Composite materials containing construction and polymer waste

Abstract

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ); г. Владимир, Россия АННОТАЦИЯ Введение. Исследование посвящено комплексному изучению рециклинга в строительстве. Приведены анализ опыта переработки отходов строительства и полимерной промышленности, существующие способы и технологии переработки отходов сшитого полиэтилена. Материалы и методы. Использовано исследовательское и испытательное оборудование с высокой воспроизводимостью результатов. Свойства изготовленных образцов материалов определялись по стандартным методикам, помимо этого, для изучения структуры материалов применялись методы рентгенофазового анализа, оптической и растровой электронной микроскопии. Результаты. Разработаны составы композиционных материалов плотностью от 1750 до 2000 кг/м 3 , прочностью на сжатие от 20 до 40 МПа, включающие: портландцемент, отходы сшитого полиэтилена и керамического кирпича, поликарбоксилатный пластификатор, белую сажу и раствор хлорида кальция. Исследована возможность применения тонкомолотого кирпичного боя в качестве частичной замены цемента и измельченного сшитого полиэтилена в качестве заполнителя. Изучена микроструктура полученных композиционных материалов и сделан вывод о том, что заполнитель в виде сшитого полиэтилена армирует матрицу, представляющую собой продукт взаимодействия цемента, кирпичной крошки и белой сажи, в результате которого образуется прочная кристаллическая структура, состоящая из гидросиликатов и карбонатов кальция и кварца. Выводы. Полученные результаты могут быть использованы в производстве строительных композиционных материалов на основе рециклинга отходов кирпича керамического и сшитого полиэтилена. Благодаря тому, что себестоимость представленных отходов ниже, чем у портландцемента и традиционных заполнителей (примерно на 25 %), а их переработка сопровождается снижением отрицательного воздействия на окружающую среду, композиты на их основе имеют хорошую перспективу внедрения в практику строительства. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: рециклинг, сшитый полиэтилен, кирпичный бой, микроструктура, рентгенофазовый анализ, растровая электронная микроскопия, композиционные материалы, механические свойства Благодарности. Работа выполнена в рамках государственного задания в сфере научной деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема FZUN-2020-0015, госзадание ВлГУ). Исследования проводились с использованием оборудования межрегионального многопрофильного и междисциплинарного центра коллективного пользования перспективных и конкурентоспособных технологий по направлениям развития и применения в промышленности/машиностроении отечественных достижений в области нанотехнологий (Соглашение № 075-15-2021-692 от 05.08.2021).