автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Эффективные строительные материалы с использованием техногенных отходов

005048110 На правах рукописи

Гусев Алексей Дмитриевич

ЭФФЕКТИВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о янв т

Пенза 2012

005048110

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства».

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Демьянова Валентина Серафимовна

Официальные оппоненты: — Селяев Владимир Павлович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», зав. кафедрой «Строительные конструкции»

— Хвастунов Виктор Леонтьевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», профессор кафедры «Технологии строительных материалов и деревообработки»

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Казанский государственный

архитектурно-строительный университет»

Защита состоится 28 декабря 2012 г. в 13-00 на заседании диссертационного совета Д212.184.01 в ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, д. 28, корп. 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства».

Автореферат разослан 28 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бакушев

Сергей Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производство строительных материалов является наиболее материальной отраслью потребления не только природного сырья, но и техногенных отходов. В этой связи особое значение приобретает разработка новых строительных материалов на основе техногенных отходов, экономическая эффективность которых существенно возрастает при использовании децентрализированного накопления отходов. Решение этой актуальной проблемы связано также с задачей ресурсосбережения во многих регионах, обладающих такими отходами. Массовое накопление отходов производства и потребления свидетельствует об отсутствии или несовершенстве технологических процессов переработки, низком и нерациональном использовании отходов в качестве вторичных материальных ресурсов и определяет необходимость решения экологических проблем.

В настоящее время серьезную озабоченность вызывают прогрессирующие отходы транспортных средств (ОТС), в частности автомобильные шины, которые географически децентрализованы и являются местным техногенным сырьем практически всех регионов РФ. Из известных способов утилизации наиболее масштабным является использование в некоторых странах автомобильных шин в качестве компонента топлива цементной промышленности. Однако этот способ существенно ухудшает экологическое состояние региона за счет значительного выделения при сжигании серного ангидрида. В России ежегодно образуется свыше 1 млн т шин, а перерабатывается всего лишь 20 % из них. Анализ существующих методов переработки свидетельствует о том, что наиболее эффективным и менее энергозатратным является механическая переработка шин, обеспечивающая раздельное извлечение компонентов переработки, таких, как резиновая крошка, металлокорд, текстиль, и комплексное применение их в строительной отрасли. Высокая степень использования продуктов переработки шин способствует дальнейшему развитию наиболее простого, экологически чистого способа переработки автомобильных шин, которые накапливаются во всех регионах РФ, а также экономических и технологических решений по их утилизации.

Степень разработанности исследований. Проведенный анализ показал, что научных публикаций по вопросам применения строительных материалов на основе техногенных отходов, в том числе продуктов механической переработки автомобильных шин, слишком мало. Это не дает возможности объективно оценить эксплуатационную надежность во времени и экономическую эффективность их производства. Кроме того, существующие технологии переработки отходов требуют изучения физико-механических свойств продуктов переработки с целью последующего их использования в композиционных строительных материалах. Для решения этих вопросов необходимы проведение всесторонних исследований технологических процессов изготовления, изучение эксплуатационных свойств

строительных материалов, совершенствование и дальнейшее развитие их конструктивных решений с целью достижения экономического эффекта.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является экспериментально-теоретическое обоснование, разработка составов и технологии получения эффективных строительных материалов с использованием техногенных отходов.

Для решения поставленной цели определены следующие задачи:

- изучение техногенных отходов с целью получения эффективных строительных материалов;

- определение качественных показателей отходов, в том числе изношенных автомобильных шин, выявление коэффициента износа металло-корда;

- выбор и обоснование технологических режимов получения резиновой крошки и оптимальной рецептуры производства отечественной кровельной черепицы на ее основе;

- изучение эксплуатационных свойств черепицы;

- исследование режимов подготовки металлокорда с целью производства на его основе промышленной фибры;

- сравнительный анализ физико-технических свойств фибробетонов, изготовленных на металлокордовой и промышленной фибрах;

- анализ возможности использования металлокорда взамен промышленной фибры для получения порошково-активированного фибробетона нового поколения;

- технико-экономическое обоснование производства эффективных строительных материалов с использованием отходов.

Научная новизна работы.

1. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлена возможность и целесообразность использования резиновой крошки — продукта переработки изношенных шин — в качестве основного сырьевого компонента при производстве отечественной резиновой гибкой черепицы.

2. Выявлены новые закономерности в системе «рецептурно-технологи-ческие факторы — параметры структуры — эксплуатационные свойства», направленные на формирование структуры и свойств резиновой черепицы. Установлены оптимальные технологические параметры производства резиновой гибкой черепицы (давление прессования — 15-17 МПа, температура — 11 5-125°С, время — 12 мин).

3. Предложено математическое описание изменения прочности и относительного удлинения при разрыве резиновой черепицы от рецептурно-технологических факторов полиноминальными зависимостями второго порядка.

4. Выполнен сравнительный анализ физико-технических показателей фибробетонов, армированных промышленной фиброй и фиброй из отхо-

дов. Впервые установлена возможность эффективной замены промышленной фибры на металлокорд в дисперсно-армированных бетонах различного функционального назначения. Определен коэффициент износа металло-корда 8-10 %.

5. Определено, что для обеспечения высокой адгезии металлокордовой фибры с бетонной матрицей и получения фибробетонов с высокими физико-техническими свойствами (Дсж не мене 150,0 МПа и Rmr не менее 25,0 МПа) необходимо использовать порошково-активированные бетоны нового поколения.

Практическая значимость работы заключается в разработке и определении технологических условий получения новых эффективных строительных материалов на базе техногенных отходов:

- разработан и утвержден состав отечественной резиновой гибкой черепицы требуемых физико-механических, эксплуатационных и технико-экономических показателей для устройства кровельных покрытий жилых и общественных зданий;

- разработан и утвержден технологический регламент производства напольных и кровельных материалов на основе резиновой крошки;

- получены оптимальные составы сталефибробетонов различного функционального назначения;

- установлены оптимальные технологические параметры получения ресурсосберегающих строительных материалов и использованы при создании малого инновационного научно-производственного предприятия «Экоресурс»;

- экономически обоснована эффективность строительных материалов, изготовленных с использованием техногенных отходов.

Личный вклад автора заключается в получении и разработке исходных данных, анализе литературных источников, проведении экспериментальных исследований и обработке, обобщении, анализе, обсуждении полученных результатов и формулировке выводов, участии в производственной апробации данных исследования.

Положения, выносимые на защиту:

- экспериментально-теоретическое обоснование и технологическое подтверждение возможности получения эффективных строительных материалов с использованием техногенных отходов;

- разработка рецептурно-технологических параметров получения ресурсосберегающих строительных материалов - резиновой кровельной черепицы с использованием порошковой резины, фибробетона на основе комплексного использования ОТС и модифицирующих компонентов;

- эксплуатационные свойства и технико-экономическая оценка предлагаемых строительных материалов с использованием техногенных отходов.

Степень достоверности.

Достоверность научных исследований, выводов, результатов работы обусловлена сходимостью данных экспериментальных исследований с производственной апробацией, статистической обработкой результатов исследования. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с действующими стандартами с применением методов физико-химического анализа, математического планирования эксперимента.

Апробации работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на международных и всероссийских научно-практических конференциях: научно-практической конференции «Фундаментальные исследования в Пензенской области. Состояние и перспективы» (Пенза, 2010); научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2009); Международной научно-технической конференции молодых ученых и исследователей «Новые достижения по приоритетным направлениям науки и техники» (Пенза, 2010); V Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2010, 2011); Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (Пенза, 2011); IV Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (Белгород, 2011); Всероссийской конференции научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям «Эврика - 2011» (Новочеркасск, 2011); II Международном семинаре молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей ALIT-2011 (Москва, 2011).

Принимал участие во Всероссийском молодежном образовательном форуме «Селигер-2010», Всероссийском инновационном форуме «Россия, вперед!» (инновационный центр «Сколково»), всероссийских конкурсах «Зворыкинский проект», «Бизнес-успех 2012», Международном экологическом конгрессе ELPIT-2011 «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно- транспортных комплексов» (Тольятти, 2011).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 18 научных работ, в том числе 5 работ в журналах, рекомендуемых перечнем ВАК РФ, и монография.

Работа отмечена золотой медалью и дипломом первой степени IV Всероссийского форума «Российским инновациям - российский капитал» (Оренбург, 2011г.).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 209 наименований. Содержит 180 стр. машинописного текста, в том числе 43 рисунка, 49 таблиц, 5 приложений.

Диссертационная работа выполнялась в рамках гранта РФФИ № 09-08-13580офи_ц (2009-2010гг.); грантов Правительства и Министерства образования Пензенской области, программ «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» фонда содействия малым формам предпринимательской деятельности в научно-технической сфере 2010-2012 гг.

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору Калашникову В.И. за помощь при подготовке и выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе, посвященной обзору литературы, анализируются результаты исследований в области создания эффективных ресурсосберегающих строительных материалов с использованием техногенных отходов, рассматриваются технико-экономические и экологические аспекты утилизации отходов. Рассматриваются способы утилизации отходов транспортных средств, в частности отработанных автомобильных шин, как чрезвычайно емкого техногенного отхода, увеличивающегося в связи с прогрессирующим развитием автотранспортного комплекса. Показано, что промышленность строительных материалов является наиболее материалоемкой отраслью потребления техногенных отходов. В связи с этим при разделении компонентов шин на металлокорд, резиновую крошку, текстиль становится возможным их использование в каждом регионе, соответственно, в фибробетонах, резинотехнических изделиях, в частности кровельной черепице и напольных резиновых покрытиях, рулонных гидроизоляционных материалах и т.д.

Во второй главе приведены характеристики применяемого оборудования и материалов, описаны методы исследования.

Из всего многообразия техногенных отходов в настоящей работе выделены отходы автотранспортных средств (резиновая крошка и металлокорд — продукты переработки автомобильных шин), измельченные отходы кам-недробления нерудных каменных материалов, измельченные кварцевые пески, используемые как в качестве основных сырьевых, так и модифицирующих компонентов при разработке составов строительных материалов на их основе.

В качестве связующего резиновой крошки использовался клеевой компонент — полиуретановое связующее АТК-ЗМ (ТОР-1Ж-90Е-РУС), изготовленный согласно ТУ 2252-002-98997491-2007. Для повышения пожаро-безопасности в состав полиуретанового связующего вводился антипирен — борат бария. Разнообразие цветовой гаммы достигалось введением пигментов различного цвета, в частности, диоксида титана и оксида хрома.

С целью обеспечения эксплуатационных показателей и придания оригинального и эстетичного вида кровли на поверхности черепицы устраивается гранулярное покрытие из крошки — отсевов камнедробления нерудных каменных материалов фр. 0,14...0,63 мм (гравий, щебень, гранитная и мраморная крошка, кварцевый песок и т.д.). Таким образом, комплексное использование техногенных отходов при получении отечественной гибкой черепицы достигается за счет применения в качестве основного сырьевого компонента порошковой резины — продукта переработки автомобильных шин и отсевов камнедробления нерудных каменных материалов при устройстве гранулярного покрытия. Данные отходы имеются практически в каждом регионе РФ.

При изготовлении дисперсно-армированного бетона применялся промышленный портландцемент марки 500-Д0-Н, выпускаемый производственным объединением ОАО «Вольскцемент» и удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178-85. В качестве мелкого заполнителя использовались пески карьера Песчанка, Ртищевского р-на, Саратовской области с Мкр=2,3 (ГОСТ 8736-93). В качестве крупного заполнителя - габбро-диаритовый щебень Ml400, фр. 5-10 (ГОСТ 8267-97).

Модифицирование бетона осуществлялось комплексными органомине-ральными добавками (КОМД), сочетающими в себе индивидуальные добавки различного функционального назначения. В качестве пластифицирующих добавок при проведении экспериментальной части работы использовались отечественный суперпластификатор С-3 на основе нафта-линсульфокислоты, из суперпластификаторов нового поколения на поли-карбоксилатной основе — гиперсуперпластификатор Sika ViscoCrete-20 GOLD производства Германии. Минеральным компонентом КОМД являлись реакционно-активные наполнители на основе техногенных отходов, образующихся в Пензенской области в процессе добычи природных каменных материалов, а также измельченные местные строительные пески, не востребованные в технологии получения традиционных бетонов.

В качестве армирующего элемента использовались стальные волокна: тонкая промышленная стальная фибра d= 0,2...1,0 мм, 1= 12 мм, ТУ BY 400074854.628-2009 (ОАО «Белорусский металлургический завод»); волновая стальная фибра i^0,3...1,0 мм, 1= 12 мм, Wavy FiBer ООО «Профит-М»; металлокорд, представляющий собой латунированную проволоку, получаемую путем переработки изношенных автомобильных шин d=0,2... 1,0 мм, /= 8... 12 мм.

Исследования технологических, физико-механических и эксплуатационных свойств кровельного и напольного материала на основе резиновой крошки и бетона различного функционального назначения проводились в соответствии с действующими ГОСТами. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью методов математической статистики и ЭВМ.

Для определения состава реакционно-активных порошков нерудных каменных материалов и фазовых изменений модифицированных цементных композиций опытные образцы цементного камня подвергали рентге-нофазовому анализу.

Третья глава посвящена разработке рецептуры отечественной резиновой гибкой черепицы и определению ее эксплуатационных характеристик. Разработка технологии получения кровельной черепицы производилась в несколько этапов.

На первом этапе с целью установления требований к продуктам переработки автомобильных шин и выявления возможности их рециклинга в строительных материалах на основании статистических исследований проведен анализ рынка автомобильных шин, используемых в РФ. В рамках выполнения диссертационной работы использован один из известных способов переработки автомобильных шин - упругодеформированный механический способ измельчения изношенной резины. Данный метод переработки реализован на установке КПШ-1 (ОАО «Пензмаш», г.Пенза). Техническая характеристика резиновой крошки, получаемой после механической переработки изношенных автомобильных шин на установке КПШ-1 (рисунок 1), представлена в таблице 1.

Рисунок 1 Рассев РК по фракциям: а - система сит на установке КПШ-1; б - выход резиновой крошки

Таблица 1 — Качественные характеристики резиновой крошки

Наименование показателя Вид резиновой крошки

РК-0 РК-1 РК-2 РК-3 РК-4

Фракционный состав РК, мм 0-0,5 0,5-1,2 1,2-2,2 2,2-3,2 3,2-4,2

Содержание воды, %, не более 1,2 1,1 1,0 1,0 0,9

Присутствие частиц чёрных металлов (после магнитной сепарации), %, не более 0,1 0,3 0,4 0,4 0,6

Содержание остатков кордного волокна (вискозного и капронового), %, не более 0,4 0,8 1,2 1,2 1,5

Плотность, г/см3 0,410 0,405 0,403 0,395 0,390

На втором этапе исследования установлен оптимальный фракционный состав крошки, определяемый исходя из влияния диаметра крошки на прочностные показатели с учетом процентного выхода крошки различной фракции, обеспечения наибольшей плотности и необходимого количества «сшивателя» крошки: фр. 0-1,2 ... 20 %; 1,2-2,2 ... 35 %; 2,2-3,2 ... 35 %; 3,24,2 ... 10 %. Образцы изготавливались при постоянном давлении 16 МПа и температуре 120°С.

На заключительном - третьем - этапе методом математического планирования эксперимента выявлено влияние переменных рецептурно-техно-логических факторов на изменение прочности и относительного удлинения при разрыве резинополимеров. В качестве переменных факторов приняты температура, давление прессования, концентрация связующего, варьируемые на трех уровнях (-1, 0, +1). Изменение показателей прочности Яр, МПа. и относительного удлинения при разрыве е, %, в зависимости от давления прессования Р — хь температуры Т - х2 и дозировки полиуретанового связующего Д - х3 описывается полиномами второй степени следующего вида:

- прочность при разрыве резинополимера:

Др=3,587+0,356х,-0,186х2+0,36067х3-0,2337х,2-0.4337х22,

- относительное удлинение при разрыве резинополимера:

8=72,018-1,7967х|-6,9567х2+7,7433х3-3,5722х22^1,0056х32.

Определены технологические параметры изготовления кровельной черепицы, обеспечивающие наилучшие показатели прочности (3,9 МПа) и относительного удлинения при разрыве (75,2 %): давление 14... 16 МПа, температура прессования 115... 125 °С, продолжительность прессования 5 мин, дозировка связующего 8...9 % от массы сухой смеси (рисунок 2). Установленные параметры резиновой гибкой черепицы соответствуют требованиям, предъявляемым к резинобитумным кровлям европейским стандартом качества ЕЫ 544 «Качественные характеристики битумной черепицы».

Изменение относительного удлинения кровельного материала от комплексного воздействия климатических факторов - ультрафиолетового облучения; теплового воздействия; циклического замораживания и оттаивания — представлено на рисунке 3. Значительное понижение деформативно-сти кровельного материала от воздействия климатических факторов наблюдается в начальный период (0...6 месяцев) с момента изготовления и эксплуатации материала, что, вероятно, связано с процессом окисления вновь образованной поверхности резиновой крошки, а это, в свою очередь, приводит к снижению адгезии на границе раздела фаз «резина - полимер». В последующие периоды показатели снижения деформативности носят линейный (затухающий) характер, т.к. структура наполнителя препятствует проникновению агрессивной среды.

Водонепроницаемость, гибкость и водопоглощение резиновой гибкой чеоепицы соответствуют требованиям ГОСТ (таблица 2). а) б)

я 3,0

я

С" 2,0

Давление Р. МПа

Дознровка связ>тощего Д, %

12

1 л

16

Давление Р. МПа

11,2 Дознровка

связующего я

Рисунок 2 - Упругопрочностные характеристики кровельного материала в зависимости от изменения давления прессования и дозировки связующего при постоянной температуре прессования 7М20 °С: а - прочность, б - относительное удлинение при разрыве

70,4

О 3 6 9 12 15 18 21 24

Т, месяц

Рисунок 3 - Изменение относительного удлинения при разрыве кровельной черепицы от суммарного воздействия климатических факторов

Таблица 2 - Физико-механические характеристики кровельной черепицы

№ п/п Наименование показателей Ед. изм. Показатели

1 Плотность, не менее кт/м3 1190

2 Прочность при разрыве, не менее МПа 3,6

3 Водопоглощение, не более % 1,2

4 Водонепроницаемость в течение 72 ч, не менее МПа 0,3

5 Гибкость при температуре 20 °С - Отсутствуют трещины и изломы

6 Теплостойкость, не менее °С 80

7 Морозостойкость, не менее цикл 250

Предлагаемый кровельный материал состоит из одного (рисунок 4а) или двух слоев общей толщиной не более 4 мм (рисунок 46). Первый слой занимает прессованная резиновая крошка, имеющая высокие физико-

механические характеристики (рисунок 4). С целью обеспечения защитно-декоративных свойств на поверхности черепицы устраивается (2-й слой) покрытие из гранул различных фракций и цвета. Материал, используемый для устройства покрытия, - отсевы камнедробления добычи нерудных каменных материалов, отходы производства декоративных отделочных плит (гранит, щебень, гранитная и мраморная крошка), фракционированные или измельченные кварцевые пески и т.д.

Рисунок 4 - Внешний вид резиновой кровельной черепицы: а - однослойная; б - двухслойная

Четвертая глава посвящена разработке методологических и технологических аспектов получения многокомпонентных высококачественных дисперсно-армированных фибробетонов различного функционального назначения с использованием техногенных отходов, изучению режимов подготовки металлокорда с целью производства на его основе промышленной фибры.

Для оценки остаточной прочности металлокорда предложен коэффициент износа каждой шины, определяемый из выражения

Ктн = —°р———ост 100 %

^норм

где К"3" - коэффициент износа металлокорда;

^норм и 7?ост - соответственно нормативная и остаточная прочность при разрыве металлокорда изношенных автомобильных шин. Общий усредненный коэффициент износа вычислялся по формуле

¡=1

где Кср — усредненный коэффициент износа металлокорда; п - количество испытанных шин. Коэффициент износа, характеризующий остаточную прочность металлокорда, для шин различных производителей изменяется в пределах 8,1. ..11,0 %.

Выполнен предварительный анализ геометрических показателей фибры, получаемой в процессе механической переработки автомобильных шин. Установлена изменчивость длины волокна: 6...8 мм (10...15%), 9...10 мм (60...70%), 11...12 (12...18%), 13...14мм (5...8 %).

Присутствие резины на поверхности металлокорда не позволяет использовать ее в качестве армирующего элемента высокопрочных фибробе-тонов. В связи с этим, одной из задач исследования была разработка методики качественной очистки металлического корда от примеси резины. Для решения поставленной задачи изучался процесс переработки изношенных шин на установке КПШ-1, что позволило уменьшить количество резины с 8...15 % до 1...4 % (рисунок 5а, 56). а) б) в)

Рисунок 5 - Металлокорд без дополнительной доочистки диаметром: а - 0,2 мм; 6-1,0 мм; в - 0,2 мм после доочистки

Дальнейшая очистка металлокорда осуществлялась в лабораторных условиях путем пескоструйной обработки. В результате этого на гранях металлокорда появились дополнительные микрозасечки, повышающие степень ан-керовки стального волокна в бетоне (рисунок 5в). Как известно, наибольшую эффективность использования стальной фибры с целью повышения физико-механических характеристик сталефибробетона можно обеспечить в том случае, если действующие максимальные напряжения разрывают фибру, не выдергивая ее из бетона-матрицы, а это в значительной степени определяется количеством контактов на границе раздела фаз «волокно - матрица». Анализ фибры из металлокорда свидетельствует о наличии «крючковатостей», что оказывает существенное положительное влияние на качество и прочность сцепления фибры с матрицей бетона. В процессе очистки наиболее длинные и крючкообразные волокна (инициаторы «ежей») механически сгруппировались в единый комок и были удалены.

Характеристика используемой фибры представлена в таблице 3.

Выполнен сравнительный анализ физико-технических свойств фибро-бетонов, изготовленных на металлокордовой и промышленной фибрах.

Прочность на сжатие и растяжение при изгибе фибробетона, армированного высокоочищенным металлокордом (без содержания резины), не уступает прочности фибробетона, армированного промышленной фиброй, и составляет 13,4 МПа и 129,6 МПа.

Введение неочищенного металлокорда (содержание резиновых включений 1.. .4 %) также положительно сказалось на физико-механических показателях щебеночного фибробетона средних марок. Значение прочности на сжатие и растяжение при изгибе составило 122,1 и 11,6 МПа соот-

ветственно, что на 6 и 9 % ниже показателей фибробетона, армированного промышленной фиброй. При использовании волокон диаметром 0,3 мм и выше у всех исследованных образцов бетона наблюдалось незначительное падение прочностных характеристик. Прочность на сжатие и растяжение при изгибе бетона, армированного волновой промышленной фиброй, с увеличением диаметра волокон от 0,3 до 1 мм снизилась на 7,6 и 7,4 % соответственно, в то время как прочностные показатели фибробетона, армированного волокнами из металлокорда, который подвергался дополнительной очистке, уменьшились на 12,7 и 9,2 % и приблизились к показателям прочности бетона, армированного плоской промышленной фиброй. Значительное снижение прочности фибробетона на сжатие и растяжение при изгибе обусловлено следующим обстоятельством. С увеличением диаметра при неизменной длине металлокорд после механической переработки автошин теряет свои преимущества в геометрии перед промышленной фиброй, т.к. становится более плоским, но при этом на его поверхности сохраняются засечки, что делает его использование предпочтительным по сравнению с применением плоской промышленной фибры.

Таблица 3 — Характеристика используемой фибры

Наименование фибры Диаметр, мм Длина волокна, мм Прочность при разрыве, МПа Модуль упругости, МПа Удлинение при разрыве, %

Металлокорд после переработки (примесь резины 1...4 %) 0,22... 1,0 6...15 2346 208 900 3,01

Металлокорд с дополнительной очисткой 0,22... 1,0 6... 12 2294 209 800 3,03

Фибра промышленная производства БМЗ ФСВ-М-0,2/12* 0,22... 1,0 12 2280 210 000 3,00

Волновая стальная латунированная фибра ООО «Профит-М» \VavyFiBer* 0,3... 1,0 12 1950 200 000 4,00

♦Характеристика промышленной фибры принята по справочным материалам заводов-изготовителей.

Оптимальная дозировка волокон металлокорда, обеспечивающая максимальное повышение прочности на осевое сжатие в щебеночных бетонах, составляет 1,5 %, в то время как оптимальная дозировка при армировании промышленной фиброй достигает 2,5 %. Однако повышение дозировки армирующего волокна свыше 2,5% нецелесообразно в связи с удорожанием стоимости 1 м3 бетона, а также со сложностью достижения высокой однородности распределения волокон по объему бетонной смеси. В этом отношении предпочтение следует отдать мелкозернистому фибробетону и порошко-во-активированному фибробетону нового поколения, в которых обеспечивается максимальная однородность распределения фибры по объему бетона.

Установлено, что прочность цементной стяжки, изготовленной из мелкозернистого фибробетона, превышает прочность цементной стяжки пола, армированного сеткой, на 28...35 %, вне зависимости от вида фибры (ме-таллокорд высокой степени очистки или промышленная фибра). Прочность стяжки из мелкозернистого фибробетона, армированного неочищенным металлокордом (присутствие порошковой резины 1...4%), выше прочности стяжки, армированной сеткой, на 16...20 %.

Изучены ударная прочность, истираемость и показатели ударного шума фибробетона, армированного техногенными отходами. Установлено, что комплексное армирование бетона техногенными отходами способствует значительному увеличению ударной прочности на 46...52 %. Применение металлокорда с содержанием резины до 4 % (без дополнительной очистки) наряду с повышением прочностных и эксплуатационных характеристик, улучшает показатели ударного шума. Ударный шум в образцах с примесью резины снизился на 1,5...2 дБ, что в комплексе с мероприятиями по шумоизоляции горизонтальных ограждающих конструкций в гражданских зданиях имеет положительное значение.

Выполнены сравнительные исследования мелкозернистого порошково-активированного фибробетона с использованием промышленной фибры и фибры из металлокорда. Прочность на сжатие фибробетона в возрасте 28 сут, дисперсно-армированного металлокордом (без содержания резины), не уступает прочности фибробетона, армированного промышленной фиброй.

При разработке составов порошково-активированных бетонов была использована структурообразующая функция комплексного введения орга-номинеральных модификаторов из природных и техногенных отходов в сочетании с армирующими элементами из металлокорда (таблицы 4 и 5).

Таблица 4 - Составы реакционно-порошковых бетонов

№ состава Расход материала на 1 м Фиб ра, кг

Цемент, кг Мелкий заполнитель, кг Наполнитель, кг С-3, кг Вода Промышленная Металло-корд

1 715,0 606 214,5 7,2 231 — —

2 709,0 599 212,7 7,1 207 234 —

3 712,0 631 213,6 7,1 218 — 234

Таблица 5 — Физико-механические и реологические показатели порош-

ково-активированных бетонов

№ состава В/Ц Плотность, кг/м3 Прочность на растяжение при изгибе и сжатии Й„,г/Дсж в возрасте, МПа

1 сут 7 сут 28 сут

1 0,320 2376 8,1/52,1 10,6/123,6 15,9/125,2

2 0,292 2481 15,0/72,4 19,6/148,8 22,1/180,2

3 0,306 2465 14,4/71,9 20,1/133,1 21,8/178,8

Примечание. Расплыв конуса Хагерманна составлял 295x300 мм.

Рентгенофазовый анализ цементного камня, выполненный с использованием тонкоизмельченных отходов камнедробления и мелких песков, свидетельствует о взаимодействии аморфизированного кварца, вследствие его высокой реакционно-химической активности, с гидролизной известью, выделяемой в процессе гидратации минералов цементного клинкера, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция. Кроме того, применение измельченного кварца в смеси с цементом способствует значительному повышению водоредуцирующего действия суперпластификаторов.

В пятой главе приведены технико-экономические и экологические аспекты производства высокоэффективных ресурсосберегающих материалов с использованием техногенных отходов.

Совместно с ОАО «Пензмаш» и ООО «Техноком» в ПГУАС создано малое инновационное предприятие НПП «Экоресурс» и организовано производство высокоэффективных строительных материалов на основе продуктов переработки изношенных автошин (рисунок 6).

Основное направление деятельности НПП «Экоресурс»:

- вывод на рынок высокоэффективного и высококачественного инновационного материала из продуктов переработки изношенных автомобильных шин;

- создание современного высокотехнологичного комплекса, включающего в себя: оборудование по безотходной переработке изношенных автомобильных шин; оборудование по производству высококачественной продукции на основе резиновой крошки.

а) б)

Рисунок 6 - Разработанные материалы на основе резиновой крошки: а - резиновая гибкая черепица; б - травмобезопасное покрытие

Себестоимость кровельного материала с использованием резиновой крошки составляет 280...320 руб./м2. Экономическая эффективность при замене промышленной фибры на высокоочищенный металлокорд достигает 25,5...36,0 % от стоимости 1 м3 сталефибробетона. Применение метал-локордовой фибры в мелкозернистых фибробетонах, предназначенных для устройства полов гражданских и промышленных зданий, взамен традици-

онного армирования арматурной сеткой обеспечивает следующие технико-экономические показатели: уменьшение толщины покрытия пола на 30...50%, снижение массы конструкции пола на 30...50% и, как следствие, снижение материалоемкости на 40%, повышение ударной прочности в 8-10 раз, увеличение модуля упругости и сопротивляемости статическим, динамическим нагрузкам на 20%. Кроме того, для таких конструкций допускается наличие в объеме металлокордовой фибры примеси резины (в нашем случае -4%), что способствует снижению себестоимости производства фибры из металлокорда до 3...5 руб./кг за счет исключения процесса доочистки.

Разработка эффективных строительных материалов с использованием техногенных отходов различных производств становится стратегически определяющим направлением, позволяющим создать рыночные стимулы к развитию рациональной системы сбора и утилизации отходов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлена возможность получения эффективных строительных материалов, полученных с использованием в качестве основного сырьевого компонента вторичных материальных ресурсов на базе техногенных отходов и способствующих развитию экотехнологии в регионах РФ.

2. Выполнен анализ рынка автомобильных шин в России, свидетельствующий о преимущественном применении шин иностранных производителей, характеризуемых повышенным качеством используемого для их изготовления сырья. Выявлен коэффициент износа шин, достигающий 11%.

3. Разработан технологический регламент производства напольных и кровельных материалов на основе резиновой крошки. Осуществлен выбор оптимальных технологических параметров изготовления отечественной резиновой гибкой черепицы на основе резиновой крошки, полученной уп-ругодеформированным механическим методом измельчения автомобильных шин на установке КПШ-1. Разработан состав отечественной резиновой гибкой черепицы требуемых физико-механических, эксплуатационных и технико-экономических показателей.

4. Предложено математическое описание изменения прочности и относительного удлинения при разрыве резиновой гибкой черепицы от рецептурно-тех-нологических факторов полиноминальными зависимостями второго порядка.

5. Установлено суммарное воздействие эксплуатационных факторов на снижение относительного удлинения при разрыве гибкой черепицы, достигающее 34,4 %. Наименьшее влияние на снижение деформативности кровли (не более 7...9 %) оказывает термическое воздействие. Ультрафиолетовое воздействие, циклическое замораживание и оттаивание способствуют снижению деформативности резиновой черепицы на 25 %.

6. Установлены эксплуатационные показатели предлагаемой черепицы: водопоглощение по массе - 1,2 %; материал является водонепроницаемым,

т.к. после 72 часов воздействия водяного столба (давление не менее 0,3 МПа) признаков воды на фильтровальной бумаге не обнаружено; по результатам испытания образцов кровельного материала на гибкость при температуре минус 20°С на поверхности всех испытываемых образцов отсутствуют трещины и изломы.

7. Выполнен сравнительный анализ физико-технических показателей фибробетонов, армированных промышленной фиброй и фиброй из отходов. Установлена возможность эффективной замены промышленной фибры на металлокорд в дисперсно-армированнных бетонах различного функционального назначении.

8. Показано, что для обеспечения высокой адгезии металлокордовой фибры с бетонной матрицей необходимо использовать порошково-активированные бетоны нового поколения. Сочетание высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы порошково-активированного бетона, модифицированного КОМД, с армирующей фиброй из металлокорда обеспечивает получение высоких физико-технических свойств (7?сж не менее 180 МПа и Rmr не менее 22,0 МПа) и позволяет производить замену про-мышленно выпускаемого микрокварца на измельченный кварцевый песок.

9. Оптимизированы составы эффективных строительных композитов на основе техногенных отходов. Полученные новые показатели физико-механических и эксплуатационных свойств эффективных строительных материалов могут быть использованы для накопления банка данных с целью создания нормативной базы разработанных отечественных строительных материалов с применением в качестве вторичных материальных ресурсов техногенных отходов.

10. Экономически обоснована эффективность строительных материалов, изготовленных с использованием техногенных отходов. Предлагаемые ресурсосберегающие материалы будут способствовать:

- формированию местной сырьевой базы;

- созданию и использованию рынка модифицирующих добавок, в том числе на базе отходов нерудных каменных материалов месторождений Пензенской области и продуктов переработки изношенных автомобильных шин:

- замене промышленно выпускаемого микрокварца на измельченный кварцевый песок.

Указанные преимущества обеспечиваются рецептурой предлагаемых составов эффективных строительных материалов и технологическим регламентом их изготовления.

11. Произведен расчет технико-экономической эффективности применения продуктов переработки изношенных автошин в производстве высокоэффективных строительных материалов. Установлено снижение себестоимости отечественного кровельного материала на 40%. Создано малое инновационное предпршггие ООО «НЛП «Экоресурс». Осуществлена опытно-промышленная апробация напольного и кровельного материала на базе НПП «Экоресурс».

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

1. Демьянова, B.C. Обеспечение техногенной безопасности предприятий автотранспортного комплекса / B.C. Демьянова P.A. Дярькин,

A.Д. Гусев //Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. - 2010. -№2. - С.169-171.

2. Демьянова, B.C. Получение дисперсно-армированных бетонов различного функционального назначения с использованием вторичных материальных ресурсов / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев // Региональная архитектура и строительство. — 2012. — №1. — С.56-60.

3. Демьянова, B.C. Перспективы рециклинга автомобильных шин /

B.C. Демьянова, А.Д. Гусев // Науч. вестн. Воронежского гос. архит.-строит. ун-та. Сер. Строительство и архитектура. — 2011. — №4. — С.74-80.

4. Демьянова, B.C. Основные направления рынка черепицы в строительном комплексе Пензенской области / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, Г.Н. Симакина //Региональная архитектура и строительство. — 2012. — №1. — С.193-196.

5. Калашников, В.И. Ресурсосберегающие порошковые фибробетоны с использованием техногенных отходов / В.И.Калашников, В.С.Демьянова,

A.Д. Гусев, В.М.Володин // Строительные материалы. - 2012. - №8. - С.52-54.

Публикации в других изданиях

6. Демьянова, B.C. Дисперсно-армированные бетоны с использованием вторичных материальных ресурсов: монография / B.C. Демьянова, Г.Н. Симакина, А.Д. Гусев. - Пенза: ПГУАС. - 2012. -120с.

7. Демьянова, B.C. Экономическая эффективность рециклинга автомобильных шин / B.C. Демьянова, Ю.С. Артамонова, А.Д. Гусев // Международный технико-экономический журнал. — 2011. — № 4. — С.50-55.

8. Демьянова, B.C. Ресурсосбережение как средство защиты окружающей среды / B.C. Демьянова, O.A. Чумакова, А.Д. Гусев //Региональная архитектура и строительство. — 2009. — №2. - С.52-55.

9. Демьянова, B.C. Ресурсосбережение в сфере управления отходами производства и потребления / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев // Фундаментальные исследования в Пензенской области. Состояние и перспективы: материалы науч.-практ. конф. — Пенза, 2010. — С.42-44.

10. Демьянова B.C. Черепица на основе резиносодержащих отходов /

B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, P.A. Дярькин //Актуальные вопросы строительства: материалы науч.-техн. конф. — Саранск: Изд-во Мордовского ГУ, 2009.-С. 10-12.

11. Гусев, А.Д. Рециклинг как средство ресурсосбережения / А.Д. Гусев // Новые достижения по приоритетным направлениям науки и техники: сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых и исследователей. — Пенза, 2010.-С. 13-16.

12. Гусев, А.Д. Металлокорд как альтернатива промышленной фибре / А.Д. Гусев // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: материалы V Всерос. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пенза, 2010. - С.86-89.

13. Демьянова, B.C. Фибробетон с дискретной арматурой из металлокорда для полов промышленных зданий / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, Г.А. Карпухин // Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны / Междунар. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2011. - Ч. 1. - С.418-421.

14. Демьянова, B.C. Эффективные ресурсосберегающие строительные материалы с использованием продуктов переработки изношенных автомобильных шин / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, P.A. Дярышн // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно транспортных комплексов: / Пятый междунар. науч.-техн. конгресс ELPIT-2011. — Тольятти: ТГУ, 2011.-Т. 6. —С.146-150.

15. Демьянова, B.C. Использование металлокорда в стяжках гражданских зданий / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, Г.Н. Симакина // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых и исследователей. — Пенза, 2011. — С. 65-69.

16. Демьянова, B.C. Ресурсосберегающая кровельная черепица из отходов автотранспортного комплекса / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, P.A. Дярь-кин // Перспективные направления развития автотранспортного комплекса: сб. докл. IV Междунар. науч.-техн. конф. — Пенза, 2011. — С. 48-51.

17. Демьянова, B.C. Фибробетон, армированный металлокордом — продуктом переработки изношенных автомобильных шин / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев, P.A. Дярькин // сб. докл. П Междунар. семинара-конкурса молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей «ALIT-2011». — М., 2011. — С.115-120.

18. Демьянова, B.C. Эко-технология отечественной гибкой черепицы с использованием техногенных отходов / B.C. Демьянова, А.Д. Гусев // Экология, энерго- и ресурсосбережение на транспорте: сб. науч. тр. Междунар. науч. конф. — Пенза, 2012 — С.25-30.

Гусев Алексей Дмитриевич

ЭФФЕКТИВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.11.2012. Формат 60x84 1/16

Бумага писчая белая. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,0.

Заказ № 244. Тираж 100 экз._

Издательство ПГУАС. 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28.

E-mail: postmaster@pgasa.com.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗАРУБЕЖНЫЙ И ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ.

1.1 Масштабы образования и накопления техногенных отходов.

1.2 Теоретические предпосылки получения эффективных строительных материалов с использованием продуктов переработки изношенных автомобильных шин.

1.3 Опыт применения техногенных отходов в промышленности строительных материалов.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Оборудование по переработке изношенных автомобильных

2.2 Характеристика исходных материалов.

2.3 Методы исследования.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. СТРОИТЕЛЬНАЯ ГИБКАЯ ЧЕРЕПИЦА НА ОСНОВЕ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ, ПРОДУКТА МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН.

3.1 Исследование морфологии поверхности резиновой крошки в зависимости от методов механической переработки.

3.2 Подбор оптимального гранулометрического состава резиновой крошки.

3.3 Определение технологических параметров формования гибкой черепицы на основе резиновой крошки.

3.4 Эксплуатационных характеристик резиновой гибкой черепицы.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫХ БЕТОНОВ.

4.1 Влияние органоминеральных модификаторов на реологические и физико-механические свойства цементного камня дисперсноармированных бетонов.

4.2 Сравнительный анализ влияния вида и содержания армирующих элементов на прочность сталефибробетона.

4.3. Эксплуатационные показатели фибробетона с использованием техногенных отходов.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН.

5.1 Инновационные технологии создания эффективных строительных материалов с использованием отходов.

5.2 Технико-экономическое обоснование создания эффективных строительных материалов с использованием изношенных автомобильных шин.

Выводы по главе 5.

Актуальность темы. Производство строительных материалов является наиболее материальной отраслью потребления не только природного сырья, но и техногенных отходов. В этой связи особое значение приобретает разработка новых строительных материалов на основе техногенных отходов, экономическая эффективность которых существенно возрастает при использовании децентрали-зированного накопления отходов. Решение этой актуальной проблемы связано также с задачей ресурсосбережения во многих регионах, обладающих такими отходами. Массовое накопление отходов производства и потребления свидетельствует об отсутствии или несовершенстве технологических процессов переработки, низком и нерациональном использовании отходов в качестве вторичных материальных ресурсов и определяет необходимость решения экологических проблем.

В настоящее время серьезную озабоченность вызывают прогрессирующие отходы транспортных средств (ОТС), в частности автомобильные шины, которые географически децентрализованы и являются местным техногенным сырьем практически всех регионов РФ. Из известных способов утилизации наиболее масштабным является использование в некоторых странах автомобильных шин в качестве компонента топлива цементной промышленности. Однако этот способ существенно ухудшает экологическое состояние региона за счет значительного выделения при сжигании серного ангидрида. В России ежегодно образуется свыше 1 млн. т шин, а перерабатывается всего лишь 20 % из них. Анализ существующих методов переработки свидетельствует о том, что наиболее эффективным и менее энергозатратным является механическая переработка шин, обеспечивающая раздельное извлечение компонентов переработки, таких как резиновая крошка, металлокорд, текстиль, и комплексное применение их в строительной отрасли. Высокая степень использования продуктов переработки шин способствует дальнейшему развитию наиболее простого, экологически чистого способа переработки автомобильных шин, которые накапливаются во всех регионах РФ, а также экономических и технологических решений по их утилизации.

Степень разработанности исследований.

Проведенный анализ показал, что научных публикаций по вопросам применения строительных материалов на основе техногенных отходов, в том числе продуктов механической переработки автомобильных шин, слишком мало. Это не дает возможности объективно оценить эксплуатационную надежность во времени и экономическую эффективность их производства. Кроме того, существующие технологии переработки отходов требуют изучения физико-механических свойств продуктов переработки с целью последующего их использования в композиционных строительных материалах. Для решения этих вопросов необходимы проведение всесторонних исследований технологических процессов изготовления, изучение эксплуатационных свойств строительных материалов, совершенствование и дальнейшее развитие их конструктивных решений с целью достижения экономического эффекта.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является экспериментально-теоретическое обоснование, разработка составов и технологии получения эффективных строительных материалов с использованием техногенных отходов.

Для решения поставленной цели определены следующие задачи:

- изучение техногенных отходов с целью получения эффективных строительных материалов;

- определение качественных показателей отходов, в том числе изношенных автомобильных шин, выявление коэффициента износа металлокорда;

- выбор и обоснование технологических режимов получения резиновой крошки и оптимальной рецептуры производства отечественной кровельной черепицы на ее основе;

- изучение эксплуатационных свойств черепицы;

- исследование режимов подготовки металлокорда с целью производства на его основе промышленной фибры;

- сравнительный анализ физико-технических свойств фибробетонов, изготовленных на металлокордовой и промышленной фибрах;

- анализ возможности использования металлокорда взамен промышленной фибры для получения порошково-активированного фибробетона нового поколения;

- технико-экономическое обоснование производства эффективных строительных материалов с использованием отходов.

Научная новизна работы.

1. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлена возможность и целесообразность использования резиновой крошки - продукта переработки изношенных шин - в качестве основного сырьевого компонента при производстве отечественной резиновой гибкой черепицы.

2. Выявлены новые закономерности в системе «рецептурно-технологи-ческие факторы - параметры структуры - эксплуатационные свойства», направленные на формирование структуры и свойств резиновой черепицы. Установлены оптимальные технологические параметры производства резиновой гибкой черепицы (давление прессования - 15-17 МПа, температура - 115-125°С, время - 12 мин).

3. Предложено математическое описание изменения прочности и относительного удлинения при разрыве резиновой черепицы от рецептурно-тех-нологических факторов полиноминальными зависимостями второго порядка.

4. Выполнен сравнительный анализ физико-технических показателей фиб-робетонов, армированных промышленной фиброй и фиброй из отходов. Впервые установлена возможность эффективной замены промышленной фибры на метал-локорд в дисперсно-армированных бетонах различного функционального назначения. Определен коэффициент износа металлокорда 8-10 %.

5. Определено, что для обеспечения высокой адгезии металлокордовой фибры с бетонной матрицей и получения фибробетонов с высокими физико-техническими свойствами (7?сж не мене 150,0 МПа и Ктг не менее 25,0 МПа) необходимо использовать порошково-активированные бетоны нового поколения.

Практическая значимость работы заключается в разработке и определении технологических условий получения новых эффективных строительных материалов на базе техногенных отходов:

- разработан и утвержден состав отечественной резиновой гибкой черепицы требуемых физико-механических, эксплуатационных и технико-экономических показателей для устройства кровельных покрытий жилых и общественных зданий;

- разработан и утвержден технологический регламент производства напольных и кровельных материалов на основе резиновой крошки;

- получены оптимальные составы сталефибробетонов различного функционального назначения;

- установлены оптимальные технологические параметры получения ресурсосберегающих строительных материалов и использованы при создании малого инновационного научно-производственного предприятия «Экоресурс»;

- экономически обоснована эффективность строительных материалов, изготовленных с использованием техногенных отходов.

Личный вклад автора заключается в получении и разработке исходных данных, анализе литературных источников, проведении экспериментальных исследований и обработке, обобщении, анализе, обсуждении полученных результатов и формулировке выводов, участии в производственной апробации данных исследования.

Положения, выносимые на защиту:

- экспериментально-теоретическое обоснование и технологическое подтверждение возможности получения эффективных строительных материалов с использованием техногенных отходов;

- разработка рецептурно-технологических параметров получения ресурсосберегающих строительных материалов - резиновой кровельной черепицы с использованием порошковой резины, фибробетона на основе комплексного использования ОТС и модифицирующих компонентов;

- эксплуатационные свойства и технико-экономическая оценка предлагаемых строительных материалов с использованием техногенных отходов.

Степень достоверности.

Достоверность научных исследований, выводов, результатов работы обусловлена сходимостью данных экспериментальных исследований с производственной апробацией, статистической обработкой результатов исследования. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с действующими стандартами с применением методов физико-химического анализа, математического планирования эксперимента.

Реализация работы:

- практические рекомендации и результаты проведенных исследований применялись при изготовлении резиновой гибкой черепицы и напольных покрытий, уложенных по адресу: Пензенская обл., г.Пенза, ул.Семейная, д. 5.

- разработанный состав СФБ с применением металлокорда и комплексной добавкой, включающей тонкоизмельченные отходы камнедробления и суперпластификатор «СП-3», использовался при устройстве полов промышленного здания по адресу: Калужская обл., г. Калуга, ул. Белокирпичная, д. 20. Экономический эффект от применения СФБ составил 38 730 рублей за счет отказа от использования промышленной фибры и стержневой арматуры, а, как следствие, снижение материалоемкости и трудоемкости. Площадь уложенного покрытия составила 260 2

М .

Апробации работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на международных и всероссийских научно-практических конференциях: научно-практической конференции «Фундаментальные исследования в Пензенской области. Состояние и перспективы» (Пенза, 2010); научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2009); Международной научно-технической конференции молодых ученых и исследователей «Новые достижения по приоритетным направлениям науки и техники» (Пенза, 2010); IV Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2010); Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (Пенза, 2011); IV Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (Белгород, 2011); Всероссийской конференции научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям «Эврика - 2011» (Новочеркасск, 2011); V Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2011); II Международном семинаре молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей ALIT-2011 (Москва, 2011).

Принимал участие во Всероссийском молодежном образовательном форуме «Селигер-2010», «Селигер - 2011», Всероссийском инновационном форуме «Россия, вперед!» (инновационный центр «Сколково»), всероссийских конкурсах «Зворыкинский проект», «Бизнес-успех 2012», Международном экологическом конгрессе ELPIT-2011 «Экология и безопасность жизнедеятельности промышлен-но - транспортных комплексов» (Тольятти, 2011).

Публикации.

По теме диссертационного исследования опубликовано 18 научных работ, в том числе 5 работ в журналах, рекомендуемых перечнем ВАК РФ, и монография.

Работа отмечена золотой медалью и дипломом первой степени IV Всероссийского форума «Российским инновациям - российский капитал» (Оренбург, 2011 г).

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 209 наименований. Содержит 180 стр. машинописного текста, в том числе 43 рисунка, 49 таблиц, 5 приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлена возможность получения эффективных строительных материалов, полученных с использованием в качестве основного сырьевого компонента вторичных материальных ресурсов на базе техногенных отходов и способствующих развитию экотехнологии в регионах РФ.

2. Выполнен анализ рынка автомобильных шин в России, свидетельст-вуюший о преимущественном применении шин иностранных производителей, характеризуемых повышенным качеством используемого для их изготовления сырья. Выявлен коэффициент износа шин, достигающий 11%.

3. Разработан технологический регламент производства напольных и кровельных материалов на основе резиновой крошки. Осуществлен выбор оптимальных технологических параметров изготовления отечественной резиновой гибкой черепицы на основе резиновой крошки, полученной упругодеформиро-ванным механическим методом измельчения автомобильных шин на установке КПШ-1. Разработан состав отечественной резиновой гибкой черепицы требуемых физико-механических, эксплуатационных и технико-экономических показателей.

4. Предложено математическое описание изменения прочности и относительного удлинения при разрыве резиновой гибкой черепицы от рецептурно-тех-нологических факторов полиноминальными зависимостями второго порядка.

5. Установлено суммарное воздействие эксплуатационных факторов на снижение относительного удлинения при разрыве гибкой черепицы, достигающее 34,4 %. Наименьшее влияние на снижение деформативности кровли (не более 7.9%) оказывает термическое воздействие. Ультрафиолетовое воздействие, циклическое замораживание и оттаивание способствуют снижению деформативности резиновой черепицы на 25 %.

6. Установлены эксплуатационные показатели предлагаемой черепицы: водопоглощение по массе - 1,2%; материал является водонепроницаемым, т.к. после 72 часов воздействия водяного столба (давление не менее

0,3 МПа) признаков воды на фильтровальной бумаге не обнаружено; по результатам испытания образцов кровельного материала на гибкость при температуре минус 20°С на поверхности всех испытываемых образцов отсутствуют трещины и изломы.

7. Выполнен сравнительный анализ физико-технических показателей фибробетонов, армированных промышленной фиброй и фиброй из отходов. Установлена возможность эффективной замены промышленной фибры на металло-корд в дисперсно-армированнных бетонах различного функционального назначении.

8. Показано, что для обеспечения высокой адгезии металлокордовой фибры с бетонной матрицей необходимо использовать порошково-активированные бетоны нового поколения. Сочетание высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы порошково-активированного бетона, модифицированного КОМД, с армирующей фиброй из металлокорда обеспечивает получение высоких физико-технических свойств (Ясж не менее 180 МПа и Rmr не менее 22,0 МПа) и позволяет производить замену промышленно выпускаемого микрокварца на измельченный кварцевый песок.

9. Оптимизированы составы эффективных строительных композитов на основе техногенных отходов. Полученные новые показатели физико-механических и эксплуатационных свойств эффективных строительных материалов могут быть использованы для накопления банка данных с целью создания нормативной базы разработанных отечественных строительных материалов с применением в качестве вторичных материальных ресурсов техногенных отходов.

10. Экономически обоснована эффективность строительных материалов, изготовленных с использованием техногенных отходов. Предлагаемые ресурсосберегающие материалы будут способствовать:

- формированию местной сырьевой базы;

- созданию и использованию рынка модифицирующих добавок, в том числе на базе отходов нерудных каменных материалов месторождений Пензенской области и продуктов переработки изношенных автомобильных шин:

- замене промышленно выпускаемого микрокварца на измельченный кварцевый песок.

Указанные преимущества обеспечиваются рецептурой предлагаемых составов эффективных строительных материалов и технологическим регламентом их изготовления.

11. Произведен расчет технико-экономической эффективности применения продуктов переработки изношенных автошин в производстве высокоэффективных строительных материалов. Установлено снижение себестоимости отечественного кровельного материала на 40 %. Создано малое инновационное предприятие ООО «НИИ «Экоре-сурс». Осуществлена опытно-промышленная апробация напольного и кровельного материала на базе НИИ «Экоресурс».

1. Аверко-Антонович JI.A., Аверко-Антонович Ю.О., Давлетбаева И.М., Кирпичников П.А. Химия и технология синтетических каучуков. -М., КолосС, 2008., 359 с.

2. Авинкин B.C., Вдовин М.Ю., Серенко O.A., Будницкий Ю.М. Композиционные материалы на основе вторичных полимеров // Успехи в химии и хим. технологии: тезисы докл. междунар. конф. мол. ученых. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1999. Вып.13. С. 7-11.

3. Агаянц И.М., Оськин В.М., Корнев А.Е. Альбом технологических схем переработки эластомерных материалов (часть 2) // Учебно-методическое пособие. М.: ИПЦ МИТХТ им. М. В. Ломоносова, 2010, стр. 84

4. Алаторцева У.В. Применение модифицированных нанодобавок для повышения прочности фибробетонов / У. В. Алаторцева и др. // Известия вузов. Строительство. 2009. №8. С. 17-20.

5. Аминов O.A. Технологии переработки шин: перспективы применения // Твердые бытовые отходы. 2009. №3. С. 46-48.

6. Ананьев C.B. Состав, топологическая структура и реотехнологические свойства реологических матриц для производства бетонов нового поколения: Ав-тореф. дис. канд. техн. наук. Пенза, 2011. 20с.

7. Андреева Г.Н. Прогрессивные конструкции и технологии кровельных работ // Градостроительство, реконструкция, инженерноеоборудование устойчивого развития городов Поволжья: сборник докладов. Тольятти: 1999.4.2. С. 137142

8. Андреева Г.Н., Гликин С.М., Митренко Л.И. и др.Однослойные кровли из новых полимерных материалов: труды ЦНИИПромзданий. М., 1990. С. 29-41.

9. Антропова В.А., Дробышевский В.А. Свойства модифицированного ста-лефибробетона // Бетон и железобетон. 2002. №3. С.3-5.

10. Артемов В.М., Макаренкова Л.П., Купермидт М.Л. Изучение влияние природы резиновой крошки и температуры смешения на свойства резинобитум-ных композиций//Производство шин, резинотехнических изделий. 1983.№7. С.4-7.

11. Баженов Ю.М. Бетоны XXI века. //Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций: Материалы Международной конференции. Белгород: 1995. С. 3-5.

12. Баженов Ю.М. Бетоны повышенной долговечности // Строительные материалы. 1999. №7-8. С. 21-22.

13. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. М.: АСВ, 2006. 368 с.

14. Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии // Материалы I Всероссийской конференции. М.,2001. С. 91-101.

15. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: АСВ, 2002. 500 с.

16. Баженов Ю.М. Технология бетонов XXI века // Новые научные направления строительного материаловедения. Академические чтения РААСН. Белгород, 2005. Часть 1. С. 9-20.

17. Бакфиш К., Хайнц Д. Новая книга о шинах. Справочное издание. М. : 000 "Издательство Астрель", 2003. 303 с.

18. Балыбердин В.П., Никольский В.Г., Аринштейн А.Э. Диспергаторы для тонкого измельчения полимерных материалов, резин и композитов // Технология машиностроения.- 1998. №4. С. 94-101.

19. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

20. Батраков В.Г. Модификаторы бетона новые возможности // Материалы Первой Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М., 2001. С. 184-197.

21. Батраков В.Г., Каприелов С.С., Иванов Ф.Н. Оценка ультрадисперсных отходов металлургических производств как добавок в бетон // Бетон и железобетон. 1990. № 12. С. 15-17.

22. Беркович Я. Б. Исследование микроструктуры и прочности цементного камня, армированного коротковолокнистым хризотил-асбестом: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1975. 20 с.

23. Блинков Е.Л., Ляпин А.Г. Криотехнология переработки покрышек и бескамерных автомобильных шин// Экологические системы и приборы. 1999. № 5. С. 20-22.

24. Боравский Б.В. Изношенные автопокрышки: методы переработки // Твердые бытовые отходы. 2007. №4. С. 4-5.

25. Бобров А.П., Шевердяев О.Н., Ильина И.А. Технология резиновых изделий. М.: МГОУ., 2001.-271 с.

26. Буркасов Б. В. Бетоны, наполненные модифицированными шлаками: Буркасов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1996. 20 с.

27. Буткевич Г.Р. и др. Промышленность нерудных строительных материалов: достигнутое и перспективы // Строительные материалы. 2003. № 11.1. С. 2-5.

28. Буянов Ю.Д. Экономическая безопасность России при разработке сырья для промышленности строительных материалов // Строительные материалы.2001. №4. С. 21-23.

29. Вайсберг A.A. Старые шины и опасный, и полезный вид отходов // Мир шин. 2008. №1. С. 50-52.

30. Веденеев A.C. Армирующие материалы для фибробетона // Архитектура и строительство. 2009. №11. С. 24-29

31. Виды продукции переработки изношенных шин Электронный ресурс. // Cleandex Research Techart: электронные данные. 2010. URL: http://www.cleandex.ru/articles/2010/03/19/tiresrecyclingproducts.

32. Винтицких Л.Е., Митрофанов Н.Г., Шабанова Т.Н. Опыт применения шламоотходов Тюменской ТЭЦ-2 для производства строительных растворов // Строительный вестник Тюменской области. 2010. № 3(53). С. 51-54.

33. Власов Г.Я. Основы технологии шинного производства. Воронеж,2002. 460с.

34. Власов В.К. Закономерности оптимизации состава бетона с дисперсными минеральными добавками // Бетон и железобетон. 1993. №4. С. 10-12.

35. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1986. 464 с.

36. Волков И.В. Фибробетон состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. 2004. № 5. С. 5-7.

37. Волков И.В. Проблемы применения фибробетона в отечественном строительстве // Строительные материалы. 2004. №6. С. 12-13.

38. Вольфсон С.И. Динамически вулканизованные термоэластопласты: Получение, переработка, свойства. М.: Наука, 2004. 173 с.

39. Воронин A.M. Исследование физико-механических свойств новых битуминозных рулонных материалов // Труды ЦНШШромзданий. М., 1990. С. 5-15.

40. Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И., Новиков В.И., Прозоровская Н.В. Переработка каучуков и резиновых смесей (реологические основы, технология, оборудование) Москва, 2005. - 369 с.

41. Вторичные полимеры: реалии и перспективы Электронный ресурс. // Евразийский Химический Рынок: электронные данные. 2010. URL: http://www.newchemistry.ru/letter.php?nid=983.

42. Высоцкий С.А., Бруссер М.И., Смирнов В.П., Царик A.M. Оптимизация состава бетона с дисперсными минеральными добавками // Бетон и железобетон. 1990. №2. С. 7-9.

43. Галкин В.В. Сталефибробетон с заполнителями и дискретной арматурой из отходов местных производств: Автореф. дис. канд. техн. наук. Липецк, 2007. 24 с.

44. Гончарук Г.П. Резинопласты композиционные материалы на основе полиэтилена низкой плотности и измельченных резин. Дисс. канд. хим. наук. / ИСПМ РАН. М., 2001,- 153 с.

45. Горшков B.C., Кац Б.И., Глотова H.A. Применение отходов синтетических каучуков и латексов в производстве полимерных строительных материалов //М.: ВНЗШЭСМ, 1986. Серия 6, вып. 2. С. 1-2.

46. Гофштейн Ф.А. Производство стальных фибр из отходов промышленности // Фибробетон: свойства, технология, конструкции: тезисы докладов республиканского научно-технического совещания. Рига: ЛатНИИСтроительства, 1988. С. 98- 100.

47. Гришин Б.С. Материалы резиновой промышленности (информационно-аналитическая база данных) // Изд. КГТУ 2010, т.1 -506 с, т.2 -488 с.

48. Гришин Б.С. Калинин Ю.К. Тонкодисперсные шунгитовые порошки -перспективный наполнитель полифункционального действия для эластомерных композитов И1ТТП М, Петрозаводск 2005 г. 19 с.

49. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Строительные материалы из резиновых и каучуковых отходов // Строительные материалы из отходов. М.: Феникс, 2007. С.

50. Девяткин В.В. Отходы как вторичные материальные ресурсы // Экология производства. 2007. №2. С.32-36

51. Дегтярева М. М. Технология и свойства бетона с бинарным наполнителем «кварц известняк»: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1995. 19 с.

52. Демьянова B.C. Методологические и технологические основы производства высокопрочных бетонов с высокой ранней прочностью для беспрогрев-ных и малопрогревных технологий: Автореф. дис. докт. техн. наук. Пенза,2002. 43 с.

53. Демьянова B.C., Калашников В.И. Быстротвердеющие высокопрочные бетоны с органоминеральными модификаторами. Пенза: ПТУ АС, 2003. 195 с.

54. Демьянова B.C., Прошин А.П., Калашников Д.В. Особо тяжелый высокопрочный бетон на основе вторичного сырья // Экология и промышленность.2003. №8. С.8-9.

55. Демьянова B.C., Логанина В.И., Дубошина Н.М. Композиционные строительные материалы из отходов // Экология и промышленность. 2003. №7. С. 12-13.

56. Демьянова B.C., Калашников В.И., Казина Т.Н., Саденко С.М. Дисперсно армированный сталефибробетон // Строительные материалы. 2006. №9. С. 54-55.

57. Демьянова B.C., Калашников В.И., Тростянский В.М. Многокомпонентные высококачественные бетоны различного функционального назначения: моногр. Пенза: ПТУ АС, 2006. 131с.

58. Демьянова B.C., Калашников В.И., Казина Т.Н., Саденко В.М. Экологические и техноэкономические аспекты использования отходов нерудной промышленности в производстве цемента//Строительные материалы. 2006. №11. С.52-55

59. Демьянова B.C. Комплексное использование промышленных отходов // Экология и промышленность. 2008. №1. С. 12-14.

60. Демьянова B.C., Макаров М.М., Дярькин P.A., Кураков П.А. Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду путем использования отходов автопромышленного комплекса // Экология урбанизированных территорий. 2008. №4. С. 86-92.

61. Демьянова B.C., Макаров М.М., Чумакова O.A. Обращение с отходами производства и потребления на предприятиях автотранспортного комплекса: учеб.пособие. Пенза: ПТУ АС, 2009. 131 с.

62. Дроздовский В.Ф. Получение измельченных вулканизатов // Каучук и резина. 1997. №5. С. 44-50.

63. Емельянова С.С. Резиновый коврик из колес / Твердые бытовые отходы. 2007. №4. С. 38-40.

64. Железобетон в XXI веке: состояние и перспективы развития бетона и железобетона в России / Госстрой РФ: НИИЖБ. М.: Готика, 2001. 123 с.

65. Звездов А.И., Волков Ю.С. Бетон и железобетон: наука и практика / Материалы I Всероссийской конференции по бетону и железобетону // Сборник статей МНТК «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». Пенза. 2010. С.66-70.

66. Звонов В.А., Козлов A.B., Кутенев Ф.В. Экологическая безопасность автомобиля в полном жизненном цикле — М., 2001.-244

67. Звонов В.А., Кутенев Ф.В. и др. Утилизация автомобильной техники: концепция специального технического регламента // Стандарты и качество. 2004. №8. С.31-34

68. Зельманович Я.И., Андронов С.Г. Критерии качества СБС-модифицированных битумно-полимерных материалов // Строительные материалы. 2001. №3. С. 12-13.

69. Иваницкий М.А., Соколов Э.М. и др. Перспективный процесс переработки использованных автомобильных шин // Экология и промышленность России. 1997. №10. С. 9-12.

70. Иванов В.А. , Селищев C.B., Кулагин В.В. Утилизация и вторичное использование отходов и сбросов от производственной деятельности транспортных предприятий и эксплуатации автотранспортных средств // Легковое и грузовое автохозяйство. 2000. №8. С. 46-52

71. Инновационный центр высоких технологий. Утилизация шин-рентабельность, простота и надежность // Твердые бытовые отходы. 2007. №4. С. 14-17.

72. Исследование рынка автомобильных шин в России Электронный ресурс.: по данным аналитического агентства. 2012. URL: http://www.79auto.ru.

73. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: Дис. . д-ра техн. Наук: 05.23.05: Калашников Владимир Иванович. Воронеж, 1996. 89 с.

74. Калашников В.И., Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Методологические и технологические аспекты получения и применения высокодисперсных наполнителей бетонов // Строительные материалы. 2004. №3. С. 5-7.

75. Калашников В. И. Промышленность нерудных строительных материалов и будущее бетонов // Строительные материалы. 2008. №3. С.20 22.

76. Калашников В.И. Порошковые высокопрочные дисперсно-армированные бетоны нового поколения // Популярное бетоноведение. 2008. №6. С. 5-8.

77. Калашников В.И., Ананьев C.B. Высокопрочные и особовысокопроч-ные бетоны с дисперсным армированием // Строительные материалы. 2009. № 6. С. 59-61.

78. Калашников В.И., Ананьев C.B., Куликов И.М. К оптимизации геометрических размеров плоской стальной фибры // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: материалы междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. С. 66-70.

79. Калашников В.И. Перспективы использования реакционно порошковых сухих бетонных смесей в строительстве // Строительные материалы. 2009. №7. С. 59-61.

80. Калашников В.И., Скачков Ю.П., Ананьев C.B., Троянов И.Ю. Геометрические параметры фибры для высокопрочных бетонов // Региональная архитектура и строительство. 2011. №1. С. 27-33.

81. Калашников В.И., Ананьев C.B., Хвастунов В.Л., Мороз М.Н. Бетоны нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу прочности // Вестник отделения строительных наук. Москва-Иваново: 2010. Вып. 14. Т.2. С. 27-32.

82. Калашников Д.В. Особо тяжелый высокопрочный бетон для защиты от радиации: дис. канд. техн. наук: 05.23.05 / Калашников Дмитрий Владимирович. Пенза, 2001.201 с.

83. Калашников C.B. Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород: Автореф. Дис. канд. техн. Наук. Пенза, 2006. 22 с.

84. Каприелов, С.С. Научные основы модифицирования бетонов ультрадисперсными материалами: дис. . д-ра техн. наук: 05.23.05 / Каприелов Селин Суренович. М., 1995. 41 с.

85. Каприелов С.С., Шейнфельд A.B., Батраков В.Г. Комплексный модификатор бетона марки МБ-01 // Бетон и железобетон. 1997. № 5. С. 38-41.

86. Клищенко В.П. Мини-завод по утилизации изношенных автошин // Экология и промышленность России. 2009. №1. С. 4-5.

87. Комаров С.А., Кокин Н.С. Переработка изношенных покрышек // Твердые бытовые отходы». 2008. №3. С. 34-35.

88. Комаров С.А., Кокин Н.С и др. Процесс переработки шин: новый подход // Твердые бытовые отходы. 2008. №5. С. 48-49.

89. Комохов П.Г., Грызлов B.C. и др. Оценка модификации бетона на макро- и микроуровне // Общие проблемы и решения теории и практики строительного материаловедения: доклад к Международной конференции. Казань: КГ АС А, 1996. 4.1. С. 14-18.

90. Комохов П.Г. О бетоне ХХЗ века // Вестник РААСН. 2001. №5. С. 9-12.

91. Кононова Г.А. Экономика автомобильного транспорта: учеб. пособие. М: Издательский центр «Академия», 2-е изд. 2006., 320с. 2006.

92. Корнев А.Е., Буканов A.M., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. Учебник для ВУЗов, издание 3-е, переработанное и дополненное, М.,:НППА «Истек», 2009, 504 с.

93. Крыжановский В.К., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д., Крыжанов-ская Ю.В. Технические свойства полимерных материалов: уч.-справ, пособие. СПб.: Профессия, 2003. 248 е., ил.

94. Кузнецов Ю.С., Иванов И.А., Калашников В.И., Ишева Н.И. и др. Применение отходов производства антибиотиков в качестве пластифицирующих добавок для бетонов // Бетон и железобетон. 1985. №1. С.38-39.

95. Куперман Ф.Е. Новые каучуки для шин. М., Альянс Пресс: 2005, 329с.

96. Лазуткин A.B., Эйрих В.И., Жуков В.П. Использование отсевов дробления важный фактор экономического роста предприятий нерудной промышленности // Строительные материалы. 2003. № 11. С. 6-7.

97. Лебедев А.Н., Клиндухов Н.С., Лебедев С.А., Овчинникова И.В. и др. Технико-экономические и экологические проблемы рециклинга изношенных автомобильных покрышек // Экология промышленного производства. 2009. №3. С. 50-54.

98. Леонтьев В.Н., Приходько В.А., Андреев В.А. О возможности использования углеродных волокнистых материалов для армирования бетонов // Строительные материалы. 1991. №10. С. 27-28.

99. Лобанов И.А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов // Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: межвуз. темат. сб. науч. тр. Л.: ЛИСИ, 1986. С. 5-10.

100. Лобачева Г.К, Желтобрюхов В.Ф. и др. Состояние вопроса об отходах и современных способах их переработки: учеб. пособие. Волгоград: ВолГУ, 2005. 176 с.

101. Лукавин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышлено-транспортная экология. М.: Высшая школа, 2001.- 273 с.

102. Маилян Д.Р., Шилов Ал.В., Джаварбек Н. Влияние фибрового армирования базальтовым волокном на свойства легкого и тяжелого бетонов // Новые исследования бетона и железобетона. 1997. С. 7-12.

103. Маилян, Р.Л., Шилов А. В. Взаимосвязь изменения характеристик и диаграммы деформирования фибробетона при сжатии и растяжении и ее аналитическое описание // Вопросы технологии бетона и проектирования железобетонных конструкций. 1998. С. 17-20.

104. Маилян Л.Р., Шилов A.B. Изгибаемые керамзито-фиброжелезо-бетонные элементы на грубом базальтовом волокне. Ростов на Дону: Рост. гос. строит, ун-т, 2001. 174 с.

105. Макарова Ирина Викторовна. Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при использовании отходов горнопромышленного комплекса в производстве силикатных материалов : Дис. . д-ра техн. наук : 03.00.16, 05.17.11 Б. м., Б. г. 334 с.

106. Макеев В.В. Эксплуатационная надежность конструкций кровель из ре-зино-полимерных рулонных материалов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Москва, 2005.-20 с.

107. Мальцев В.В. Листовые и рулонные кровельные материалы из измельченных автошин для малоэтажного строительства // Строительные материалы. 2003. № 12. С. 27-28.

108. Михайлов К.В. Взгляд на будущее бетона и железобетона // Бетон и железобетон. 1995. №6. С. 2-5.

109. Моисеев В.В., Перина Ю.В. Синтетические каучуки России и материалы для их производства. Справочник. Воронеж: 2001. 118 с.

110. Моргун JI.B. Технология производства и применение фибробетона в строительстве // Строительные материалы. 2005. № 8. С. 34-35.

111. Мосгордума круглый стол / О проблемах переработки и утилизации изношенных автопокрышек: круглый стол в Мосгордуме // Твердые бытовые отходы. 2009. №4. С. 48-53.

112. Нефедов Б.К., Горлова Е.Е., Горлов Е.Г. Новая технология производства качественных резинобитумных связующих для асфальтобетонных дорожных покрытий // Экология и промышленность России. 2008. №5. С. 8-11.

113. Никольский В.Г., Красоткина И.А. и др. Старые покрышки в современном дорожном строительстве // Строительная орбита. 2009. №12. С. 5051.

114. Новиков В.У. Полимерные материалы для строительства. М.: Высшая школа, 1995. 448с.

115. Норейкате В. Переработка шин в италии // Твердые бытовые отходы. 2007. №4. С. 54-55.

116. О вторичных материальных ресурсах Электронный ресурс.: концепция федерального закона. URL: http://ref.unipack.ru/88/.

117. Оборудование для переработки шин (Обзорная статья) // Твердые бытовые отходы. 2008. №5. С. 38-44.

118. Орлецкая JI.B. Ценные вторичные ресурсы // Рециклинг отходов. 2006. №6. С. 3-4.

119. Панфилов Д.В. Дисперсно-армированные строительные композиты на основе полибутадиенового олигомера: Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж, 2004. 18 с.

120. Пат. 4795603 США. 1989. В29С 45/00.

121. Пашинский В. М. Сколько отходов образуется в России // Твердые бытовые отходы. 2011. №7. С.44-48.

122. Пичугин А.М. Материаловедческие аспекты создания шинных резин // Научное издание. Москва, Машиностроение, 2008. - 383 с.

123. Плотников P.C. Измельчение покрышек с помощью дискового ножевого устройства // Экология и промышленность России. 2008. №7 С. 6-7.

124. Плотников P.C. Экологические проблемы переработки покрышек и устройства для их рециклинга // Экология и промышленность России. 2009. №6. С. 1-3.

125. Плотникова И.А., Сотникова В.Н. и др. Пособие по строительству асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. М, Союздорнии, 1991., Юс.

126. Поплевин С. Дороги становятся резиновыми Электронный ресурс. // Pravda-News.ru: электронные данные. 2011. URL: http ://www.pravda-news.ru/topic/9661 .html.

127. Попов И. Взрывной характер // Forbes. 2007. №7., С. 98-101.

128. Прохоров В.В. Мини-комплекс для изношенных автопокрышек // Твердые бытовые отходы. 2009. №2. С. 24-25.

129. Прут Э.В., Зеленецкий А.Н. Химическая модификация и смешение полимеров в экструдере реакторе // Успехи химии. 2001. №1. С. 72-87.

130. Пулатов З.В., Искандарова М.А., Ганиев Х.А. и др. Ресурсосберегающая технология комплексного использования золоотходов при производстве легкого бетона // Композиционные материалы. Ташкент, 2010. № 3(40). С. 36-39.

131. Рабинович Ф.Н., Шикунов Г.А. Эффективность применения сталефиб-робетона в промышленном строительстве // Применение фибробетона в строительстве. Л.: ЛДНТП, 1985. С. 9-15.

132. Рабинович Ф.Н. Об уровнях дисперсности армирования бетонов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1981. №11. С. 30-36.

133. Рабинович, Ф.Н. О механических свойствах цементного камня, дисперсно армированного стекловолокном // Бетон и железобетон. 1982. №7. С. 10-12.

134. Рабинович Ф.Н., Курбатов Л.Г. Применение сталефибробетона в конструкциях инженерных сооружений // Бетон и железобетон. 1984. №12. С. 22-25.

135. Рабинович Ф.Н., Романов В.П. О пределе трещиностойкости мелкозернистого бетона, армированного стальными фибрами // Механика композитных материалов. 1985. №2. С. 277-283.

136. Рабинович Ф.Н. Об оптимальном армировании сталефибробетонных конструкций // Бетон и железобетон. 1986. №3. С. 17-19.

137. Разгон Д.Р. Переработка изношенных шин. Состояние и перспективы // Твердые бытовые отходы. 2008. №5. С. 12-15.

138. Рахимов Р.З., Шигапов Г.Ф. Современные кровельные материалы. Казань: Центр инновационных технологий, 2001. С. 96-97.

139. Рахимова Н.Р., Рахимов Р.З., Гатауллин Р.Ф. Влияние добавок золы на свойства шлакощелочных вяжущих и бетонов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2007. N 3(98). С. 36-37.

140. Рахимов, М. М. Композиционные шлакощелочные вяжущие с использованием цеолитсодержащего сырья природного и техногенного происхождения, растворы и бетоны на их основы: Автореф. дис. канд. техн. наук. Казань, 2007. 24 с.

141. Рашевский Н.Д., Кроник B.C. и др. Переработка изношенных автомобильных шин с металлокордом // Экология и промышленность России. 2000. №12. С. 17-20.

142. Ращупкина М.А. Влияние дисперсности золы гидроудаления экиба-стузских углей и добавки жидкого стекла на свойства мелкозернистого бетона: Автореф. дис. канд. техн. Наук. Новосибирск, 2009. 15 с.

143. Сапронова И.А. Легкие бетоны с добавками техногенных отходов на основе резинотехнических изделий и ЗОЛ ТЭС: Автореф. дис. канд. техн. наук. Иваново, 2007. 18 с.

144. Свиридов В.Л., Махров Е.Ю., Дементьева Е.В. Опыт использования дробленой резины в составе асфальтобетонных смесей // Ползуновский вестник. 2011. №1. С. 183-191.

145. Свиточ H.A. Утилизация отходов путь к сохранению природных ресурсов // Твердые бытовые отходы. 2010. №5. С. 10-13.

146. Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Фролкина О.В. Изменение структурных параметров цементных композиций путем введения наполнителей // Современные проблемы строительного материаловедения. Шестые Академические чтения РААСН. Иваново, 2000. С. 419-423.

147. Серенко O.A., Гончарук Г.П., Кнунянц М.И., Крючков А.Н. Течение высоконаполненных композиций термопластичный полимер дисперсный эластичный наполнитель // Высокомолекулярные соединения. 1998. №7. С. 1186-1192.

148. Симакина Г.Н. Высокопрочный дисперсно-армированный бетон: Автореф. дис. канд. техн. наук. Пенза, 2006. 20 с.

149. Скобло Л.И. Использование промышленных отходов в цементной промышленности США // Цемент и его применение. 2005. №4. С. 75-76.

150. Смирнов Н.В., Смирнов Б.М., Булгаков А.П. Использование резиновой крошки в наполнении битума для асфальтового покрытия автодорог // Новые технологии. Инжиниринг. 2009. №11. С. 1-17.

151. Соколов Э.М., Оладов Б.Н., Володин Н.И., Тимофеев В.А., Качурин Н.М., Иваницкий В.А. Переработка изношенных шин. Тула. Тульск. ГУ, 1999. -115 с.

152. Соловьев В.Г. Влияние дисперсного армирования на структурообра-зование и прочностные свойства сталефибробетонов, подвергаемых тепло-влажностной обработке: Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж, 2009. 28 с.

153. Соломатов В.И., Тахиров Н.К. Интенсивная технология бетона. М.: Стройиздат, 1989. 284 с.

154. Соломатов В.И., Селяев В.П., Соколова Ю.А. Химическое сопротивление материалов. М.: МИИТ, 2001. 283 с.

155. Степанова И.В. Разработка и применение новых зольсодержащих добавок для повышения качества бетонов разной плотности: автореф. дис. канд. техн. Наук. СПб., 2004. 24 с.

156. Строителева Е.А. Модификация структуры цементных бетонов наполнителем из золы-уноса ТЭС Дальнего Востока: автореф. дис. канд. техн. наук. СПб., 2007. 23 с.

157. Суранкулов Ш.Ж. Резиновая крошка в асфальтобетонных композициях // К,аз¥ТУ Хабаршысы. Казахстан: КГТУ. 2011. №5. С. 12-15.

158. Сурус О.В. Шины под пресс // Твердые бытовые отходы. 2007. №4. С. 36-37.

159. Схемы входного и операционного контроля качества строительно-монтажных работ «Кровли» // ФГУП «Центр управления федеральной собственностью». Москва 2002. Часть 1, выпуск 4.

160. Сырицин JI.M., Шмурак И.Л. Производство шинного корда и технология его обработки. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2006. - 400 с.

161. Тараканов О.В., Пронина Т.В. Химические добавки в растворы и бетоны. Пенза: ПТУ АС, 2007. 102 с.

162. Тарасеева Н.И. Структурообразование и твердение цементных материалов, модифицированных солевыми и шламовыми отходами предприятий энергетики: дис. . канд. Техн. наук: 05.23.05 // Тарасеева Нелли Ивановна. Пенза, 2005. 278 с.

163. Турчанинов В.И. Строительные материалы из промышленных отходов и местного сырья Оренбурской области: учебное пособие. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2006. 149 с.

164. Тюленев М.А. Переработка покрышек. Достоинства и недостатки // Твердые бытовые отходы. 2007. №4. С. 42-48.

165. Хурнова JI.M. Экологические критерии рационального природопользования в сфере производства строительных материалов: учеб. пособие. Пенза: ПГАСА, 2006. 43 с.

166. Чернышев Е.М., Коротких Д.Н. Повышение трещиностойкости цементного бетона при многоуровневом дисперсном армировании его структуры // Современные строительные материалы. Шестые академические чтения РААСН. Белгород, 2001. С.587-598.

167. Чумаченко Н.Г. Методологические основы производства строительной керамики на основе природного и техногенного сырья: Автореф. дис. канд. техн. наук. Пенза, 1999. 42 с.

168. Шмурак И.Л. Шинный корд и технология его обработки. Москва, 2007.220 с.

169. Шульженко Ю.П., Горшков C.B., Полимерные кровельные материалы и материалы для покрытия,полов // Обзорный доклад о мировом уровне и тенденциях развития строительной науки и техники. М.: ВНИИС Госстроя ССР, 1988. С. 1-10.

170. Шульженко Ю.П. Мастичные кровельные и гидроизоляционные материалы на основе хлорсульфополиэтилена // серия 6, выпуск 3, М., ВНИИ-ЭСМ, 1998., 48с.

171. Шульженко Ю.П. Полимерные кровли основные проблемы и опыт применения // Строительные материалы. 2002. № 12. С. 2-5.

172. Шульженко Ю.П. К вопросу долговечности кровель // Строительные материалы. 2003. № 12. С. 4-6.

173. Элкок С., Лифтинг А., Тсуи А., Ютли Т., Сноу У. Сколько отходов образуется в России // Твердые бытовые отходы. 2011. №8. С. 56-59

174. Юловская В.Д., Шершнев В.А. Сетчатые эластомеры // Москва, МИТХТ им. М. В. Ломоносова, 2009. 20 с.

175. Adams M.J., Briscoe B.J., Kamjab М. // Adv. Coll. Int. Sei. 1993. V. 4 1 . P. 143.

176. Allman T. Great Idea/ Recycled Tires// Chicago,IL: Norwood House Press -2009. p.49

177. Bindiganavile V., Banthia N., Aarup В/ Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite. // ACI Materials Journal. 2002. - Vol. 99, №6. - P. 543-548.

178. European Rubber J. 1980. V.62. №7. P.36-39.

179. J. Hannat. Fibre cements and fiber concretes. New York.- 1998.

180. A.Magu mdar. Glass fiber reinforced cement. London. - 1991.

181. Mennig G., Hannes M., Pzymski W., Scholz П. // Polimery. 1997. №7-8. C.491-493.

182. White L. // Eur.Rubber J. 1995. V. 177. № 2. P. 20.

183. Patrick j. Carroll. Tire collection and recycling service// «APWA Convention Exhibitors»,September 2011.- p.-22-27

184. Portland Cement Association. Tire-derived fuel //Tire Derived Fuel Sustainable Manufacturing Fact Sheet 2008. p.-7-15.

185. Pramanik P.K., Baker W.E. // Plast., Rubber and Compos. Process, and

186. Appl. 1995. V. 24. № 4. P. 229.

187. Rajalingam P., Sharpe J., Baker W.E. // Rubber Chem. and Technol. 1993. V. 66. № 4. P. 664.

188. Rittes R. // Chem. Eng. 1997. 104. №4. P.88-90,92.

189. Schmidt M., Fehling E., Teichman Th., Bunjek., Borneman R. UltraHochfester Beton: Perspektive fur die Betonfertigteiling industrial.// Beton-werk+Fertigtal-Technik. 2003, - №3. S. 16-29.

190. Schmidt M. 50 Jahre Entwicklung bei Zement, Zusatzmittel und Beton. Schriftenreihe Baustoffe. / M. Schmidt Centrum Baaaustoffe und Material- prufund.-2003. H.2, - P. 189-198.

191. Schmidt M., Fenling E. Ultrahochfester Beton-und Fertigteiltechnik.// -2003,-H. 11, P. 16-19.

192. Selvadurai A.P.S. The opening of an elastically bridges penny shaped flaw in a fibre reinforced composite by concentrated surfase loads // Wiss. Z., 1982. №2. -P. 187-190.

193. Stroeven P. Structural modelling of plain and fibre-reinforced concrete //Composites. 1982. - vol. 13. -№2. - P. 129-139.