ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ЗАПОЛНИТЕЛЯХ ИЗ КАМЕННЫХ ОТХОДОВ И РЫХЛЫХ ПОРИСТЫХ ПОРОД ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. КАМЕННЫЕ ПОРИСТЫЕ ГОРНЫЕ И РЫХЛЫЕ ПОРОДЫ КАК БАЗА ЕСТЕСТВЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 8
1.1. Характеристика горных пористых пород 8
1.2. Рыхлые пористые горные материалы 14
1.3. Свойства горных пористых пород осадочного и вулканического
происхождения 19
1.4. Производство пористых каменных стеновых материалов и их
применение в строительстве 26
1.5. Выводы по первой главе 30
Глава 2. ОТХОДЫ КАМЕННЫХ ПОРИСТЫХ ПОРОД И РЫХЛЫЕ МАТЕРИАЛЫ КАК СЫРЬЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ 31
2.1. Исследование свойств отходов камнепиления и рыхлых материалов в
качестве заполнителей легких бетонов 31
2.2. Физико-механические свойства природных пористых заполнителей 36
2.3. Выводы по второй главе 43
Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И СОСТАВЫ БЕТОНОВ НА ПРИРОДНЫХ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ 45
3.1. Основные принципы получения конструкционных и конструкционно-
теплоизоляционных бетонов на основе заполнителя из горных пород 45
3.2. Процессы, которые протекают в контактной зоне пористых
заполнителей и цементного камня 52
3.3. Свойства легких бетонов, изготовленных на основе природных
пористых заполнителях 59
3.4. Микроразрушения бетонов, изготовленных на основе природных
пористых заполнителях в процессе нагружения 64
3.5. Выводы по третьей главе 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ – АПРОБАЦИЯ 74

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность. Современное строительство активно использует легкие бетоны и железобетонные конструкции, поскольку они позволяют снизить массу зданий, уменьшить нагрузку на фундамент и повысить теплоизоляци-онные характеристики строительных объектов. В последнее время особое внимание уделяется оптимизации строительных материалов за счет использо-вания местного сырья, включая отходы горнодобывающей промышленности и природные пористые породы вулканического происхождения. Применение пористых каменных отходов и рыхлых вулканических материалов в качестве заполнителей для легких бетонов способствует утилизации промышленных отходов, сокращая нагрузку на окружающую среду, снижает затраты на про-изводство за счет более доступных природных пористых материалов по срав-нению с традиционными синтетическими аналогами и улучшает теплоизоля-ционные свойства бетона, делая его более энергоэффективным.
Россия обладает значительными запасами пористых горных пород, та-ких как туф, пемза, вулканический шлак и пористый известняк, которые могут быть переработаны и использованы в строительстве. Их применение способ-ствует снижению себестоимости бетонных изделий и повышает рентабель-ность строительных проектов. Более того, переработка каменных отходов решает проблему накопления горных выработок, снижает антропогенное воз-действие на ландшафт и способствует рациональному использованию при-родных ресурсов. Важно учитывать, что около 70% затрат в строительной отрасли связаны с закупкой сырья, материалов, энергетических ресурсов и го-рюче-смазочных материалов, а стоимость материалов составляет около 60% общего бюджета проекта. В таких условиях поиск экономически выгодных альтернативных решений является ключевой задачей для снижения издержек в крупных строительных проектах.
Использование отходов камнеобработки и других промышленных остатков не только снижает стоимость производства, но и решает экологиче-ские вопросы, связанные с утилизацией отходов. Производство синтетических пористых наполнителей требует значительных затрат на материалы и энер-гию, в то время как природные пористые заполнители позволяют сократить капитальные вложения и снизить расходы на тепловую и электроэнергию. Их использование при производстве легкого бетона обеспечивает ресурсосбере-жение, поскольку предполагает применение переработанных отходов.
Важным направлением развития строительных материалов является со-вершенствование ограждающих конструкций путем повышения теплоизоля-ционных свойств легких бетонов. Замена энергозатратных компонентов, таких как керамзит, на обрезки камня и промышленные отходы позволяет не только удешевить производство, но и улучшить эксплуатационные характеристики строительных объектов. В связи с этим актуальной задачей становится комплексное изучение физико-механических свойств природных пористых заполнителей, разработка оптимальных составов легких бетонов и анализ их долговечности. Это позволит повысить экономичность и надежность кон-струкций, а также усовершенствовать методы расчета и проектирования изги-баемых элементов с различной формой поперечного сечения.
В условиях нехватки высокопрочных плотных заполнителей в отдель-ных регионах страны использование природных пористых материалов стано-вится важной альтернативой. Это позволяет не только снизить потребность в транспортировке дорогих материалов, но и повысить доступность строитель-ных ресурсов. Производство легкобетонных конструкций способствует уменьшению массы строящихся зданий и сооружений, снижению затрат на строительные работы, уменьшению потребности в тяжелой строительной технике и упрощению монтажа.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. КАМЕННЫЕ ПОРИСТЫЕ ГОРНЫЕ И РЫХЛЫЕ ПОРО-ДЫ КАК БАЗА ЕСТЕСТВЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Характеристика горных пористых пород

Горные породы представляют собой устойчивые ассоциации минералов, формирующиеся в результате различных геологических процессов. Они обра-зуют самостоятельные геологические тела и составляют основную часть зем-ной коры. В результате анализа материалов А. Ламамры, Е.М. Котельниковой и А.О. Сергеева, горные породы можно рассматривать как одну из наиболее распространенных категорий природных образований, встречающихся на по-верхности Земли в огромных объемах [1]. Их разнообразие обусловлено раз-личными условиями образования, минеральным составом, структурой и фи-зико-механическими свойствами.
По оценке авторов Г.И. Редькина, Е.И. Красюковой и Н.В. Овчаровой Н.В., сфера применения горных пород чрезвычайно широка. Материалы, по-лучаемые в процессе их разработки, используются в строительстве, промыш-ленности и ландшафтном дизайне [2]. Среди наиболее востребованных видов можно выделить щебень, песок, отсев, гравий, дресву и скальные породы, ко-торые находят применение в производстве бетонов, дорожном строительстве и благоустройстве территорий.
По моему мнению, изучение горных пород имеет ключевое значение для геологии, экологии и промышленности, поскольку они не только форми-руют природную среду, но и служат основным сырьем для множества техно-логических процессов. Важно отметить, что в условиях растущего промыш-ленного освоения месторождений актуальной задачей становится рациональ-ное использование горных пород и разработка методов их переработки с це-лью минимизации экологических последствий.
Минеральный и химический составы являются основными критериями классификации горных пород. Минеральный состав определяет структуру и физические свойства породы, однако его разнообразие относительно невелико — в составе горных пород встречается порядка 50 различных минералов. В зависимости от их сочетания породы могут быть однородными или неодно-родными, а также характеризоваться различной степенью прочности: от рых-лых до твердых соединений. В отличие от минерального, химический состав горных пород отличается большим разнообразием. По оценке авторов Д.Ю. Сироты и К.Р. Бедарева, в их составе присутствуют практически все известные химические элементы [3]. Однако количественное содержание этих элементов варьируется, что влияет на физико-механические свойства пород, их устойчи-вость к внешним воздействиям и возможности использования в различных отраслях промышленности.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Редькин Г. И., Красюкова Е. И., Овчарова Н. В. Классификация горных пород по признакам их строения // Вектор ГеоНаук. 2018. №3. С. 23-26.
2. Ламамра А., Котельникова Е.М., Сергеев А.О. Характеристика горных пород рудного месторождения Бухадры в Алжире // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2018. №4. С. 493-502.
3. Сирота Д.Ю., Бедарев К.Р. Способ определения основных механических характеристик горных пород в натурных условиях // Вестник КузГТУ. 2024. №1. С. 73-81.
4. Попов М. А., Попов А.Н. Использование геофизических данных о пористости горных пород при выборе типов долот // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2020. № 10(334). С. 17-19.
5. Мухиддинов К. С. механические свойства горных пород // Наука среди нас. 2018. № 4(8). С. 206-210.
6. Хайруллин А. А., Величко Е.Ю. Методы определения коэффициента пористости на керновом материале // Новые технологии - нефтегазовому региону: материалы Международной научно-практической конференции, Тюмень, 16–20 мая 2016 года. Том I. 2016. С. 214-216.
7. Ризаев Б. Ш., Мамадалиев А. Т., Мухитдинов М. Б., Одилжанов А. З. Анализ эффективности использования пористых заполнителей для лёгких бетонов // Экономика и социум. 2022. №2-1 (93). С. 461-467.
8. Егорочкина И.О. Рекомендации по подбору состава бетонов на вторичных заполнителях с разномодульными включениями // Вестник ЮУрГУ. Серия: Строительство и архитектура. 2014. №3. С. 49-53.
9. Коровкин М.О., Шестернин А.И., Ерошкина Н.А., Зенкин В.В., Саденко С.М. Влияние вторичного заполнителя на основе бетонного лома на свойства бетона // ИВД. 2024. №6 (114). С. 58-71.

Весь текст будет доступен после покупки