.В., Каприелов С.С., Волков Ю.С. Бетон как экологический фактор снижения углеродного следа в среде обитания // Бетон и железобетон. 2022. № 3 (611). С. 10-14.

2. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Чилин И.А. Оптимизация параметров технологии бетона для обеспечения термической трещиностойкости массивных фундаментов // Строительные материалы. 2022. № 10. С. 41-51.

3. Нелюбова В.В., Усиков С.А., Строкова В.В., Нецвет Д.Д. Состав и свойства самоуплотняющегося бетона с использованием комплекса модификаторов//Строительные материалы. 2021. № 12. С. 48-54.

4. Strokova V.V., Nikulina M.V., Baskakov P.S., Abzalilova A.V., Esina A.Y. Influence of a hydrophobic emulsion on the surface properties of coatings of water-dispersion acrylic paint. Materials Science Forum. 2021 1040 MSF:165-171.

5. Маилян Д.Р., Несветаев Г.В., Коллеганов Н.А. К определению трещиностойкости железобетонных балок из различных видов бетонов // Инженерный вестник Дона. 2023. № 1(97). С. 533-548.

6. Chepurnenko A.S., Nesvetaev G.V., Koryanova Yu.I., Yazyev B.M. Simplified model for determining the stress-strain state in massive monolithic foundation slabs during construction // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. (18 (3)): 126-136.

7. Lesovik V.S., Popov D.Yu., Fediuk R.S., Usanova K.Iu. Composite binders with superabsorbent polymers // Construction of Unique Buildings and Structures. 2023 (3(108)): 10803.

8. Alaskhanov A.Kh., Lesovik V.S., Tolstoy A. “Green” composites based on technogenic raw materials // AIP Conference Proceedings. 2023. 153-158.

9. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны // Москва.: Ассоциация строительных вузов. 2006. 289 с.

10. Калашников В.И. Промышленность нерудных строительных материалов и будущее бетонов // Строительные материалы. 2008. № 3. С. 20-24.

11. Муртазаев С-А. Ю., Саламанова М.Ш. Перспективы использования термоактивированного сырья алюмосиликатной природы //Приволжский научный журнал. 2018. Т. 46. № 2. С. 65–70.

12. Каприелов С.С. Модифицированные высокопрочные бетоны классов В80 и В90 в монолитных конструкциях. // Строительные материалы. 2008. № 3. С.9-13.

13. Саламанова М.Ш., Сайдумов М.С., Муртазаева, Т.С-А., Хубаев М. С-М. Высококачественные модифицированные бетоны на основе минеральных добавок и суперпластификаторов различной природы // Инновации и инвестиции. 2015. № 8. С. 159-163.

14. Муртазаев С-А.Ю., Саламанова М.Ш., Алиев С.А., Бисултанов Р.Г. Горные породы вулканического происхождения как заполнители для получения легких бетонов // Научное обозрение. 2015 № 7. С. 105-113.

15. Саламанова М.Ш., Бисултанов Р.Г., Мовсулов М.М. Перспективные возможности получения качественных мелкозернистых композитов // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2023. Том XIX. № 2(32). С. 94–101.

16. Муртазаев С-А.Ю., Саламанова М.Ш., Корянова Ю.И. Разработка полиморфной вяжущей системы на основе карбонатной добавки //Научно-технический журнал Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2023. Том XIX. № 3(33). С. 96–103.

17. Yang J., Qu D., Hu J., Song L., Cheng B. Research on singular value detection method of concrete dam deformation monitoring. Measurement. 2021. Vol.179: 109457.

18. Chen J., Jia Q., Xu S., Fan P., The PDEM-based time-varying dynamic reliability analysis method for a concrete dam subjected to earthquake. Structures. 2021. Vol. 33: 2964-2973.

19. Gowripalan N., Shakor P., Rocker P. Pressure exerted on formwork by self-compacting concrete at early ages: A review. Case Studies in Construction Materials. 2021. Vol.15: 00642.

20. Nagajothi S., Elavenil S. Strength assessment of geopolymer concrete using M-sand Int. J.Chem. Sci.2016;1:115 – 126

21. Amer I., Kohail M., El-Feky M.S., Rashad A. and Khalaf M. A. A Review on Alkali-Activated Slag Concrete. // Ain Shams Engineering Journal. 2021. 12: 1475-1499.

22. Zemlyanskaya A.G., Lapunova К.А., Semenova M.Yu. Dry masonry mixtures based on siliceous opal-cristobalite rocks for clinker bricks. Construction Materials and Products. 2024;7(2):5. doi.org/10.58224/2618-7183-2024-7-2-5

23. Klyuev S.V., Slobodchikova N.A., Saidumov M.S., Abumuslimov A.S., Mezhidov D.A., Khezhev T.A. Application of ash and slag waste from coal combustion in the construction of the earth bed of roads. Construction Materials and Products. 2024. 7 (6). 3. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2024-7-6-3

24. Murtazaev S-A.Yu., Salamanova M.Sh., Saidumov M.S., Gatsaev Z.Sh., Alaskhanov A.Kh., Murtazaeva T.S-A. Development of geopolymer binders. Construction Materials and Products. 2024;7 (6):4.

25. Shcherban’ E.M., Beskopylny A.N., Stel’makh S.A., Mailyan L.R., Shilov A.A., Nguyen Quang Hiep, Yamin Song, Chernil’nik A.A., Elshaeva D.M. Study of thermophysical characteristics of variatropic concretes. Construction Materials and Products. 2024. 7 (4). 2. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2024-7-4-2

26. Nesvetaev G.V., Koryanova Yu.I., Shut V.V. Specific heat dissipation of concrete and the risk of early cracking of massive reinforced concrete foundation slabs. Construction Materials and Products. 2024. 7 (4). 3.

27. Stel’makh S.A., Beskopylny A.N., Shcherban’ E.M., Mavzolevskii D.V., Drukarenko S.P., Chernil’nik A.A., Elshaeva D.M., Shilov A.A. Influence of Corn Cob Ash Additive on the Structure and Properties of Cement Concrete. Construction Materials and Products. 2024. 7 (3). 2. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2024-7-3-2

28. Salamanova M.Sh., Gatsaev Z.Sh., Syzrantsev V.V. Investigation of the properties of alkaline binders with the addition of finely dispersed bentonite. Bulletin of the Moscow State University of Civil Engineering. 2022; 17(8):1017–1026.

29. Salamanova M.Sh., Murtazaev S.-A.Yu. Cements of alkaline activation the possibility of reducing the energy intensity of building composites. Construction Materials] 2019; 7:32–40. doi.org/10.31659/0585-430X-2019-772-7-32-40