Физико-химический инжиниринг композиционных цементов для торкретирования с утилизацией отходов производства

Предложена методика физико-химического инжиниринга торкрет-бетона на композиционном цементе, заключающаяся в использовании активированных и гомогенизированных в вибромельнице отходов (угольной золы и строительного бетонного боя), что позволяет управлять процессами структурообразования композиционного цемента за счет сродства структур и с появлением высокопрочных новообразований. Обоснован механизм управления структурообразованием высокоплотного бетонного композита, основанный на комплексном воздействии компонентов композиционного цемента рационального состава и гранулометрии. Впервые оценены зависимости влияния характеристик отходов производства (состава и соотношения исходных компонентов, а также параметров их помола) на повышение комплекса эксплуатационных характеристик синтезированных строительных материалов.

1. Manquehual C.J., Jakobsen P.D., Holter K.G., De Weerdt K., Bruland A. Investigation of leaching in steel fiberreinforced shotcrete exposed to fresh and saline groundwater in a subsea road tunnel. Cem. Concr. Res. 2023. 163. 107011. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.107011.

2. Wang X., Islam M.M., Zhang Q. Influence of materials and nozzle geometry on spray and placement behavior of wet-mix shotcrete. Case Stud. Constr. Mater. 2024. 20. e02852. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e02852.

3. Khatib J., ElKhatib L.W., Ghanem H., Elkordi A. Recent Trends in Construction Materials Using Bio-Ash. Steps For Civil. Constructions and Environmental Engineering. 2025. 3(2). Р. 9—13. https://doi.org/10.61706/sccee12011170.

4. Bernardo G., Guida A., Mecca I. Advancements in shotcrete technology. 2015. Р. 591—602. https://doi.org/10.2495/STR150491.

5. Fediuk R.S., Lesovik V.S., Mochalov A.V., Otsokov K.A., Lashina I.V., Timokhin R.A. Composite binders for concrete of protective structures. Magazine of Civil Engineering. 2018. 82(6). Р. 208—218. doi: 10.18720/MCE.82.19.

6. Petrov A.M., Magomedov R.M., Savina S.V. Ecological Safety of Construction in the Concept of Sustainable Development. Constr. Mater. Prod. 2023. 6. Р. 5—17. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-5-17.

7. Bui D.D., Hu J., Stroeven P. Particle size effect on the strength of rice husk ash blended gap-graded Portland cement concrete. Cem. Concr. Compos. 2005. https://doi.org/10.1016/j.cem concomp.2004.05.002.

8. Martinez L.M., Kingston J. Space radiation analysis: Radiation effects and particle interaction outside the Earth’s magnetosphere using GRAS and GEANT4. Acta Astronaut. 2012. 72. Р. 156—164. https://doi.org/10.1016/j.actaastro. 2011.09.001.

9. Fediuk R.S., Smoliakov A.K., Timokhin R.A., Batarshin V.O., Yevdokimova Y.G. Using thermal power plants waste for building materials. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. 87(9). 092010. DOI: 10.1088/1755-1315/87/9/092010.

10. Klyuev A.V., Kashapov N.F., Klyuev S.V., Shchekina N.A., Zolotareva S.V., Shorstova E.S., Lesovik R.V., Ayubov N.A. Experimental studies of the processes of structure formation of composite mixtures with technogenic mechanoactivated silica component. Constr. Mater. Prod. 2023. 6. Р. 5—18. https:// doi.org/https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-5-18.

11. Fediuk R.S., Lesovik V.S., Liseitsev Y.L., Timokhin R.A., Bituyev A.V., Zaiakhanov M.Y., Mochalov A.V. Composite binders for concretes with improved shock resistance. Magazine of Civil Engineering. 2019. 85(1). Р. 28—38. https://doi.org/10.17213/0321-2653-2018-4-85-91.

12. Bespolitov D.V., Konovalova N.A., Dabizha O.N., Pankov P.P., Rush E.A. Influence of the Mechanical Activation of Fly Ash on Strength of Ground Concrete Based on Waste Production. Ecology and Industry of Russia. 2021. Т. 25. № 11. Р. 36—41. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-11-36-41.

13. Levkina E.V., Titova N.Y. The Analysis of the Financial Condition of Small Business and the Ways of its Development in the Primorsky Territory. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. 272 (3). Аrt. no. 032185. DOI: 10.1088/1755-1315/272/3/032185.

14. Pankov P., Bespolitov D., Shavanov N., Konovalova N., Ushkova M., Karabtsov A., Tarasenko I., Petukhov V., Panarin I., Zayakhanov M., Bituev A. Structural forming of soil composites using as a pavement subgrade strengthening. Case Studies in Construction Materials. 2024. Vol. 20. e02847.

15. Fediuk R., Smoliakov A., Muraviov A. Mechanical properties of fiber-reinforced concrete using composite binders. Advances in Materials Science and Engineering. 2017. 2316347.