Физико-механические свойства легких бетонов на основе гипсовых вяжущих и торфовермикулитовых гранул

Введение. Анализ литературных и экспериментальных данных ресурсного обеспечения строительного рынка показал, что разработка новых и эффективных материалов с улучшенными параметрами качества является актуальной задачей и в долгосрочной перспективе послужит толчком к развитию рынка строительных материалов.
На данный момент торфяная промышленность в Российской Федерации имеет низкие показатели по добыче торфяного сырья, запасы которого считаются неисчерпаемыми. Для потенциального развития торфяной отрасли на территории Сибирского региона может быть организовано производство современных теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов на основе местного сырья, залегающего в месторождениях Томской области. Применение низинного торфа и вспученного вермикулита для создания нового конкурентного материала может способствовать повышению экономического и промышленного престижа региона, что приведет к открытию новых рабочих мест.
Материалы и методы. Проведены исследования с применением методов и испытаний, изложенных в национальных стандартах. Измерение плотности полученного материала осуществлялось в соответствии с ГОСТ 17177–94. Определение прочности образцов при сжатии и при изгибе производилось в соответствии с ГОСТ 23789–2018. Определение процента влажности образцов осуществлялось в соответствии с ГОСТ 23789–2018.
Результаты. Результаты проведенных исследований позволили определить основные требования к проектируемому составу легких бетонов на основе гипсовых вяжущих и торфовермикулитовых гранул. Исследована взаимосвязь прочностных характеристик и плотности легкого бетона, установлено, что при значениях средней плотности в интервале 530–850 кг/ полученный материал соответствует основным техническим требованиям теплоизоляционных легких бетонов (ГОСТ 25820–2014).
Обсуждение и заключение. В работе экспериментальными исследованиями определено рациональное соотношение компонентов легких бетонов на основе гипсового вяжущего и торфовермикулитовых гранул, при котором достигаются максимальные значения прочности при минимальной плотности. На основании полученных данных было установлено, что для достижения необходимых физико-механических свойств легких бетонов на основе гипсовых вяжущих оптимальный размер торфовермикулитовых гранул должен быть не более 4–5 мм.

1. Копаница Н. О. Теплоизоляционные торфодревесные строительные материалы / Н. О. Копаница, А. И. Кудяков, М. А. Ковалева. Томск: STT, 2009. 183 с.

2. Копаница Н. О., Кудяков А. И., Саркисов Ю. С. Строительные материалы и изделия на основе модифицированных торфов Сибири. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2013. 295 с.

3. Копаница Н. О., Ковалева М. А. Исследование вяжущих свойств низинных торфов // Вестник ТГА-СУ. 2012. № 4. С. 153 –158.

4. Горкольцева Д. С., Копаница Н. О. Торфовермикулитовые смеси для производства теплоизоляционного гранулированного материала // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2021;23(5):93-104. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2021-23-5-93-104

5. Гуюмджян П. П., Ветренко Т. Г., Виталова Н. М. Производство экологически безопасных строительных материалов на основе торфа и гипса // Вестник МГСУ. 2012. № 1. С. 94–99.

6. Пичугин А. П., Хританков В. Ф., Смирнова О. Е. Строительные материалы из растительного сырья: монография. НГАУ, 2020. 207 с.

7. Аветов Н. А., Кузнецов О. Л., Шишконакова Е. А. Опыт использования классификации и диагностики почв России в систематике торфяных почв биогеоценозов олиготрофных болот северо-таежной подзоны Западной Сибири // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2019. № 4. С. 37–47.

8. Пичугин А. П. Ресурсы и местное сырье в строительном материаловедении / А. П. Пичугин, А. С. Денисов, X. В. Фишер // Инновации и продовольственная безопасность. 2019. № 1 (15). С. 38–6.

9. Виталова Н. М. Использование торфа для изготовления теплоизоляционных плит // Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 8. С. 68–71.

10. Kurmangalieva A. I., Anikanova L. A., Volkova O. V., Kudyakov A. I., Sarkisov Yu. S., Abzaev Yu. A. Activation of hardening processes of fluorogipsum compositions by chemical additives of sodium salts // ChemChemTech. 2020. Т. 63. No 8. pp. 73-80.

11. Кудяков А. И., Копаница Н. О., Прищепа И. А., Шаньгин С. Н. Конструкционно-теплоизоляционные пенобетоны с термомодифицированной торфяной добавкой // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. №1 (38). С. 172–177.

12. Malik S. S., Fasih A. K., Yasir I. B., Fayaz A. K., Muhammad F., Asim A., Waqas A.,Evaluation of Mechanical Properties of Lightweight Concrete with Pumice Aggregate, Adv. Sci. Technol. Res. J. 2021; 15(2):30–38.

13. Pykin A. A., Gornostaeva E. Y., Lukutsova N. P., Pykina J. S. Lightweight Concrete Based on Gypseous. Binding Materials, Modified with Microcrystalline Cellulose, and Cavitationly Processed Sawdust, Materials Science Forum. 2019. pp.188-192.

14. Smirnova O. E., Pichugin A. P. Structural and thermal insulation products based on vegetable raw materials // Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety - 2. Building Materials and Products. 2019. С.20-24.