ivdon3@bk.ru
Статья посвящена инновационным подходам к использованию экологически безопасных полимерных связующих в производстве теплоизоляционных материалов (ТИМ) на основе растительного сырья. Актуальность работы обусловлена необходимостью замены традиционных синтетических полимеров, таких как пенополиуретан, пенополистирол и минеральная вата, которые в процессе эксплуатации выделяют токсичные вещества с кумулятивными свойствами. Исследования показывают, что использование биополимеров и возобновляемых ресурсов, таких как полиуретановые смолы на основе касторового масла и казеиновые клеи, может значительно снизить экологическую нагрузку и повысить безопасность материалов. Особое внимание уделено термопластичным и термореактивным матрицам, их свойствам и применению в композиционных материалах. Термопласты, такие как полиэтилен и полипропилен, обладают высокой ударопрочностью и возможностью вторичной переработки, но ограничены в применении из-за сложности переработки и высокой температуры плавления. Термореактивные матрицы, несмотря на высокую прочность и устойчивость к химическим воздействиям, формуются только один раз, что делает их трудными для переработки. В статье рассматриваются преимущества и недостатки различных полимерных связующих, а также перспективы их развития в контексте экологической устойчивости и эффективности теплоизоляционных материалов. Исследования направлены на улучшение физико-механических свойств композитов и оптимизацию производственных процессов для создания доступных и экологически безопасных теплоизоляционных материалов.
Ключевые слова: инновационные подходы, экологически безопасные полимеры, теплоизоляционные материалы (ТИМ), растительное сырье, биополимеры, возобновляемые ресурсы, термопласты, термореактивные матрицы, экологическая устойчивость, физико-механические свойства
Исследование было направлено на изучение свойств стеклобазальтовых композитных труб, в частности, на анализ связи между фрактальными размерами структуры, составом и механическими свойствами. Были проведены физические эксперименты для оценки свойств стеклопластиковых и стеклобазальтопластиковых труб.Испытания включали измерение прочности на растяжение, модуля упругости, устойчивости к разрушению, прочности на изгиб и других механических характеристик. Выполнен фрактальный анализ ровинга и эпоксидного связующего на микроструктурном уровне для оценки влияния структуры на механические свойства. На основе прогностического моделирования физико-механических свойств стеклобазальтовых труб был определен оптимальный диапазон свойств. Диапазон определяется следующими технологическими параметрами: содержание ровинга 68–74%, диаметр базальтового волокна 7–12 мкм и содержание эпоксидного связующего 21–27%. В рамках данного подхода предсказано производство труб с целевыми свойствами: предел прочности на растяжение, предел прочности на сжатие, и модуль упругости.
Ключевые слова: фрактальное моделирование, микроструктура, волокна матрицы, стеклобазальтопластик, композитный материал, прогнозирование, прочность, фрактальная размерность, неоднородность, механические свойства, композитная труба, стекловолокно, базальт
В работе представлен новый композиционный материал для гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений. Состав композита включает портландцемент, мелкий заполнитель, комплексную добавку, а также химические добавки. На основе экспериментальных данных были определены основные физико-механические свойства материала. Результаты показали, что полученный композиционный материал обладает высокими физико-механическими характеристиками и может быть рекомендован для защиты бетонных подземных конструкций от воздействия грунтовых вод.
Ключевые слова: подземные конструкции, долговечность, защита, гидроизоляция, композиционный материал, комплексная добавка, прочность, трещиностойкость, адгезия, эластичность
Состав легкой штукатурной смеси входя следующие компоненты: гидравлическое вяжущее, измельченный вулканический туф-скория (как мелкий легкий заполнитель), ар-мирующее волокно и синтетическая добавка. Гидравлическое вяжущее состоит из порт-ландцемента и тонкомолотого вулканического туфа. Штукатурные смеси на основе вул-канического туфа востребованы в регионах с теплым или резко континентальным клима-том: высокие температуры днем или низкие ночью, в том числе и для Эфиопии. Целью исследований, изложенных в статье, было: формирование моделей структу-ры материала, позволяющие оценивать свойства материала и оценка полученных решений в процессе реализации активного эксперимента. В результате эксперимента установлены оптимальные значения основных компонентов штукатурной смеси на основе вулканического туфа, который присутствует в составе смеси как легких мелкий заполнитель и как компонент гидравлического вяжущего. Осуществлены моделирование структуры материала и инженерная интерпретация его свойств.
Ключевые слова: штукатурный материал, туф-скория, пуццолановая активность, математическое моделирование, аналитическая оптимизация
Бамбук как строительный материал имеет свои особенности. Он хорошо работает на растяжение, и при изгибе. Бамбук имеет только продольные волокна, которые склонны к расщеплению, однако эти волока скручены в узле. Это явление снижает прочность на разрыв. Механические свойства бамбука описывают его реакцию на физические воздействия. В целом бамбук обладает высокой прочностью при растяжении параллельно волокнам. В данной статье даются механические свойства бамбукового стержня в зависимости от нагрузок, а также модули упругости различных видов бамбука. Данная статья обобщает опыт строительства зданий из бамбуковых элементов.
Ключевые слова: бамбук, волокна, узел, соединение, прочность, строительство, деформации, растяжение, механические свойства, анизотропный материал
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
При строительстве и эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли предъявляются повышенные требования к качеству бетона. С этой целью необходимо использовать новые составы и технологию их приготовления для получения бетонов необходимой плотности с высокой прочностью, морозостойкостью, водостойкостью, трещиностойкостью и, в конечном итоге, повышенной долговечностью. Применение в составе мелкозернистого бетона суперпластифицирующей добавки, базальтовой или полимерной фибры и наноуглеродной добавки в указанных количествах способствовало повышению однородности и плотности смеси и, соответственно, увеличению прочностных характеристик бетона в различные сроки твердения. В результате испытаний бетонных образцов на морозостойкость получена марка 400-500 циклов замораживания и оттаивания. Это дает возможность применения указанных составов мелкозернистых бетонов в суровых климатических и сложных инженерно-геологических условиях строительства и эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли.
Ключевые слова: фибробетон, резервуары нефтехранилищ, наноуглеродные трубки, фибра базальтовая, суперпластификатор
В процессе бурения нефтяных или газовых скважин возникают повышенные силы трения бурильной колонны о стенки скважины, а также в породоразрушающем инструменте. Использование различных рецептур промывочной жидкости с применением поверхностно-активных веществ из отходов рыбного производства способствует решению значительной части проблем. Наличие в рыбных отходах жирных кислот, обладающих значительным поверхностно-активным эффектом, позволяет их использовать в качестве пластифицирующих добавок в бетоны. В результате введения указанных отходов в бетонную смесь улучшаются ее реологические свойства, а также значительно возрастают прочностные характеристики затвердевшего мелкозернистого фибробетона. Использование в составе бетонной смеси отходов рыбного производства понизит себестоимость получения бетона, улучшится экологическая обстановка ввиду утилизации промышленных отходов.
Ключевые слова: фибробетон, прочность, отходы рыбного сырья, промышленные жидкости, наноуглеродные трубки, фибра базальтовая, суперпластификатор
Дан краткий исторический обзор эволюции требований к эксплуатационным свойствам стеновых материалов. Показано, что перечень применяемых видов стеновых материалов регулируется уровнем урбанизации социума и современными требованиями к энерго- и ресурсосбережению. Анализ разновидностей дефектов, возникающих в многослойных стенах зданий при их эксплуатации, показал, что важнейшей причиной их возникновения является неправильное сочетание материалов, обладающих разной пористостью. Отмечена важность учета в строительстве фактора «однослойности», который позволяет обеспечивать качество возведения и эксплуатации зданий в российских разнообразных и сложных климатических условиях. Приведены сведения о номенклатуре изделий и эксплуатационных преимуществах фибропенобетона неавтоклавного твердения, как материала, пригодного для устройства однослойных стен и способного улучшать их защитные и акустические свойства.
Ключевые слова: безопасность пользования помещениями, энергоэффективное строительство, газонаполненные бетоны, многослойные стены, плесень, фибропенобетон, прочность, теплопроводность
Целью исследования было изучение структуры стеклобазальтовых композитных труб и исследование взаимосвязи между их статистическими размерами Реньи и физико-механическими свойствами. Были проведены физические эксперименты для измерения и анализа упругости стеклобазальтовых композитных труб. В рамках экспериментов проводились испытания модуля упругости и других механических характеристик. На микроуровне был применён фрактальный анализ для оценки влияния структуры волокнистой матрицы на физико-механическое поведение труб. В работе рассматривалась возможность моделирования микроструктуры стеклобазальтовых композитных труб с использованием 3D фрактального анализа. Установлена корреляция между спектром мультифрактальных размеров (D-200, D0, D1, D2, D200), неоднородностью волокнистой матрицы f(α) и упругими свойствами (модулем Юнга). Для полученных фрактальных моделей, прогнозирующих модуль Юнга, коэффициенты корреляции (R2) составляют 0,95 для D0, 0,92 для D1, 0,90 для D2, 0,82 для D-200 и 0,68 для f(α). Эти результаты могут быть использованы для быстрой оценки модуля Юнга с помощью оптической микроскопии и фотомикрографий микроструктуры.
Ключевые слова: фрактальное моделирование, микроструктура, физико-механические свойства, разработка материалов, стеклобазальтовое волокно, полимерные трубы, прогнозирование, интерфазные границы, механические свойства, фрактальная размерность, неоднородность
Статья посвящена системному подходу к разработке новых композиционных строительных материалов с лигноцеллюлозными наполнителями, особое внимание уделяется исследованию их термической стабильности. Стремление повысить термостойкость целлюлозных материалов предполагает применение различных методов модификации, включая ацетилирование и использование антипиренов. Исследованы свойства моноэтаноламина (NB)-тригидроксибората (МЭАТГБ) как модификатора для повышения огнестойкости теплоизоляционных материалов на основе стеблей борщевика Сосновского. Экспериментальные методы включают термогравиметрический и дифференциальный сканирующий анализ, что позволило оценить терморазложение и термохимические трансформации используемого сырья. Результаты показывают, что предварительная модификация с применением МЭАТГБ смещает пики температур термоокислительного разложения целлюлозы в более высокие диапазоны, что свидетельствует о повышении термостойкости материалов. Также выяснено, что сочетание модификации с использованием полиуретановых и казеиновых связующих улучшает термостатические характеристики, что открывает новые перспективы для создания биостойких теплоизоляционных материалов. Таким образом, результаты данной работы могут послужить основой для дальнейших исследований и разработок, направленных на создание инновационных композиционных материалов, обладающих высокой термостойкостью и биостойкостью, с применением доступного и экологически чистого растительного сырья.
Ключевые слова: композиционные материалы, лигноцеллюлозные наполнители, термическая стабильность, моноэтаноламин(NB)-тригидроксиборат, биостойкость, теплоизоляционные материалы, термогравиметрический анализ, полиуретановое связующее, казеиновый клей
В данной статье рассматривается использование доломитов Боснинского месторождения при производстве строительных материалов и изделий. Эта тема очень актуальна в нынешнее время, так как строительная индустрия развивается, появляются новые виды конструкции, предъявляются более высокие требования к физико-механическим свойствам бетонных смесей. Большие объемы производства бетонных смесей требуют использование местных месторождений компонентов, для улучшения технико-экономических показателей.
Ключевые слова: строительство, строительный материал, доломит, загрязнение окружающей среды, экология, бетонная смесь, новая технология
Проведен анализ ультразвукового воздействия на растворы затворения и гидрофобизацию твердой фазы в суспензиях строительного назначения. Показано, что ультразвуковая обработка приводит к увеличению массового содержания частиц радиусом 2-7 мкм в растворе затворения, что способствует повышению относительного предела прочности полученных на его основе образцов. Ультразвуковая обработка суспензий с одинаковой относительной степенью гидрофобизации твердой поверхности приводила к различным краевым углами смачивания твердых частиц: Ө = 12°, 45°, 93°, 69,4° для частиц глины, цемента и кремнезема. Ультразвук приводит к значительному уменьшению объемной доли жидкости в трехфазной пене, стабилизированной частицами гидрофобизованной глины, по сравнению с процессом синерезиса в гравитационном поле.
Ключевые слова: трехфазная пена, суспензия кремнезема, глина, ультразвук, раствор затворения
Представлены результаты исследования влияния комплексной минеральной добавки «шлам химводоочистки + опока либо зола уноса» на морозостойкость строительных растворов в зависимости от дозировки РПП от 0 до 3%. Установлено, что после 100 циклов замораживания и оттаивания выполняется условие RF/R0 > 1,2, а значение k по п. 5.2.4 ГОСТ 10060-2012 после 100 – 125 циклов замораживания и оттаивания составило от 0,94 до 1,73, минимальное значение относительного модуля упругости EF/E0 = 0,97, а деформация остаточного расширения не превысила 0,03%. Строительные растворы с золой уноса обладают более высокой морозостойкостью по критерию прочности при изгибе в сравнении с растворами с опокой. Критерий морозостойкости по прочности при изгибе является более «жестким» относительно критериев по ГОСТ 10060-2012. Нецелесообразно применение дозировки РПП более 2% для производства строительных растворов с повышенными требованиями по морозостойкости.
Ключевые слова: морозостойкость строительных растворов, критерии морозостойкости, редиспергируемые полимерные порошки, прочность при сжатии и изгибе, модуль упругости, деформации остаточного расширения
В статье изучены динамические-механические характеристики блок-сополимеров типа стирол-изопрен-стирол, полибутилметакрилата, термопластичного полиуретана и их смесей методом динамического механического анализа. Выявлено, что смешение нескольких типов полимеров позволяет расширить температурный диапазон эффективного вибропоглощения. Определена комбинация полимеров, обладающая высокими демпфирующими свойствами в широком температурно-частотном диапазоне. Исследовано влияние частоты колебаний на динамические-механические свойства композитов.
Ключевые слова: полимерный композиционный материал, динамический механический анализ, полибутилметакрилат, термопластичный полиуретан, блок-сополимер типа стирол-изопрен-стирол, вибропоглощение, демпфирующий материал, температура стеклования
Требования по энергетической эффективности строительных конструк-ций основаны на балансе затрат на их изготовление, эксплуатацию и том эф-фекте, который достигается сбережением тепла. В условиях относительно невысокой стоимости энергоносителей становятся целесообразным применение систем бесшовной изоляции, в том числе на основе легких или теплоизоляционных штукатурок. Разработанная фасадная легкая штукатурная система имеет при средней плотности 400–500 кг/м3 прочность сцепления с основой 1,3–1,6 МПа, прочность на сжатие 4,7–5,5 МПа, морозостойкость 50 циклов. Система имеет теплоизоляцию до 0,12 Вт/(моС), что при толщине штукатурного покрытия 50 мм и термическом сопротивлении основной конструкции 1,6-2,0 м2оС/Вт позволяет получать систему с общим термическим сопротивлением до 2,3 м2оС/Вт, что вполне соответствует условиям комфортности или технологическим требованиям.
Ключевые слова: адгезионная прочность, бесшовная изоляция, термическое сопротивление, энергетическая эффективность
В статье в качестве объекта исследований выбран плавучий завод сжиженного природного газа, располагаемый на морской гравитационной платформе в Мурманской области. Представлены результаты по разработке и подбору оптимальных составов бетонов с применением фибровых наполнителей и модифицирующих добавок. Выполнен комплекс работ по определению влияния базальтовых фибровых волокон, а также пластифицирующих добавок на структуру и прочность мелкозернистых фибробетонов. Показаны их преимущества и предложены к применению в конструкциях корпусов резервуаров и других объектов на морской гравитационной платформе.
Ключевые слова: фибробетон, резервуары газохранилищ, гравитационная платформа, фибра базальтовая, суперпластификатор
Рассматривается основное содержание диверсификации производства как деятельность субъектов хозяйствования. проявляющаяся в покупке действующих предприятий, организаций новых предприятий, перераспределении инвестиций в интересах организации и освоения новой продукции на имеющихся производственных площадях.
Ключевые слова: температура воздуха, радиационная температура, стационарный режим, нестационарный режим, ограждающая конструкция, аварийный режим, тепловая инерция, внутренняя облицовка, программный комплекс, строительные материалы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Статья посвящена анализу способов получения светопроницаемого бетона, материала, который объединяет в себе прочность бетона и способность пропускать свет. Кратко рассматривается история развития светопроницаемого бетона, начиная с первых экспериментов и до современных достижений в этой области. Основное внимание уделяется составу материала, где к традиционным компонентам добавляются оптические волокна, создающие эффект прозрачности и позволяющие использовать бетон при реализации новых архитектурных решений. Производство светопроницаемого бетона требует особого подхода, включая точное распределение волокон и их фиксацию в матрице, что обеспечивает равномерное светораспределение. Обсуждаются различные методы внедрения волокон в бетон, их преимущества и сложности, а также потенциальные направления развития технологий и применения материала в строительстве.
Ключевые слова: светопроницаемый бетон, оптическое волокно, технология производства, гипсоцементное вяжущее
В работе приведены результаты по исследованию влияния гальванического шлама на основные эксплуатационные свойства керамики специального назначения. Основой состава шихты является малопластичная глина, а функциональными добавками в ее составе являются борная кислота и оксид церия. Керамику получают методом полусухого прессования при давлении 15 МПа и максимальной температуре обжига 1050 оС. Установлено, что гальванический шлам при обжиге разлагается на оксиды кальция и тяжелых металлов, диоксид углерода и пары воды. Образующиеся оксиды в ходе жидкофазного спекания входят в состав стекловидной фазы, функционально модифицируя ее характеристики. При содержании гальванического шлама в шихте более 5 мас. % в материале формируется развитая пористая структура, понижающая ее основные эксплуатационные характеристики. Выявлено, что жидкофазное спекание обеспечивает безопасную иммобилизацию тяжелых металлов, если содержание гальванического шлама в шихте не превышает 6 мас. %. Практическое применение состава шихты, включающего гальванический шлам в количестве до 5 мас. %, позволит повысить стойкость керамики к высоким температурам, перепадам температур, кислотам и щелочам. Применение гальванического шлама в данной области будет способствовать решению экологической проблемы его переработки.
Ключевые слова: керамика, термостойкость, химическая стойкость, жидкофазное спекание, гальванический шлам, малопластичная глина, оксид церия, борная кислота
Фосфогипс является твердым крупнотоннажным отходом производства фосфорной кислоты экстракционным методом. Объем накопленных отходов в мире составляет сотни миллионов тонн, и их утилизация становится все более актуальной. В статье представлен краткий обзор исследований, проведенных в последнее время с целью использования фосфогипса в качестве компонента строительных материалов. Приведен перечень основных факторов негативного воздействия отходов фосфогипса на окружающую среду, а также основных примесей в его составе, снижающих качество получаемых материалов и способы устранения этих примесей. Показано, что из множества продуктов, которые можно получать с применением фосфогипса, наибольшее распространение получили строительные и дорожные материалы, в составе которых его предложено использовать в качестве замены природных гипса и песка.
Ключевые слова: синтетические углеводороды, катализаторы, промоторы, строительные материалы, модификаторы
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Проведены экспертные работы по установлению показателей качества трех видов плиток бетонных тротуарных: «Аурико», «Брусчатка», «Новый Город». Испытания проводились на отобранных пробах в соответствии c ГОСТ 17608-2017. По результатам испытаний определено, что только образцы плиток «Брусчатка» удовлетворяют требованиям ГОСТ, у остальных видов плиток выявлено несоответствие исследуемых образцов ГОСТ 17608 по показателям водопоглощения и морозостойкости. По показателям водопоглощения образцы плитки «Аурико» превысили допустимое значение по ГОСТ 17608. Испытания на морозостойкость для образцов изделий «Аурико» и «Новый Город» были прерваны после 15 циклов замораживания-оттаивания в связи с разрушением образцов. На образцах плиток «Аурико» выполнено исследование дефектов поверхности «раковина», составившее 8,75% от общего количества, что соответствует ГОСТ 17608.
Ключевые слова: тротуарная плитка, бетон, прочность при сжатии, морозостойкость, дефект поверхности «раковина»
Обсуждается применение углепластиковых композитных материалов для усиления образцов, выполненных из отрезков труб, при растяжении под действием внутреннего давления. Описаны экспериментальные исследования стальных труб под действием внутреннего давления как без усиления, так и различным количеством слоев усиления углеродной лентой. Основной интерес представляет совместная работа стенки трубы и элементов внешнего армирования. Отмечено значительное влияние внешнего армирования на жесткость и деформативность образцов.
Ключевые слова: высокопрочное волокно, углеволокно, углеродная лента, адгезионный слой, труба, система внешнего армирования, полимерные композитные материалы, прочность при растяжении
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Статья отражает результаты исследования самоуплотняющегося бетона с добавкой микрокремнезема отсевов дробления бетонного лома. В работе приведены расчетные составы и результаты физико-механических испытаний полученных самоуплотняющихся бетонов. Проведена оценка влияния добавки микрокремнезема и отсевов дробления бетона на свойства бетона. Установлено, что при использовании комплексной добавки возможно получение бетона класса В80 с прочностью не менее 60 МПа через 7 суток твердения в нормальных условиях. Отмечены высокие показатели по морозостойкости такого бетона. Сделан вывод о возможности применения комплексной добавки и потенциальных преимуществах ее применения в самоуплотняющихся бетонах.
Ключевые слова: самоуплотняющийся бетон, микрокремнезем, активные минеральные добавки, отсев дробления бетона, бетон, бетонный лом, тонкомолотый наполнитель, вторичный заполнитель, строительные отходы, определение механических характеристик бетона, высокопрочный бетоны
В работе представлены результаты экспериментов по получению композиционного материала с использованием мелкокусковых древесных отходов на основе мягких сортов древесины и отходов изделий из непластифицированного поливинилхлорида. Дополнительным компонентом сырьевой смеси являлся метиленхлорид, в котором растворяли полимерные отходы. Раствор перемешивали с наполнителем, а затем проводили прессование и удаление растворителя при температуре его кипения. Установлено, что повышение степени наполнения исследуемого материала способствует формированию развитой пористой структуры. Выявлено влияние повышения пористости на основные эксплуатационные свойства, в первую очередь теплопроводность и водостойкость. Определено, что степень наполнения, равная 55 мас. %, позволяет получить материал с наиболее эффективным сочетанием значений основных свойств для применения в качестве строительной теплоизоляции. Практическое применение результатов работы дает возможность производить теплоизоляционный материал низкой стоимости за счет совместной утилизации разнородных отходов.
Ключевые слова: полимерный композиционный материал, теплоизоляционный материал, полимерные отходы, древесные отходы, поливинилхлорид, метиленхлорид
Рассматривается возможность применения вспученной перлитовой пыли (ВПП) в цементных вяжущих системах. Приведен способ модифицирования вяжущего путем совместной механоактивации портландцемента, алюмосиликатного отхода и гиперпластификатора. Физико-химические особенности модифицированного ВПП позволяют регулировать процессы гидратации, фазообразования, а также формирование структурной матрицы композита. Предел прочности при сжатии вяжущего с использованием ВПП в качестве активной минеральной добавки возрастает на 36 % при снижении плотности.
Ключевые слова: техногенное сырье, перлит, вяжущее, дисперсность, модификация, механоактивация, гидратация, структурообразование, фазообразование, ресурсосбережение