Строительные материалы и изделия. Промышленность строительных материалов в целом. Виды и типы строительных материалов (Производство отдельных видов стройматериалов и изделий - см. соотв. отраслевые разделы)

В монографии рассматриваются дорожные композиты и их применение в конструкциях автомобильных дорог и транспортных сооружений. Описана новая технология применения фибробетона в дорожном строительстве. Рассмотрена область применения полимерно-дисперсно-армированных асфальтобетонных смесей, технические параметры и типы полимерно-дисперсно-армированных асфальтобетонных смесей. Приведены особенности полимерных композитов, условия их применения в транспортных конструкциях и элементы конструкций мостовых сооружений из стеклопластполимербетона.

В монографии рассматриваются строительные композиты для «зеленых» технологий. Исследованы: зелёные стандарты проектирования как регламент жизнеустойчивого строительства, возобновляемые источники энергии и «зеленое» строительство, экологически чистые строительные материалы, перспективы развития строительных технологий в экостроительстве.

Программа дисциплины предусматривает выполнение практических задач по определению свойств заполнителей, бетонов и бетонных смесей, а также лакокрасочных материалов. Практические задания имеют теоретическую часть с необходимыми данными для выполнения работы, формулами, пояснениями и таблицами. Практические задания органично сочетаются с теоретическими сведениями.

Международное аналитическое обозрение «ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси» — уникальное специализированное издание, освещающее вопросы производства цемента, бетона и сухих строительных смесей. Журнал полноцветный, билингвальный, на его страницах представлены публикации ведущих российских и зарубежных ученых, статистические данные и новости с биржевых площадок, научных лабораторий, последние разработки от производителей и поставщиков современных строительных материалов и оборудования.

Программа дисциплины предусматривает выполнение практических задач по определению основных свойств строительных материалов, а также воздушных и гидравлических вяжущих веществ. Практические задания имеют теоретическую часть с необходимыми данными для выполнения работы, формулами, пояснениями и таблицами. Практические задания органично сочетаются с теоретическими знаниями.

В учебном пособии рассмотрены основные этапы производства лакокрасочных материалов и покрытий на их основе, основные свойства, характеристики и требования, предъявляемые к ним. Уделено внимание декоративным и имитирующим покрытиям на основе материалов, в состав которых входят пигменты и красители, придающие им требуемые эстетические и функциональные свойства.

Цель настоящего учебно-методического пособия — дать обучающимся знания в организации технологии производства строительных материалов и изделий, планировании и тем самым заложить фундамент для понимания и самостоятельного изучения специальной организационно-технологической литературы и применения на практике навыков принятия управленческих решений, приводящих к рациональному использованию оборудования, повышению производительности труда, качеству и конкурентоспособности строительных материалов. В пособии даны также методические указания к практическим занятиям и выполнению КР и КП.

В практикуме представлены лабораторные работы, позволяющие приобрести практические навыки по получению и применению композиционных материалов, вяжущих веществ, бетонов и сухих строительных смесей, применяемых в строительстве. Лабораторные работы направлены на изучение способов получения строительных композитов и изучение их свойств.

В учебном пособии изложены общие сведения о строительных материалах, перечислены основные проблемы строительного материаловедения без отрыва от строительных технологий, показана роль учёных-материаловедов.

В учебном пособии раскрыты основные теоретические вопросы. Учебное пособие составлено в соответствии с типовой программой дисциплины и отражает современные представления и уровень развития науки и техники в области строительного материаловедения.

В учебном пособии изложены общие сведения о композитных материалах, рассмотрен порядок расчета геометрических характеристик сложных сечений, приведены индивидуальные домашние расчетно-практические задания. Разработана программа вычисления геометрических характеристик нормальных сечений изгибаемых комбинированно армированных композитов при деградационных процессах, позволяющая моделировать изменение положения центра тяжести сечения фигуры и момента инерции в зависимости от динамики развития трещины.

Wood processing soft waste is mainly used in the production of fuel briquettes, irrecoverable (non-recyclable) waste from spinning flax and cotton are incinerated or sent to dump. The development of methods for recycling non-recyclable cellulosic waste through the product manufacturing is relevant, both from the resource conservation perspective, as well as the environmental point of view. The issues of plant waste recycling through the manufacturing of various types of products are widely developed in the Russian and foreign scientific research practice. Researchers deal with the processing of wheat, rice straw, bamboo stalks, and other cellulosic materials. There is a plenty of published information on methods of soft wood waste recycling. However, no research on recycling irrecoverable waste of spinning flax and cotton fibers had been carried out before this paper. We propose to produce thermal insulation boards based on phenol-formaldehyde resol binder using flax and cotton spinning waste and soft wood processing waste. The wet production method used here involves mixing the filler with water, a precipitant solution and a binder. After spinning the material is dried. The paper presents the results of determining the physical and mechanical properties and thermal conductivity coefficient of boards made of plant waste. The research was carried out according to the B-plan of the second order. Adequate regression mathematical models of the dependences of physical and mechanical parameters of the boards on the varying factors of the production process were developed according to the experimental data processing results. Using the developed regression models we built the response surfaces of the composite parameters: the bending strength of the boards, the thickness swelling of the boards after 24 h of exposure in water and the thermal conductivity coefficient. Nomograms of the dependencies of board parameters on the values of varying factors have been developed based on the mathematical models analysis. The nomograms are the basis for the development of practical recommendations for determining the rational values of the parameters of insulation board materials production from irrecoverable waste of spinning flax and cotton and soft wood processing waste.
Мягкие отходы переработки древесины в основном используют для производства топливных брикетов, невозвратные (неиспользуемые) отходы прядения льна и хлопка сжигают или отправляют на свалку. Поиск способов утилизации невозвратных целлюлозосодержащих отходов путем производства продукции актуален и с позиций ресурсосбережения, и с экологической точки зрения. В практике российских и зарубежных научных исследований широко разрабатывается такое направление, как утилизация растительных отходов путем производства продукции. Изучаются вопросы переработки пшеничной, рисовой соломы, стеблей бамбука и других целлюлозосодержащих материалов. Существует много публикаций о способах утилизации мягких древесных отходов. Однако исследований в области переработки невозвратных отходов прядения льняных и хлопковых волокон до работы авторов статьи не проводилось. Нами предлагается изготавливать из отходов прядения льна и хлопка и мягких отходов переработки древесины теплоизоляционные плиты на фенолоформальдегидном резольном связующем. Используется мокрый способ производства, при котором наполнитель смешивается с водой, раствором осадителя и связующего, после отжима материал сушится. Представлены результаты определения физико-механических показателей и коэффициента теплопроводности плит, изготовленных из растительных отходов. Исследование проводилось по В-плану второго порядка. Обработка экспериментальных данных позволила разработать адекватные регрессионные математические модели зависимости физико-механических показателей плит от варьируемых факторов процесса производства. По этим регрессионным моделям построены поверхности отклика по- казателей композита: предела прочности плит при статическом изгибе, их разбухания по толщине за 24 ч пребывания в воде и коэффициента теплопроводности. На основе анализа моделей получены номограммы зависимости показателей плит от варьируемых факторов. Номограммы являются основой для разработки практических рекомендаций по определению рациональных параметров производства теплоизоляционных плитных материалов из неиспользуемых (невозвратных) отходов прядения льна и хлопка и мягких отходов переработки древесины.

Сохранение памятников деревянного зодчества требует особого внимания, так как в процессе эксплуатации на протяжении 100 лет и более деревянные конструкции подвергаются атмосферным воздействиям, в результате чего ухудшается несущая способность этих конструкций. Для зданий, представляющих историческую ценность, применение внешних систем усиления конструкции влечет потерю архитектурного облика. Предлагаемый способ восстановления несущей способности деструктированных деревянных балок в опорных зонах основан на их модификации полимерной композицией. Рассмотрены 3 типа балок из сосны: деструктированная, модифицированная в опорных зонах; деревянная, ослабленная деструкцией; «здоровая». Выполнен численный расчет балок длиной 6 м и сечением 100×200 мм в программном комплексе «Лира». Расчетная модель рассматриваемых балок построена путем адаптации исходных данных для рабочей среды используемого программного комплекса. Вычислительная модель задана как объемное тело, полученное путем триангуляции и «выдавливания» проекционного разреза балки. По разработанной методике расчета деревянных балок определены касательные напряжения в приопорной зоне, а также вертикальные перемещения балок. Проведено сравнение показателей модифицированной балки и эталонной «здоровой» конструкции. Касательные напряжения в усиленной балке превышают на 15–17 % показатели «здоровой» балки. Установлено, что прочность деструктированной балки, модифицированной на опорах, увеличилась на 16–18 % по сравнению с деструктированной балкой. На основании полученных результатов определены граничные условия применения модификации деструктированных деревянных балок в опорных зонах для восстановления их несущей способности. Если потеря несущей способности составляет более 35 %, то данный способ не рекомендуется применять ввиду целесообразности замены таких конструкций.

The lower curing temperature of phenol formaldehyde binder allows reducing the costs of producing cellulose-containing materials, such as FSF plywood and thermal insulation composites made of plant wastes. However, the low-temperature production mode provides an insufficient degree of the phenol formaldehyde binder curing, leading to a decrease in water resistance of material based on the phenol formaldehyde binder. A modifier should be added to the phenol formaldehyde binder to reduce the amount of free hydroxymethylol groups in the cured binder and to form a stronger cross-linked structure in low-temperature curing conditions. Hydrogen peroxide was used as a phenol formaldehyde binder modifier in this research. The research results confirmed the hypothesis about the effect of hydrogen peroxide on the intensification of the structure formation of cellulose-containing materials based on the phenol formaldehyde binder. In conditions of low-temperature curing (120 °C for FSF plywood and 100 °C for thermal insulation composites made of plant wastes) modification of phenol formaldehyde binder with hydrogen peroxide reduced the binder curing time, the pressing time of FSF plywood, improved the physical and mechanical properties of FSF plywood and thermal insulation composites made of cellulose-containing filler (soft wood waste and irrecoverable flax spinning waste). When 1.0 % of hydrogen peroxide is added to the binder, the binder curing time reduces by 43.6 %. The addition of 1.0 % of hydrogen peroxide increased the shear strength of FSF plywood by 4.4 % and the static bending strength of plywood by 4.8 %. Modification of the binder with hydrogen peroxide increased water resistance of FSF plywood: plywood thickness swelling has been reduced by 2 % over 24 h in water. The strength of thermal insulation composites made of cellulose-containing wastes increased by 5.2 % with the addition of 1.0 % of hydrogen peroxide, thickness swelling decreased by 4.9 % over 24 h. The obtained research results allow recommending a modifying additive of hydrogen peroxide to phenol formaldehyde binder in an amount of 1.0 % of resin mass to increase the strength properties of FSF plywood and thermal insulation composites made of plant wastes. For citation: Vakhnina T.N., Fedotov A.A., Susoeva I.V., Rumyantseva V.E. Plywood and Thermal Insulation Boards Based on the Modified Phenol Formaldehyde Binder. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2022, no. 1, pp. 155–165. DOI: 10.37482/0536-1036- 2022-1-155-165 Funding: The research was carried out with the financial support of the RFBR and the Administration of the Kostroma region within the framework of the scientific project No. 19-43-440001.

В монографии обобщены и систематизированы результаты экспериментальных и теоретических исследований тепловой изоляции в промышленных сооружениях, технологических объектах, трубопроводах и строительных конструкциях. Рассмотрены современные типы теплоизоляционных материалов на основе теплостойких газонаполненных пластмасс, вспененного стекла, вспененной резины, аэрогелей и изделий из минеральных волокон. Даны основные представления о морфологии газонаполненных материалов, ее фундаментальной сущности — многоуровневом характере организации пространственной структуры со стохастическим распределением газоструктурных элементов, характеризующих эту структуру. Рассмотрены методики расчета и приведены основные конструктивные решения изоляции трубопроводов, тепловых агрегатов, инфраструктурных объектов.

В учебном пособии рассмотрены виды, механизмы, факторы коррозионных процессов различных классов строительных материалов и конструкций, а также основные способы защиты от коррозионного разрушения металлических, каменных (природных и искусственных), деревянных, полимерных и полимерсодержащих строительных изделий и конструкций.

Рассматриваются вопросы технологии производства основных природно-строительных материалов, их физико-механические характеристики, а также методы защиты от разрушений.

Представлены основные положения по укреплению грунтов вяжущими материалами. Приведены наиболее распространенные виды вяжущих материалов и рассмотрены их особенности. Указаны основные виды лабораторных испытаний, которые следует проводить для определения качества укрепленного грунта, приобретенного с помощью нового материала, предназначенного для применения в лесном дорожном строительстве.

В пособии рассмотрены основные свойства строительных и отделочных материалов: дерева, камня, стекла и металла. Предложенные практические задания способствуют развитию профессиональных навыков.

В книге представлена основная информация, характеризующая современное состояние нанотехнологии. Особое внимание уделено истории развития науки о нанотехнологиях, применению достижений нанотехнологий в различных областях промышленности, а также проблемам и перспективам развития нанотехнологий.

В учебном пособии содержатся данные о характере и запасах минерального сырья Новосибирской области для производства строительных материалов, охарактеризованы ресурсный потенциал области для обеспечения производственной базы стройматериалов, а также ресурсы высвобождаемых при этом отходов производства.

Данное учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 54.02.02 «Декоративно-прикладное искусство и народные промыслы (по видам)» (вид «Художественная резьба по дереву») и содержит необходимый объем знаний, обусловленный федеральным образовательным стандартом, по дисциплине «Материаловедение и технология».

Учебное пособие содержит сведения о возможностях использования в строительной индустрии строительных отходов от демонтажа зданий и сооружений, в частности бетонного лома. Пособие подготовлено на кафедре строительного материаловедения и дорожных технологий.

Представлена общая характеристика основных минеральных строительных материалов (гравий, щебень, песок и т. д.). Описаны различные методы физико-механических испытаний щебня (гравия) и строительного песка в соответствии с существующими стандартами, используемыми в горнодобывающей и других отраслях промышленности. Представлены способы отбора и подготовки проб, методики определения плотности, гранулометрического состава, прочности и других показателей.

Практикум формирует знания о использовании природных материалов, умение провести механическую обработку материала и стандартные испытания, изготовить стандартные образцы и сделать выводы по использованию материала в строительном производстве.

Рассматриваются вопросы современной технологии строительных изделий и конструкций различного назначения, в том числе бетонных и железобетонных, а также контроль качества готовой продукции.

Представлены традиционные технологии минеральных вяжущих (гипсовых, известковых и гидравлических) и способы их модифицирования. Показана возможность увеличения прочности и некоторых других основных показателей качества конечных изделий на основе минеральных вяжущих путем введения в них добавок (в т.ч. наноструктурных) различного назначения. Представлены результаты исследований состава и структуры продуктов твердения наномодифицированных вяжущих различными физико-химическими методами. Указаны возможные направления усовершенствования существующих технологий наномодифицирования.

Приведено описание строения и свойств основных видов используемых в композиционных материалах волокнистых армирующих наполнителей, рассмотрены структурные особенности наноматериалов и перспективы их применения в нанокомпозитах. Рассмотрены общие закономерности строения композиционных наноматериалов, их виды и свойства, тенденции развития производства нанокомпозитов и их области применения. Приведены методики испытаний для исследования механических и адгезионных свойств композиционных наноматериалов.

В учебном пособии подробно описаны различные системные решения фасадной отделки, приведены свойства современных строительных материалов, используемых в указанной области, а также предложена систематизация строительных систем, используемых при облицовке стен и фасадов, в интерьерной отделке.

В учебном пособии содержатся сведения об основных компонентах, применяемых в современных технологиях для приготовления дорожных бетонов, их свойствах; изложены методики стандартных испытаний с описанием используемых приборов и оборудования. Содержатся рекомендации к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Технология дорожных бетонов». Приведена последовательность выполнения лабораторного практикума, представлен перечень рекомендуемой литературы.

Программа дисциплины предусматривает выполнение лабораторных работ. В ходе их выполнения студент ближе знакомится с номенклатурой современных конструкционных строительных материалов и изделий, получает представление об их строении и влиянии параметров состава, структуры и состояния материала на его эксплуатационные свойства, получает навыки экспериментального определения этих параметров и основных физических и механических свойств материалов.

Рассмотрено влияние антропогенных факторов воздействия на атмосферу, биосферу, гидросферу и литосферу в процессе строительства и эксплуатации объектов строительства. В пособии содержится большое количество вариантов практических заданий, позволяющих студентам проработать теоретический материал по курсу «Экология в строительстве». Приведены способы расчета их негативного воздействия на окружающую среду

Рассмотрены основные свойства строительных материалов, виды и методы контроля качества. Особое внимание уделено принципам создания композитов и методам изучения их свойств на современном оборудовании. Приведены методики испытаний строительных материалов, а также порядок математической обработки результатов. Показаны методы независимой экспертизы строительных материалов. Для закрепления материала предложен перечень задач для самостоятельного решения.

Пособие соответствует федеральному государственному образовательному стандарту по дисциплине «Строительные материалы» направления 08.03.01 «Строительство». В пособии рассмотрены вопросы технологии строительных материалов функционального назначения, приведены вопросы для самоконтроля, типовые задачи и контрольные упражнения по курсу «Строительные материалы».

В учебном пособии рассмотрены свойства строительных материалов с использованием фундаментальных положений термодинамики, молекулярной физики, коллоидной химии и физико-химической механики высококонцентрированных дисперсных систем, что сделало представленный материал более понятным, научно обоснованным и облегчающим восприятие. Приведены примеры строения и свойств конкретных материалов, в большинстве случаев бетонов и цементов как наиболее применяемых в современном строительстве. Настоящее учебное пособие является составной частью (ч. 2) общего курса «Строительные материалы и изделия», подготавливаемого для обучающихся в аспирантуре, введение для которого представлено только в учебном пособии ч. 1 «Строительные материалы и изделия».

В настоящей работе представлены достижения ОАО «Московский ИМЭТ» по одной из важнейших проблем современности, доказавшие возможности полной переработки твердых бытовых отходов в экологически чистые, полезные материалы и изделия, тепло и электроэнергию.

В учебном пособии рассмотрено строение строительных материалов с использованием наиболее фундаментальных положений термодинамики, молекулярной физики, коллоидной химии и физико-химической механики высококонцентрированных дисперсных систем, что делает представленный материал более понятным, научно обоснованным и облегчающим восприятие. Приведены примеры строения и свойств конкретных материалов, в большинстве случаев бетонов и цементов как наиболее применяемых в современном строительстве.

Учебно-методическое пособие включает материалы для выполнения курсового проекта и практических занятий. В нем описаны порядок и все этапы выбора и проектирования состава бетона для радиационной защиты ядерных реакторов, которая подвергается наиболее значительным радиационным, в том числе нейтронным и термическим воздействиям. Приведены примеры выполнения отдельных этапов выбора и проектирования бетонов радиационной защиты на основании требований к материалу защиты и исходных данных по термическим и радиационным нагрузкам, требования к оформлению курсового проекта. Основное внимание уделено выбору вида и плотности заполнителя, его наименования исходя из особенностей химического, минерального состава и структуры для обеспечения требуемого содержания водорода, плотности, допустимых термических и радиационных изменений. Учитываются также требуемый класс бетона по прочности и требуемая подвижность бетонной смеси при изготовлении радиационной защиты.

В учебном пособии дана характеристика композиционных материалов, приведены сведения об их классификации, применяемом сырье и особенностях технологических схем изготовления. Освещена сущность процессов, протекающих при изготовлении строительных материалов, представлены присущие им физико-механические свойства и области применения.

В учебном пособии представлены основные схемы, дано описание конструкций и принципов работы тепловых агрегатов для тепловлажностной обработки бетона и сушки строительных материалов, а также приведены расчеты параметров установок и их тепловые балансы.

В монографии обобщаются результаты длительных (5,5-годичных) испытаний полистирольного пенопласта при постоянном сжимающем напряжении. Подход к изучению деформаций материала является феноменологическим, то есть осуществлено рассмотрение реологического поведения тела (пенополистирольного образца) в целом без вникания во внутреннее строение изделия и происходящих в его структуре изменениях в результате внешних силовых воздействий.

В учебном пособии изложены оптимальные методики расчета бетонов различного состава и назначения. Даны основные принципы организации производства товарного бетона и сборного железобетона, технологические расчеты формовочных цехов по видам технологии производства. Приведенные данные позволяют произвести расчеты основных технологических линий, производственных площадей и складского хозяйства, выбрать необходимое оборудование, и помогают при выполнении курсовых проектов и выпускной квалификационной работы в соответствие с требованиями Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

В пособии (лабораторном практикуме) представлены лабораторные работы по строительным материалам, которые предусматривают определение основных физических, механических, технологических свойств органических и неорганических строительных материалов.

В учебном пособии (курс лекций) рассмотрены основы структуры и свойств строительных материалов, технологические основы их производства, рациональных областей применения, основные положения материаловедения, позволяющие регулировать конструкционные и технические свойства строительных материалов, снизить материалоемкость и энергозатраты в строительстве, повысить долговечность зданий, сооружений и строительных конструкций.

В учебном пособии представлены основные разделы производства, свойства и применение минеральных вяжущих веществ. Описаны способы регулирования свойств вяжущих веществ введением добавок, технологическими методами, использованием отходов местной промышленности. Указаны методы борьбы с коррозией цементного камня.

Рассмотрены вопросы, связанные с изучением структуры и свойств полимерных строительных материалов, с моделированием свойств полимеров по предложенным расчетным схемам. Приведенные сведения необходимы при производстве полимерных материалов и изделий.

Приведены принципы создания наноорганоминеральных модификаторов на основе техногенных отходов (золы уноса, отвальных золошлаковых смесей, отсевов дробления горных пород, бетонного лома, торфяной золы и др.), подвергнутых механохимической обработке с применением активаторов нового поколения. Показана активная роль наномодификаторов в формировании структуры композитов гидратационного твердения за счет физико-химических процессов, связанных главным образом с перераспределением воды и формами ее связи в технологических смесях. Рассмотрены основные положения структурно-технологической теории бетона, включающие модели структурообразования и описание свойств бетонов и композитов с применением модификаторов на основе многотоннажных отходов. Доказано, что применение разработанных наномодификаторов на основе техногенных отходов целесообразно при производстве высококачественных морозостойких, трещиностойких, водонепроницаемых бетонов в сборных и монолитных железобетонных конструкциях.

Рассмотрены энергосберегающая и ускоренная технология получения монолитно-слоистых стеновых строительных изделий методом объемного прессования и описание самих изделий. За счет использования эффекта от увеличения в объеме при нагреве зерен предварительно подвспененного полистирола стало возможным сократить технологический процесс, уменьшить энергозатраты и получить теплоизоляционный материал с улучшенными эксплуатационными свойствами. Подробно представлен механизм структурообразования бетона и теоретически обосновано повышение физико-технических показателей готовой продукции.

Рассмотрена скоростная энергоэффективная технология по созданию высокотемпературной теплоизоляции, позволяющая получать менее материалоемкие изделия повышенного качества с одновременной интенсификацией (в разы) производства, снижением топливно-энергетических расходов и ликвидацией некоторых технологических переделов. Представлены результаты исследований по созданию безобжиговой теплоизоляции методом активного синтеза новообразований в процессе их электрогидротеплосиловой обработки и эксплуатации в тепловых агрегатах. Раскрыты теоретические представления по созданию теплоизоляции с программированной структурой и закономерности планирования изделий с внутренним перераспределением свойств без изменения их размеров и массы. Изучена и использована возможность изменения физико-химических свойств поверхностного слоя глиняных частиц.