Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 97039 10.62980/2076-0655-2025-173-183 ztwcmw ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА STUDY ON THE POSSIBILITY OF OBTAINING LOW-WATER-DEMAND CEMENTS BASED ON INDUSTRIAL WASTE FROM THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТОВ НИЗКОЙ ВОДОПОТРЕБ-НО СТИ НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Храмцов Александр Борисович Khramtsov Alexander Borisovich zakaev.9592@mail.ru Урханова Лариса Алексеевна Urkhanova Larisa Alekseevna urkhanova@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Вайнбергер Сергей Адамович Vainberger Sergey Adamovich adamihuka@gmail.com Вайнбергер Алёна Олеговна Vainberger Alyona Olegovna 191394@mail.ru Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Россия Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Russian Federation Национальный исследовательский Московский государ-ственный строительный университет Россия Национальный исследовательский Московский государ-ственный строительный университет Russian Federation ТОО «SV Lab» Усть-Каменогорск Казахстан LLP «SV Lab» Ust-Kamenogorsk Kazakhstan Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева Россия Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева Russian Federation 06 06 2025 06 06 2025 32 2 173 183 05 03 2025 20 03 2025 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/97039/view

В статье представлены результаты исследований по получению цементов низкой водопотребности (ЦНВ) с использо-ванием сырьевых материалов Республики Казахстан: кондиционного и некондиционного клинкера производства ТОО «Бухтарминская цементная компания», золошлаковых отходов Усть-Каменогорской ТЭЦ, доменных гранулированных шлаков Усть-Каменогорского и Карагандинского металлургических комбинатов. ЦНВ получали совместным помолом це-ментного клинкера, гипсового камня, отходов промышленности и суперпластификатора на основе поликарбоксилатов до удельной поверхности 450-550 м2/кг в вибрационной мельнице. Обоснован выбор техногенных отходов различного соста-ва в качестве наполнителя при получении ЦНВ и показано, что их применение позволяет утилизировать крупнотоннаж-ные промышленные отходы с получением вяжущих веществ с прочностью, не уступающую прочности промышленного це-мента. Установлены зависимости физико-механических показателей ЦНВ от количества наполнителей, тонкости помо-ла вяжущих веществ, расхода суперпластификатора. Тонкое измельчение компонентов в присутствии сухого суперпла-стификатора позволило получить ЦНВ 70, ЦНВ 50 с прочностью при сжатии 50-70 МПа. Исследования показали воз-можность использования некондиционного клинкера, образуемого на цементном заводе в результате нарушения техноло-гических процессов и складируемого в отвалы, либо частично добавляемого в мельницу помола цемента, что ухудшает его качество, для получения ЦНВ: установлено оптимальное соотношение кондиционного и некондиционного клинкера. Дока-зано использование до 35% в составе ЦНВ некондиционного клинкера, с применением которого получены цементы низкой водопотребности с прочностью 45-55 МПа.

The article presents the results of research on the production of low-water-demand cements (LWDC) using raw materials from the Republic of Kazakhstan: conditioned and unconditioned clinker from LLP "Bukhtarma Cement Company," fly ash and slag waste from the Ust-Kamenogorsk CHP plant, and granulated blast furnace slags from the Ust-Kamenogorsk and Karaganda metallurgical plants. LWDC was produced by jointly grinding cement clinker, gypsum stone, industrial waste, and a polycarbox-ylate-based superplasticizer to a specific surface area of 450–550 m²/kg in a vibratory mill. The choice of industrial waste of various compositions as fillers for LWDC production is substantiated, demonstrating that their use allows for the utilization of large-tonnage industrial waste while obtaining binders with strength comparable to that of industrial cement. Physical and me-chanical indicators of LWDC were found to depend on the filler amount, fineness of binder grinding, and superplasticizer con-sumption. Fine grinding of components in the presence of a dry superplasticizer made it possible to produce LWDC 70 and LWDC 50 with compressive strengths of 50–70 MPa.The research demonstrated the possibility of using unconditioned clinker, which is formed at the cement plant as a result of technological process violations and is either stockpiled or partially added to the cement grinding mill, thereby deteriorating its quality, for LWDC production. The optimal ratio of conditioned and uncondi-tioned clinker was established. It was shown that up to 35% of unconditioned clinker can be used in LWDC composition, produc-ing low-water-demand cements with compressive strengths of 45–55 MPa.

 цементы низкой водопотребности промышленные отходы золошлаковые отходы доменный гранулированный шлак степень дисперсности удельная поверхность некондиционный клинкер прочность при сжатии low-water-demand cements industrial waste fly ash and slag waste granulated blast furnace slag dispersion degree specific surface area unconditioned clinker compressive strength

Stahel, W.R. (1982) The product-life factor. The Wood-lands, Texas. Stahel, W.R. (1982) The product-life factor. The Wood-lands, Texas. Pearce, D., Markandya, A. & Barbier, E. (1990) Sustainable development economics and environment in the Third World. London: Elgar, Earthscan Publications Ltd. Pearce, D., Markandya, A. & Barbier, E. (1990) Sustainable development economics and environment in the Third World. London: Elgar, Earthscan Publications Ltd. Graedel, T.E. (2011). Recycling, Material Efficiency, and the Circular Economy. Journal of Industrial Ecology, 15(3), 317–319. Graedel, T.E. (2011). Recycling, Material Efficiency, and the Circular Economy. Journal of Industrial Ecology, 15(3), 317–319. Lifset, R., et al. (2013). The Circular Economy and Indus-trial Ecology. Journal of Industrial Ecology, 17(3), 324–327. Lifset, R., et al. (2013). The Circular Economy and Indus-trial Ecology. Journal of Industrial Ecology, 17(3), 324–327. Шайгазинова А.Е. Управление утилизацией отходов добычи и переработки минерального сырья как важного природозащитного мероприятия // Сейфуллинские чтения – 9: новый вектор развития высшего образования и науки: материалы Республиканской научно- теоретической кон-ференции, посвященной дню Первого Президента Респуб-лики Казахстан. – 2013. – Т.1, ч.2 – С. 147-149. Shaygazinova A.E. Upravlenie utilizaciey othodov dobychi i pererabotki mineral'nogo syr'ya kak vazhnogo prirodozaschitnogo meropriyatiya // Seyfullinskie chteniya – 9: novyy vektor razvitiya vysshego obrazovaniya i nauki: materialy Respublikanskoy nauchno- teoreticheskoy kon-ferencii, posvyaschennoy dnyu Pervogo Prezidenta Respub-liki Kazahstan. – 2013. – T.1, ch.2 – S. 147-149. Трофимов Б.Я., Шулдяков К.В. О применении малоак-тивного доменного гранулированного шлака //Архитектура, градостроительство и дизайн. 2015. №6. С.37-45. Trofimov B.Ya., Shuldyakov K.V. O primenenii maloak-tivnogo domennogo granulirovannogo shlaka //Arhitektura, gradostroitel'stvo i dizayn. 2015. №6. S.37-45. Васильев, О.П. Цементы низкой водопотребности: со-ставы и технология// Известия строительных наук. 2015. №4. С. 12–20. Vasil'ev, O.P. Cementy nizkoy vodopotrebnosti: so-stavy i tehnologiya// Izvestiya stroitel'nyh nauk. 2015. №4. S. 12–20. Захаров, К.И., Соколов, А.В. Оптимизация состава це-ментов с низкой водопотребностью// Научные труды строительного института. 2022. №8. С. 44–50. Zaharov, K.I., Sokolov, A.V. Optimizaciya sostava ce-mentov s nizkoy vodopotrebnost'yu// Nauchnye trudy stroitel'nogo instituta. 2022. №8. S. 44–50. Морозов, Ю.В., Лавров, А.Г. Анализ свойств цементов низкой водопотребности // Материалы строительной ин-дустрии. 2022. №3. С. 48–54. Morozov, Yu.V., Lavrov, A.G. Analiz svoystv cementov nizkoy vodopotrebnosti // Materialy stroitel'noy in-dustrii. 2022. №3. S. 48–54. Иванова, С.А., Романов, К.П. Влияние добавок золы на структуру и прочность цемента// Строительная химия. 2019. №3. С. 18–24. Ivanova, S.A., Romanov, K.P. Vliyanie dobavok zoly na strukturu i prochnost' cementa// Stroitel'naya himiya. 2019. №3. S. 18–24. Brown, P., Smith, R. Hydraulic properties of composite cements with mineral additions//Advanced Cement Research. 2020, Vol. 32. РР. 55–67. Brown, P., Smith, R. Hydraulic properties of composite cements with mineral additions//Advanced Cement Research. 2020, Vol. 32. RR. 55–67. Кудряшов, И.Г., Мартынова, Д.А. Влияние минераль-ных наполнителей на цементы низкой водопотребности// Инновационные строительные технологии. 2021. №2. С.15–20. Kudryashov, I.G., Martynova, D.A. Vliyanie mineral'-nyh napolniteley na cementy nizkoy vodopotrebnosti// Innovacionnye stroitel'nye tehnologii. 2021. №2. S.15–20. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сарсенбаев Б.К., Сарсенбаев Н.Б., Карымсахов С. Д. Об эффективности применения промышленных отходов Республики Казахстан для про-изводства цементов низкой водопотребности //Строительные материалы. 2013. №5. С. 82-84. Hozin V.G., Hohryakov O.V., Sarsenbaev B.K., Sarsenbaev N.B., Karymsahov S. D. Ob effektivnosti primeneniya promyshlennyh othodov Respubliki Kazahstan dlya pro-izvodstva cementov nizkoy vodopotrebnosti //Stroitel'nye materialy. 2013. №5. S. 82-84. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сибгатуллин И.Р. Карбо-натные цементы низкой водопотребности. – М.: Моногра-фия. Издательство АСВ, 2021. – 366 с. Hozin V.G., Hohryakov O.V., Sibgatullin I.R. Karbo-natnye cementy nizkoy vodopotrebnosti. – M.: Monogra-fiya. Izdatel'stvo ASV, 2021. – 366 s. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. – 2-е изд., перераб. и доп. – М., 1998. – 768 с. Batrakov V.G. Modificirovannye betony. Teoriya i praktika. – 2-e izd., pererab. i dop. – M., 1998. – 768 s. Бабаев Ш.Т., Башлыков Н.Ф., Сердюк В.Н. Высокоэф-фективные вяжущие низкой водопотребности и бетоны на их основе. М.: Стройиздат, 1991. Babaev Sh.T., Bashlykov N.F., Serdyuk V.N. Vysokoef-fektivnye vyazhuschie nizkoy vodopotrebnosti i betony na ih osnove. M.: Stroyizdat, 1991. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Битуев А.В., Урханова Л.А. Эффективность применения золы-уноса Гусиноозерской ГРЭС в составе цементов низкой водопотребности // Стро-ительные материалы. 2011. №7. С. 76-78. Hozin V.G., Hohryakov O.V., Bituev A.V., Urhanova L.A. Effektivnost' primeneniya zoly-unosa Gusinoozerskoy GRES v sostave cementov nizkoy vodopotrebnosti // Stro-itel'nye materialy. 2011. №7. S. 76-78. Астрейко А. Н. Получение портландцемента с исполь-зованием синтетического гипса из серной кислоты и не-кондиционного клинкера / А. Н. Астрейко, Е. А. Бут-Гусаим // 73-я научно-техническая конференция учащихся, студентов и магистрантов: тезисы докладов. - Минск: БГТУ, 2022. – С. 212. Astreyko A. N. Poluchenie portlandcementa s ispol'-zovaniem sinteticheskogo gipsa iz sernoy kisloty i ne-kondicionnogo klinkera / A. N. Astreyko, E. A. But-Gusaim // 73-ya nauchno-tehnicheskaya konferenciya uchaschihsya, studentov i magistrantov: tezisy dokladov. - Minsk: BGTU, 2022. – S. 212. Бутт Ю. М., Тимашев В. В. Портландцементный клин-кер. М.: Стройиздат, 1967. Butt Yu. M., Timashev V. V. Portlandcementnyy klin-ker. M.: Stroyizdat, 1967. Гусев, Б. В. Технология портландцемента и его разно-видностей: Учебное пособие / Б. В. Гусев, Ю. Р. Кривобо-родов, С. В. Самченко. – Москва: Московский государ-ственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, 2016. – 113 с. – ISBN 978-5-7264-1230-6. – EDN XMAYRX. Gusev, B. V. Tehnologiya portlandcementa i ego razno-vidnostey: Uchebnoe posobie / B. V. Gusev, Yu. R. Krivobo-rodov, S. V. Samchenko. – Moskva: Moskovskiy gosudar-stvennyy stroitel'nyy universitet, Ay Pi Er Media, 2016. – 113 s. – ISBN 978-5-7264-1230-6. – EDN XMAYRX. Смирнов, А.Б., Филиппов, Н.П. Исследование свойств цементов с использованием некондиционного клинкера. Вестник строительных технологий, 2022, №2, с. 56–62. Smirnov, A.B., Filippov, N.P. Issledovanie svoystv cementov s ispol'zovaniem nekondicionnogo klinkera. Vestnik stroitel'nyh tehnologiy, 2022, №2, s. 56–62.