Научная статья на тему 'ВЫСОКОПРОЧНОЕ ВЯЖУЩЕЕ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА ДЛЯ БЕСЦЕМЕНТНОГО ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА'

ВЫСОКОПРОЧНОЕ ВЯЖУЩЕЕ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА ДЛЯ БЕСЦЕМЕНТНОГО ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
442
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛЕГКИЙ БЕСЦЕМЕНТНЫЙ ПОЛИСТИРОЛБЕТОН / МИКРОКРЕМНЕЗЕМ / ЗОЛА-УНОС / ЖИДКОЕ СТЕКЛО ПО ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ / ОТСЕВ ОТ ДРОБЛЕНИЯ ДИАБАЗА / ПЕНОПОЛИСТИРОЛ / LIGHT CEMENTLESS POLYSTYRENE CONCRETE / MICROSILICA / FLY ASH / LIQUID GLASS BY SOL-GEL TECHNOLOGY / SCREENING FROM DIABASE CRUSHING / EXPANDED POLYSTYRENE

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Белых Светлана Андреевна, Даминова Анастасия Михайловна, Маргарян Вардгес Эдуардович

Цель работы - получение высокопрочного вяжущего на основе малоэнергоемкого жидкого стекла из микрокремнезёма Братского завода ферросплавов. В качестве основных материалов для разработки полистиролбетонов использовали: жидкое стекло на основе микрокремнезёма по золь-гель технологии, золу-унос, отсев от дробления диабаза, молотый русловой кварцевый песок и пенополистирольные гранулы. Математическую обработку результатов провели с помощью программного комплекса «STATISTICA 10» через модуль планированного эксперимента. Анализ результатов показывает, что полученный материал соответствует по прочностным характеристикам бетонам классов В1-В3 со средней плотностью 400-600 кг/м3. Пенополистиролбетон на основе разработанного комплексного вяжущего имеет вдвое меньшие деформации усадки по сравнению с полистиролбетоном на основе цемента, что можно объяснить пониженной гигроскопичностью, а также пониженной гидравлической активностью затвердевшего вяжущего, обеспечивающих стабильность размеров блоков при длительной эксплуатации. Результаты определения теплопроводности показывают эффективность полистиролбетона как теплоизолятора. На основе оптимизированного состава вяжущей матрицы получены наполненные легкие бетоны с использованием пенополистирольного заполнителя из переработанных упаковочных материалов. Получены эффективные теплоизоляционные и теплоизоляционно-конструкционные бетоны марок по плотности D400-D600, отличающиеся повышенной стабильностью геометрических размеров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Белых Светлана Андреевна, Даминова Анастасия Михайловна, Маргарян Вардгес Эдуардович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A HIGH-STRENGTH BINDER BASED ON LIQUID GLASS FOR CEMENTLESS POLYSTYRENE CONCRETE

This research set out to obtain a high-strength binder based on low-energy liquid glass using silica fume produced in the Bratsk Ferroalloy Plant. The starting materials used for the development of polystyrene concrete were liquid glass obtained from silica fume using sol-gel technology, fly ash, screening from diabase crushing, ground channel quartz sand and foamed polystyrene granules. Mathematical processing of the results was performed using the Statistica 10 software package in the module of planned experiment. According to the conducted analysis, the resulting material corresponds to the strength characteristics of concrete classes B1-B3 with an average density of 400-600 kg/m3. In comparison with polystyrene concrete based on cement, foamed polystyrene concrete based on the developed complex binder has half the shrinkage strain. This can be explained by the reduced water-absorbing capacity and hydraulic activity of the hardened binder, which ensures the stability of the block sizes during long-term operation. The results of determining the thermal conductivity show the effectiveness of polystyrene concrete as a heat insulator. Based on the optimized composition of the binder die, filled light concretes were obtained using foamed polystyrene boulder from recycled packaging materials. Effective heat-insulating and heat-insulating structural concretes of D400-D600 density grades characterized byan increased stability of geometric dimensions were obtained.

Текст научной работы на тему «ВЫСОКОПРОЧНОЕ ВЯЖУЩЕЕ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА ДЛЯ БЕСЦЕМЕНТНОГО ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА»

Оригинальная статья / Original article УДК 691.335

DOI: http://dx.doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-378-387

Высокопрочное вяжущее на основе жидкого стекла

для бесцементного полистиролбетона

© С.А. Белых, А.М. Даминова, В.Э. Маргарян

Братский государственный университет, г. Братск, Россия

Резюме: Цель работы - получение высокопрочного вяжущего на основе малоэнергоемкого жидкого стекла из микрокремнезёма Братского завода ферросплавов. В качестве основных материалов для разработки полистиролбетонов использовали: жидкое стекло на основе микрокремнезёма по золь-гель технологии, золу-унос, отсев от дробления диабаза, молотый русловой кварцевый песок и пенополистирольные гранулы. Математическую обработку результатов провели с помощью программного комплекса «STATlSTICA 10» через модуль планированного эксперимента. Анализ результатов показывает, что полученный материал соответствует по прочностным характеристикам бетонам классов В1-В3 со средней плотностью 400-600 кг/м3. Пенополисти-ролбетон на основе разработанного комплексного вяжущего имеет вдвое меньшие деформации усадки по сравнению с полистиролбетоном на основе цемента, что можно объяснить пониженной гигроскопичностью, а также пониженной гидравлической активностью затвердевшего вяжущего, обеспечивающих стабильность размеров блоков при длительной эксплуатации. Результаты определения теплопроводности показывают эффективность полистиролбетона как теплоизо-лятора. На основе оптимизированного состава вяжущей матрицы получены наполненные легкие бетоны с использованием пенополистирольного заполнителя из переработанных упаковочных материалов. Получены эффективные теплоизоляционные и теплоизоляционно-конструкционные бетоны марок по плотности D400-D600, отличающиеся повышенной стабильностью геометрических размеров.

Ключевые слова: легкий бесцементный полистиролбетон, микрокремнезем, зола-унос, жидкое стекло по золь-гель технологии, отсев от дробления диабаза, пенополистирол

Информация о статье: Дата поступления 15 июня 2020 г.; дата принятия к печати 10 июля 2020 г.; дата онлайн-размещения 30 сентября 2020 г.

Для цитирования: Белых С.А., Даминова А.М., Маргарян В.Э. Высокопрочное вяжущее на основе жидкого стекла для бесцементного полистиролбетона. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 3. С. 378-387. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-378-387

A high-strength binder based on liquid glass for cementless polystyrene concrete

Svetlana A. Belykh, Anastasiya M. Daminova, Vardges E. Margaryan

Bratsk State University, Bratsk, Russia

Abstract: This research set out to obtain a high-strength binder based on low-energy liquid glass using silica fume produced in the Bratsk Ferroalloy Plant. The starting materials used for the development of polystyrene concrete were liquid glass obtained from silica fume using sol-gel technology, fly ash, screening from diabase crushing, ground channel quartz sand and foamed polystyrene granules. Mathematical processing of the results was performed using the Statistica 10 software package in the module of planned experiment. According to the conducted analysis, the resulting material corresponds to the strength characteristics of concrete classes B1-B3 with an average density of 400-600 kg/m3. In comparison with polystyrene concrete based on cement, foamed polystyrene concrete based on the developed complex binder has half the shrinkage strain. This can be explained by the reduced water-absorbing capacity and hydraulic activity of the hardened binder, which ensures the stability of the block sizes during long-term operation. The results of determining the thermal conductivity show the effectiveness of polystyrene concrete as a heat insulator. Based on the optimized composition of the binder die, filled light concretes were obtained using foamed polystyrene boulder from recycled packaging ma-

ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 070 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 378-387 378 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 378-387

terials. Effective heat-insulating and heat-insulating structural concretes of D400-D600 density grades characterized byan increased stability of geometric dimensions were obtained.

Keywords: light cementless polystyrene concrete, micro-silica, fly ash, liquid glass by Sol-gel technology, screening from diabase crushing, expanded polystyrene

Information about the article: Received June 15, 2020; accepted for publication July 10, 2020; available online September 30, 2020.

For citation: Belykh SA, Daminova AM, Margaryan VE. A high-strength binder based on liquid glass for cementless polystyrene concrete. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2020;10(3):378-387. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-378-387

Введение

Актуальность темы обусловлена востребованностью эффективных теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов в регионе, при этом разработки кафедры «Строительное материаловедение и технологии» Братского государственного университета (СМиТ БрГУ) предопределяют интерес к получению легких бетонов на основе комплексного золощелочного вяжущего, показавшего высокие эксплуатационные свойства. Создание конкурентоспособных материалов с использованием вторичных продуктов промышленности позволяет снизить их себестоимость и логистические затраты, создать высокопроизводительные рабочие места в соответствии с Указом Президента РФ «О долгосрочной государственной экономической политике» от 7 мая 2012 г. Цели данной работы отвечают Резолюции Генеральной ассамблеи ООН «Преобразование нашего мира: повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года» от 25 сентября 2015 г., провозглашающая глобальное ориентирование на инновации, индустриализацию и рациональное природопользование1 [1-12].

Сотрудниками кафедры СМиТ БрГУ внедрен в технологию строительных материалов крупнотоннажный отход Братского завода ферросплавов - микрокремнезём (ТУ 5743-048-02495332-96 «Микрокремнезём конденсированный»), осаждаемый в электрофильтрах на четырех этапах газоочистки плавильных печей производства кремния. Одним из перспективных направлений использования микрокремнезёма является получение жидкого стекла с широким диапазоном свойств по малоэнергоемкой технологии прямого растворения микрокремнезёма в щелочном растворе при низкой температуре

(золь-гель технологии) [13-15]. Авторами работы [16] разработаны составы бесцементного полистиролбетона на основе тонкодисперсных отходов промышленности, измельченных пено-полистирольных упаковок и гранулированного пенополистирола (рис. 1). Его значимым преимуществом перед цементным полистиролбе-тоном являются пониженные деформации усадки при эксплуатации в воздушно-сухих условиях, в том числе при повышенной температуре. Однако полученный материал обладает низкой прочностью и не соответствует требованиям, предъявляемым к ограждающим конструкциям. Отсюда возникла задача увеличения прочности (активности) получаемого вяжущего на основе жидкого стекла по золь-гель технологии с целью его использования для по-листиролбетонных изделий. При исследовании научных и технических публикаций по теме си-ликатно-щелочных вяжущих установлено, что одним из путей увеличения прочности комплексного вяжущего является максимизация плотности вяжущей матрицы или введение активных компонентов. На плотность бетона непосредственное влияние оказывают вид заполнителя и его структура. Поэтому, чтобы достичь оптимально плотной структуры бетона, применяют наполнители. Для получения долговечных бетонов большое значение имеет такое свойство наполнителя как химическая стойкость. Кроме того, наполнитель может проявлять химическую активность, обуславливая изменение физико-механических свойств бетона. Наполнителями для бетона на комплексном жидкостекольном вяжущем обычно служат минеральные порошки, получаемые измельчением чистого кварцевого песка, андезита, базальта, диабаза и т.п. Наполнитель вводят в бетон в количестве 5-20% для получения более плотной структуры бетона.

1 Мухитдинов, А.Б. Технология и свойства шлакощелочного пенополистиролбетона: автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Ташкент: Ташкентский архитектурно-строительный институт, 1994. 21 с.

Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917

с. 378-387 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X pp. 378-387_(online)

a b

Рис. 1. Полистиролбетон с заполнителем в виде: a - стружек из пенополистирольных упаковок;

b - гранулированного пенополистирола Fig. 1. Polystyrene concrete with a filler in the form of: a - shavings from styrofoam packages; b - granulated Styrofoam

Тонкость помола наполнителя должна характеризоваться прохождением через сито № 008 не менее 85% от его количества. Предварительно исследованы вещества микронаполнители - как диабаз и молотый кварцевый песок [17-19].

Целью настоящих исследований является получение высокопрочного вяжущего на основе малоэнергоемкого жидкого стекла из микрокремнезёма ООО «Братского завода ферросплавов».

Методы

На основе анализа местной сырьевой базы определили следующие материалы для разработки полистиролбетонов:

- микрокремнезём ООО «Братский завод ферросплавов», представляет собой тонкодисперсный порошок с удельной поверхностью =10000 см2/г, использовали в качестве силикатной основы для получения жидкого стекла по золь-гель технологии. Средняя насыпная плотность - 268 кг/м3, истинная плотность - 2,53 г/см3, по химическому составу на 84-98% состоит из аморфного кремнезёма [20], п.п.п. 4%;

- раствор 46% едкого натра завода ОАО «Братсккомплексхолдинг» использовали в качестве натриевого компонента для получения жидкого стекла по золь-гель технологии;

- золу-унос ОАО «Иркутскэнерго» ТЭЦ-6 в г. Братске использовали в качестве компонента комплексного вяжущего. Средняя насыпная плотность - 998 кг/м3, истинная плотность - 2,78 г/см3, п.п.п. 0,16%, по химическому составу зола-унос состоит из 46,6% SiO2, 26,97% Al2O3, 8,86% Fe2O3, 12,79% CaO, 2,3% MgO, 1,68% SOз, 0,2% Na2O, 0,6%

- отсев от дробления диабаза предприятия ООО «Завод нерудных строительных материалов» в г. Братске использовали в

качестве заполнителя при разработке состава вяжущего из - за его высокой прочности и химической инертности. Дополнительно размалывали до остатка на сите № 008 не более 15%;

- пенополистирольные гранулы использовали в качестве легкого заполнителя для разработки полистиролбетонов. Они получены путем измельчения пенополистирольных упаковок на гранулы < 5-8 мм. Насыпная плотность гранул - 11-13 кг/м3;

- молотый русловой кварцевый песок р. Ангара ООО «Завод нерудных строительных материалов» в г. Братске использовали в качестве наполнителя при оптимизации состава вяжущей матрицы. Остаток на сите № 008 -2-3%. Потребность в кварцевом песке в настоящее время обусловлена тенденцией снижения SiO2 в микрокремнезёме.

Перемешивание смесей осуществляли вручную. Образцы для исследований формовали в виде балочек 4х4х16 см - при разработке оптимального состава вяжущего; в виде кубов 15х15х15 см - при разработке легкого бетона с пенополистирольным заполнителем. Уплотнение образцов осуществляли на виброплощадке, твердение - ускоренным способом в течение 10 ч при температуре изотермического прогрева 85°С.

Математическую обработку результатов проводили с помощью программного комплекса <^ТАТ^ТЮА 10» через модуль планированного эксперимента. Доверительность для определения значимости коэффициентов регрессии -0,95, уровень значимости - 0,05.

Ранее был проведен планированный эксперимент [17], в котором разработали вяжущее на основе жидкого стекла и различных наполнителей с максимальной прочностью 41 МПа. Данный запас прочности не позволил получить достаточную прочность для полистиролбетона плотностью 700 кг/м3. При длительном экспериментальном наблюдении за образцами бето-

ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 ооп (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 378-387

380 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 378-387

на, изготовленными на этом вяжущем, наблюдали появление белого налета. Установили, что причиной являются процессы выщелачивания на поверхности. Для предотвращения этих процессов в настоящем исследовании изменили силикатный модуль жидкого стекла, увеличив до п = 1,5 и с р=1,39 г/см3

Результаты и их обсуждение

Для установления оптимального количества наполнителя, и, соответственно, жидкого стекла из микрокремнезёма, применяли метод математического планирования эксперимента.

В качестве независимых переменных выбрали следующие факторы:

- Х1 - расход наполнителя, %, варьировали в пределах 1, 7 и 13%;

- Х2 - расход жидкого стекла с силикат-

ным модулем и плотностью, массовые части, варьировали в пределах 0,6, 0,7 и 0,8.

Исследования проводили на образцах-балочках, изготовленных из жидкого стекла, золы-уноса, отсева диабаза, а в качестве наполнителя использовали молотый кварцевый песок в соответствии с полным двухфакторным трехуровневым математическим планом (табл. 1), позволяющим получить уравнения регрессии, описывающие интересующие нас отклики.

Уравнения регрессии со значимыми коэффициентами имеют следующий вид:

■2463,88- i 7,50-х,- 21,35 «х, Уг = 9,17- 0,18-х1-0,64-х12-2,41-х22

+ 113,93-х г -120,50-х2 + 0,23-х 1-х2,

Уз = 82,42 - 2,29-Х 1 + 16,29-хт12,78-Х-/.

Модельные графики зависимости откликов эксперимента от варьируемых факторов представлены на рис. 2-4.

Таблица 1. План и значения откликов эксперимента Table 1. The plan and the values of the experiment responses

Натуральные значения переменных Кодированные значения переменных Значения откликов

X, (расход наполнителя), % X2 (расход жидкого стекла), массовые части Х1 x2 Yi (плотность), кг/м3 Y2 (прочность при изгибе), МПа Уз (прочность при сжатии), МПа

13 0,8 1 1 2416 6,01 84,54

1 0,8 -1 1 2451 5,99 83,11

13 0,6 1 -1 2196 5,76 50,55

1 0,6 -1 -1 2231 6,64 52,17

13 0,7 1 0 2422 8,43 78,95

1 0,7 -1 0 2457 8,69 80,38

7 0,8 0 1 2462 6,70 85,57

7 0,6 0 -1 2219 6,87 52,77

7 0,7 0 0 2470 9,10 83,37

>2450 <2450 <2400 <2350 <2300 <2250 <2200

Рис. 2. Зависимость плотности от расхода наполнителя xi и жидкого стекла Х2 Fig. 2. Dependence of density on the flow rate of filler xi and liquid glass Х2

Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917

с. 378-387 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 381 pp. 378-387_(online)_

Рис. 3. Зависимость прочности при изгибе от расхода наполнителя x1 и жидкого стекла x2 Fig. 3. Dependence of bending strength on the flow rate of filler xi and liquid glass X2

Рис. 4. Зависимость прочности при сжатии от расхода наполнителя x1 и жидкого стекла x2 Fig. 4. Dependence of compressive strength on the flow rate of filler x1 and liquid glass x2

Таким образом, при изменении силикатного модуля жидкого стекла с 1 до 1,5 нам удалось при введении молотого кварцевого песка с 1 до 7% сформировать более плотную структуру затвердевшего вяжущего, уплотнение которого связано с тем, что более мелкие частички молотого кварцевого песка располагаются между частицами диабаза.

При этом повышается прочность на изгиб и сжатие, что связано не только с уплотнением, но и с химическим взаимодействием молотого песка со щелочной фазой. Исследования [21] показали целесообразность добавления кремнеземсодержащих наполнителей в жидкое стекло, способствующее повышению силикатного модуля композиции,

приводящее к синтезу высокопрочных водостойких новообразований. Щелочь жидкого стекла растворяет SiO2 с поверхности наполнителя, способствуя переходу в раствор частичек SiO2, соответствующих мономеру и полимери-зующихся затем с образованием геля кремниевой кислоты Si(OH)4.

Нейтрализация щелочи в исследуемых составах предотвратила выщелачивание, наблюдаемое [17] за счет понижения рН-среды, вызвавшее коллоидные процессы и полимеризацию растворенного SiO2 посредством связей ^¡-О^ = с образованием Si(OH)4. Известно, что Si(OH)4 обладает цементирующим и структурирующим действиями.

Увеличение расхода молотого кварцевого песка до 13% приводит к снижению плотности

ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 378-387

382 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 378-387

(на 47-58 кг/м3), что вызвано недоуплотне-нием более жесткой смеси, так как большая суммарная удельная поверхность наполнителя снижает удобоукладываемость. Прочность при изгибе при этом снижается, в среднем, на 2,4 МПа, а прочность на сжатие - на 28 МПа.

Увеличение доли жидкого стекла способствует увеличению плотности (в среднем, на 200 кг/м3) и прочности затвердевшего композиционного вяжущего. Это можно объяснить улучшением удобоукладываемости смеси. Дальнейшее увеличение количества жидкого стекла до 0,8 массовых частей приводит к обратному эффекту: плотность и прочность твердеющей системы незначительно снижаются. Наибольшие значения плотности и прочности достигаются при следующих значениях варьируемых параметров: микронаполнитель - 7%; жидкое стекло - 0,7. При

этом затвердевшее комплексное вяжущее имеет плотность 2470 кг/м3, предел прочности при изгибе и сжатии - 9,10 и 83,37 МПа соответственно.

Высокая прочность на сжатие позволяет в дальнейшем смоделировать за счет пенополи-стирольного заполнителя легкий бетон с требуемыми свойствами по прочности и плотности.

Для апробации разработанной комплексной вяжущей матрицы были изготовлены образцы пенополистиролбетона с различными соотношениями вяжущего и пенополистирола. Составы легкого бетона получали последовательно, уменьшая долю пенополистирола до максимально возможной при сохранении слитной структуры. Для сравнения использован состав на основе портландцемента марки ЦЕМ 11/А-З 32.5Б производства АО «Ангарскцемент». Результаты испытаний составов представлены

в табл. 2.

Таблица 2. Физико-механические характеристики пенополистиролбетонов Table 2. Physical and mechanical characteristics of expanded polystyrene concrete

№ состава Плотность изделий, кг/м3 Класс прочности В Деформации усадки через 28 сут. хранения при температуре 80-100оС, % Деформации усадки через 180 сут. хранения при температуре 80-100оС, % Коэффициент теплопроводности, Вт/моС Коэффициент паропроницае-мости, мг/мчПа

1 585 3 0,40 0,40 0,146 0,14

2 520 2 0,44 0,44 0,125 0,19

3 395 1 0,52 0,53 0,089 0,22

4 850 2,5 0,76 1,04 0,234 0,12

Анализ полученных результатов показывает, что полученный материал соответствует по прочностным характеристикам бетонам классов В1-В3 со средней плотностью 400-600 кг/м3. Согласно рекомендациям ГОСТ 25820-2014 «Бетоны легкие. Технические условия», бетон 0400 на комплексном вяжущем может быть использован как теплоизоляционный материал в трехслойных панелях, блоках и наружных стенах; бетон 0500-600 - для наружных монолитных стен и покрытий. Полистиролбетон на основе разработанного комплексного вяжущего имеет вдвое меньшие деформации усадки по сравнению с полистиролбетоном на основе цемента, что можно объяснить пониженными гигроскопичностью и гидравлической активностью затвердевшего вяжущего, которые обеспечивают стабильность размеров блоков при длительной эксплуатации.

Результаты определения теплопроводности показывают эффективность полисти-ролбетона как теплоизолятора - коэффициенты теплопроводности находятся в допу-

стимых пределах ГОСТ 25820-2014 «Бетоны легкие. Технические условия» для бетонов соответствующих марок по плотности.

Выводы

1. Разработано комплексное высокопрочное вяжущее на основе малоэнергоемкого жидкого стекла из микрокремнезёма ООО «Братского завода ферросплавов», пригодное для получения эффективных полистиролбетонов.

2. Использование оптимизированной вяжущей матрицы при перемешивании с пенополи-стирольными гранулами позволяет получать эффективные составы теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных легких бетонов, пригодных как для устройства теплоизоляции (марки D400), так и для кладки стен и покрытий (марки D500 и выше). Разработанные составы отличаются повышенной геометрической стабильностью блоков и рекомендуются к применению для любых видов использования наполненных легких бетонов: от устройства теплоизоляции строительных конструкций до кладки самонесущих стен малоэтажных зданий, в том числе зданий с повышенной опасностью воздей-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917

с. 378-387 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) 'XQ'i Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 383 pp. 378-387_(online)_

ствия кислот на строительные конструкции.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Korolev E.V., Smirnov V.A. Using particle systems to model the building materials // Advanced materials research. 2013. Vol. 746. P. 277-280.

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR. 746.277

2. Inozemtcev A.S., Korolev E.V. A Method for the reduction of deformation of high-strength lightweight cement concrete // Advances in cement research. 2016. Vol. 28. № 2. P. 92-98. https://doi.org/10.1680/jadcr.15.00049

3. Inozemtcev A.S., Korolev E.V. Technical and economical efficiency for application of nano-modified high-strength lightweight concretes// Advanced materials research. 2014. Vol. 1040. P.176-182.

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR. 1040.176

4. Kudyakov A.I., Steshenko A.B. Shrinkage deformation of cement foam concrete // IOP Conference Series: Materials science and engineering. "International Scientific Conference of Young Scientists: Advanced Materials in Construction and Engineering, TSUAB 2014" (15-17 October 2014, Tomsk). Tomsk, 2015. Vol. 71. P. 012-019.

https://doi.org/10.1088/1757-899X/71/1/012019

5. Bedekovic G., Grcic I., Anic Vucinic A., Premur V. Recovery of waste expanded polystyrene in lightweight concrete production // Rudarsko geolosko naftni zbornik. 2019. Vol. 34. № 3. P. 73-80. https://doi.org/10.17794/rgn.2019.3.8

6. Logunin A., Sokov V. Effective polystyrene concrete using glass cullet and liquid glass // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 365. P. 032-045. https://doi.org/10.1088/1757-899X/365/3/032045

7. Tang Van L., Vu Dinh T., Vu Kim D., Bulgakov B., Aleksandrova O., Bazhenova S. Combined effects of bottom ash and expanded polystyrene on light-weight concrete properties // Matec Web Of Conferences. 2018. P. 01007. https://doi.org/10.1051/matecconf/201825101007

8. Шевченко В.А., Артемьева Н.А., Иванова Л.А., Киселев В.П., Василовская Г.В. Бесцементное вяжущее из зольно-кремнеземистых композиций // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. С. 280.

9. Кочергина М.П., Павлова И.Л., Александров А.А. Силикатнатривые связующие как перспективная вяжущая основа для строительных композитов [Электронный ресурс] //

Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2020. № 6 (45). С. 441-446. URL: trts.esrae.ru/68-573 (06.09.2020).

10. Лукутцова Н.П., Пыкин А.А., Соболева Г.Н., Александрова М.Н., Головин С.Н. Структура и свойства полистиролбетона с силикатными пастами // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 11. С. 25-33. https://doi.Org/10.12737/article_5a001aadc0fe57.7 9195521

11. Саркисов Ю.С. Вяжущие вещества на основе оксидных систем // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 1 (38). С. 108-118.

12. Тотурбиев Б.Д., Мамаев С.А., Тотурбиев А.Б. Композиционные вяжущие вещества из промышленных отходов // Геология и геофизика Юга России. 2019. Т. 9. № 4. С. 140-148.

13. Акулова М.В., Степанова Е.А., Петров А.Н. Влияние добавки жидкого стекла на свойства бетона // Символ науки. 2016. № 11-3. С. 27-28.

14. Кудяков А.И., Свергунова Н.А., Иванов М.Ю. Зернистый теплоизоляционный материал на основе модифицированной жидкостекольной композиции: монография. Томск: Изд-во Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2010. 204 с.

15. Пат. № 2470900, РФ, МПК8 С 04 B40/00, B28/26, B28/08, B111/23. Способ получения кислотостойкого бетона / В.В. Русина, С.А. Львова, Е.В. Корда, М.В. Корина, А.В. Петрова, О.Ю. Шипунова;заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Братский государственный университет». № 2011117717/03; заявл. 03.05.2011; опубл. 03.05.2011. 4 с.

16. Белых С.А., Соколова А.А. Бесцементный полистиролбетон на основе промышленных и бытовых отходов // Технологии бетонов. 2008. № 1. С. 14-15.

17. Маргарян В.Э. Оптимизация состава бетона на золощелочном вяжущем с использованием вторичных ресурсов // Тр. Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2017. Т. 1. С. 140-145.

18. Маргарян В.Э., Белых С.А. Бетонные блоки для ограждающих конструкций на жидкосте-кольном вяжущем // Инновационные технологии в науке и образовании: материалы V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (3-5 июля 2017 г., г. Улан-Удэ.). Улан-Удэ: Бурятский государ-

ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 378-387

384 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 378-387

ственный университет имени Доржи Банза-рова, 2017. С. 52-56.

19. Маргарян В.Э. Подбор состава вяжущего для лёгкого бетона на основе местных вторичных продуктов промышленности // Проблемы экономики и управления строительством в условиях экологически ориентированного развития: материалы Пятой Международной науч.-практ. онлайн-конф. (12-13 апреля 2018 г., г. Томск). Томск: Томский

государственный архитектурно-строитель-ный университет, 2018. С. 247-249.

20. Лохова Н.А., Макарова И.А., Патраманская С.В. Обжиговые материалы на основе микрокремнезема: монография. Братск: БрГТУ, 2002. 1б3 с.

21. Белых С.А., Лебедева Т.А. Получение строительных материалов на основе золь-гель технологий // Тр. Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки: в 2 т. 2018. Т. 1. С. 119-122.

REFERENCES

1. Korolev E, Smirnov V. Using Particle Systems to Model the Building Materials. Advanced Materials Research. 2013;746:277-280. https://doi.org/ 10.4028/www.scientific.net/AMR. 746.277

2. Inozemtcev A, Korolev E. A method for the reduction of deformation of high-strength lightweight cement concrete. Advances in Cement Research. 2016;28(2):92-98. https://doi.org/10.1680/jadcr.15.00049

3. Inozemtcev A, Korolev E. Technical and Economical Efficiency for Application of Nanomodified High-Strength Lightweight Concretes. Advanced Materials Research. 2014;1040:176-182. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR. 1040.176

4. Kudyakov A, Steshenko A. Shrinkage deformation of cement foam concrete. IOP Conference Series: Materials science and engineering. "International Scientific Conference of Young Scientists: Advanced Materials in Construction and Engineering, TSUAB-2014". 15-17 October 2014, Tomsk. Tomsk, 2015. Vol. 71. № 012019.

https://doi.org/10.1088/1757-899X/71/1 /012019

5. Bedekovic G, Grcic I, Anic Vucinic A, Premur V. Recovery of waste expanded polystyrene in lightweight concrete production. Rudarsko-geolosko-naftni zbornik. 2019;34(3):73-80. https://doi.org/10.17794/rgn.2019.3.8

6. Logunin A, Sokov V. Effective polystyrene concrete using glass cullet and liquid glass. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 365. № 032-045. https://doi.org/10.1088/1757-899X/365/3/032045

7. Tang Van L, Vu Dinh T, Vu Kim D, Bulgakov B, Aleksandrova O, Bazhenova S. Combined Effects of Bottom Ash and Expanded Polystyrene on Light-weight Concrete Properties. MATEC Web of Conferences. 2018;251:01007. https://doi.org/10.1051/matecconf/201825101007

8. Shevchenko VA, Artemeva NA, Ivanova LA, Kiselev VP, Vasilovskaya GV. Cement-free

binder from ash-silica compositions. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya = Modern problems of science and education. 2015;1-1:280. (In Russ.)

9. Kochergina MP, Pavlova IL, Aleksandrov AA. Silicon-binding binders as perspective knitting basis for building composites. Tekhnicheskoe reguli-rovanie v transportnom stroitel'stve. 2020;6:441-446. Available from: trts.esrae.ru/68-573 [Accessed 06th September 2020]. (In Russ.)

10. Lukuttsova NP, Pykin AA, Soboleva GN, Aleksandrova MN, Golovin SN. Structure and properties of polystyrene concrete with silicate pastes. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhno-lo-gicheskogo universiteta im. V.G. Shukhova = Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2017;11:25-33. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/article_5a001aadc0fe57.7 9195521

11. Sarkisov YuS. Binding materials based on oxide systems. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta = Journal of construction and architecture. 2013;1:108-118. (In Russ.)

12. Toturbiev BD, Mamaev SA, Toturbiev AB. Composite binders from industrial waste. Geologi-ya i geofizika Yuga Rossii = Geology and geophysics of the South of Russia. 2019;9(4):140-148. (In Russ.)

13. Akulova MV, Stepanova EA, Petrov AN. Influence of liquid glass additive on concrete properties. Simvol nauki: mezhdunarodnyi nauchnyi zhurnal = Symbol of science: international scientific journal. 2016;11 -3:27-28. (In Russ.)

14. Kudyakov AI, Svergunova NA, Ivanov MYu. Granular Heat-insulating material based on modified liquid-glass composition. Tomsk: Tomsk state university of architecture and building; 2010. 204 p. (In Russ.)

15. Rusina VV, Lvova SA, Korda EV, Korina MV, Petrova AV, Shipunova OYu. Method for obtaining acid-resistant concrete. Pat. RF№ 2470900. (In Russ.)

16. Belykh SA, Sokolova AA. Cementless polystyrene concrete based on industrial and Household

Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917

с. 378-387 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) .«f Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 385 pp. 378-387_(online)_

waste. Tekhnologii betonov. 2008;1:14-15.

17. Margaryan VE. Optimization of concrete composition on slag-alkali binder using secondary resources. Trudy Bratskogo gosudarstven-nogo universiteta. Seriya: Estestvennye i in-zhenernye nauki. 2017;1:140-145.

18. Margaryan VE, Belykh SA. Concrete blocks for cladding structure based on fluid-glass binder substance. Innovatsionnye tekhnologii v nauke i obrazovanii: materialy V Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdu-narodnym uchastiem = Innovative technologies in science and education: proceedings of the V all-Russian scientific and practical conference with international participation (3-5 July 2017, Ulan-Ude). Ulan-Ude: Dorji Banzarov Buryat state University; 2017. p. 52-56.

19. Margaryan VE. Selection of the binder composition for lightweight concrete based on local secondary products of industry. Problemy

ekonomiki i upravleniya stroitel'stvom v usloviyakh ekologicheski orientirovannogo razvitiya: materialy Pyatoi Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi onlain-konferentsii = Problems of Economics and construction management in the context of environmentally oriented development: proceedings of the Fifth International scientific and practical online conference (12-13 April 2018, Tomsk). Tomsk: Tomsk state university of architecture and building; 2018. p. 247-249.

20. Lokhova NA, Makarov IA, Patramansky SV. Roasting the materials based on silica fume. Bratsk: Bratsk State Technical University; 2002. 163 p.

21. Belykh SA, Lebedeva TA. Obtaining construction materials based on Sol-gel technologies. Trudy Bratskogo gosudarstvennogo universiteta: Seriya Estestvennye i inzhenernye nauki. In 2 vols. 2018. Vol. 1. p. 119-122.

Критерии авторства

Белых С.А., Даминова А.М., Маргарян В.Э. имеют равные авторские права. Белых С.А. несет ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Сведения об авторах

Белых Светлана Андреевна,

кандидат технических наук, заведующая базовой кафедрой строительного материаловедения и технологий,

Братский государственный университет, 665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40, Россия, Se-mail: [email protected] ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2818-6797

Contribution

Belykh S.A., Daminova A.M., Margaryan V.E. have equal author's rights. Belykh S.A. bears the responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.

The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.

Information about the authors

Svetlana A. Belykh,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

of the Base Department of Building

Materials and Technologies,

Bratsk State University,

40 Makarenko St., Bratsk 665709, Russia,

He-mail: [email protected]

ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2818-6797

ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 378-387

386 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 378-387

Даминова Анастасия Михайловна,

кандидат технических наук,

доцент базовой кафедры строительного

материаловедения и технологий,

Братский государственный университет,

665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40, Россия,

e-mail: [email protected]

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7752-4484

Маргарян Вардгес Эдуардович,

аспирант,

Братский государственный университет, 665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40, Россия, e-mail: [email protected] ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2010-3133

Anastasiya M. Daminova,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

of the Base Department of Building

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Materials and Technologies,

Bratsk State University,

40 Makarenko St., Bratsk 665709, Russia,

e-mail: [email protected]

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7752-4484

Vardges E. Margaryan,

Postgraduate student of the Base

Department of Building Materials

and Technologies,

Bratsk State University,

40 Makarenko St., Bratsk 665709, Russia,

e-mail: [email protected]

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2010-3133

Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917

с. 378-387 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 387 pp. 378-387_(online)_

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.