№ 7 (2024)

Разработке строительных материалов на основе ангидритовых вяжущих посвящено достаточно большое количество работ как российских, так и зарубежных исследователей. Вяжущее на основе нерастворимого ангидрита относится к медленнотвердеющим. Этот факт зачастую отпугивает производителей строительных материалов в использовании данного вяжущего. На сегодняшний день существует множество активаторов твердения нерастворимого ангидрита. Эффективность ускорителей зависит от ряда факторов. Но однозначного объяснения действия добавок, применяемых для получения ангидритовых материалов с оптимальными свойствами, нет, и эта проблема нуждается во всестороннем исследовании. Использование ангидрита в производстве строительных изделий и материалов является перспективным направлением в строительстве, так как ангидритовое вяжущее может быть заменено местным материалом и использоваться вместо цементного или гипсового вяжущего.

Вопрос о пределе технико-экономической оптимизации составов сухих строительных смесей не теряет своей актуальности и остается одним из главных и приоритетных вопросов в отрасли. Одним из способов решения данного вопроса является использование наиболее совершенных химических добавок, позволяющих минимизировать себестоимость смесей, сохраняя характеристики выпускаемой продукции. В данной работе рассматривается применение реологической добавки REOLIN RA 120 для оптимизации составов штукатурных смесей на гипсовом вяжущем. Показано, что использование REOLIN RA 120 в гипсовых составах позволяет снизить трудоемкость проведения штукатурных работ посредством увеличения диапазона допустимого водотвердого отношения, снижения расхода сухой смеси и улучшения текстуры поверхности. Описан алгоритм введения добавки и ее влияние на показатели, характеризующие трудоемкость приготовления, нанесения, выравнивания раствора и последующей обработки штукатурной поверхности.

Технология строительной 3D-печати является одним из приоритетных направлений развития строительной отрасли по всему миру. Несмотря на оптимистичные прогнозы роста технологии аддитивного строительного производства в долгосрочной перспективе, существуют различные риски, способные оказывать влияние на темпы данного развития, которые связаны в первую очередь с необходимостью развития нормативной базы, подготовки квалифицированных кадров, создания и совершенствования оборудования и материалов для строительной 3D-печати. Цель работы в исследовании структуры и свойств мелкозернистых бетонов для аддитивного строительного производства (3D-печати) на основе гипсоцементно-пуццолановых сухих строительных смесей (ССС). Формование образцов при проведении экспериментальных исследований осуществлялось методом послойной экструзии на цеховом строительном 3D-принтере «АМТ S-6044». Обоснована рациональность применения в технологии аддитивного производства бетонов с соотношением ГЦПВ:заполнитель = 1:2 при модуле крупности песка М_к=3. Разработан состав гипсо- цементно-пуццоланового бетона (ГЦПБ), модифицированный полифункциональной комплексной добавкой (КД), позволяющей повысить прочность при сжатии на 35,3%, водостойкость – на 73% (до 0,85) по сравнению с контрольным немодифицированным составом. Установлено, что модифицирование ГЦПБ разработанной полифункциональной комплексной добавкой приводит к снижению объема открытых капиллярных пор на 20,5%, объема открытых некапиллярных пор – на 66,7%, к увеличению объема условно-закрытых пор – на 28,1%, показателя микропористости – с 0,22 до 0,89. Синергетическое взаимодействие химических добавок в составе КД подтверждается результатами выполненных исследований по определению электрокинетического потенциала на поверхности частиц ГЦПВ и кинетики тепловыделения при его гидратации.

Одним из направлений развития бетоноведения является сочетание положительных качеств тяжелых и легких бетонов. Оптимизация конкурирующих высоких показателей конструкционных свойств тяжелых бетонов и теплофизических свойств легких бетонов – задача, решению которой посвящено большое количество научных трудов. В России наибольшее распространение получили конструкционные легкие бетоны на керамзитовом заполнителе. В настоящее время появляется опыт реконструкции мостов из легких бетонов на полых микросферах. За последние десять лет возможности получения легких бетонов с повышенной прочностью существенно расширились. В работе представлены модели, демонстрирующие особенности формирования структуры легкого бетона на полом и пористом заполнителях. Описаны преимущества и ограничения каждого вида рассмотренных заполнителей для получения легких бетонов с заданной средней плотностью и прочностью. Описанные модели показывают, что для получения высокопрочного легкого бетона (R_уд≥25 МПа) средней плотностью более 1600 кг/м³ целесообразно использовать пористый заполнитель, а при ρ_lb<1600 кг/м³ достижение требуемых механических свойств либо возможно только на полом заполнителе, либо имеет большее значение удельной прочности, чем на пористом. Определяющей в достижении требуемой удельной прочности легкого бетона становится толщина оболочки заполнителя.

Изучено влияние высокодисперсных вольфрамсодержащих порошков (WC, WO₃, смесь WC, TiC), полученных в результате рециклинга твердосплавных изделий, на изменение структурных и физико-механических свойств цементных материалов при повышенной температуре. Порошки карбида вольфрама WC, оксида вольфрама WO₃, смеси карбидов вольфрама и титана WC, TiC (средний размер частиц 20–150 нм, агломератов 300 нм – 1,5 мкм) добавляли в цементный раствор путем частичной замены вяжущего вещества в различных концентрациях (1–5 мас. %). Влияние добавок на термостойкость цементных образцов оценивалось по потере массы, остаточной прочности при сжатии, подвергнутых воздействию температуры при 300, 600 и 800^оC в течение 2 ч. Микроструктурный анализ выполнен с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM) с интегрированной системой энергодисперсионного анализа. Установлено, что во всем рассматриваемом температурном диапазоне (20–800^оС) модифицированные образцы демонстрируют более плотную микроструктуру, имеют меньшую потерю массы и обладают повышенной остаточной прочностью при сжатии по сравнению с контрольным составом. Полученные результаты исследования представляют значительную ценность для понимания механизмов влияния высокодисперсных вольфрамсодержащих частиц на характеристики цементных материалов в условиях высокотемпературного воздействия.

Наращивание и поддержание темпов строительных и ремонтных работ, связанное с развитием сети автомобильных дорог, а также улучшением качества сообщения субъектов и транспортных узлов, требует огромного количества ресурсозатрат и соответственно создает значительную нагрузку на экономику страны. Одним из рациональных решений в дорожно-строительной отрасли, позволяющим снизить затраты на сырье, является вторичное использование материалов из существующих конструкций автомобильных дорог. Наиболее распространенным как в отечественной, так и в зарубежной практике является применение технологий регенерации количественно преобладающих покрытий автомобильных дорог из асфальтобетона. Однако при вторичном использовании асфальтобетона для установления рецептурно-технологических особенностей проектируемых композитов следует производить оценку свойств асфальтобетона после износа и возможного взаимного влияния применяемых в его составе компонентов на формирование конечных свойств новых композитов. В этой связи представленная работа посвящена анализу комплекса свойств проб асфальтового гранулята и установлению закономерностей их изменения в зависимости от состава и сроков эксплуатации. На основании проведенных исследований установлено, что состав минеральной части асфальтового гранулята и количество органического вяжущего находятся в пределах нормируемых диапазонов. Обращает на себя внимание снижение физико-механических характеристик минеральной части при увеличении срока службы асфальтобетона более пяти лет, а также изменение состава органического вяжущего, приводящее к снижению его релаксирующей способности. В зависимости от состава и свойств асфальтового гранулята предложены варианты его дальнейшего использования.