AP 08856219 «РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОРИЗОВАННЫХ ГРАНУЛИРОВАННЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

AP08856219 «Разработка ресурсосберегающей технологии поризованных гранулированных и композиционных строительных материалов»

AP08856219 «Разработка ресурсосберегающей технологии поризованных

гранулированных и композиционных строительных материалов»

Актуальность.

Проект посвящен решению проблемы повышения энергетической эффективности и развития технологии материалов для «зеленого» строительства. Для обеспечения энергетической эффективности строительства необходимы долговечные композиционные материалы, которые сочетают высокие теплозащитные свойства со стабильностью структуры. Создание высокопористых материалов посредством обоснованного сочетания структурообразующих компонентов, обеспечивающих реализацию различных механизмов формирования пор.

Цель проекта.

Разработка ресурсосберегающей технологии низкообжиговых и безобжиговых пористых гранул для теплоизоляционных композиционных материалов с регулируемой плотностью на основе бесцементной матрицы, тонкодисперсных и волокнистых наполнителей техногенного происхождения.

Ожидаемые результаты.

Научные основы формирования и поризации материалов с учетом состава сырьевых компонентов; развитие представлений о механизме формирования пор в различных структурах; разработка принципов создания композитов комбинированной структуры. Расширение ассортимента и повышение качества теплоизоляционных материалов; повышение энергоэффективности и комфортности возводимых объектов; рациональное использование природных и техногенных ресурсов.

Срок реализации: 2020 – 2022 годы (27 месяцев)

Достигнутые на данный момент результаты.

Разработана схема оценки природных и техногенных материалов для получения пористых гранулированных и композиционных материалов. Определены технологические критерии сырьевых материалов. Предложены рецептуры смесей, содержащих тонкодисперсные, волокнистые и зернистые наполнители. Разработаны составы многокомпонентных смесей для получения гранул по обжиговой технологии.

Выполнены исследования по формированию пористой структуры гранулированных материалов.  Разработаны способы обработки сырцовых гранул, обеспечивающие образование пористого материала размером 5 – 20 мм  и плотностью 100 – 600 кг/м3

Оптимизирован вещественный состав матрицы композиционных материалов по виду и содержанию наполнителей, составу и плотности жидкого компонента. Проведены исследования процессов твердения и свойств магнезиальных и жидкостекольных композиционных материалов с различным количеством безобжиговых и обожженных пористых заполнителей.

Выполнены исследования по формированию пористой структуры гранулированных материалов на основе жидкостекольных и магнезиальных смесей. В качестве наполнителей использованы техногенные тонкодисперсные, волокнистые и пустотелые материалы: стекольный бой, отходы обогащения магнетитовых руд, вскрышная опока, зола от сжигания угля; зольная микросфера, отходы производства вспученного перлита, пеномагнезита и пеностекла; древесные опилки, пшеничная шелуха, отходы мебельного производства.

Разработаны способы обработки сырцовых гранул, обеспечивающие образование пористого материала с учетом состава формовочной смеси. Для получения гранул фракций 5 – 10 и 10 – 20 мм плотностью 250 – 500 кг/м3 из жидкостекольных смесей с тонкодисперсным наполнителем рекомендован способ термического вспучивания. Для получения гранул фракции 5 – 10 мм плотностью 350 – 600 кг/м3 из жидкостекольных смесей с пустотелым наполнителем необходимо обеспечить контактное омоноличивание частиц наполнителя и низкотемпературное вспучивание. Пористые магнезиальные гранулы с волокнистым и пустотелыми частицами 10 – 15 мм плотностью 500 – 600 кг/м3 целесообразно получать при сочетании способов  контактного омоноличивания, свойлачивания и вспенивания.

Выполнены исследования вещество матрицы композиционных материалов на основе жидкого стекла и каустического магнезита. Проведена оптимизация вещественного состава матрицы композиционных материалов по виду и содержанию наполнителей, состава и плотности жидкого компонента.

В качестве матрицы композиционных материалов исследованы вяжущие, обладающие высокой адгезией, активизирующим влиянием на твердение наполнителей. Проведены исследования влияния тонкодисперсных и волокнистых наполнителей на реологические свойства, структуру и прочность магнезиального и жидкостекольного вяжущих веществ..

Для проектирования состава композиционных материалов использованы расчетные и экспериментальные методы. Рассмотрены различные модели упаковок  пористых заполнителей в композиционных материалах. Для выявления многофакторной зависимости плотности и прочности композиционных материалов от рецептуры формовочных масс использовано математическое планирование экспериментов. Исследованы свойства разработанных композиционных материалов. Магнезиальные композиты характеризуются плотностью 640 – 850 кг/м3 и прочностью 6,7 – 10,0 МПа. Жидкостекольные композиты имеют плотность 380 – 650 кг/м3 и прочность 3,5 – 8,7 МПа.

Отработаны технологические приемы приготовления формовочной массы для композиционных материалов на основе жидкостекольных и магнезиальных композиций и разработанного пористого заполнителя. Регулирование вещественным составом формовочных смесей позволило получить композиционные материалы с заданной плотностью.

Для получения композиционных материалов с плотностью не более 600 кг/м3 разработаны комбинированные зернистые структуры из формовочных смесей различной пористости. Полученные композиционные материалы имеют прочность не менее 3,5 МПа и характеризуются коэффициентом теплопроводности 0,08 – 0,12 Вт /(м∙0С).

 Составлена расчетная схема композита, позволяющая с помощью численных методов исследовать применение поризованных композиционных материалов в сферической  оболочке и стенке кессонного перекрытия. Разработана методика численного определения коэффициента теплопроводности для слоев из композиционного материала на пористом заполнителе.

Члены исследовательской группы

Мирюк Ольга Александровна – д.т.н., профессор, заведующая кафедрой строительства и строительного материаловедения – руководитель проекта

Индекс Хирша по Web of Science – 2

https://publons.com/researcher/3512033/publications/

Индекс Хирша по Scopus – 4

Scopus ID: 6504824408

ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6892-2763

Загороднюк Лилия Хасановна  – д.т.н., профессор Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова – исполнитель.

Индекс Хирша по Scopus – 11

Scopus ID: 56938725300

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9840-4414

Федюк Роман Сергеевич  – к.т.н., профессор Дальневосточного федерального университета  – исполнитель.

Индекс Хирша по Scopus – 26

Scopus ID: 57199850188

ORCID: http://orcid.org/ 0000-0002-2279-1240

Олейник Александр Иванович – д.т.н., доцент кафедры строительства и строительного материаловедения  – исполнитель.

Scopus ID: 57222407063

Ахмедов Камандар Масим оглы – к.т.н., старший преподаватель  кафедры строительства и строительного материаловедения  – исполнитель.

Scopus ID: 57222404151

Штыкова Ирина Владимировна –  магистр, и.о. заведующего кафедрой автоматизации, информационных систем и безопасности  – исполнитель.

Scopus ID: 57220835509

Акмалова Ольга Адольфовна – и.о. декана факультета экономики и  строительств а – исполнитель.

Смагина Дана Маратовна –  магистр, преподаватель кафедры строительства и строительного материаловедения  – исполнитель.

Грабовец Татьяна Николаевна –  преподаватель кафедры строительства и строительного материаловедения  – исполнитель.

Юнисова Светлана Александровна –  старший преподаватель кафедры строительства и строительного материаловедения  – исполнитель.

Макарова Анна Владимировна –  студентка образовательной программы «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»  – исполнитель.

Основные публикации по теме:

  1. Miryuk O.A. Granular magnesia compositions // Complex Use of Mineral Resources. 2021. №1 (316). P. 32– 39. КОКСОН. Web of Science. https://doi.org/10.31643/2021/6445.04
  2. Oleynik A. I., Akhmedov K. M. and Shamov V. V. Stability of a Multistoried Building on a Ground Base Described by a Bilinear Model // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. v. 147. Р. 243 – 249. Scopus. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68984-1_36
  3. Miryuk O.A. Molding Properties of Alkali Silicate Compositions. // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. v. 147. Р. 118 – 124. Scopus. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68984-1_18
  4. Miryuk O.A. Porous Magnesia Compositions with Various Fillers. // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. v. 147. Р. 344 – 350. Scopus. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68984-1_50
  5. Miryuk O.A., Oleynik A. I. and Akhmedov K. M. Deformation of the prefabricated monolithic cover from porous concrete reinforced with fiberglass fittings // Journal of Physics: Conference Series. 2021. 1967. 012055. Scopus. https://doi:10.1088/1742-6596/1967/1/012055
  6. Miryuk O.A. Magnesia compositions with technogenic fillers // Journal of Physics: Conference Series. 2021. 1967. 012054. Scopus. https://doi:10.1088/1742-6596/1967/1/012054
  7. Miryuk O.A. Environmental Aspects of Resource-Saving Cement Technology // Environmental and Climate Technologies. 2021. v.25. no.1 Р.803 – 815. Scopus. https://doi.org/10.2478/rtuect-2021-0060
  8. Miryuk O., Fediuk R., Amran M. Foam glass crystalline granular material from a polymineral raw mix // crystals. 2021. 11(12). article 1447. Scopus. https://doi.org/10.3390/cryst11121447
  9. Miryuk  O. A. Cellular Structure Formation of Composite Materials // Lecture Notes in Civil Engineering. 2022. v. 170. Р. 123 – 133. Scopus. https://doi.org/10.1007/978-3-030-79983-0_12
  10. Miryuk O.A.  Effect of sulphate component on hardening of magnesia binder // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2022. v. 57(3). P. 559 – 568. Scopus.
  11. Miryuk  O. A. Alkaline silicate compositions of porous structure // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2022. v. 17. №5. P. 509 – 517. Scopus.
  1. Miryuk O.A., Zagorodnyuk L. Granular materials based on expanded sands and their production waste // Complex Use of Mineral Resources. 2022. № 321(2). Р.14 – 21. КОКСОН. Web of Science. https://doi.org/10.31643/2022/6445.13
  2. Miryuk O.A. Porous composite material based on liquid glass // Complex Use of Mineral Resources. 2022. № 323(4). Р.15 – 22. КОКСОН. Web of Science. https://doi.org/31643/2022/6445.35
  1. Мирюк О.А. Композиция для производства пористого заполнителя.                           Патент РК  на изобретение № 34547. Опубликован 20.11.2020.
  2. Мирюк О.А. Сырьевая смесь для получения легких бетонов.                                   Патент РК  на изобретение № 35097. Опубликован 28.05.2021.
  1. Мирюк О.А. Композиция для производства пористого заполнителя.                    Патент РК  на изобретение № 35433. Опубликован 22.04.22, бюл. № 16.
  2. Мирюк О.А. Композиция для легкого гранулированного заполнителя. Патент РК на изобретение № 35434. Опубликован 22.04.22, бюл. № 16.

 

Контактная информация для потенциальных пользователей:

E-mail: info@rii.kz, psm58@mail.ru

Приемная комиссия

Call - центр

Call-center: 8(71431)50702, 87013849448 По вопросам заселения в общежития: 8(71431)9-25-68, 87054403859 Электронный адрес: abiturient@rii.kz