Стойкость хлормагнезиальных композитов к длительному водонасыщению определяется показателями коэффициента размягчения и склонностью к растрескиванию. Технологические способы предотвращения растрескивания камня магнезиального вяжущего при контакте с водой имеют ряд недостатков, в частности связанных с их затрудненной воспроизводимостью в производственных условиях. Данное исследование посвящено поиску добавок, позволяющих регулировать процессы структурообразования хлормагнезиальных композитов с целью формирования преимущественно стабильных фаз, равномерно распределенных в объеме при длительном насыщении водой. В ходе работы применяли стандартные методики исследования свойств теста и камня вяжущего, а также микрокалориметрию. В результате установлено, что добавка триполифосфата натрия способствует значительному замедлению сроков схватывания хлормагнезиальной композиции, но устраняет склонность полученного из нее искусственного камня к растрескиванию при длительном водонасыщении.

Г.Ф. АВЕРИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. КОШЕЛЕВ, аспирант (vasilikosh@ gmail.com),
Л.Я. КРАМАР, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет) (454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76)

1. Винниченко В.И., Рязанов А.Н. Ресурсо- и энергосберегающие вяжущие из отходов доломита. Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые химико-технологические процессы защиты окружающей среды. Белгород. 24–25 ноября 2015. С. 22–32.
2. Носов А.В. Высокопрочное доломитовое вяжущее // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Строительство и архитектура. 2013. Т. 13. № 1. С. 30–37.
3. Uryasheva N.N., Kovaleva O.I., Kovalev N.V. Research of the magnesia cement stability to the impact of corrosive biological environments. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 451. No. 1. 012035. DOI 10.1088/1757-899X/451/1/012035
4. Lauermannová A.M., Lojka M., Jankovský O., Faltysová I., Pavlíková M., Pivák A., Záleská M., Pavlík Z. High-performance magnesium oxychloride composites with silica sand and diatomite. Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 11, pp. 957–969. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.028
5. Khalil A., Wang X., Celik K. 3D printable magnesium oxide concrete: towards sustainable modern architecture. Additive Manufacturing. 2020. Vol. 33. 101145. https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101145
6. Носов А.В., Черных Т.Н., Крамар Л.Я. Добавки-интенсификаторы обжига доломита. Наука ЮУрГУ. Секции технических наук: Материалы 66-й научной конференции. Челябинск, 2014. С. 998–1002.
7. Хузиахметов Р.Х. Технология магнезиальных вяжущих из доломитового порошка и оценка качества продуктов обжига // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 7. С. 101–107.
8. Крамар Л.Я., Черных Т.Н., Трофимов Б.Я. Особенности твердения магнезиального вяжущего // Цемент и его применение. 2006. № 5. С. 58–61.
9. Крамар Л.Я., Нуждин С.В., Трофимов Б.Я. Композиции на основе магнезиального вяжущего, не склонные при эксплуатации к растрескиванию // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Строительство и архитектура. 2007. № 14 (86). С. 15–17.
10. Еленова А.А., Кривобородов Ю.Р. Влияние гидродинамически активированной добавки кристаллогидрата на гидратацию и твердение цементного камня // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. 30. № 7 (176). С. 36–38.
11. Кривобородов Ю.Р., Бойко А.А. Влияние минеральных добавок на гидратацию глиноземистого цемента // Техника и технология силикатов. 2011. Т. 18. № 4. С. 12–15.
12. Гувалов А.А., Кабусь А.В., Ушеров-Маршак А.В. Влияние органоминеральной добавки на раннюю гидратацию цемента // Строительные материалы. 2013. № 9. С. 94–95.
13. Ba H., Guan H. Influence of MgO/MgCl₂ molar ratio on phase stability of magnesium oxychloride cement. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2009. Vol. 24. No. 3, pp. 476–481. https://doi.org/10.1007/s11595-009-3476-3
14. Мурашкевич А.Н. Химическая технология материалов и изделий электронной техники. Минск: БГТУ, 2013. 297 с.
15. Averina G.F., Koshelev V.A., Kramar L.Y. Combined roasting of raw materials modified by additives-intensifiers in form of low humidity sludge. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 687. Iss. 2. 022038. DOI: 10.1088/1757-899X/687/2/022038
16. Аверина Г.Ф., Катасонова А.В., Зимич В.В., Черных Т.Н. Повышение водостойкости магнезиального камня для твердеющих закладочных смесей из техногенных доломитов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер.Строительство и архитектура. 2016. Т. 16. № 2. С. 28–32.

Приведены процессы структурообразования композиционных строительных материалов (КСМ) на полимерных связующих. Показано, что одним из наиболее значимых компонентов КСМ являются наполнители, которые позволяют улучшить их структурных и эксплуатационных характеристики. Работа посвящена анализу результатов экспериментального исследования свойств эпоксидных композитов с наполнителями, обладающими различными прочностными и упругопластическими свойствами. Исследования выполнены в три этапа: на первом этапе проведена оценка влияния природы наполнителя на процессы отверждения КСМ; на втором – установлено влияние вида наполнителя и его количественного содержания на прочность композитов; на третьем – проведена оптимизация составов с применением наполнителей с различными показателями зернового состава и упругопластических свойств. В качестве наполнителей на первом и втором этапах исследований рассматривались порошки стекла, доломита, термолита, диатомита, а на третьем – порошки стекла, керамики и мела. Исследования на третьем этапе проводились с использованием математических методов планирования эксперимента с построением матрицы планирования для полного факторного эксперимента и определением значений функций отклика относительно кодированных факторов. Установлены степень отверждения, физико-механические свойства; химическая стойкость наполненных эпоксидных КСМ. На основе искусственных нейронных сетей были определены максимальные свойства исследуемых композитов с наполнителями. Предложена также оценка структурных свойств на основе ранговой корреляции. Результаты исследований могут быть использованы для прогнозирования свойств КСМ, а также для уточнения экстремальных показателей свойств. Установлены зависимости изменения свойств полимерных композитов от характеристик поверхности, дисперсности наполнителей и степени наполнения; определены предпочтительные наполнители для эпоксидных композитов; для оценки влияния упругих поверхностных свойств композитов определены наполнители, позволяющие улучшить показатели прочности и деформируемости полимерных композитов; получены регрессионные модели на основе полного факторного эксперимента; сделана оценка «структурной устойчивости» исследованных композитов с помощью ранговой корреляции Пирсона, Кендалла, Спирмена; на основе искусственных нейронных сетей определены экстремальные показатели свойств исследуемых композитов с наполнителями. Результаты исследований могут быть использованы для уточнения экстремальных показателей и прогнозирования свойств КСМ.

В.Т. ЕРОФЕЕВ^1,3, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.В. АФОНИН², канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.М. ЗОТКИНА², канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
К.С. СТЕНЕЧКИНА¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. );
Т.П. ТЮРЯХИНА³, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.В. ЛАЗАРЕВ³, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (430000, г. Саранск, ул. Большевистская, 68/1)
³ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)

1. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Ярмаковский В.Н., Ерофеев В.Т. О современных методах обеспечения долговечности железобетонных конструкций. ACADEMIA. Архитектура и строительство. 2015. № 1. С. 93–102.
1. Karpenko N.I., Karpenko S.N., Yarmakovsky V.N., Erofeev V.T. On modern methods of ensuring the durability of reinforced concrete structures. ACADEMIA. Arhitektura i stroitel’stvo. 2015. No. 1, pp. 93–102. (In Russian).
2. Бобрышев А.Н., Ерофеев В.Т., Козомазов В.Н. Полимерные композиционные материалы: Учеб. пособие. М.: АСВ, 2013. 480 с.
2. Bobryshev A.N., Erofeev V.T., Kozomazov V.N. Polimernye kompozicionnye materialy [Polymer composite materials: textbook]. Moscow: ASV, 2013. 480 p.
3. Соколова Ю.А. Эпоксидные полимербетоны, модифицированные нефтяными битумами, каменноугольной и карбамидной смолами и аминопроизводными соединениями / Под ред. Ю.А. Соколовой, В.Т. Ерофеева. М.: Палеотип, 2008. 244 с.
3. Sokolova Yu.A. Epoksidnyye polimerbetony, modifitsirovannyye neftyanymi bitumami, kamennougol’noy i karbamidnoy smolami i aminoproizvodnymi soyedineniyami / pod. red. Yu.A. Sokolovoi, V.T. Yerofeyeva [Epoxy polymer concretes modified with petroleum bitumen, coal and urea resins and amino derivatives / under. ed. by V.T. Erofeev]. Moscow: Paleotype, 2008. 244 p.
4. Erofeev V., Tyuryakhin A., Tyuryakhina T. Flat space of values of volume module of grain composite with spherical fill-lem. International Journal of Civial Engineering and Technology (IJCIET). 2019. Vol. 10 (8), pp. 333–342.
5. Ma P.C., Mo S.Y., Tang B.Z., Kim J.K. Dispersion, interfacial interaction and re-agglomeration of functionalized carbon nanotubes in epoxy composites. 2010. Carbon. Vol. 48. Iss. 6, pp. 1824–1834. DOI: 10.1016/j.carbon.2010.01.028
6. Rahmat M., Hubert P. Carbon nanotube-polymer interactions in nanocomposites: A review. Composites Science and Technology. 2011. Vol. 72. Iss. 1,pp. 72–84. DOI: 10.1016/j.compscitech.2011.10.002
7. Kathi J., Rhee K.Y., Lee J.H. Effect of chemical functionalization of multi-walled carbon nanotubes with 3-aminopropyltriethoxysilane on mechanical and morphological properties of epoxy nanocomposites. Composites. Part A. Applied Science and Manufacturing. 2009. Vol. 40. Iss. 6, pp. 800–809. DOI: 10.1016/j.compositesa.2009.04.001
8. Rafiee M., Rafiee J., Srivastava I. Fracture and fatigue in graphene nanocomposites. Nano. Micro. Small. 2010. Vol. 6. Iss. 2, pp. 179–183. https://doi.org/10.1002/smll.200901480
9. Sun L., Gibson R.F., Gordaninejad F., Suhr J. Energy absorption capability of nanocomposites: a review. Composites Science and Technology. 2009. Vol. 69. Iss. 14, pp. 2392–2409. DOI: 10.1016/j.compscitech.2009.06.020
10. Tang L.Ch., Zhang H., Han J. Fracture mechanisms of epoxy filled with ozone functionalized multi-wall carbon nanotubes. Composites Science and Technology. 2011. Vol. 72, pp. 7–13. DOI: 10.1016/j.compscitech.2011.07.016
11 Ni Y., Chen L., Teng K., Shi J. Superior mechanical properties of epoxy composites reinforced by 3D interconnected graphene skeleton. ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. Vol. 7. Iss. 21,pp. 11583–11591. DOI: 10.1021/acsami.5b02552
12. Rahman R., Haque A. Molecular modeling of crosslinkedgraphene-epoxy nanocomposites for characterization of elastic constants and interfacial properties. Engineering. Composites Part B: Engineering. 2013. Vol. 54, pp. 353–364. DOI: 10.1016/J.COMPOSITESB.2013.05.034
13. Qiao R., Brinson L.C. Simulation of interphase percolation and gradients in polymer nanocomposites. Composites Science and Technology. Composites Science and Technology. 2009. Vol. 69. Iss. 3–4, pp. 491–499. DOI: 10.1016/j.compscitech. 2008.11.022
14. Ayatollahi M.R., Shadlou S., Shokrieh M., Chitsazzadeh M. Effect of multi-walled carbon nanotube aspect ratio on mechanical and electrical properties of epoxy-based nanocomposites. Polymer Testing. 2011. Vol. 30. Iss. 5, pp. 548–556. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2011.04.008
15. Hamming L., Qiao R., Messersmith P., Brinson L.C. Effects of dispersion and interfacial modification on the macroscale properties of TiO₂ polymer-matrix nanocomposites. Composites Science and Technology. 2009. Vol. 69, Iss. 11–12, pp. 1880–1886. DOI: 10.1016/j.compscitech.2009.04.005
16. Yang S., Yu S., Woomin K., Do-Suck H.,Maenghyo C. Multiscale modeling of size-dependent elastic properties of carbon nanotube/polymer nanocomposites with interfacial imperfections. Polymer. 2012. Vol. 53. Iss. 2, pp. 623–6332012. DOI: 10.1016/j.polymer.2011.11.052
17. Ерофеев В.Т., Афонин В.В., Ельчищева Т.Ф., Зоткина М.М., Ерофеева И.В. Использование отсканированных изображений для оценки солеобразования на поверхности цементных композитов. Вестник МГСУ. 2020. Вып. 15.№ 11. С. 1523–1533. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1523-1533
17. Erofeev V.T., Afonin V.V., El’chishheva T.F., Zotkina M.M., Erofeeva I.V. Using scanned images to assess salt formation on the surface of cementitious composites. Vestnik MSUCE. 2020. Vol. 15. No. 11, pp. 1523–1533. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1523-1533
18. Erofeev T., Likomaskina M., Afonin V., Likomaskin A., Tolmacheva V., Kotlyarskaya I. Microbiological resistance of sand-bitumen concrete. AlfaBuild. 2022. Vol. 25. Iss. 5. 2503. doi: 10.57728/ALF.25.3
19. Максимова И.Н., Ерофеева И.В., Афонин В.В., Емельянов Д.В. Оценка качества цементных композитов, подвергнутых воздействию температурно-агрессивной среды, с использованием интерполяции и корреляции // Вестник МГСУ. 2021. Вып. 16. № 11. С. 1473–1482. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.11.1473-1482
19. Maksimova I.N., Erofeeva I.V., Afonin V.V., Emelyanov D.V. Assessing the quality of cement composites exposed to a temperature-aggressive environment using interpolation and correlation. Vestnik MSUCE. 2021. Vol. 16. Iss. 11, pp. 1473–1482. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2021.11.1473-1482
20. Erofeeva I.V, Afonin V.V., Fedortsov V.A., Emelyanov D.V. Research of behavior of cement composites in conditions of high humidity and variable positive temperatures. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 972 (1). 012052. DOI:10.1088/1757-899X/972/1/012052
21. Тарасюк И.А., Кравчук А.С. Сужение «Вилки» Фойгта–Рейсса в теории упругих структурно-неоднородных в среднем изотропных композиционных тел без применения вариационных принципов. APRIORI. Сер.: Естественные и технические науки. 2014. № 3. С. 8.
21 Tarasyuk I.A., Kravchuk A.S. Narrowing of the Voigt-Reuss «Fork» in the theory of elastic, structurally inhomogeneous, on average, isotropic composite bodies without the use of variational principles. APRIORI. Series: Natural and technical sciences. 2014. No. 3, p. 8. (In Russian).
22. Гуменюк А.Н., Полянских И.С., Петрунин С.М., Шевченко Ф.Е., Первушин Г.Н. Многофункцио-нальный слоистый композиционный материал, используемый в строительстве. Вестник МГСУ. 2021. Вып. 16. № 6. С. 688–697. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.6.688-697
22. Gumenyuk A.N., Polyanskikh I.S., Petrunin S.M., Shevchenko F.E., Pervushin G.N. Multifunctional layered composite material used in construction. Vestnik MSUCE. 2021. Vol. 16. No. 6, pp. 688–697. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2021.6.688-697
23. Сафаров А.Р., Дорожинский В.Б., Андреев В.И. Реализация численной модели бетона CSCM для отечественных классов бетона. Вестник МГСУ. 2023. Вып. 18. № 4. С. 545–555. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.4.545-555
23. Safarov A.R., Dorozhinsky V.B., Andreev V.I. Implementation of a numerical model of concrete CSCM for domestic classes of concrete. Vestnik MSUCE. 2023. Vol. 18. No. 4, pp. 545–555. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2023.4.545-555
24. Urkhanova L.A., Buyantuev S.L., Urkhanova A.A., Lkhasaranov S.A., Ardashova G.R., Fediuk R.S. et al. Mechanical and electrical properties of concrete modified by carbon nanoparticles. Magazine of Civil Engineering. 2019. Vol. 8. No. 92, pp. 163–172. DOI: 10.18720/MCE.92.14
25 Yakovlev G., Vít Č., Polyanskikh I., Gordina A., Pudov I., Gumenyuk A., Smirnova O. The effect of complex modification on the impedance of cement matrices. Materials. 2021. Vol. 14. Iss. 3. 557.DOI: 10.3390/ma14030557
26. Лам Н.Д.Т., Самченко С.В., Лам Т.В., Швецова В.А. Оптимизация пропорций композиционного вяжущего, содержащего многокомпонентные добавки. Вестник МГСУ. 2023. Вып. 18. № 3. С. 427–437. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.427-437
26. Lam N.D.T., Samchenko S.V., Lam T.V., Shvetsova V.A. Optimization of the proportions of a composite binder containing multicomponent additives. Vestnik MSUCE. 2023. Iss. 18. No. 3, pp. 427–437. (In Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.427-437
27. Omidi M., Milani A.S., Seethaler R., Arasteh R. Prediction of the mechanical characteristics of mul-
ti-walled carbon nanotube/epoxy composites using a new form of the rule of mixtures. Carbon. 2010. Vol. 48. Iss. 11, pp. 3218–3228. DOI: 10.1016/j.carbon.2010.05.007
28. Лазарев А.В., Казначеев С.В., Ерофеев В.Т., Бредихин В.В., Худяков В.А. Оптимизация составов наполненных эпоксидных композитов по прочностным показателям. Известия Юго-Западного государственного университета. Сер.: Техника и технологии. 2012. № 2–3. С. 235–239.
28. Lazarev A.V., Kaznacheev S.V., Erofeev V.T., Bredikhin V.V., Khudyakov V.A. Optimization of compositions of filled epoxy composites in terms of strength indicators. Izvestiya of the Southwestern State University. Series: Equipment and technology. 2012. No. 2–3, pp. 235–239. (In Russian).
29. Ерофеев В.Т., Волгина Е.В., Казначеев С.В., Кретова В.М. Исследование прочности винил-эфирных композитов. Известия Юго-Западного государственного университета. Сер.: Техника и технологии. 2013. № 4. С. 81–88.
29. Erofeev V.T., Volgina E.V., Kaznacheev S.V., Kretova V.M. Research on the strength of vinylester composites. Izvestiya of the Southwestern State University. Series: Equipment and technology. 2013. No. 4, pp. 81–88. (In Russian).
30. Бобрышев А.Н., Ерофеев В.Т., Козомазов В.Н. Физика и синергетика дисперсно-неупорядоченных конденсированных композитных систем. СПб.: Наука, 2012. 473 с.
30. Bobryshev A.N., Erofeev V.T., Kozomazov V.N. Fizika i sinergetika dispersno-neuporyadochennykh kondensirovannykh kompozitnykh sistem [Physics and synergetics of dispersed disordered condensed composite systems]. St. Petersburg: Nauka. 2012. 473 p.
31. Gibbons J.D. Nonparametric Statistical Inference. New York. Basel: CRC Press. 2010. 652 p.
32. Kim I., Balakrishnan S., Wasserman L. Robust multivariate nonparametric tests via projection averaging. Annals of Statistics. 2020. Vol. 48. Iss. 6, pp. 3417–3441. https://doi.org/10.48550/arXiv.1803.00715
33. Pan W., Tian Y., Wang X., Zhang H. Ball divergence: nonparametric two sample test. Annals of Statistics. 2018. Vol. 46. Iss. 3, pp. 1109–1137. DOI: 10.1214/17-AOS1579
34. Kotlyar M., Fuhrman S., Ableson A., Somogyi R. Spearman correlation identifies statistically significant gene expression clusters in spinal cord development and injury. Neurochemical Research. 2004, pp. 1133–1140. DOI: 10.1023/a:1020969208033
35. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. М.: Физматлит, 2006. 816 с.
35. Kobzar A.I. Prikladnaya matematicheskaya statistika. Dlya inzhenerov i nauchnykh rabotnikov [Applied mathematical statistics. For engineers and scientists]. Moscow: Fizmatlit. 2006. 816 p.

Один из авторов статьи – участник XVI Международного конгресса по химии цемента (ICCC 2023), который состоялся в Бангкоке (Таиланд) 18–22 сентября 2023 г. под девизом «Дальнейшая декарбонизация и циркуляционное производство и применение цемента и бетона». Приведены статистические данные, тематические направления конгресса и представлены доклады, содержание которых может быть наиболее интересно российским специалистам.

Н.Р. РАХИМОВА, д-р техн. наук, профессор, член научного комитета XV и XVI Международных конгрессов по химии цемента,
Р.З. РАХИМОВ, д-р техн. наук, профессор, член-корр. РААСН

Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. IEA, CSI, WBCSD, Technology Roadmap – Low-Carbon Transition in the Cement Industry, Paris 2018 (2018). https://www.iea.org/reports/technology-roadmaplow-carbon-transition-in-the-cement-industry.
2. CEMBUREAU, Cementing the European Green Deal. Reaching climate neutrality along the cement and concrete value chain by 2050, 2020. https://cembureau. eu/media/kuxd32gi/cembureau-2050-roadmap_final-version_web.pdf.
3. Concrete Future, The GCCA 2050 Cement and Concrete Industry Roadmap for Net Zero Concrete, GCCA, London, 2022. https://gccassociation.org/concretefuture/wp-content/uploads/2022/10/GCCA-Concrete-Future-Roadmap-Document-AW-2022.pdf.
4. HeidelbergCement – Sustainability Report 2021, Heidelberg Materials, 2022. https://www.heidelbergmaterials.com/sites/default/files/2022-06/220529-HC-NB-2021-EN.pdf accessed March 7, 2023).
5. LafargeHolcim – Integrated Annual Report 2019, Holcim, 2020. https://www.holcim.com/sites/holcim/files/2022-04/02272020-finance-lafageholcim_fy_2019_report-en_421281078.pdf (accessed March 7, 2023).
6. LafargeHolcim – Integrated Annual Report 2020, Holcim, 2021. https://www.holcim.com/sites/holcim/files/2022-04/26022021-finance-lafageholcim_fy_2020_report-full-en.pdf (accessed March 7, 2023).
7. Рахимов Р.З. Экология, металлургия, минеральные вяжущие вещества и промышленность строительных материалов // Строительные материалы. 2022. № 9. С. 26–31. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-26-31
7. Rakhimov R.Z. Ecology, metallurgy, mineral binders and building materials industry. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 9, pp. 26–31. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-26-31
8. Schneider M., Hoenig V., Ruppert J., Rickert J. The cement plant of tomorrow. Cement and Concrete Research. 2023, Vol. 173, 107290. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107290
9. Tong R., Sui T., Feng L., Lin L. The digitization work of cement plant in China. Cement and Concrete Research. 2023, Vol. 173, 107266. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107266
10. Scrivener K.L., Matschei T., Georget F., Juilland P., Mohamed A.K. Advances in hydration and thermodynamics of cementitious systems. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 174, 107332. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107332
11. Mohamed A.K., Bouibes A., Bauchy M., Casar Z. Molecular modelling of cementitious materials: current progress and benefits. RILEM Technical Letters. 2022. Vol. 7, pp. 209–219. https://doi.org/10.21809/rilemtechlett.2022.175
12. Qoku E., Xu K., Li J.,. Monteiro P.J.M, Kurtis K.E. Advances in imaging, scattering, spectroscopy, and machine learning-aided approaches for multiscale characterization of cementitious systems. Cement and Concrete Research. 2023.Vol. 174. 107335. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107335
13. Ben Haha M., Termkhajornkit P., Ouzia A., Uppalapati S., Huet B. Low clinker systems – Towards a rational use of SCMs for optimal performance. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 174. 107335. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107312
14. Мухаметрахимов Р.Х., Лукманова Л.В. Влияние портландцементов с различным минералогическим составом на основные свойства композитов, сформованных методом послойного экструдирования (3D-печати) // Известия КГАСУ. 2021. № 2 (56). С. 37–50. DOI: 10.52409/20731523_2021_2_37
14. Mukhametrakhimov R.Kh., Lukmanova L.V. Influence of Portland cements with different mineralogical composition on basic properties of 3D-printed composites. Izvestiya of the KSUACE. 2021. No. 2 (56), pp. 37–50. DOI: 10.52409/20731523_2021_2_37
15. Skibsted J., Snellings, Reactivity of supplementary cementitious materials (SCMs) in cement blends. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 124. 105799.
16. Sharma M., Bishnoi S., Martirena F., Scrivener K. Limestone calcined clay cement and concrete: a state-of-the-art review. Cement and Concrete Research. 2021. Vol. 149. 106564. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106564
17. Zunino F., Dhandapani Y., Ben Haha M., Skibsted J., Joseph S., Krishnan S., Parashar A., Juenger M.C.G., Hanein T., Bernal S.A., Scrivener K.L., Avet F. Hydration and mixture design of calcined clay blended cements: review by the RILEM TC 282-CCL. Materials and Structures. 2022. Vol. 55. 234. https://doi.org/10.1617/s11527-022-02060-1
18. Snellings R., Suraneni P., Skibsted J. Future and emerging supplementary cementitious materials. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 171. 107199. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107199
19. Müller C. How standards support sustainability of cement and concrete in Europe. Cement and Concre-te Research. 2023. Vol. 173. 107288. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107288
20. Смирнов Д.С., Мавлиев Л.Ф., Хузиахметова К.Р., Мотыйгуллин И.Р. Влияние минеральной добавки на основе молотого доменного шлака на свойства бетонов и бетонных смесей // Известия КГАСУ. 2022. № 4 (62). С. 61–69. DOI: 10.52409/20731523_2022_4_61, EDN: KQDLZR
20. Smirnov D.S., Mavliev L.F., Khuziakhmetova K.R., Motygullin I.R. Effect of mineral additive based on ground blast furnace slag on the properties of concrete and concrete mixtures. Izvestiya of the KSUACE. 2022. No. 4 (62), pp. 61–69. (In Russian). DOI: 10.52409/20731523_2022_4_61, EDN: KQDLZR
21. Хренов Г.М. Моделирование пластических свойств бетонной смеси // Известия КГАСУ. 2021. № 1 (55). С. 49–57. DOI: 10.52409/20731523_2021_1_49
21. Khrenov G.M. Modeling of concrete mixture plastic properties. Izvestiya of the KSUACE. 2021. No. 1 (55), pp. 49–57. (In Russian). DOI: 10.52409/20731523_2021_1_49
22. Flatt R.J., Roussel N., Bessaies-Bey H., Caneda-Martínez L., Palacios M., Zunino F. From physics to chemistry of fresh blended cements. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 172. 107243. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107243
23. Zajac M., Maruyama I., Iizuka A., Skibsted J. Enforced carbonation of cementitious materials. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 174. 07285. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107285
24. Sun Poon C., Shen P., Jiang Y., Ma Z., Xuan D. Total recycling of concrete waste using accelerated carbonation: A review. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 173. 107284. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107284
25. Liu Z., Lv C., Wang F., Hu S. Recent advances in carbonatable binders. Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 173. 107286. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107286
26. Rakhimova N.R., Morozov V.P., Eskin A.A., Galiullin B.M. One-part alkali-activated materials derived from natural and designed blends of clay and calcium carbonate sources. Journal of Materials in Civil Engineering. 2024. Vol. 36 (2). 04023588. https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-1650
27. Angst U.M. Steel corrosion in concrete – Achilles’ heel for sustainable concrete? Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 172. 107239. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107239
28. De Weerdt K., Wilson W., Machner A., Georget F. Chloride profiles – What do they tell us and how should they be used? Cement and Concrete Research. 2023. Vol. 173. 107287. DOI: 10.1016/j.cemconres.2023.107287

Процедуры обеспечения пожарной безопасности являются неотъемлемой частью процесса проектирования объектов гражданского и промышленного строительства. При осуществлении проектных расчетов используются актуальные справочные данные о стойкости известных видов строительных материалов к воздействию открытого огня и повышенной температуры. Однако модифицирование составов и свойств таких материалов может являться причиной изменения их поведения в условиях пожара. Так, новые виды высокопрочных бетонов на основе портландцемента на практике проявили склонность к взрывообразному разрушению, существенно влияющему на достоверность результатов моделирования их стойкости при длительном и кратковременном воздействии повышенной температуры. В представленной работе изложен обзор и дана оценка текущему состоянию вопроса обеспечения пожарной безопасности конструкций из высокопрочных бетонов, предложены дополнительные мероприятия по совершенствованию действующих алгоритмов определения их огнестойкости.

Р.Я. АХТЯМОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Р.М. АХМЕДЬЯНОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.А. ГАМАЛИЙ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.Ф. АВЕРИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

ООО «Уральский научно-исследовательский институт строительных материалов» (454047, г. Челябинск, ул. Сталеваров, 5, корп. 5)

1. Neville A., Aitcin P.C. High performance concrete - An overview // Materials and structures. 1998. Vol. 31, pp. 111–117.
2. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. М.: АСВ. 2006. 368 с.
2. Bazhenov Yu.M., Demyanova V.S., Kalashnikov V.I. Modifitsirovannyye vysokokachestvennyye betony [Modified high-quality concrete]. Moscow: ASV. 2006. 368 p.
3. Пушенко А.С., Азаров В.Н. Оценка влияния высоких температур пожара на свойства высокопрочного бетона // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2007. № 7. С. 143–147.
3. Pushenko A.S., Azarov V.N. Assessment of the effect of high fire temperatures on the properties of high-strength concrete. Vestnik of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture. 2007. No. 7, pp. 143–147. (In Russian).
4. Пушенко А.С. К вопросу о прочности высокопрочного бетона и железобетонных колонн при воздействии пожара // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2008. № 1 (9). С. 116–121.
4. Pushenko A.S. On the issue of the strength of high-strength concrete and reinforced concrete columns under the influence of fire. Izvestiya of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering. 2008. No. 1 (9), pp. 116–121. (In Russian).
5. Пухаренко Ю.В., Кострикин М.П. Стойкость фибробетона к высокотемпературному воздействию // Строительство и реконструкция. 2020. № 2. С. 96–106.
5. Pukharenko Yu.V., Kostrikin M.P. Resistance of fibrobetone to high temperature effects. Stroitel’stvo i rekonstruktsiya. 2020. №. 2. pp. 96–106. (In Russian).
6. Hedayati M., Sofi M., Mendis P., Ngo T. A comprehensive review of spalling and fire performance of concrete members. Electronic journal of structural engineering. 2015. Vol. 15, pp. 8–34. DOI: 10.56748/ejse.15199
7. Jansson R. Fire spalling of concrete: theoretical and experimental studies: Dis. … PhD. Royal Institute of Technology. 2013. 154 p.
8. Кузнецова И.С., Рябченкова В.Г., Корнюшина М.П., Саврасов И.П., Востров М.С. Полипропиленовая фибра – эффективный способ борьбы со взрывообразным разрушением бетона при пожаре // Строительные материалы. 2018. № 11. С. 15–20. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-765-11-15-20
8. Kuznetsova I.S., Ryabchenkova V.G., Kornyushina M.P., Savrasov I.P., Vostrov M.S. Polypropylene fiber is an effective way to struggle with the explosion-like destruction of concrete in case of fire. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 11, pp. 15–20. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-765-11-15-20 (In Russian).
9. Bazant Z. Analysis of pore pressure, thermal stress and fracture in rapidly heated concrete, international workshop on fire performance of high-strength concrete. Proceedings. Appendix B: Workshop Papers. 1997. B10, Gaithersburg, MD, (online), https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=916655 (Accessed January 30, 2024)
10. Bazant Z.P., Kaplan M.F. Concrete at high temperatures: material properties and mathematical models. Longman Group Limited.1996. 410 p.
11. Bažant Z.P., Thonguthai W. Pore pressure in heated concrete walls: theoretical prediction. Magazine of Concrete Research. 1979. Vol. 31. Iss. 107, pp. 67–76. https://doi.org/10.1680/macr.1979.31.107.67
12. Klingsch E.W. Explosive spalling of concrete in fire. Report. ETHZurich. 2014. https://doi.org/10.3929/ethz-a-010243000
13. Новиков Н.С. Огнестойкость конструкций из фибробетона для автодорожных тоннелей и метрополитена: Дис. … канд. техн. наук. М., 2019. 167 с.
13. Novikov N.S. Fire resistance of fiber-reinforced concrete structures for road tunnels and subways. Dis... Candidate of Sciences (Engineering). Moscow. 2019. 167 p. (In Russian).
14. Bei S., Zhixiang L. Investigation on spalling resistance of ultra-high-strength concrete under rapid heating and rapid cooling. Case Studies in Construction Materials. 2016. Vol. 4, pp. 146–153. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2016.04.001
15. Figueiredo F.P. Effects of recycled steel and polymer fibres on explosive fire spalling of concrete. Fire Technology. 2019. Vol. 55, pp. 1495–1516. https://doi.org/10.1007/s10694-019-00817-9
16. Tapeh A., Al-Bashiti M., Ghasemi A., Hostetter H., Craig D., Naser M.Z. A nomogram for predicting fire-induced spalling. Conference: The 12th International Conference on Structures in Fire (SiF 2022). Hong Kong. 2022.
17. Кузнецова И.С., Рябченкова В.Г. Противопожарные нормы – основа пожарной безопасности зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 1. С. 35–39.
17. Kuznetsova I.S., Ryabchenkova V.G. Fire safety standards are the basis for fire safety of buildings and structures. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2017. No. 1, pp. 35–39. (In Russian).
18. Ахтямов Р.Я., Ахмедьянов Р.М., Гамалий Е.А., Аверина Г.Ф. Актуальные проблемы развития нормативной базы производства и эксплуатации жаростойких бетонов // Строительные мате-риалы. 2023. № 7. С. 4–11. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-815-7-4-11
18. Akhtyamov R.Ya., Ahmed’yanov R.M., Gamaliy E.A., Averina G.F. Current problems of development of the regulatory framework for the production and operation of refractory concrete. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 7, pp. 4–11. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-815-7-4-11

Технология строительной 3D-печати методом послойной экструзии является инновационным и перспективным способом возведения зданий и сооружений. В качестве сырьевых смесей в данной технологии широкое применение нашли составы мелкозернистых бетонов на основе портландцемента. Альтернативой применению цементного вяжущего является использование гипсоцементно-пуццоланового вяжущего, которое позволяет в значительной степени снизить стоимость готовой продукции и соответственно повысить ее конкурентоспособность. Представленные на строительном рынке смеси на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего не в полной мере отвечают требованиям технологии аддитивного строительного производства. Достижение оптимальных показателей гипсоцементно-пуццолановых смесей в аддитивном строительном производстве возможно путем регулирования содержания мелкого заполнителя в составе мелкозернистых бетонов, а также применения многокомпонентных модифицирующих добавок. Целью проведенного исследования явилась разработка модифицированных гипсоцементно-пуццолановых бетонов для 3D-печати на основе оптимизации содержания заполнителя и полифункциональной комплексной добавки, обеспечивающих оптимальные реотехнологические свойства сырьевых смесей и технологические характеристики готовых изделий. Формование образцов при проведении экспериментальных исследований осуществлялось методом послойной экструзии на цеховом строительном 3D-принтере АМТ S-6044. Разработаны модифицированные гипсоцементно-пуццолановые бетоны для 3D-печати с повышенными предельным напряжением сдвига смеси (87,6 Па), формоустойчивостью (23 см), средней плотностью композита (1920 г/м³), пределами прочности при изгибе (8,4 МПа) и сжатии (30,6 МПа) и водостойкостью (0,85). Доказана возможность направленного регулирования структуры и свойств гипсоцементно-пуццолановых смесей и бетонов за счет синергетического воздействия компонентов разработанной полифункциональной комплексной добавки, включающей водный раствор поликарбоксилатного эфира, сополимер на основе эфиров карбоновых кислот, гомогенную смесь олигоэтоксисилоксанов. Полученные результаты согласуются с результатами выполненного дифференциального термического анализа модифицированного гипсоцементно-пуццоланового камня.

Р.Х. МУХАМЕТРАХИМОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Р.З. РАХИМОВ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Р. ГАЛАУТДИНОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.В. ЗИГАНШИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. Адамцевич А.О., Пустовгар А.П. Аддитивное строительное производство: исследование эффекта анизотропии прочностных характеристик бетона // Строительные материалы. 2022. № 9. С. 18–24. DOI: 10.31659/0585-430X-2022-806-9-18-24
1. Adamtsevich A.O., Pustovgar A.P. Additive manufacturing in construction: the research of the anisotropy concrete strength effect. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 9, pp. 18–24. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-18-24
2. Адамцевич А.О., Пустовгар А.П., Адамцевич Л.А. Аддитивное строительное производство: особенности применения технологии // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 7. C. 70–78. DOI: 10.33622/0869-7019.2023.07.70-78
2. Adamtsevich A.O., Pustovgar A.P., Adamtsevich L.A. Additive construction production: features of the technology application. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2023. No. 7, pp. 70–78. (In Russian). DOI: 10.33622/0869-7019.2023.07.70-78
3. Акулова И.И., Славчева Г.С., Макарова Т.В. Технико-экономическая оценка эффективности применения 3D-печати в жилищном строительстве // Жилищное строительство. 2019. № 12. С. 52–56. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-52-56
3. Akulova I.I., Slavcheva G.S., Makarova T.V. Technical and economic estimate of efficiency of using 3D printing in housing construction. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2019. No. 12, pp. 52–56. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-52-56
4. Пустовгар А.П., Адамцевич Л.А., Адамцевич А.О. Международный опыт исследований в области аддитивного строительного производства // Жилищное строительство. 2023. № 11. С. 4–10. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-4-10
4. Pustovgar A.P., Adamtsevich L.A., Adamtsevich A.O. International research experience in the field of additive construction manufacturing. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2023. No. 11, pp. 4–10. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-4-10
5. Мальцева Е.В., Дмитриев А.В. Концепция развития аддитивных технологий в индивидуальном жилом строительстве // Жилищное строительство. 2023. № 11. С. 12–17. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-12-17
5. Maltseva E.V., Dmitriev A.V. The concept of development of additive technologies in individual housing construction. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2023. No. 11, pp. 12–17. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-12-17
6. Rehman A.U., Birru B.M., Kim J.-H. Set-on-demand 3D Concrete Printing (3DCP) construction and potential outcome of shotcrete accelerators on its hardened properties. Case Studies in Construction Materials. 2023. Vol. 18, pp. e01955. DOI: 10.1016/j.cscm.2023.e01955
7. Li S., Nguyen-Xuan H., Tran P. Digital design and parametric study of 3D concrete printing on non-planar surfaces. Automation in Construction. 2023. Vol. 145, pp. 104624. DOI: 10.1016/J.AUTCON.2022.104624
8. Славчева Г.С., Бритвина Е.А., Шведова М.А., Юров П.Ю. Влияние дозировки и гранулометрии наполнителей на показатели экструдируемости смесей для 3D-печати // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 21–29. DOI: 10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-21-29
8. Slavcheva G.S., Britvina E.A., Shvedova M.A., Yurov P.Y. Effect of filler and aggregates dosage and particle size range on the 3d-printable mixture extrudability. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 1–2, pp. 21–29. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-21-29
9. Славчева Г.С., Артамонова О.В. Реологическое поведение дисперсных систем для строительной 3D-печати: проблема управления на основе возможностей арсенала «Нано» // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2018. Т. 10. № 3. С. 107–122. DOI: 10.15828/2075-8545-2018-10-3-107-122
9. Slavcheva G.S., Artamonova O.V. The rheological behavior of disperse systems for 3d printing in construction: the problem of control and possibility of «nano» tools application. Nanotekhnologii v stroitel’stve: scientific online journal. 2018. Vol. 10. No. 3, pp. 107–122. (In Russian). DOI: 10.15828/2075-8545-2018-10-3-107-122
10. Мухаметрахимов Р.Х., Зиганшина Л.В. Влияние портландцементов с различным минералогическим составом на основные свойства композитов, сформованных методом послойного экструдирования (3D-печати) // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2021. № 2 (56). С. 37–49. DOI: 10.52409/20731523_2021_2_37
10. Mukhametrakhimov R.Kh., Ziganshina L.V. Influence of Portland cements with different mineralogical composition on basic properties of 3D-printed composites. Izvestiya of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering. 2021. No. 2 (56), pp. 37–49. (In Russian). DOI: 10.52409/20731523_2021_2_37
11. Bozzano F., Esposito C., Mazzanti P., Innocca F., Romeo S. Urban engineered slope collapsed in Rome on February 14th, 2018: Results from remote sensing monitoring. Journal of Geosciences. 2020. Vol. 10. No. 9. DOI: 10.3390/geosciences10090331
12. Патент РФ 2794037. Способ 3D-печати бетоном с длительным технологическим перерывом / Мухаметрахимов Р.Х., Зиганшина Л.В. Заявл. 01.11.2022. Опубл. 11.04.2023.
12. Patent RF 2794037. Sposob 3D-pechati betonom s dlitel’nym tekhnologicheskim pereryvom [A method for 3D printing concrete with a long technological break]. Mukhametrakhimov R.Kh., Ziganshina L.V. Declared 01.11.2022. Published 11.04.2023. (In Russian)
13. Kuznetsov D.V., Klyuev S.V., Ryazanov A.N., Sinitsin D.A., Pudovkin A.N., Kobeleva E.V., Nedoseko I.V. Dry mixes on gypsum and mixed bases in the construction of low-rise residential buildings using 3D printing technology. Construction Materials and Products. 2023. Vol. 6. No. 6. DOI: 10.58224/2618-7183-2023-6-6-5
14. Рязанов А.Н., Шигапов Р.И., Синицин Д.А., Кинзябулатова Д.Ф., Недосеко И.В. Использование гипсовых композиций в технологиях строительной 3D-печати малоэтажных жилых зданий. Проблемы и перспективы // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 39–44. DOI: 10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
14. Ryazanov A.N., Shigapov R.I., Sinitsin D.A., Kinzyabulatova D.F., Nedoseko I.V. The use of gypsum compositions in the technologies of construction 3D printing of low-rise residential buildings. Problems and prospects. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2021. No. 8, pp. 39–44. (In Russian). DOI: 10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
15. Xue W., Twenda C., Shahria Alam M., Xu L., Wan Z. Experimental study on seepage characteristics and stress sensitivity of desulfurization gypsum based concrete under triaxial stress. Journal of Materials Research and Technology. 2023. Vol. 24, pp. 6425–6437. DOI: 10.1016/J.JMRT.2023.04.241
16. Fu J., Haeri H., Sarfarazi V., Asgari K., Marji M. F. The shear behaviors of concrete-gypsum specimens containing double edge cracks under four-point loading conditions. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2022. Vol. 119, pp. 103361. DOI: 10.1016/j.tafmec.2022.103361
17. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р. История композиционных минеральных вяжущих веществ. СПб.: Лань, 2023. 268 с.
17. Rakhimov R.Z., Rakhimova N.R. Istoriya kompozitsionnykh mineral’nykh vyazhushchikh veshchestv [History of composite mineral binders]. Saint-Peterburg: Lan’. 2023. 268 p.
18. Рахимов Р.З., Халиуллин М.И. Состояние и тенденции развития промышленности гипсовых строительных материалов // Строительные материалы. 2010. № 12. С. 44–46.
18. Rakhimov R.Z., Khaliullin M.I. State and development trends of the gypsum building materials industry. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2010. No. 12, pp. 44–46. (In Russian).
19. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р. История науки и техники. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: Лань, 2022. 528 с.
19. Rakhimov R.Z., Rakhimova N.R. Istoriya nauki i tekhniki. 3-e izdanie, pererabotannoe i dopolnennoe. [History of science and technology. 3rd edition, revised and expanded]. Saint-Peterburg: Lan’. 2022. 528 p.
20. Chernysheva N., Shatalova S., Lesovik V., Kozlov P. Deformation characteristics of dense and foamed mortars based on cement and gypsum-to-cement binders for 3D printing. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 409. 133986. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133986
21. Huang J., Duan B., Cai P., Manuka M., Hu H., Hong Z., Cao R., Jian S., Ma B. On-demand setting of extrusion-based 3D printing gypsum using a heat-induced accelerator. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 304. 124624. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124624
22. Chen Y., Li Z., Figueiredo S. C., Çopuroğlu O., Veer F., Schlangen E. Limestone and calcined clay-based sustainable cementitious materials for 3d concrete printing: a fundamental study of extrudability and early-age strength development. Applied Sciences. 2019. Vol. 9. No. 9, pp. 1809. DOI: 10.3390/app9091809
23. Weng Y., Li M., Zhang D., Tan M. J., Qian S. Investigation of interlayer adhesion of 3D printable cementitious material from the aspect of printing process. Cement and Concrete Research. 2021. Vol. 143. 106386. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106386
24. Baduge S.K., Navaratnam S., Abu-Zidan Y., McCormack T., Nguyen K., Mendis P., Zhang G., Aye L. Improving performance of additive manufactured (3D printed) concrete: a review on material mix design, processing, interlayer bonding, and reinforcing methods. Structures. 2021. Vol. 29, pp. 1597–1609. DOI: 10.3390/app9091809
25. Breseghello L., Naboni R. Toolpath-based design for 3D concrete printing of carbon-efficient architectural structures. Additive Manufacturing. 2022. Vol. 56, pp. 102872. DOI: 10.1016/j.addma.2022.102872
26. Лесовик В.С., Елистраткин М.Ю., Глаголев Е.С., Шаталова С.В., Стариков М.С. Формирование свойств композиций для строительной печати // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 10. С. 6–14. DOI: 10.12737/article_59cd0c57ede8c1.83340178
26. Lesovik V.S., Elistratkin M.Yu., Glagolev E.S., Shatalova S.V., Starikov M.S. Formation of properties of compositions for construction printing. Vestnik of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2017. No. 10, pp. 6–14. (In Russian). DOI: 10.12737/article_59cd0c57ede8c1.83340178
27. Шорстова Е.С., Клюев С.В., Клюев А.В. Фибробетон для 3D-печати // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2019. № 3. С. 22–27. DOI: 10.34031/article_5ca1f6300a4956.62644399
27. Shorstova E.S., Klyuev S.V., Klyuev A.V. Fiber-reinforced concrete for 3D printing. Vestnik of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2019. No. 3, pp. 22–27. (In Russian). DOI: 10.34031/article_5ca1f6300a4956.62644399
28. Potapova E., Guseva T., Shchelchkov K., Fischer H.-B.Mortar for 3D printing based on gypsum binders. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1037, pp. 26–31. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1037.26
29. Шаталова С.В., Чернышева Н.В., Лесовик В.С., Елистраткин М.Ю., Шеремет А.А. Разработ-ка комплексного решения для 3D-печати стеновых конструкций // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2022. № 10. С. 8–19. DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-10-8-19
29. Shatalova S.V., Chernysheva N.V., Lesovik V.S., Elistratkin M.Yu., Sheremet A.A. Development of a comprehensive solution for 3D printing of wall structures. Vestnik of the Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhov. 2022. No. 10, pp. 8–19. (In Russian). DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-10-8-19
30. Dvorkin L.I. The influence of polyfunctional modifier additives on properties of cement-ash fine-grained concrete. Magazine of Civil Engineering. 2020. Vol. 93. No. 1, pp. 121–133. DOI: 10.18720/MCE.93.10
31. Демьяненко О.В., Куликова А.А., Копаница Н.О. Оценка влияния комплексной полифункциональной добавки на эксплуатационные характеристики цементного камня и бетона // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. Т. 22. № 5. С. 139–152. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-5-139-152
31. Demyanenko O.V., Kulikova A.A., Kopanitsa N.O. Assessment of the influence of a complex multifunctional additive on the performance characteristics of cement stone and concrete. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering. 2020. Vol. 22. No. 5, pp. 139–152. (In Russian). DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-5-139-152
32. Вдовин Е.А., Буланов П.Е., Строганов В.Ф. Повышение характеристик дорожных цементогрунтов кремнийорганическими соединениями // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. Т. 66. № 4. С. 301–309. DOI: 10.52409/20731523_2023_4_301
32. Vdovin E.A., Bulanov P.E., Stroganov V.F. Improving the characteristics of road soil-cement with organosilicon compounds. Izvestiya of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering. 2023. Vol. 66. No. 4, pp. 301–309. (In Russian). DOI: 10.52409/20731523_2023_4_301
33. Батова М.Д., Жукова Н.С., Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Шайбадуллина А.В., Эльрефаи  А.Э.М.М., Орбан З. Гипсовые материалы, модифицированные комплексной добавкой на основе наносилики // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 64–71. DOI: 10.31659/0585-430X-2022-801-4-64-71
33. Batova М.D., Zhukova N.S., Gordina А.F., Yakovlev G.I., Shaibadullina A.V., Elrefai А.E.М.М., Orban Z. Gypsum materials modified with complex additive based on nanosilica. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 4, pp. 64–71. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-64-71
34. Новиченкова Т.Б., Петропавловская В.Б., Белов Д.В. Повышение водостойкости гипсовых материалов за счет применения комплексной добавки извести и метакаолина. Саморазвивающаяся среда технического вуза: научные исследования и экспериментальные разработки. Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции. Тверь, 20 февраля 2020. С. 113–121.
34. Novichenkova T.B., Petropavlovskaya V.B., Belov D.V. Increasing the water resistance of gypsum materials through the use of a complex additive of lime and metakaolin. Self-developing environment of a technical university: scientific research and experimental development. Materials of the IV All-Russian Scientific and Practical Conference. Tver. 20 February 2020, pp. 113–121. (In Russian).
35. Шведова М.А., Артамонова О.В. Особенности формирования цементных композиционных материалов при микро- и наномодифицировании
многокомпонентными добавками // Химия, физика и механика материалов. 2021. № 4 (31). С. 4–29.
35. Shvedova M.A., Artamonova O.V. Features of the formation of cement composite materials during micro- and nanomodification with multicomponent additives. Khimiya, fizika i mekhanika materialov. 2021. No. 4 (31), pp. 4–29. (In Russian).
36. Зиганшина Л.В. Мелкозернистые бетоны в технологии аддитивного производства (3D-печати): Дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2022. 282 с.
36. Ziganshina L.V. Fine-grained concrete in additive manufacturing technology (3DCP). Cand. Diss. (Engineering). Kazan. 2022. 282 p. (In Russian)
37. Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Комплексная добавка для повышения эффективности гипсоцементнопуццоланового вяжущего // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 70–73.
37. Izotov V.S., Mukhametrakhimov R.Kh., Galautdinov A.R. Complex additive to increase the efficiency of gypsum-cement-pozzolanic binder Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2016. No. 8, pp. 70–73. (In Russian).
38. Галаутдинов А.Р., Мухаметрахимов Р.Х. Повышение водостойкости гипсоцементно-пуццоланового вяжущего на основе низкомарочного гипса // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 4 (38). С. 333–343.
38. Galautdinov A.R., Mukhametrakhimov R.Kh. Increasing the water resistance of gypsum-cement-pozzolanic binder based on low-quality gypsum. Izvestiya of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering. 2016. No. 4 (38), pp. 333–343. (In Russian).
39. Патент РФ 2552274. Способ приготовления гипсоцементно-пуццолановой композиции / Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Заявл. 14.04.2014. Опубл. 10.06.2015.
39. Patent RF 2552274. Sposob prigotovleniya gipsotsementno-putstsolanovoi kompozitsii [Method for preparing gypsum cement-pozzolanic composition]. Izotov  V.S., Mukhametrakhimov R.Kh., Galautdi-nov  A.R. Declared 14.04.2014. Published 10.06.2015. (In Russian).
40. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Полифункциональный химический модификатор гипсоцементных композиций // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 11 (74). С. 17–25. DOI: 10.18720/CUBS.74.2
40. Mukhametrakhimov R.Kh., Galautdinov A.R. Multi-functional chemical modifier for gypsum cement compositions. Stroitel’stvo unikal’nykh zdanii i sooruzhenii. 2018. No. 11 (74), pp. 17–25. (In Russian). DOI: 10.18720/CUBS.74.2

Бетон является материалом, широко используемым в строительных работах и зданиях. Работоспособность бетонных конструкций может поддерживаться в течение длительного времени, если такие конструкции надлежащим образом спроектированы и построены. В статье предложен новый подход к механике долговечности для установления систематического прогнозирования и оценки поведения железобетонных конструкций в зависимости от времени. Химиомеханический износ цементных материалов с течением времени вследствие химических реакций, действия окружающей среды и внешних нагрузок описывается физико-химическими моделями реакции, переноса, разрушения и их соединения. Кроме того, обсуждается долговечность бетонных конструкций. Представлены контуры нескольких репрезентативных исследовательских проектов по механике долговечности.

С.Н. ЛЕОНОВИЧ^1,2, д-р техн. наук, профессор, иностранный академик РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Белорусский национальный технический университет (220013, г. Минск, пр. Независимости, 65)
² Qingdao University of Technology (266033, China, 11 Fushun Rd, Qingdao)Технологический университет Циндао (11 ул. Фушунь, Циндао 266033, Китай)

1. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.И., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.: Стройиздат, 1980. 536 с.
1. Moskvin V.M., Ivanov F.M., Alekseev S.I., Guzeev E.A. Korroziya betona i zhelezobetona, metody ikh zashchity [Corrosion of concrete and reinforced concrete, methods of their protection]. Moscow: Stroyizdat, 1980. 536 p.
2. Алексеев С.Н., Иванов Ф.М., Модры С., Шиссль П. Долговечность железобетона в агрессивных средах. М.: Стройиздат, 1990. 320 с.
2. Alekseev S.N., Ivanov F.M., Modry S., Schissl P. Dolgovechnost’ zhelezobetona v agressivnykh sredakh [Durability of reinforced concrete in aggressive environments]. Moscow: Stroyizdat, 1990. 320 p.
3. Choate P., Walter S. America in ruins: Beyond the public works pork barrel. Council of State Planning Agencies, 1981. 97 p.
4. Шалый Е.Е., Леонович С.Н., Ким Л.В. Деградация железобетонных конструкций морских сооружений от совместного воздействия карбонизациии хлоридной агрессии // Строительные материалы. 2019. № 5. С. 67–72. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-67-72
4. Shalyi E.E., Leonovich S.N., Kim L.V. Degradation of reinforced concrete structures of marine worksfrom the combined impact of carbonation andchloride aggression. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 5, pp. 67–72.(In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-67-72
5. Морозов Н.М., Морозова Н.Н. Исследование долговечности модифицированных бетонов для монолитного строительства // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 4 (22). С. 312–318.
5. Morozov N.M., Morozova N.N. Study of the durability of modified concrete for monolithic construction. Izvestiya of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering. 2012. No. 4 (22). pp. 312–318. (In Russian).
6. Гришина А.Н., Королев Е.В., Михеев А.В., Гладких В.А. Влажностные деформации бетона, подверженного щелочной коррозии. Экспериментальные результаты // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 6 (83). С. 140–148.
6. Grishina A.N., Korolev E.V., Mikheev A.V., Gladkikh V.A. Humidity deformations of concrete subject to alkali corrosion. experimental results. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2020. No. 6 (83).pp. 140–148. (In Russian).
7. Ulm F.J., Bazant Z.P., Wittmann F.H. Creep, shrinkage and durability mechanics of concrete and other quasi-brittle mateluals. Proceedings of the Sixth International Conference Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.–22 August 2001, Cambridge (MA), USA. 809 p.
8. Powers T.K. Mechanisms of shrinkage and reversible creep in hardening cement paste. The Structure of concrete and its behaviour under load: Proceedings of an international conference. London. 1965, pp. 319–344.
9. Kondo R., Ueda S. Kinetics and mechanism of cement hydration. Proceedings of the Fifth International Symposium on the Chemistry of Cement. Admixtures and special cements. Tokyo. 1968, pp. 203–248.
10. Tomosawa F. Cement hydration model, proceedings of the cement technology annual meeting. Cement Association of Japan. 1974. Vol. 28, pp. 53–57.
11. Maruyama I., Matsushita T., Noguchi T. Numerical simulation of Portland cement hydration based on particle kinetic model and multicomponent concept. 2008.
12. Bjφntegaard Ø., Sellevold, E.J. Interaction between thermal expansion and autogenous deformation in high performance concretes. Materials and structures. 2001. Vol. 34. Iss. 5, pp. 266–272. DOI: 10.1007/BF02482205
13. Benz D., Kenard D.A., Barogel-Buni V., Garboci E.D., Jennings H.M. Simulation of shrinkage drying of cement paste and mortar: Part 1. Structural models from nanometers to millimeters. Materials and structure.1995. Vol. 28, pp. 450–458. DOI:10.1007/BF02473164
14. Koenders E.A.B., van Breugel K. Numerical simulation of autogenous shrinkage of cement paste. Cement and Concrete Research. 1997. Vol. 27. Iss. 10, pp. 1489–1499. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(97)00170-1
15. Asamoto S., Ishida T., Maekawa K. Time-dependent constitutive model of concrete hardening based on the thermodynamic state of moisture in fine pores. Journal of Advanced Concrete Technology. 2006. Vol. 4(2), pp. 301–323. DOI:10.3151/jact.4.301
16. Srisoros W., Nakamura H., Kunieda M., Ishikawa Y. Analysis of crack propagation due to thermal stress in concrete considering solidified constitutive model. Journal of Advanced Concrete Technology. 2007. Vol. 5. No. 1, pp. 99–112.

Установки середины ХХ в. для испытаний бетона на ползучесть, как правило, имеют существенный износ и не предназначены для испытания новых бетонов. Для проведения испытаний современных высокопрочных бетонов требуется их модернизация и дооснащение. Ввиду отсутствия стандартных технических решений в рамках подготовки к испытаниям требуется проведение проектных и изыскательских работ. Целью представленного исследования явилось изучение узлов и элементов пружинных установок для определения ползучести бетона и установление возможности их использования под увеличенные нагрузки, модернизация установок для возможности испытаний образцов различной длины без полной разборки, обеспечение безопасности при проведении таких испытаний. Для определения прочностных и жесткостных параметров пружин потребовалось провести их двухэтапные испытания с разработкой специальной оснастки. Также по результатам оценки шарнирных узлов для осевой передачи нагрузки на образец потребовалась их замена с изменением конструктивных решений. По результатам экспериментальных исследований хрупко разрушились отдельные пружины и упорные шарнирные элементы, в связи с чем был разработан шарнирный узел новой конструкции, внесены изменения в конструкцию установки для обеспечения физической защиты обслуживающего персонала, разработана модульная система стальных проставок с защитой от горизонтальных перемещений, позволяющая испытывать на существующих установках образцы разной длины без изменения конфигурации самих установок. Важным результатом работы является предложенная система двойного экспериментального контроля, когда вначале проводится выборочное испытание отдельных элементов для оценки возможного уровня нагрузок на оборудование, затем осуществляется сплошной контроль уже собранных испытательных установок на бóльшие относительно планируемого эксперимента нагрузки. Только в таком случае возможно одновременно обеспечить высокую достоверность получаемых при испытании результатов, надежность и долговечность оборудования. Причем провести такую работу только численно, без испытаний, как показала практика, невозможно.

П.Д. АРЛЕНИНОВ^1,2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
С.Б. КРЫЛОВ¹, д-р техн. наук;
Д.В. КОНИН³, канд. техн. наук;
В.А. НЕЩАДИМОВ², канд. техн. наук

¹ Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ) АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, 6)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
³ Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК) АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, 6, к. 5)

1. Гайджуров П.П., Исхакова Э.Р., Савельева Н.А. Влияние ползучести бетона на выгиб предварительно напряженной мостовой балки // Железобетонные конструкции. 2023. № 3 (3). С. 3–10.
2. Тамразян А.Г. К устойчивости внецентренно сжатых железобетонных элементов с малым эксцентриситетом с учетом реологических свойств бетона // Железобетонные конструкции. 2023. № 2 (2). С. 48–57.
3. Плевков В.С., Тамразян А.Г., Кудяков К.Л. Прочность и трещиностойкость изгибаемых фибробетонных элементов с преднапряженной стеклокомпозитной арматурой при статическом и кратковременном динамическом нагружении. Томск: Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2021. 204 с.
4. Арленинов П.Д., Крылов С.Б., Калмакова П.С., Донов А.В. Экспериментальные исследования процесса релаксации бетона в разных режимах // Вестник НИЦ «Строительство». 2023. № 1 (36). С. 86–98.
5. Ведяков И.И., Конин Д.В., Егорова А.А. Особенности применения стальных поковок в опорных конструкциях // Строительная механика и расчет сооружений. 2022. № 2 (301). С. 60–70.
6. Конин Д.В. Экспериментальные исследования моделей стыков колонн с несовершенствами между фрезерованными торцами // Строительство и реконструкция. 2010. № 1 (27). С. 29–35.
7. Травуш В.И., Конин Д.В. Численные и экспериментальные исследования моделей стыков колонн с несовершенствами между фрезерованными торцами // International Journal for Computational Civil And Structural Engineering. 2010. Т. 6. № 1–2. С. 209–211.
8. Патент № RU 2370565 C2. Сталь для винтовых пружин с диаметром прутков 27–33 мм и пружина, изготовленная из нее: № 2007132482/02. / Андреев А.П., Андреев А.А., Бочкарев В.Н., Чижов В.А., Федин В.М., Борц А.И., Ушаков Б.К., Решетников С.А., Мулюкин И.С., Мацкевич В.В. Заявл. 29.08.2007. Опубл. 20.10.2009.
9. Сорокин В.Г. Стали и сплавы. Марочник. М.: Интермет инжиниринг, 2001. С. 294–295.
10. Власенко А.К. Расчет пружины сжатия для лабораторного испытательного стенда. Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвященная 160-летию со дня рождения В.Г. Шухова. 2013. № 1. С. 1064–1069.
11. Борисов М.Р., Землянушнов Н.А., Землянушнова Н.Ю., Порохня А.А. К повышению безопасности машин и механизмов при упрочнении пружин. Актуальные проблемы обеспечения безопасности в техносфере и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Сборник научных трудов по материалам Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 15-летию основания кафедры «Защита в чрезвычайных ситуациях». Ставрополь, 18–19 мая 2016 г. С. 198–201.
12. Землянушнова Н.Ю., Тебенко Ю.М. Классификация и испытание пружин // Вестник машиностроения. 2002. № 5. С. 8–13.
13. Авторское свидетельство № 1154348 A1 СССР, МПК C21D 9/02. Установка для восстановления упругости пружин: № 3604995 / Яворский А.А., Кобылянский В.Е., Харлап М.М. Заявитель Проектно-конструкторско-технологический институт «Молдсельхозтехпроект». Заявл. 10.06.1983. Опубл. 07.05.1985.
14. Бадиков Р.Н., Букеткин Б.В., Сорокин Ф.Д. Влияние контакта витков на упругую характеристику заделанной цилиндрической пружины, подверженной сближению краев, за пределами устойчивости // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2007. № 9. С. 3–5.
15. Шаврин О.И., Скворцов А.И., Домнин А.К. Конечно-элементный анализ работоспособности упругих элементов с наносубструктурой и прогнозирование долговечности в условиях циклического нагружения. Современные тенденции технических наук: Материалы III Международной научной конференции. Казань. Октябрь 2014 г. С. 58–62. URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/123/6202/

Представлены результаты экспериментальных исследований индивидуального и совместного влияния макро-, мезо- и микро-нанозернистых фракций отсева дробления гранитного щебня на процессы структурообразования и свойства цементных бетонов. Установлено, что в процессах формирования структуры мелкозернистого бетона и потенциала сопротивления его разрушению все фракции отсева камнедробления выполняют свои специфические функции компонентного фактора. Макроразмерные (щебневидные) зерна отсева фракции 5–10 мм образуют макромасштабный каркас системы сложения, воспринимающий силовую нагрузку с аккумуляцией энергии нагружения и торможением магистральных трещин. Песчаные мезочастицы отсева фракции 0,16–5 мм заполняют межзерновое пространство системы сложения макрочастиц с диссипацией энергии внешнего нагружения в матричном материале. Микрофракция отсева дробления гранита фракции 0,16 мм наряду с эффектом замещения объема цементного камня проявляет физико-химическую активность в фазообразовании гидратных соединений. Показано, что в исходном отсеве дробления гранита структурообразующая роль его частиц проявляется недостаточно эффективно, главной причиной этого служит переизбыток песчаных фракций, раздвигающих зерна макрофракций и повышающих водопотребность бетонной смеси. Традиционные методы обогащения отсевов эту проблему не решают. Обсуждается принцип кондиционирования отсева путем его насыщения макро- и микроразмерными фракциями. На основе этого принципа разработана технология механической обработки отсева с получением линейки продуктов для целевого использования в индустрии строительных материалов и изделий. Внедрение такой технологии позволит существенно повысить эффективность строительно-технологической утилизации отсевов камнедробления за счет максимального использования структурообразующего потенциала их полидисперсного состава.

А.И. МАКЕЕВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Воронежский государственный технический университет (394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84)

1. Макеев А.И., Чернышов Е.М. Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Ч. I. Постановка проблемы. Идентификация отсевов // Строительные материалы. 2018. № 4. С. 56–60. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-758-4-56-60
1. Makeev A.I., Chernyshov E.M. Granite crushing screenings as a component factor of concrete structure formation. Part 1. Problem definition. Identification of screenings as a component factor of structure formation. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 4, pp. 56–60. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-758-4-56-60
2. Пухаренко Ю.В., Панарин С.Н., Веселова С.И. и др. Наномодифицированный бетон на основе отходов камнедробления // Вестник гражданских инженеров. 2011. № 3. С. 72–76.
2. Pukharenko Yu.V., Panarin S.N., Veselova S.I. et. al. Nanomodified concrete based on stone crushing waste. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2011. No. 3, pp. 72–76. (In Russian).
3. Макеев А.И. Научно-техническое обоснование технологии глубокой переработки отсевов дробления гранитного щебня // Научный журнал строительства и архитектуры. 2011. № 3. С. 56–67.
3. Makeev A.I. Scientific and technical justification for the technology of deep processing of crushed granite stone screenings. Nauchnyy zhurnal stroitelstva i arkhitektury. 2011. No. 3, pp. 56–67. (In Russian).
4. Морозов Н.М., Авксентьев В.И., Боровских И.В., Хозин В.Г. Применение отсевов дробления щебня в самоуплотняющихся бетонах // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 7. С. 26–31.
4. Morozov N.M., Avksentyev V.I., Borovskikh I.V., Khozin V.G. Application of crushed stone screenings in self-compacting concrete. Magazine of Civil Engineering. 2013. No. 7, pp. 26–31. (In Russian).
5. Демьянова В.С., Чумакова О.А. Комплексное использование материалов и отходов добычи камнедробления нерудных полезных ископаемых в мелкозернистых бетонах нового поколения // Региональная архитектура и строительство. 2014. № 4. С. 57–60.
5. Demyanova V.S., Chumakova O.A. Integrated use of materials and waste from the extraction of stone crushing of non-metallic minerals in fine-grained concrete of a new generation. Regionalnaya arkhitektura i stroitelstvo. 2014. No. 4, pp. 57–60. (In Russian).
6. Бурба Д.В., Сафончик Д.И. К вопросу о применении гранитных отходов камнеобработки РУПП «Гранит» при создании эффективных строительных материалов. Архитектура, строительство, транспорт: Материалы Международной научно-практической конференции (к 85-летию ФГБОУ ВПО «СибАДИ»). Омск, 2015. С. 467–471.
6. Burba D.V., Safonchik D.I. On the issue of using granite stone processing waste from RUIE «Granit» in the production of effective building materials. Architecture, construction, transport: materials of the International Scientific and Practical Conference. Omsk. 2015, pp. 467–471 (In Russian).
7. Mármol I., Ballester P., Cerro S., Monrós G., Morales J., Sánchez L. Use of granite sludge wastes for the production of coloured cement-based mortars. Cement and Concrete Composites. 2010. Vol. 32. No. 8, pp. 617–622. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2010.06.003
8. Singh S., Nande N., Bansal P., Nagar R. Experimental investigation of sustainable concrete made with granite industry by-product. Journal of Materials in Civil Engineering. 2017. Vol. 29. No. 6, рр. 04017017. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001862
9. Medina G., Sáez Del Bosque I. F., Frías M. [et al.] Granite quarry waste as a future eco-efficient supplementary cementitious material (SCM): Scientific and technical considerations. Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 148, pp. 467–476. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.02.048
10. Rezende Leite F., Lúcia Pereira Antunes M., Cipriano Rangel E. et al. An ecodesign method application at the experimental stage of construction materials development: A case study in the production of mortar made with ornamental rock wastes. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 293, рр. 123505. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123505
11. Nayak S.K., Satapathy A., Mantry S. Use of waste marble and granite dust in structural applications: A review. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 46, рр. 103742. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.103742
12. Rashwan M.A., Mashaly A.O., Al Basiony T.M., Khalil M.M. Self-compacting concrete between workability performance and engineering properties using natural stone wastes. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 319, рр. 126132. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.126132
13. Ahmadi S.F., Reisi M., Amiri M.C. Reusing granite waste in eco-friendly foamed concrete as aggregate. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 46, рр. 103566. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.103566.
14. Аликин А.В. О возможности массовой утилизации отсевов гранитного щебня // Записки Горного института. 2013. Т. 202. С. 143–146.
14. Alikin A.V. On the possibility of mass recycling of granite rubble screenings. Zapiski Gornogo instituta. 2013. Vol. 202, pp. 143–146. (In Russian).
15. Капустин Ф.Л., Перепелицын В.А., Пономарев В.Б., Лошкарев А.Б. Повышение эффективности использования отсевов дробления скальных горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 103–107.
15. Kapustin F.L., Perepelitsyn V.A., Ponomarev V.B., Loshkarev A.B. Increasing the efficiency of using rock crushing screenings. Fiziko-tekhnicheskiye problemy razrabotki poleznykh iskopayemykh. 2017. No. 3, pp. 103–107. (In Russian).
16. Макеев А.И., Чернышов Е.М. Пылевидная фракция отсевов дробления гранита как носитель микронаночастиц, участвующих в структурообразовании цементных бетонов // Нанотехнологии в строительстве. 2018. Т. 10. № 4. С. 20–38. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-4-20-38.
16. Makeev A.I., Chernyshov E.M. Dust fraction of granite crushing screenings as a carrier of micronanoparticles participating in the structure formation of cement concrete. Nanotekhnologii v stroitelstve: scientific online journal. 2018. Vol. 10. No. 4, pp. 20–38. (In Russian). DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-4-20-38
17. Макеев А.И. Методологические основания теории конструирования и синтеза оптимальных структур конгломератных строительных композитов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2015. № 1. С. 29–37.
17. Makeev A.I. Methodological foundations of the theory of design and synthesis of optimal structures of conglomerate building composites. Nauchnyy vestnik of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Physico-chemical problems and high technologies of building materials science. 2015. No. 1, pp. 29–37. (In Russian).
18. Балабанов М.С., Чикноворьян А.Г. Исследование обогащения песка для строительных работ отсевами дробления горных пород // Градостроительство и архитектура. 2023. Т. 13. № 3. С. 50–58. DOI: 10.17673/Vestnik.2023.03.07.
18. Balabanov M.S., Chiknovoryan A.G. Study of the enrichment of sand for construction work with rock crushing screenings. Gradostroitelstvo i arkhitektura. 2023. Vol. 13. No. 3, pp. 50–58. (In Russian). DOI: 10.17673/Vestnik.2023.03.07
19. Mashaly A.O., Shalaby B.N., Rashwan M.A. Performance of mortar and concrete incorporating granite sludge as cement replacement. Construction and Building Materials. 2018. No. 169, pp. 800–818. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.046
20. Lozano-Lunar A., Jiménez J.R., Dubchenko I. et al. Performance of self-compacting mortars with granite sludge as aggregate. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 251. 118998. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118998
21. Jain A., Chaudhary S., Gupta R. Mechanical and microstructural characterization of fly ash blended self-compacting concrete containing granite waste. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 314. 125480. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125480
22. Chen J.J., Ng P.L., Kwan A.K.H. Optimum fines content in manufactured sand for best overall performance of superplasticized concrete. Journal of Materials in Civil Engineering. 2023. Vol. 36. Iss. 1. https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-16195
23. Song T.H., Lee S.H., Kim B. Recycling of crushed stone powder as a partial replacement for silica powder in extruded cement panels. Construction and Building Materials. 2014. Vol. 52, рр. 105–115. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.10.060
24. Medina G., Sáez del Bosque I.F., Frías M., Sánchez de Rojas M.I., Medina C. Mineralogical study of granite waste in a pozzolan/Ca(OH)₂ system: influence of the activation process. Applied Clay Science. 2017. Vol. 135, рр. 362–371. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.10.018
25. Prokopski G., Marchuk V., Huts A. The effect of using granite dust as a component of concrete mixture. Case Studies in Construction Materials. 2020. Vol. 13. e00349. DOI: 10.1016/j.cscm.2020.e00349
26. Капустин Ф.Л., Пономарев В.Б. Получение обогащенного песка из отсевов дробления горных пород на пневматическом классификаторе // Обогащение руд. 2016. № 4. С. 56–60. DOI: 10.17580/or.2016.04.09
26. Kapustin F.L., Ponomarev V.B. Obtaining enriched sand from rock crushing screenings using a pneumatic classifier. Obogashcheniye rud. 2016. No. 4, pp. 56–60. (In Russian). DOI: 10.17580/or.2016.04.09

Ячеистые фосфатные бетоны используются в качестве изоляционного материала для некоторых высокотемпературных агрегатов благодаря высокой термостойкости, огнеупорности и остаточной прочности на уровне значений после сушки. Использование промышленных отходов в технологии фосфатных ячеистых бетонов позволило улучшить некоторые свойства без снижения температуры применения. В работе показано, что дисперсные алюмосиликатные отходы огнеупорного производства обладают достаточной для получения фосфатного связующего активностью (способностью к поризации). Изучены особенности твердения алюмосиликофосфатного связующего, отвержденного дисперсным металлическим алюминием; методами дифференциально-термического и рентгенофазового анализа исследовано изменение фазового состава отвержденного связующего после обжига при различной температуре. Установлено, что разработанное алюмосиликофосфатное связующее позволяет получить шамотный ячеистый бетон с температурой применения до 1400^оС. Выполнено сравнение изменения фазового состава для разработанного алюмосиликофосфатного состава и чистого алюмофосфатного связующего. Отмечен сдвиг температуры протекания процессов в большую сторону для алюмосиликофосфатного связующего, что объясняется тем, это ионы кремния не образуют самостоятельных фосфатных соединений, а встраиваются в кристаллическую решетку алюмофосфатов, изменяя их свойства и смещая интервалы фазовых переходов.

В.А. АБЫЗОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Н.Е. ПОСАДНОВА, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет) (454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76)

1. Салманов Г.Д., Гуляева В.Ф., Александрова Г.Н. Некоторые исследования высокоогнеупорного бетона на алюмофосфатной связке // Жаростойкие бетоны. 1964. С. 72–103.
2. Авторское свидетельство СССР 416327. Сырьевая смесь для изготовления жаростойкого газобетона / Некрасов К.Д., Шейкин А.Е., Тарасова А.П., Кривицкий М.Я., Федоров А.Е., Блюсин А.А., Карпова А.Л., Авдеева Т.П. 1974. Бюл. № 7.
3. Некрасов К.Д. Легкие жаростойкие бетоны в строительстве. Легкие жаростойкие бетоны и огнестойкость железобетонных конструкций: Тезисы докладов координационного совещания-семинара. Пенза, 1988. С. 3–6.
4. Абызов В.А. Жаростойкие фосфатные ячеистые бетоны, клеи и связующие на основе дисперсных высокоглиноземистых промышленных отходов. Наука ЮУрГУ: Материалы 66-й научной конференции. 2014. С. 854–861.
5. Латыпова Л.И. Жаростойкие фосфатные материалы на основе высокоглиноземистых отходов // Вестник ЮУрГУ. Сер.: Строительство и архитектура. 2012. Вып. 15. С. 69–71.
6. Абызов А.Н., Кирьянова Л.А. Легкие ячеистые и поризованные жаростойкие бетоны на фосфатном вяжущем // Бетон и железобетон. 1981. № 12. С. 15–16.
7. Кирьянова Л.А., Абызов А.Н. Ячеистые жаростойкие бетоны на алюмофосфатном связующем и шамоте. Жаростойкие бетоны, материалы и конструкции: Сборник научных трудов. Челябинск: УралНИИстромпроект, 1981. С. 63–70.
8. Кирьянова Л.А. Корундовые ячеистые и поризованные жаростойкие бетоны на фосфатном вяжущем. Материалы и конструкции для сборного строительства тепловых агрегатов: Сборник научных трудов. Челябинск: УралНИИстромпроект, 1982. С. 112–119.
9. Мельников А.М., Тульский Г.В. Жаростойкие фосфатные бетоны с легким огнеупорным заполнителем, состояние производства и перспективы их развития. Исследования огнеупорных и теплоизоляционных фосфатных материалов (технология и свойства): Сборник научных трудов. М.: ЦНИИСК им. Кучеренко, 1987. С. 27–35.
10. Wang Q., Chen J., Gui B., Zhai T., Yang D. Fabrication and properties of thermal insulating material using hollow glass microspheres bonded by aluminum–chrome–phosphate and tetraethyl orthosilicate // Ceramics International. 2016. Vol. 42. Iss. 4, pp. 4886–4892. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.12.003
11. Абызов А.Н., Иванов А.Г., Кирьянова Л.А., Сергеев С.И., Пак Ч.Г. Опыт применения фосфатных жаростойких бетонов на основе промышленных отходов. Строительные материалы и изделия с применением местных ресурсов и попутных продуктов: Сборник научных трудов. Челябинск: УралНИИстромпроект, 1983. С. 82–87.
12. Kingery D. Phosphate bonding in refractories. S.B. Massachusetts Institute of Technology. 1948. 94 p. https://core.ac.uk/download/pdf/10129471.pdf
13. Замятин С.Р., Мамыкин П.С. Комплексные исследования глинисто-фосфатной связки // Журнал прикладной химии. 1972. Т. XLV. Вып. 5. С. 956–960.
14. Абызов В.А., Ряховский Е.Н. Разработка и опыт применения огнеупорных клеев на фосфатных связующих // Огнеупоры и техническая керамика. 2007. № 11. С. 28–31.
15. Патент РФ 2257359. Глинисто-фосфатный материал / Сватовская Л.Б., Якимова Н.И., Макаро-ва Е.И., Латутова М.Н., Дзираева Е.А., Крюкова Е.В. 2005. Бюл. № 5.
16. Bednárek J., Ptáček P., Švec J., Šoukal F., Pařízek L. Inhibition of hydrogen evolution in aluminium-phosphate refractory binders // Procedia Engineering. 2016. Vol. 151, pp. 87–93. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.384
17. Khabbouchi M., Hosni K., Mezni M., Srasra E. Simplified synthesis of silicophosphate materials using an activated metakaolin as a natural source of active silica // Applied Clay Science. 2018. № 158, pp. 169–176. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2018.03.027
18. Abyzov V.A. Lightweight refractory concrete based on aluminum-magnesium-phosphate binder // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150, pp. 1440–1445 DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.077
19. Boigelot R., Graz Y., Bourgel C., Defoort F., Poirier J. The SiO₂–P₂O₅ binary system: new data concerning the temperature of liquidus and the volatilization of phosphorus // Ceramics International. 2015. Vol. 41. Iss. 2. Part A, pp. 2353–2360. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.10.046
20. Rahman M., Hudon P., Coupled A. Experimental study and thermodynamic modeling of the SiO₂–P₂O₅ system // Metallurgical and Materials Transactions B. 2013. Vol. 44, pp. 837–852. DOI: 10.1007/s11663-013-9847 3
21. Bobrov B.S., Zhigun I.G., Kiseleva L.V., et al. Phase-composition of binder based on aluminophosphate cementing agent and changes in it on heating // Journal of applied chemistry of the USSR. 1986. Vol. 59. No. 12, pp. 2653–2657.

Одними из главных критериев строительства являются надежность и долговечность. Поэтому для реализации современных строительных проектов, особенно в суровых условиях эксплуатации, необходимы цементные композиты с повышенной стойкостью к агрессивным внешним циклическим воздействиям. Для климатических условий Российской Федерации особое внимание должно уделяться вопросам обеспечения морозостойкости бетонов. Так, в соответствии с ГОСТ 31384–2017 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования» для самой низкой температуры и при условии попеременного замораживания и оттаивания бетона в насыщенном состоянии марка по морозостойкости должна быть не менее F₂450. Кроме того, необходимы повышенные механические характеристики применяемых материалов, в том числе модуля упругости, например при строительстве инфраструктурных объектов в Арктической зоне России. Для обеспечения этих характеристик в бетонную смесь необходимо вводить эффективные модифицирующие добавки. Однако в литературе имеются сведения, что водоредуцирующие добавки различного генезиса при близких значениях водоредуцирования оказывают разное влияние на структуру формирующегося цементного камня. Поэтому для обеспечения повышенной долговечности бетона в данной статье будет рассмотрена взаимосвязь между формирующейся структурой цементного камня в бетоне и его параметрами стойкости

К.В. ШУЛДЯКОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.Д. БУТАКОВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.В. МОРДОВЦЕВА, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
К.И. ЗИМАКОВ, студент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет) (454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76)

1. Фаликман В.Р., Степанова В.Ф., Чехний Г.В. Бетоны и технологии для строительства зданий и сооружений в Арктической зоне // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 2. С. 17–23. DOI: 10.33622/0869-7019.2021.02.17-23
2. Шмитько Е.И., Белькова Н.А., Макушина Ю.В.К вопросам взаимосвязи структуры добавок-пластификаторов с величиной влажностной усадки цементных систем // Известия вузов. Строительство. 2021. № 11 (755). C. 134–144. DOI: 10.32683/0536-1052-2021-755-11-134-144
3. Wenjie Ge, Wen Liu, Ashraf Ashour, Zhiwen Zhang,Wei Li, Hongbo Jiang, Chuanzhi Sun, Linfeng Qiu, Shan Yao, Weigang Lu, Yan Liu. Sustainable ultra-high performance concrete with incorporating mineral admixtures: Workability, mechanical property and durability under freeze-thaw cycles // Case Studies in Construction Materials. 2023. No. 19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02345
4. Sharafutdinov K.B., Saraykina K.A., Kashevarova G.G., Sanyagina Ya.A., Erofeev V.T., Vatin N.I. Strength and durability of concretes with a super absorbent polymer additive // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2023. Vol. 19. No. 2, pp. 120–135.
5. Лукутцова Н.П., Матвеева Е.Г., Фокин Д.Е. Исследование мелкозернистого бетона, модифицированного наноструктурной добавкой // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 4. С. 6–11.
6. Тараканов О.В., Акчурин Т.К., Белякова Е.А., Душко О.В. Перспективы применения комплексных органоминеральных добавок в бетонах нового поколения // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. Строительство и архитектура. 2023. № 2 (91). С. 88–98.
7. Александрова О.В., Нгуен Дык Винь Куанг, Булгаков Б.И. Влияние минеральных добавок на коррозионную стойкость стальной арматуры в железобетонных конструкциях // Строительные материалы. 2023. № 1–2. С. 69–75. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-810-1-2-69-75
8. Василик П.Г., Бурьянов А.Ф., Самченко С.В. Сравнение адсорбционного поведения пластификаторов разных типов // Техника и технология силикатов. 2022. № 3. С. 261–273.
9. Jinpeng Dai, Qicai Wang, Bo Zhang Frost resistance and life prediction of equal strength concrete under negative temperature curing // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 396. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132278
10. Shuldyakov K., Trofimov B., Kramar L. Stable microstructure of hardened cement paste – A guarantee of the durability of concrete // Case Studies in Construction Materials. 2020. Vol. 12. e00351. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2020.e00351
11. Крамар Л.Я., Мордовцева М.В., Погорелов С.Н., Иванов И.М. Структура цементного камня с комплексными добавками и ее влияние на деформационные свойства бетонов // Вестник ЮУрГУ. Сер. Строительство и архитектура. 2022. Т. 22. №  3. С. 35–45. DOI: 10.14529/build220304

Исследовано изменение свойств мелкозернистых бетонов, содержащих доменный гранулированный шлак в количестве 20–80% и бактерии Bacillus Subtilis. Проведена оценка изменения прочности, самозалечивания трещин методами оптической, электронной микроскопии и измерения скорости прохождения ультразвука перпендикулярно плоскости трещины; изучен состав и характеристики залечивающего агента в трещинах методами рентгеновского анализа. Самозалечивание трещин в бетонах без бактерий происходило за счет осаждения кальцита в результате карбонизации портландита в течение 50–65 циклов увлажнения-высушивания, а в присутствии бактерий Bacillus Subtilis благодаря осаждению кальцита в процессе их жизнедеятельности – за 10–15 циклов. Показано, что добавка доменного гранулированного шлака замедляет кристаллизацию кальцита, формирующего залечивающее вещество в трещине. Предполагается, что совместное использование в бетонных конструкциях, работающих в условиях переменного увлажнения, доменного гранулированного шлака в дозировках 40–80% и бактерий Bacillus Subtilis может обеспечить процесс самозалечивания трещин и поддержания прочности бетона в длительной перспективе благодаря одновременным процессам упрочнения структуры за счет длительной гидратации шлаковых минералов и осаждения кальцита в трещинах за счет жизнедеятельности бактерий Bacillus Subtilis.

Т.Н. ЧЕРНЫХ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
К.А. ГОРБАЧЕВСКИХ, студент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.В. КОМЕЛЬКОВА, д-р биол. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
П.О. ПЛАТКОВСКИЙ, лаборант-исследователь (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.В. КРИУШИН, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), А.А. ОРЛОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет) (454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76)

1. Карпов М.В., Жиздюк А.А., Наумова О.В. Обоснование использования биобетонов для строительства гидротехнических сооружений // Вестник евразийской науки. 2022. Т. 14. № 5. Ст. 10.
1. Karpov M.V., Zhizdyuk A.A., Naumova O.V. Justification of the use of bio concrete for the construction of hydraulic structures. Vestnik evraziyskoynauki. 2022. Vol. 14. No. 5. Article 10. (In Russian).
2. Ильина Л.В., Тацки Л.Н., Дьякова К.С. Самовосстанавливающийся бетон. Обзор зарубежных публикаций // Вестник ВСГУТУ. 2023. № 2 (89). С. 72–79. DOI: 10.53980/24131997_2023_2_72
2. Il’ina L.V., Tacki L.N., D’yakova K.S. Self-healing concrete. review of foreign publications. Vestnik ESSUTM. 2023. No. 2 (89), pp. 72–79. (In Russian). DOI: 10.53980/24131997_2023_2_72
3. Jonkers H.M. Bacteria-based self-healing concrete. Heron. 2011. Vol. 56. No. 1/2.
4. Бирюков В.С., Смирнов А.С., Тамбовцев А.М., Чередниченко Т.Ф. Тенденции современного строительства: самовосстанавливающийся бетон // Инженерный вестник Дона. 2022. № 2 (86). С. 1–8.
4. Biryukov V.S., Smirnov A.S., Tambovcev A.M., Cherednichenko T.F. Trends in modern construction: self-healing concrete. Inzhenernyy vestnik Dona. 2022. No. 2 (86), pp. 1–8. (In Russian).
5. Liu Y., Zhuge Y., Fan W., Duan W., Wang L. Recycling industrial wastes into self-healing concrete: A review. Environmental Research. 2022. Vol. 214. Part 4. 113975. DOI: 10.1016/j.envres.2022.113975
6. González Á., Parraguez A., Corvalán L., Correa N., Castro J., Stuckrath C., González M. Evaluation of Portland and Pozzolanic cement on the self-healing of mortars with calcium lactate and bacteria. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 257. 119558. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.119558
7. Khushnood R.A., Qureshi Z.A., Shaheen N., Ali S. Bio-mineralized self-healing recycled aggregate concrete for sustainable infrastructure. Science of The Total Environment. 2020. Vol. 703. 135007. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019
8. Nodehi M., Ozbakkaloglu T., Gholampour A. A systematic review of bacteria-based self-healing concrete: Biomineralization, mechanical, and durability properties. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 49. 104038. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104038
9. Строкова В.В., Власов Д.Ю., Франк-Каменецкая О.В., Духанина У.Н., Балицкий Д.А. Применение микробной карбонатной биоминерализации в биотехнологиях создания и восстановления строительных материалов: анализ состояния и перспективы развития // Строительные материалы. 2019. № 9. С. 83–103. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-774-9-83-103
9. Strokova V.V., Vlasov D.Yu., Frank-Kamenetskaya O.V., Dukhanina U.N., Balitsky D.A. Application of microbial carbonate biomineralization in biotechnologies of building materials creation and restoration: analysis of the state and prospects of development. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 9, pp. 83–103. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-774-9-83-103
10. Баженов Ю.М., Ерофеев В.Т., Салман А.Д.С.Д., Смирнов В.Ф., Фомичев В.Т. Технология самовосстановления железобетонных конструкций с помощью микроорганизмов // Русский инженер. 2018. № 4 (61). С. 46–48.
10. Bazhenov Yu.M., Erofeev V.T., Salman A.D.S.D., Smirnov V.F., Fomichev V.T. Tekhnologiya samovosstanovleniya zhelezobetonnyh konstrukcij s pomoshch’yu mikroorganizmov. Russkiy inzhener. 2018. No. 4 (61), pp. 46–48. (In Russian).
11. De Belie N., Gruyaert E., Al-Tabbaa A., Antonaci P., Baera C., Bajare D., Jonkers H.M. A Review of self-healing concrete for damage management of structures. Advanced Materials Interfaces. 2018. Vol. 5. Iss. 17 1800074. DOI: 10.1002/admi.201800074
12. De Rooij M., Van Tittelboom K., De Belie N., Schlangen E. Self-healing phenomena in cement-based materials: State-of-the-art report of RILEM technical committee 221-SHC: Self-healing phenomena in cement-based materials Springer. Dordrecht, Netherlands. 2013. 266 p.
13. Van Tittelboom K., De Belie N. Self-healing in cementitious materials – A review. Materials. 2013. Vol. 6 (6), pp. 2182–2217. DOI: 10.3390/ma6062182
14. Zhang L.V., Suleiman A.R., Allaf M.M., Marani A., Tuyan M., Nehdi M.L. Crack self-healing in alkali-activated slag composites incorporating immobilized bacteria. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 326. Article 126842. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.126842
15. Siddique R., Singh K., Singh M., Corinaldesi V., Rajor A. Properties of bacterial rice husk ash concrete. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 121, pp. 112–119. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.146
16. Aquilano D., Benages R., Bruno M., Rubbo M., Massaro F.R. Positive {hk.l} and negative {hk.} forms of calcite (CaCO₃) crystal. New open questions from the evaluation of their surface energies. CrystEngComm. 2013. Vol. 15 (22), pp. 4465–4472. DOI: 10.1039/C3CE40203G

Исследованы особенности структурообразования асфальтового вяжущего, модифицированного высокодисперсным керамзитовым порошком. Изучена вязкость модифицированного асфальтовяжущего и формирование адсорбционного слоя битума на поверхности частиц минерального компонента при различных степенях наполнения в диапазоне температуры 100–180^оС. Проанализировано влияние воздействия керамзитового порошка на адсорбционную активность битума, адгезионную прочность битума с минеральным наполнителем и на сцепление асфальтовяжущего с минеральным заполнителем. Выявлено, что при взаимодействии битума с высокодисперсным керамзитовым порошком значительно повышается вязкость асфальтовяжущего и увеличивается толщина пленки битума на поверхности минеральных частиц при всех технологических температурах по сравнению со стандартным известняковым минеральным порошком, это определяется процессами избирательной диффузии низко-молекулярных углеводородов внутрь частиц керамзитового порошка, происходящими при его объединении с вяжущим. Модификация асфальтовяжущего керамзитовым порошком существенно повышает его адсорбционную активность и сцепление битума с минеральным заполнителем и адгезионную прочность на границе раздела фаз «наполнитель–битум». Это обусловливается не только физическим взаимодействием, но и наличием повышенного количества активных поверхностных центров адсорбции Льюиса и Бренстеда на поверхности частиц керамзита, что указывает на формирование химических связей.

С.О. КАЗАРЯН, старший преподаватель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.Г. БОРИСЕНКО, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.Г. ЯГУБОВ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
К.Ф.А. ШУХАЙБ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Северо-Кавказский федеральный университет (355017, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1)

1. Коротаев А.П. Повышение качества асфальтобетона за счет использования пористого минерального порошка: Дис. … канд. техн. наук. Белгород, 2009. 169 с.
1. Korotaev A.P. Improving the quality of asphalt concrete by using porous mineral powder. Cand. Diss. (Engineering). Belgorod. 2009. 169 p. (In Russian).
2. Высоцкая М.А., Кузнецов Д.К., Барабаш Д.Е. Особенности структурообразования битумоминеральных композиций с применением пористого сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 68–71.
2. Vysotskaya M.A., Kuznetsov D.K., Barabash D.E. Peculiarities of structure formation of bitumen-mineral compositions with the use of porous raw materials. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2014. No. 1–2, pp. 68–71. (In Russian).
3. Ядыкина В.В. Управление процессами формирования и качеством строительных композитов с учетом состояния поверхности дисперсного сырья. М.: АСВ, 2009. 374 с.
3. Yadykina V.V. Upravlenie protsessami formirovaniya i kachestvom stroitel’nykh kompozitov s uchetom sostoyaniya poverkhnosti dispersnogo syr’ya [Control of the processes of formation and quality of construction composites taking into account the state of the surface of dispersed raw materials]. Moscow: ASV. 2009. 374 p.
4. Босхолов К.А. Асфальтобетон с применением активированных кремнеземсодержащих минеральных порошков: Дис. … канд. техн. наук. Улан-Удэ, 2007. 114 с.
4. Boskholov K.A. Asphalt concrete using activated silica-containing mineral powders. Cand. Diss. (Engineering). Ulan-Ude. 2007. 114 p. (In Russian).
5. Fan Li, Xiang Zhao, Xiao Zhang. Utilizing original and activated coal gangue wastes as alternative mineral fillers in asphalt binder: Perspectives of rheological properties and asphalt-filler interaction ability. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 365. 130069. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130069.
6. Kürşat Yıldız, Mert Atakan. Improving microwave healing characteristic of asphalt concrete by using fly ash as a filler. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 262. 120448/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120448.
7. Ning Liu, Liping Liu, Mingchen Li, Lijun Sun. Effects of zeolite on rheological properties of asphalt materials and asphalt-filler interaction ability. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 382. 131300. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131300
8. Clara E., Barra B.S., Teixeira L.H., Mikowski A., Hughes G.B., Nguyen M.-L. Influence of polymeric molecular chain structure on the rheological-mechanical behavior of asphalt binders and porous asphalt mixes. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 369. 130575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130575
9. Yinzhang He, Jiupeng Zhang, Bo Gao, Ling Wang, Yan Li, Fucheng Guo, Guojing Huang. Experimental investigation of the interface interaction between asphalt binder and mineral filler from the aspects of materials properties. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 393. 132094. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132094
10. Казарян С.О. Стабилизирующие добавки для щебеночно-мастичных асфальтобетонов на основе высокодисперсных пористых минеральных материалов // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2020. Вып. 1 (78). С. 149–156.
10. Kazaryan S.O. Stabilizing additives for crushed stone-mastic asphalt concrete based on highly dispersed porous mineral materials. Vestnik of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture. 2020. Iss. 1 (78), pp. 149–156. (In Russian).
11. Борисенко Ю.Г., Казарян С.О., Селимов М.А., Борисенко О.А. Физико-химические основы применения пористых минеральных порошков в битумоминеральных композициях // Дороги и мосты. 2016. Вып. № 35. С. 263–281.
11. Borisenko Yu.G., Kazaryan S.O., Selimov M.A., Borisenko O.A. Physicochemical bases for the use of porous mineral powders in bitumomineral compositions. Dorogi i mosty. 2016. Iss. 35, pp. 263–281. (In Russian).
12. Иноземцев С.С., Поздняков М.К., Королев Е.В. Исследование адсорбционно-сольватного слоя битума на поверхности минерального порошка // Вестник МГСУ. 2012. Вып. 11. С. 159–167.
12. Inozemtsev S.S., Pozdnyakov M.K., Korolev E.V. Investigation of the adsorption-solvate layer of bitumen on the surface of mineral powder. Vestnik MGSU. 2012. Iss. 11, pp. 159–167. (In Russian).
13. Патент РФ 2686340. Способ оценки сцепления битума с минеральным материалом. Ивкин А.С., Васильев В.В., Саламатова Е.В., Майданова Н.В., Кондрашева Н.К. Заявл. 06.08.2018. Опубл. 25.04.2019.
13. Patent RF 2686340. Sposob otsenki stsepleniya bituma s mineral’nym materialom [Method for evaluation of bitumen adhesion with mineral material]. Ivkin A.S., Vasil’ev V.V., Salamatova E.V., Maidanova N.V., Kondrasheva N.K. Declared 06.08.2018. Published 25.04.2019. (In Russian).
14. Борисенко Ю.Г., Казарян С.О. Особенности напряженно-деформированного состояния покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона, модифицированных керамзитовым порошком // Научный журнал строительства и архитектуры. 2019. № 3 (55). С. 36–43. DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.004
14. Borisenko Y.G., Kazaryan S.O. Features of the stress strain of ceramsite powder modified SMA pavements. Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2019. Vol. 3 (55), pp. 36–43. (In Russian). DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.004
15. Чураев Н.В. Химия процессов массопереноса в пористых телах. М.: Химия, 1990. 272 с.
15. Churaev N.V. Khimiya protsessov massoperenosa v poristykh telakh [Chemistry of mass transfer processes in porous bodies]. Moscow: Khimiya. 1990. 272 p.