Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 90143 10.62980/2076-0655-2024-237-246 vkzibd ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА GLASS MICROSPHERE PRODUCTION WASTES AS POTENTIAL RAW MATERIALS FOR PRODUCTION OF CONSTRUCTION MATERIALS ОТХОДЫ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОСФЕР КАК ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Трофимов Александр Николаевич Trofimov Alexandr Nikolaevich a.trofimov@npo.stek Белов Владимир Владимирович Belov Vladimir Vladimirovich vladim-bel@yandex.ru Вологин Николай Александрович Vologin Nikolay Alexandrovich kolya.vologin@mail.ru Косолапов Алексей Федорович Kosolapov Alexey Fedorovich npkkompozit@yandex.ru Шишаев Денис Сергеевич Shishaev Denis Sergeevich shishaevden69@gmail.com 07 11 2024 07 11 2024 31 3 237 246 09 07 2024 06 08 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/90143/view

Рациональному использованию вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) в настоящее время уделяется особое внимание. В этом плане перспективной и активно развивающейся технологией утилизации промышленных отходов является технология де-понирования, заключающаяся в добавлении строительных отходов в состав новых материалов. В результате получаются совершенно новые модификации материалов с улучшенными характеристиками. Острой проблемой является дефицит на рынке сырьевых облегчённых компонентов строительных смесей, которые необходимы для получения материалов с высокими тепло-изоляционными свойствами. Эти материалы не только повышают уровень комфорта проживания в зданиях, но и благодаря меньшей плотности, создают меньшую нагрузку на несущие конструкции зданий, что очень важно для экономии материальных и энергетических ресурсов. С этой точки зрения выигрышными легкими наполнителями сырьевых смесей строительных материалов являются полые стеклянные микросферы. В статье рассмотрены физико-химические свойства отходов производства стеклянных микросфер с целью их использования в качестве микронаполнителей для легких бетонов и других строительных материалов. Показано, что указанные отходы, плотность и удельная поверхность которых сопоставима или даже значительно ниже плотности традиционных дисперсных наполнителей, могут служить отличным сырьем для производства легкого бетона и способствовать снижению затрат на добычу природных ресурсов и энергии для их переработки.

Rational use of secondary energy resources (SER) is currently given special attention. In this regard, a promising and actively developing technology of industrial waste utilization is the deposition technology. This technology consists in adding construction waste to the composition of new materials. As a result, completely new modifications of materials with improved characteristics are obtained. An acute problem is the shortage of raw lightweight components of construction mixtures on the market. Such mixtures are necessary to produce materials with high thermal insulation properties. These materials not only increase the level of comfort of living in buildings, but also due to lower density, create less load on the load-bearing structures of buildings. The use of such materials is very important for saving material and energy resources. Hollow glass microspheres are widely used as light fillers of raw material mixtures of building materials. The paper considers the physical and chemical properties of glass microsphere production wastes for the purpose of their use as micro fillers for lightweight concrete and other building materials. It is shown that these wastes have density and specific surface area comparable and even much lower than the density of traditional disperse fillers. It is established that glass microspheres production wastes can serve as an excellent raw material for lightweight concrete production. Their introduction into the composition of raw material mixtures will contribute to the reduction of costs for the extraction of natural resources and energy for their processing.

 отходы производства стеклянных микросфер плотность удельная поверхность свойства glass microsphere production wastes density specific surface area properties

Хмелевский Н.А. Эффективность переработки строительных отходов //Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». ‒ № 3. ‒ 2020. ‒ С.161–166. Hmelevskiy N.A. Effektivnost' pererabotki stroitel'nyh othodov //Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnyh nauk i tehnologiy «Integral». ‒ № 3. ‒ 2020. ‒ S.161–166. Усов Б.А., Окольникова Г.Э., Акимов С.Ю. Экология и производство строительных материалов // Системные технологии. 2015. № 4 (17). С. 84-105. Usov B.A., Okol'nikova G.E., Akimov S.Yu. Ekologiya i proizvodstvo stroitel'nyh materialov // Sistemnye tehnologii. 2015. № 4 (17). S. 84-105. Евграфова И.М., Шубина Е.В., Лаврусевич А.А. Эколого-экономическая оценка хозяйственной деятельности. практика и перспективы //Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 7 (667). С. 83-87. Evgrafova I.M., Shubina E.V., Lavrusevich A.A. Ekologo-ekonomicheskaya ocenka hozyaystvennoy deyatel'nosti. praktika i perspektivy //Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2014. № 7 (667). S. 83-87. Орешкин Д.В., Ткач С.А., Пахратдинов А.А. Получение эффективных экологически безопасных строительных материалов на основе утилизации промышленных отходов и вторичного сырья // Современные тенденции развития науки и технологий. 2015. № 9-3. С. 99-101. Oreshkin D.V., Tkach S.A., Pahratdinov A.A. Poluchenie effektivnyh ekologicheski bezopasnyh stroitel'nyh materialov na osnove utilizacii promyshlennyh othodov i vtorichnogo syr'ya // Sovremennye tendencii razvitiya nauki i tehnologiy. 2015. № 9-3. S. 99-101. Потапова Е.Н. Снижение негативного воздействия на окружающую среду при производстве цемента // Техника и технология силикатов. 2014. Т. 21. № 3. С. 2-8. Potapova E.N. Snizhenie negativnogo vozdeystviya na okruzhayuschuyu sredu pri proizvodstve cementa // Tehnika i tehnologiya silikatov. 2014. T. 21. № 3. S. 2-8. Скороход М.А., Потапова Е.Н. Перспективы внедрения наилучших доступных технологий и перехода к комплексным экологическим разрешениям при производстве цемента // Цемент и его применение. 2015. № 5. С. 22-26. Skorohod M.A., Potapova E.N. Perspektivy vnedreniya nailuchshih dostupnyh tehnologiy i perehoda k kompleksnym ekologicheskim razresheniyam pri proizvodstve cementa // Cement i ego primenenie. 2015. № 5. S. 22-26. Сулейманова Л.А. Высококачественные энергосберегающие и конкурентоспособные строительные материалы, изделия и конструкции // Вестник Белгородского государственного технологического универ-ситета им. В.Г. Шухова. 2017.№ 1. С. 9-16. Suleymanova L.A. Vysokokachestvennye energosberegayuschie i konkurentosposobnye stroitel'nye materialy, izdeliya i konstrukcii // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo univer-siteta im. V.G. Shuhova. 2017.№ 1. S. 9-16. Кравцова М.В., Васильев А.В., Кравцов А.В., Носарев Н.С. Анализ методов утилизации отходов строительства с последующим вовлечением их во вторичный оборот // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2015, т. 17, №4(4), С. 804-809. Kravcova M.V., Vasil'ev A.V., Kravcov A.V., Nosarev N.S. Analiz metodov utilizacii othodov stroitel'stva s posleduyuschim vovlecheniem ih vo vtorichnyy oborot // Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossiyskoy akademii nauk, 2015, t. 17, №4(4), S. 804-809. Хмелевской Н.А. Эффективность переработки строительных отходов методом рециклинга // Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2020, №3, С. 108-116. Hmelevskoy N.A. Effektivnost' pererabotki stroitel'nyh othodov metodom reciklinga // Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnyh nauk i tehnologiy «Integral». 2020, №3, S. 108-116. Самченко, С.В. Особенности повторного ис-пользования цементных суспензий при реализации технологии рециклинга бетонных смесей / С.В. Сам-ченко, Е.С. Егоров, М.А. Абрамов // Вестник МГСУ. – 2021. – Т. 16, № 12. – С. 1573-1581. – DOI 10.22227/1997-0935.2021.12.1573-1581. – EDN MNTVKM. Samchenko, S.V. Osobennosti povtornogo is-pol'zovaniya cementnyh suspenziy pri realizacii tehnologii reciklinga betonnyh smesey / S.V. Sam-chenko, E.S. Egorov, M.A. Abramov // Vestnik MGSU. – 2021. – T. 16, № 12. – S. 1573-1581. – DOI 10.22227/1997-0935.2021.12.1573-1581. – EDN MNTVKM. Хеирбеков, Р.А. Некоторые физико-химические аспекты формирования структуры композиционного шлакосиликатного поризованного арболитового материала / Р.А. Хеирбеков, С.В. Самченко // Техника и технология силикатов. – 2022. – Т. 29, № 4. – С. 379-390. – EDN JKBDQD. Heirbekov, R.A. Nekotorye fiziko-himicheskie aspekty formirovaniya struktury kompozicionnogo shlakosilikatnogo porizovannogo arbolitovogo materiala / R.A. Heirbekov, S.V. Samchenko // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2022. – T. 29, № 4. – S. 379-390. – EDN JKBDQD. Зайцева, А.А. Перспективные теплоизоляционные материалы на основе стеклобоя и жидкого стекла / А.А. Зайцева, Е.И. Зайцева, С.В. Самченко // Техника и технология силикатов. – 2021. – Т. 28, № 1. – С. 17-20. – EDN KFVCDK. Zayceva, A.A. Perspektivnye teploizolyacionnye materialy na osnove stekloboya i zhidkogo stekla / A.A. Zayceva, E.I. Zayceva, S.V. Samchenko // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2021. – T. 28, № 1. – S. 17-20. – EDN KFVCDK. Samchenko, S.V. Formation of Cellular Concrete Structures Based on Waste Glass and Liquid Glass / S.V. Samchenko, A.V. Korshunov // Buildings. – 2024. – Vol. 14, No. 1. – P. 17. – DOI 10.3390/buildings14010017. – EDN WLXSWL. Samchenko, S.V. Formation of Cellular Concrete Structures Based on Waste Glass and Liquid Glass / S.V. Samchenko, A.V. Korshunov // Buildings. – 2024. – Vol. 14, No. 1. – P. 17. – DOI 10.3390/buildings14010017. – EDN WLXSWL. Величко Е.Г., Цховребов Э.С. Экологическая безопасность строительных материалов: основные исторические этапы // Вестник МГСУ. ‒ 2017. ‒ Т. 12. ‒ Вып. 1 (100). ‒ С. 26–35. Velichko E.G., Chovrebov E.S. Ekologicheskaya bezopasnost' stroitel'nyh materialov: osnovnye istoricheskie etapy // Vestnik MGSU. ‒ 2017. ‒ T. 12. ‒ Vyp. 1 (100). ‒ S. 26–35. Цховребов Э.С., Величко Е.Г. Научно-методологические подходы к созданию модели комплексной системы управления потоками строительных отходов // Вестник МГСУ. ‒ 2015. ‒ № 9. ‒ С. 95–110. Chovrebov E.S., Velichko E.G. Nauchno-metodologicheskie podhody k sozdaniyu modeli kompleksnoy sistemy upravleniya potokami stroitel'nyh othodov // Vestnik MGSU. ‒ 2015. ‒ № 9. ‒ S. 95–110. Петров В.В., Мурашкин В.Г. О необходимости создания единой базы данных перспективных инновационных исследований в строительной отрасли // Эксперт: теория и практика. ‒ 2021. ‒ № 1. ‒ С. 11–12. Petrov V.V., Murashkin V.G. O neobhodimosti sozdaniya edinoy bazy dannyh perspektivnyh innovacionnyh issledovaniy v stroitel'noy otrasli // Ekspert: teoriya i praktika. ‒ 2021. ‒ № 1. ‒ S. 11–12. Иноземцев, А.С. Полые микросферы – эффективный заполнитель для высокопрочных легких бетонов / А.С. Иноземцев, Е.В. Королев // Промышленное и гражданское строительство. – 2013. – № 10. – С. 80-83. – EDN PPSLRX. Inozemcev, A.S. Polye mikrosfery – effektivnyy zapolnitel' dlya vysokoprochnyh legkih betonov / A.S. Inozemcev, E.V. Korolev // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. – 2013. – № 10. – S. 80-83. – EDN PPSLRX. Иноземцев, А.С. Высокопрочные лёгкие бетоны / А.С. Иноземцев, Е.В. Королев. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2022. – 192 с. – ISBN 978-5-9227-1265-1. – EDN UCJRAZ. Inozemcev, A.S. Vysokoprochnye legkie betony / A.S. Inozemcev, E.V. Korolev. – Sankt-Peterburg: Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyy arhitekturno-stroitel'nyy universitet, 2022. – 192 s. – ISBN 978-5-9227-1265-1. – EDN UCJRAZ. Иноземцев, А.С. Средняя плотность и пористость высокопрочных легких бетонов / А.С. Иноземцев // Инженерно-строительный журнал. – 2014. – № 7(51). – С. 31-37. – DOI 10.5862/MCE.51.4. – EDN SYSMUH. Inozemcev, A.S. Srednyaya plotnost' i poristost' vysokoprochnyh legkih betonov / A.S. Inozemcev // Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal. – 2014. – № 7(51). – S. 31-37. – DOI 10.5862/MCE.51.4. – EDN SYSMUH. Гринчук П.С., Акулич А.В., Шевцов В.Ф., Сте-тюкевич Н.И., Чернухо Е.В. Покрытия с добавками полых стеклянных микросфер // Наука и инновации. ‒ 2017. ‒ № 11. ‒ С. 16–20. Grinchuk P.S., Akulich A.V., Shevcov V.F., Ste-tyukevich N.I., Chernuho E.V. Pokrytiya s dobavkami polyh steklyannyh mikrosfer // Nauka i innovacii. ‒ 2017. ‒ № 11. ‒ S. 16–20. Орешкин, Д.В. Свойства кладочных растворов на основе экструдированных растворных смесей / Д.В. Орешкин, В.С. Семенов, П.В. Капцов // Строительные материалы. – 2012. – № 9. – С. 58-60. – EDN NSYYEZ. Oreshkin, D.V. Svoystva kladochnyh rastvorov na osnove ekstrudirovannyh rastvornyh smesey / D.V. Oreshkin, V.S. Semenov, P.V. Kapcov // Stroitel'nye materialy. – 2012. – № 9. – S. 58-60. – EDN NSYYEZ. Облегченные самоармированные гипсовые композиты / К.С. Петропавловский, А.Ф. Бурьянов, В.Б. Петропавловская, Т.Б. Новиченкова // Строительные материалы. – 2019. – № 10. – С. 40-45. – DOI 10.31659/0585-430X-2019-775-10-40-45. – EDN CWERNN. Oblegchennye samoarmirovannye gipsovye kompozity / K.S. Petropavlovskiy, A.F. Bur'yanov, V.B. Petropavlovskaya, T.B. Novichenkova // Stroitel'nye materialy. – 2019. – № 10. – S. 40-45. – DOI 10.31659/0585-430X-2019-775-10-40-45. – EDN CWERNN. Исаева Ю.В., Величко Е.Г., Касумов А.Ш. Оптимизация структуры сверхлегкого цементного раствора с учетом геометрических и физико-механических характеристик компонентов // Строительные материалы. ‒ 2015. ‒ № 8. ‒ С. 84–87. Isaeva Yu.V., Velichko E.G., Kasumov A.Sh. Optimizaciya struktury sverhlegkogo cementnogo rastvora s uchetom geometricheskih i fiziko-mehanicheskih harakteristik komponentov // Stroitel'nye materialy. ‒ 2015. ‒ № 8. ‒ S. 84–87.