Русский
English 19-34 стр.
Одной из актуальных задач в области строительного материаловедения является обеспечение строительного комплекса различными видами экологически чистых, надежных и энергосберегающих материалов, производство и использование которых позволит внести вклад в решение проблемы антропогенного воздействия на окружающую среду за счет применения малоиспользуемого техногенного сырья. В складывающихся условиях импортзамещения необходимо использовать имеющуюся технологическую базу для увеличения объемов выпуска доступных, высокоэффективных, экологически безопасных традиционных строительных материалов, в том числе с использованием имеющейся сырьевой базы регионов. На рынке строительных материалов широко представлены конструкционные стеновые материалы гидратационного твердения получаемые с использованием в качестве вяжущего портландцемента. Однако не малую долю рынка занимают силикатные материалы. Известно, что прессованные силикатные материалы плотной структуры обладают достаточно хорошими показателями по прочности, однако их теплофизические характеристики невысокие. Снижение средней плотности плотных силикатных изделий может быть достигнуты за счет введения в сырьевую массу различных порообразующих компонентов, например полых микросфер. В работе показано, что использование полых алюмосиликатных микросфер в технологии получения силикатных материалов плотной структуры на основе нетрадиционного алюмосиликатного сырья при энергосберегающих параметрах автоклавного синтеза (давление водяного пара 0,4 МПа) и в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении позволяет получить строительный композит обладающий улучшенными теплофизическими и акустическими свойствами. Введение в сырьевую смесь алюмосиликатных микросфер в количестве 10-60 мас. % позволяет снизить значение показателя средней плотности до 45%. Значение показателя предела прочности при сжатии таких образцов в зависимости от состава и условий твердения составляет 7–21,5 МПа при их средней плотности 920–1610 кг/м3 соответственно.
[1] Лесовик В.С., Фомина Е.В. Новая парадигма проектирования строительных композитов для защиты среды обитания человека // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 10. С. 1241 – 1257. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.10.1241-1257
[2] Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Titenko A.A. Utilization of gypsum-bearing wastes in materials of the construction industry and other areas // Construction Materials and Products. 2021. Vol. 4. № 1. P. 5 – 17. doi: 10.34031/2618-7183-2021-4-1-5-17
[3] Lesovik V., Tolstoy A., Fediuk R., Amran M., Azevedo A., Ali M., Ali Mosaberpanah M., Asaad M.A. Four-component high-strength polymineral binders // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 316. P. 125934. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125934
[4] Шеремет А.А., Елистраткин М.Ю., Шеремет Е.О., Лесовик В.С., Шаталова С.В. Исследование физико-механических свойств крупнопористого керамзитобетона для трехслойного 3D-аддитивного строительства // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2022. № 11. С. 30 – 39. DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-11-30-39
[5] Володченко А.Н., Строкова В.В. Разработка научных основ производства силикатных автоклавных материалов с использованием глинистого сырья // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 25 – 31. DOI: https://doi.org/10.31659/0585 430Х-2018-763-9-25-31
[6] Нелюбова В.В., Строкова В.В. Технология силикатных прессованных материалов. Обзор новаций для развития производства // Строительные материалы. 2019. № 8. С. 6 – 13. doi: 10.31659/0585-430X-2019-773-8-6-13
[7] Володченко А.А. Влияние режима гидротермальной обработки на свойства силикатных материалов // Фундаментальные исследования. 2013. № 6-6. С. 1333 – 1337.
[8] Lesovik V., Volodchenko A., Fediuk R., Timokhin R., Mugahed Amran Y.H. Enhancing performances of clay masonry materials based on nanosize mine waste // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 269. P. 121333. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.121333
[9] Давидюк А.Н. Легкие и сверхлегкие бетоны на стекловидных заполнителях для ограждающих конструкций зданий // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2020. № 1 (58). С. 16 – 21.
[10] Сапелин Н.А, Сапелин А.Н. Влияние структуры пустот на прочность теплоизоляцион-ных силикатных строительных материалов // Строительные материалы. 2011. № 5. С. 44 – 48.
[11] Сагдарян А.А., Зимакова Г.А. Изучение свойств тяжелого бетона, модифицированного органоминеральной добавкой, включающей зольные микросферы // Известия вузов. Строительство. 2012. № 4. С. 26 – 31.
[12] Сапелин А.Н. Сорбционные свойства стеновых материалов с применением микросфер // Academia. Архитектура и строительство. 2013. № 3. С. 101 – 103.
[13] Иноземцев A.C., Королев Е.В. Особенности реологических свойств высокопрочных легких бетонов на полых микросферах // Вестник МГСУ. 2013. № 6. С. 100 – 108.
[14] Орешкин Д.В. Облегченные и сверхлегкие цементные растворы для строительства // Строительные материалы. 2010. № 6. С. 34 – 37.
[15] Семенов B.C., Орешкин Д.В., Розовская Т.А. Cвойства облегченных кладочных растворов с полыми стеклянными микросферами и противоморозными добавками // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 3. С. 9 – 11.
[16] Shahiron Shahidan, Eeydzah Aminuddin, Khairiyah Mohd Noor, Nurul Izzati Raihan Ramzi Hannan and Nur Amira Saiful Bahari. Potential of Hollow Glass Microsphere as Cement Replacement for Lightweight Foam Concrete on Thermal Insulation Performance // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 103. P. 01014. DOI: 10.1051/matecconf/201710301014
[17] Steshenko, A.B., Kudyakov, A.I. Cement based foam concrete with aluminosilicate microspheres for monolithic construction. Magazine of Civil Engineering. 2018. Vol. 84 (8). P. 86 – 96. DOI: 10.18720/MCE.84.9
[18] Chen J.J., Ng P.L., Li L.G., Kwan A.K.H. Production of High-performance Concrete by Addition of Fly Ash Microsphere and Condensed Silica Fume // Procedia Engineering. 2017. Vol. 172. P. 165 – 171 DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.045
[19] Farhad Aslani, Ayoub Dehghani, Lining Wang. The effect of hollow glass microspheres, carbon nanofibers and activated carbon powder on mechanical and dry shrinkage performance of ultra-lightweight engineered cementitious composites // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 280. P. 122415. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122415
[20] Al-Gemeel A.N., Zhuge Y., Youssf O. Use of hollow glass microspheres and hybrid fibres to improve the mechanical properties of engineered cementitious composite // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 171. P. 858 – 870. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.172
[21] Kumar N., Mireja S., Khandelwal V., Arun B., Manik G. Light-weight high-strength hollow glass microspheres and bamboo fiber based hybrid polypropylene composite: A strength analysis and morphological study // Composites Part B: Engineering. 2017. Vol. 109. P. 277 – 285. DOI: 10.1016/j.compositesb.2016.10.052
[22] Huang X., Ranade R., Zhang Q., Ni W., Li V.C. Mechanical and thermal properties of green lightweight engineered cementitious composites // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 48. P. 954 – 960. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2013.07.104
[23] Vakalova V., Revva. Highly porous building ceramics based on «clay-ash microspheres» and «zeolite I.B. -ash microspheres» mixtures // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 317. P. 125922. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125922
[24] Котляр В.Д., Козлов А.В., Животиков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17 – 21. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
[25] Nihat Kabay, Nausad Miyan, Hakan Özkan. Utilization of pumice powder and glass microspheres in cement mortar using paste replacement methodology // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 282. P. 122691. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122691
[26] Nicholas R. Scott, Damian L. Stoddard, Matthew D. Nelms, Zachary Wallace, Ivy Turner, Lena Turner, Megan Croom, Katelyn Franklin, Samantha Sandifer, Mohammed S. Ali Al-fahdi, Tyler Butler, A.M. Rajendran. Experimental and computational characterization of glass microsphere-cementitious composites // Cement and Concrete Research. 2022. Vol. 152. P. 106671. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106671
[2] Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Titenko A.A. Utilization of gypsum-bearing wastes in materials of the construction industry and other areas // Construction Materials and Products. 2021. Vol. 4. № 1. P. 5 – 17. doi: 10.34031/2618-7183-2021-4-1-5-17
[3] Lesovik V., Tolstoy A., Fediuk R., Amran M., Azevedo A., Ali M., Ali Mosaberpanah M., Asaad M.A. Four-component high-strength polymineral binders // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 316. P. 125934. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125934
[4] Шеремет А.А., Елистраткин М.Ю., Шеремет Е.О., Лесовик В.С., Шаталова С.В. Исследование физико-механических свойств крупнопористого керамзитобетона для трехслойного 3D-аддитивного строительства // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2022. № 11. С. 30 – 39. DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-11-30-39
[5] Володченко А.Н., Строкова В.В. Разработка научных основ производства силикатных автоклавных материалов с использованием глинистого сырья // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 25 – 31. DOI: https://doi.org/10.31659/0585 430Х-2018-763-9-25-31
[6] Нелюбова В.В., Строкова В.В. Технология силикатных прессованных материалов. Обзор новаций для развития производства // Строительные материалы. 2019. № 8. С. 6 – 13. doi: 10.31659/0585-430X-2019-773-8-6-13
[7] Володченко А.А. Влияние режима гидротермальной обработки на свойства силикатных материалов // Фундаментальные исследования. 2013. № 6-6. С. 1333 – 1337.
[8] Lesovik V., Volodchenko A., Fediuk R., Timokhin R., Mugahed Amran Y.H. Enhancing performances of clay masonry materials based on nanosize mine waste // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 269. P. 121333. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.121333
[9] Давидюк А.Н. Легкие и сверхлегкие бетоны на стекловидных заполнителях для ограждающих конструкций зданий // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2020. № 1 (58). С. 16 – 21.
[10] Сапелин Н.А, Сапелин А.Н. Влияние структуры пустот на прочность теплоизоляцион-ных силикатных строительных материалов // Строительные материалы. 2011. № 5. С. 44 – 48.
[11] Сагдарян А.А., Зимакова Г.А. Изучение свойств тяжелого бетона, модифицированного органоминеральной добавкой, включающей зольные микросферы // Известия вузов. Строительство. 2012. № 4. С. 26 – 31.
[12] Сапелин А.Н. Сорбционные свойства стеновых материалов с применением микросфер // Academia. Архитектура и строительство. 2013. № 3. С. 101 – 103.
[13] Иноземцев A.C., Королев Е.В. Особенности реологических свойств высокопрочных легких бетонов на полых микросферах // Вестник МГСУ. 2013. № 6. С. 100 – 108.
[14] Орешкин Д.В. Облегченные и сверхлегкие цементные растворы для строительства // Строительные материалы. 2010. № 6. С. 34 – 37.
[15] Семенов B.C., Орешкин Д.В., Розовская Т.А. Cвойства облегченных кладочных растворов с полыми стеклянными микросферами и противоморозными добавками // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 3. С. 9 – 11.
[16] Shahiron Shahidan, Eeydzah Aminuddin, Khairiyah Mohd Noor, Nurul Izzati Raihan Ramzi Hannan and Nur Amira Saiful Bahari. Potential of Hollow Glass Microsphere as Cement Replacement for Lightweight Foam Concrete on Thermal Insulation Performance // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 103. P. 01014. DOI: 10.1051/matecconf/201710301014
[17] Steshenko, A.B., Kudyakov, A.I. Cement based foam concrete with aluminosilicate microspheres for monolithic construction. Magazine of Civil Engineering. 2018. Vol. 84 (8). P. 86 – 96. DOI: 10.18720/MCE.84.9
[18] Chen J.J., Ng P.L., Li L.G., Kwan A.K.H. Production of High-performance Concrete by Addition of Fly Ash Microsphere and Condensed Silica Fume // Procedia Engineering. 2017. Vol. 172. P. 165 – 171 DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.045
[19] Farhad Aslani, Ayoub Dehghani, Lining Wang. The effect of hollow glass microspheres, carbon nanofibers and activated carbon powder on mechanical and dry shrinkage performance of ultra-lightweight engineered cementitious composites // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 280. P. 122415. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122415
[20] Al-Gemeel A.N., Zhuge Y., Youssf O. Use of hollow glass microspheres and hybrid fibres to improve the mechanical properties of engineered cementitious composite // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 171. P. 858 – 870. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.172
[21] Kumar N., Mireja S., Khandelwal V., Arun B., Manik G. Light-weight high-strength hollow glass microspheres and bamboo fiber based hybrid polypropylene composite: A strength analysis and morphological study // Composites Part B: Engineering. 2017. Vol. 109. P. 277 – 285. DOI: 10.1016/j.compositesb.2016.10.052
[22] Huang X., Ranade R., Zhang Q., Ni W., Li V.C. Mechanical and thermal properties of green lightweight engineered cementitious composites // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 48. P. 954 – 960. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2013.07.104
[23] Vakalova V., Revva. Highly porous building ceramics based on «clay-ash microspheres» and «zeolite I.B. -ash microspheres» mixtures // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 317. P. 125922. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125922
[24] Котляр В.Д., Козлов А.В., Животиков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17 – 21. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
[25] Nihat Kabay, Nausad Miyan, Hakan Özkan. Utilization of pumice powder and glass microspheres in cement mortar using paste replacement methodology // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 282. P. 122691. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122691
[26] Nicholas R. Scott, Damian L. Stoddard, Matthew D. Nelms, Zachary Wallace, Ivy Turner, Lena Turner, Megan Croom, Katelyn Franklin, Samantha Sandifer, Mohammed S. Ali Al-fahdi, Tyler Butler, A.M. Rajendran. Experimental and computational characterization of glass microsphere-cementitious composites // Cement and Concrete Research. 2022. Vol. 152. P. 106671. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106671
Володченко А.А. Эффективные силикатные композиты плотной структуры с использованием полых микросфер и нетрадиционного алюмосиликатного сырья // Строительные материалы и изделия. 2023. Том 6. № 2. С. 19 – 34. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-19-34