Введение. Рассматривается возможность производства во Вьетнаме строительных материалов на основе техногенных отходов, обладающих низким углеродным следом и способных поглощать углекислый газ, для достижения к 2050 году нулевого выброса парниковых газов. До настоящего времени поискам решения этой проблемы уделялось недостаточное внимание. Методы и материалы. Были проведены исследования с целью оценки возможности получения «зеленого» бесцементного бетонного материала, используя для этого местные промышленные отходы и отходы переработки продукции сельского хозяйства в виде золы-уноса и донного шлака мусоросжигательной электростанции «Green Star», шламовых отходов производства глинозема, керамических отходов, известкового порошка и кокосового волокна в сочетании со специальным активирующим щелочным раствором. Среднюю плотность, прочность на сжатие и водопоглощение разработанного бесцементного бетона определяли на образцах-кубах размером 100x100x100 мм в соответствии с требованиями действующих вьетнамских стандартов. Способность полученного бетона поглощать углекислый газ оценивали с помощью разработанного метода путем измерения массы углекислого газа, поглощенного бетонными образцами. Результаты и обсуждение. Средняя плотность разработанного бетона составляет 1950 кг/м3; прочность на сжатие в возрасте 28 суток - 7,5+11,5 МПа; водопоглощение - 8+10% масс. К основным достоинствам применения бесцементного бетона разработанного состава относятся снижение углеродного следа благодаря отказу от использования портландцемента, способность бетона поглощать углекислый газ и возможность утилизации многотоннажных техногенных отходов при его изготовлении. Заключение. Результаты проведенных исследований показывают, что использование разработанного бесцементного «зеленого» бетона для изготовления строительных изделий и конструкций во Вьетнаме позволит утилизовать порядка 1,1 т многотоннажных промышленных отходов в расчете на 1 кубический метр и в ходе эксплуатации поглотить 10-13 кг углекислого газа. Это будет способствовать реализации намеченного курса на «зеленую» трансформацию экономики Вьетнама в устойчивую экономику замкнутого цикла.
Введение. В настоящее время развитие науки и техники требует создания новых полимерных композитов с высокими техническими характеристиками для различных отраслей промышленности. Одним из основных способов повышения физико-технических характеристик полимерных композитов на основе термоэластопластов является использование природных наполнителей. В Кыргызской Республике особый интерес вызывает использование мелкодисперсных минеральных наполнителей, извлекаемых из местных природных ресурсов. Минералы и горные породы этого региона характеризуются высокой доступностью, обширными запасами и разнообразием свойств. Накопленный опыт исследований и практического применения открывает перспективы использования этих материалов для создания полимерных композитов с уникальными характеристиками. Это открывает новые возможности для использования кавитационного процесса в различных промышленных установках, включая измельчение материалов. Методы и материалы. Разработана экспериментальная гидрокавитационная мельница для получения тонкоизмельченных порошков из минералов и горных пород, предназначенных для использования в качестве наполнителей в полимерных композитах. Физико-химические свойства полимерных композитов и их сырьевого состава исследовались с применением современных приборов и оборудования. Приведены фракционный состав и физико-технические характеристики некоторых минералов и горных пород, используемых для получения активных наполнителей для полимерных композитов. Результаты. Фракционный состав измельченных наполнителей с размером частиц менее 0,31 мм распределен следующим образом: тонкоизмельченный базальт - 7,3%, волластонит - 44,6%, мраморная пыль - 50,26%, порошок из бурого угля - 47,56%. Анализ показывает, что среди исследуемых наполнителей тонкоизмельченный базальт содержит наименьшее количество мелких фракций, что обусловлено его высокой твердостью по сравнению с другими минералами, такими как волластонит, мрамор и уголь. Проведение физико-механических исследований полученных полимерных композитов показало, что при добавлении тонкоизмельченного базальта наблюдается неравномерное распределение базальтового порошка в полимерной матрице, что приводит к снижению прочностных характеристик композита. Поэтому для получения более прочного материала требуется измельчение минералов и горных пород до уровня микрочастиц с использованием кавитационного эффекта. С этой целью создана лабораторная мельница, работающая на основе кавитационного эффекта. На разработанной гидрокавитационной мельнице были получены наполнители на уровне микро- и наночастиц. Определены физико-технические характеристики полимерных композитов с добавками полученных нанонаполнителей. Прочность на сжатие композитов с минеральными наполнителями (фракция менее 0,31 мм, содержание волластонитового наполнителя в композите - 25,2%) составила 5,47 МПа, с базальтовым наполнителем - 5,2 МПа, а с кожевенным порошком (пылью) - 4,25 МПа. Прочность на сжатие композита с добавлением угольного наполнителя (13,2%) составила 4,2 МПа. Введение до 14,2% минеральных наполнителей в состав композита повышает его теплостойкость: при добавлении базальтового наполнителя - до 106 °C, а волластонитового - до 114 °C. Заключение. Исследован фракционный состав минеральных наполнителей на основе неорганического сырья для использования их в создании полимерных композитов. Создана гидрокавитационная мельница, и разработан метод переработки наполнителей из минералов и горных пород. Были получены новые полимерные композиты с добавками базальта, волластонита, мрамора и отходов кожевенной промышленности. Проведены исследования физико-технических характеристик этих полимерных композитов в зависимости от содержания наполнителей, таких как базальт, волластонит, мрамор и отходы кожевенной промышленности.
Введение. Важным вопросом в технологии приготовления бетонной смеси является поиск путей эффективного использования свойств заполнителей (наполнителей) в твердеющих поликомпонентных системах. Самой распространенной вяжущей композицией является смесь вяжущей системы с измельченным кварцсодержащим полиминеральным песком. Известно, что микрокремнезем относится к активным минеральным добавкам (наполнителям), свойства которых принято характеризовать по количеству поглощенных из насыщенного известкового раствора ионов Ca2+. Сейчас известны прямые аналитические методы определения пуццолановой активности, которые отслеживают изменение содержания Ca(OH)2 во времени в ходе протекания пуццолановой реакции, и косвенные, которые направлены на определение физико-механических характеристик, отражающих способность исследуемого материала связывать свободный оксид кальция в устойчивые гидратные соединения. Ранее была подтверждена применимость потенциометрического метода анализа с использованием ион-селективного электрода с рCa-функцией для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов. Следует отметить, что этот метод, функционально связанный с концентрацией определяемого компонента в испытуемом растворе, являются весьма эффективным с точки зрения экспрессности и трудоемкости. Поэтому целью исследований является апробация метода для микрокремнеземных систем, полученных способом механического помола полиминеральных песков различных месторождений. Для выполнения экспериментов были использованы пески месторождений Архангельской области. В качестве эталонного объекта для установления характера изменения функциональной взаимосвязи измеряемого потенциала электродной системы от объема добавляемого раствора Ca(OH)2 был выбран кварцевый песок (КП). Методы и материалы. Полиминеральный песок месторождения «Краснофлотский-Запад» относится к аллювиально-морским современным четвертичным отложениям (am IV). Песок месторождения «Холмогорское» - это кварцево-полевошпатовый песок, который относится к аллювиальным современным четвертичным отложениям (a IV). Минералогический состав полиминеральных песков определен полуколичественным методом с помощью бинокулярного микроскопа МБС-1. Тонкодисперсные порошки песков получали методом сухого механического помола на планетарной шаровой мельнице Retsch PM100. Удельную поверхность порошков определяли методом газопроницаемости Козени-Кармана на установке ПСХ-10а. Для проведения потенциометрического анализа была собрана установка, представляющая собой электродную пару из измерительного электрода с pCa-функцией и электрода сравнения, подключенных к иономеру Эксперт-001-3.0.1 и погруженных в стеклянный стаканчик вместимостью 100 мл. Перемешивание реакционной системы осуществлялось с помощью магнитной мешалки. Калибровку электрода проводили по стандартным растворам хлорида кальция с разной концентрацией. Для определения сорбционной способности кремнеземсодержащего сырья предварительно готовили раствор извести и суспензию из проб тонкодисперсных порошков песков. В полученную суспензию последовательно добавляли известковый раствор и проводили измерение ЭДС (потенциал) системы при постоянном перемешивании. Далее рассчитывали концентрацию ионов кальция Сф по предварительно установленной калибровочной зависимости. Для определения активности строили зависимость между значениями задаваемой концентрации ионов кальция в растворе извести при добавлении ее определенного объема в суспензию исследуемых песков и значениями концентрации, полученными потенциометрическими измерениями. Результаты и обсуждение. Полученные тонкодисперсные порошки кварцсодержащих полиминеральных песков имели следующие значения удельной поверхности: кварцевый песок - 1020±31 м2/кг, Краснофлотский Запад» - 465±14 и «Холмогорское» -450±14 м2/кг. Приведенные данные позволяют проводить сравнительный анализ экспериментальных потенциометрических измерений. Вместе с тем зависимость измеряемого потенциала от концентрации ионов кальция в растворе для суспензии кварцевого песка может быть использована в качестве некоторого эталона в связи с значительно более высокой удельной поверхностью порошка, а следовательно, более ярко выраженной зависимостью Е = f(VROf). Полученная зависимость измеряемого потенциала электродной системы от объема добавляемого раствора Ca(OH)2 в суспензию кварцевого песка (в качестве эталонного образца) и дистиллированную воду (в качестве холостого опыта) показали, что характер изменения функциональной взаимосвязи анализируемых двух образцов (КП и H2O) различен, что свидетельствует о достаточной чувствительности используемого ион-селективного электрода к уровню задаваемых концентраций извести в растворе. Вместе с тем, можно отметить, что добавление раствора извести в воду приводит к практически постоянному росту значений измеряемого потенциала, величина которого пропорциональна -/gCCa, при этом начальный потенциал электродной пары (до ввода раствора извести) соответствует значению фоновой концентрации ионов кальция в растворе. Изменение потенциала электродной пары в суспензии порошка кварцевого песка имеет характер, отличный от вышеотмеченного для воды. Данную функциональную зависимость можно разделить на три периода. Первый - индукционный период, когда электродный потенциал линейно возрастает с увеличением концентрации Ca(OH)2 в растворе. Наличие второго периода функциональной зависимости, на котором наблюдается стабилизация значений потенциала при добавлении в реакционную систему гидроксида кальция, связан непосредственно с адсорбционным (пуццолановым) эффектом тонкодисперсного кварца. Третий заключительный период характеризуется ростом величины потенциала электродов за счет появления избытка ионов Ca2+ в растворе. Полученные данные показывают, что наибольшую пуццолановую и адсорбционною активность по отношению к ионам кальция проявляет порошок месторождения «Краснофлотский Запад». Такая зависимость имеет ярко выраженный трехстадийный характер, фиксируемый нами при проведении аналогичного эксперимента с порошком кварцевого песка. Учитывая, что высокодисперсные кварцсодержащие порошки проявляют свойства сорбентов, разница в зависимостях может указывать также на количественное отличие в активных центрах адсорбции у исследуемых порошков и, как следствие, на разницу в их степени заполнения. Данный факт является кинетическим фактором процесса твердофазного концентрирования определяемых катионов. Используя алгоритм расчета параметров активности порошков по данным потенциометрии, были определены емкость поглощения оксида кальция и коэффициент гидравлической активности. Полученные результаты показали, что сорбционная емкость по отношению к оксиду кальция у полученных порошков исследуемых месторождений песков практически одинакова, однако характер функциональной зависимости изменения определяемой концентрации гидроксида кальция в растворе относительно добавляемого ее значения различается. Данные факт может свидетельствовать о разном механизме сорбционных процессов. Заключение. Показано, что потенциометрический метод определения сорбционной емкости по отношению к оксиду кальция может быть использован в качестве экспресс-способа для порошков кварцсодержащих полиминеральных песков. Для корректного расчета определяемых параметров при полностью повторяющихся условиях опытов необходимо проведение эксперимента с суспензией кварцевого песка и эксперимента сравнения, в котором в качестве объекта измерений используется вода растворения. Функциональную зависимость изменения определяемой концентрации гидроксида кальция в растворе относительно добавляемого ее значения можно использовать для сравнительной оценки механизма сорбционных процессов для порошков различной вещественной природы.
Введение. Текстильные материалы технического назначения в виде многослойных пакетов находят широкое применение в качестве теплоизоляционных покрытий в строительстве. Одной из функциональных характеристик такого рода материалов является их эффективная работа в условиях интенсивного обдува ветром. Теплоизоляционные характеристики текстильных теплоизоляционных материалов зависят от величины их воздухопроницаемости, при этом минимальное термическое сопротивление наблюдается со стороны обдува. Материалы и методы исследования. В статье предложена методика, позволяющая рассчитать термическое сопротивление многослойного пакета, состоящего из текстильных строительных материалов в условиях обдува. Показано, что теплоизоляционные свойства материалов, входящих в состав пакета, зависят от их воздухопроницаемости. Результаты и обсуждение. Рассматриваемая в работе математическая модель по определению термических сопротивлений ограждающих конструкций, содержащих теплоизоляционные пакеты на основе текстильных материалов, включает данные по воздухопроницаемости отдельных слоёв, а также по толщине их воздушных прослоек. В работе приведена схема теплоизоляционных слоев, включающая температурные кривые. В качестве исходной информации по распределению температур в слоях приняты условия неподвижной среды, а также предположение, что повышение скорости воздуха при обдуве пакета влияет на уменьшение его термического сопротивления. Заключение. В работе приведены уравнения по определению термических сопротивлений теплоизоляционных слоев и прослоек ограждающих конструкций, с учетом их воздухопроницаемости при обдуве воздушным потоком разной степени интенсивности.