Эффективное использование вторичного сырья. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Статья научная
Введение. Объем промышленных, сельскохозяйственных и бытовых отходов, образующихся ежегодно во Вьетнаме, постоянно увеличивается, в то время как потребность в строительных материалах становится все более актуальной. В данном исследовании оценивается возможность использования бесцементного «зеленого» бетона на основе золы-уноса тепловых электростанций, доменного шлака и отходов стекла для изготовления светопропускающих декоративных изделий. Материалы и методы. В работе применялись методы исследований, соответствующие действующим вьетнамским стандартам, а также специально разработанная экспериментальная установка для определения коэффициента светопропускания образцов декоративных «зеленых» бетонов. Для получения бесцементного вяжущего были использованы зола-уноса ТЭС «Фа Лай» и тонкомолотый доменный гранулированный шлак металлургического завода «Хоа Фат» в сочетании с активизатором, состоящим из смеси водных растворов NaOH и Na2SiO3 в соотношении 1:1. В состав бетонных смесей также входили стекольные отходы разного цвета, измельченные до частиц размером 5,0–20,0 мм, декоративный мелкий заполнитель фракции 2,5–5,0 мм, суперпластифицирующая добавка под торговым названием MVN-SR производства компании «Silkroad Ханой». Для дисперсного армирования декоративных светопропускающих изделий с целью повышения их трещиностойкости и улучшения механических свойств использовались синтетические полипропиленовые волокна в виде отдельных филаментов и стальная сетчатая фибра. Кроме того, для придания декоративным изделиям требуемой цветовой гаммы и эстетических характеристик применялись различные пигментные порошки красного, желтого, синего и других цветов. Результаты и обсуждения. Были разработаны четыре состава с содержанием отходов стекла от 5 до 20% мас. с целью анализа их влияния на удобоукладываемость бетонной смеси, а также физико-механические свойства и способность декоративных изделий пропускать свет. Полученные результаты показали, что при увеличении содержания стекла удобоукладываемость бетонных смесей по расплыву конуса снизилась с 25 до 19 см, тогда как их средняя плотность увеличилась с 2068 до 2169 кг/м3. В возрасте твердения 28 суток прочность бетонных образцов на сжатие составила 38–46 МПа, прочность на растяжение при изгибе – не менее 4,9 МПа, износостойкость 0,3–0,51 г/см3, водопоглощение по массе от 7,3 до 8,5%, а коэффициент светопропускания повысился с 11,8 до 20,5%. Заключение. Полученные светопропускающие декоративные изделия подходят для внутренней и наружной отделки и одновременно обеспечивают требуемые эксплуатационные характеристики, а также создают внутри помещений эффект мягкого рассеивания света. Кроме того, использование крупнотоннажных промышленных отходов способствует снижению потребления природных ресурсов и выбросов углекислого газа, что подтверждает потенциал использования разработанного декоративно-отделочного материала для усиления архитектурной выразительности интерьеров жилых и общественных зданий.
Бесплатно
Микроструктурные и микромеханические характеристики цементной пасты с порошком панциря каракатицы
Статья научная
Введение. Морские биоотходы представляют собой устойчивый источник богатого кальцием ресурса для производства цементных материалов, однако их роль в контроле гидратации остается ограниченной. Порошок из панциря каракатицы (ППК) представляет собой морской биокальций с пористой иерархической структурой, образующий наноструктурированную систему карбоната кальция. Эта система влияет на фазовые превращения и взаимосвязь структуры и свойств цементной пасты. В данном исследовании оценивается его влияние на фазовый состав, баланс соотношения Ca/Si, микроструктуру и взаимосвязь структуры и свойств. Материалы и методы. В исследовании используется обычная цементная паста и паста, модифицированная ППК. ППК заменяет цемент на 10–50% по весу. Во всех смесях используется постоянное водовяжущее отношение 0,5 и твердение в течение 28 дней. Фазовый состав оценивается методом термогравиметрического анализа (ТГА-TGA), методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) определяется соотношение Ca/Si, методы сканирующей электронной микроскопии (SEM) и картирование используются для изучения микроструктуры, определением твёрдости по Виккерсу измеряются микромеханические свойства. Результаты. ППК изменяет фазовый состав цементной пасты. Содержание гидроксида кальция снижается с 18,68% до 13,13%, а карбоната кальция увеличивается с 2,80% до 15,05%. Соотношение Ca/Si увеличивается и указывает на систему, богатую Ca. Микроструктура пасты становится гетерогенной, распределение Ca становится более локализованным, тогда как распределение Si остаётся относительно стабильным. Микромеханические свойства увеличиваются до состава ППК40 и уменьшаются при более высоких уровнях замещения. Обсуждение. ППК влияет на гидратацию за счет своей пористой иерархической структуры и карбонатного состава. Такая структура контролирует распределение ионов и образование фаз, а также регулирует баланс Ca/Si и эволюцию микроструктуры. Полученные результаты устанавливают связь между структурой и свойствами и определяют микромеханический отклик материала. Заключение. Порошок панциря каракатицы (ППК) действует как наноструктурированная карбонатная система и модифицирует фазовый состав, молярное отношение Ca/Si и микроструктуру цементного камня. При умеренных степенях замещения такая модификация приводит к повышению микромеханических характеристик, тогда как при более высоких уровнях замещения наблюдается снижение структурной непрерывности матрицы.
Бесплатно
Определение соединений кремния в составе заполнителей бетона из отходов производств
Статья научная
Накопление отходов производства является актуальной проблемой промышленности, а использование вторичного сырья при производстве строительных материалов является важной задачей во всем мире. В статье рассмотрены результаты исследования содержания растворимого кремнезема в составе заполнителей бетона из отходов производств. Установлено, что содержание растворимых соединений кремния – в пределах нормы, а исследованные материалы можно использовать в качестве заполнителей в бетон. На основании этих результатов мы можем выполнять дальнейшие исследования по изготовлению бетонов с повышенной коррозионной стойкостью к агрессивным воздействиям с применением заполнителей из отходов производств.
Бесплатно
Экономика замкнутого цикла при переработке отходов из бетона и железобетона
Статья научная
Введение. В процессе сноса и демонтажа аварийных зданий, а также при строительстве и реконструкции ежегодно в России образуется более 70 млн. тонн строительных отходов. В основе экономики замкнутого цикла лежит принцип возобновления ресурсов, переработки вторичного сырья, технологических мероприятий по возвращению отходов в повторный хозяйственный оборот. В настоящее время проблема экономии природных ресурсов, уменьшения отходов строительного производства особенно актуальны. Около 80% строительных отходов составляет тяжелый и легкий железобетон, из которого может производиться вторичный щебень, увеличение объемов использования которого является одной из задач при переходе линейной экономики на экономику замкнутого цикла.
Бесплатно
