БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ГЕОЭКОЛОГИЯ

Исследование экологически безопасных строительных материалов на основе отходов

Vestnik MGSU 9/2018 Volume 13
  • Мымрин В.А. - Федеральный Технологический университет города Парана , Федеральный Технологический университет города Парана, Бразилия, Куритиба, Эковилль, Проспект депутата Гектора Аленкара Фуртадо, 5000; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it .
  • Толмачева Н.А. - Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ) , Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ), 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it .
  • Зелинская Е.В. - Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ) , Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ), 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it .
  • Курина А.В. - Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ) , Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ), 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it .
  • Гаращенко А.А. - Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ) , Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ), 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83; This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it .

Pages 1143-1153

Предмет исследования: рассмотрена оценка экологической безопасности получаемых с использованием техногенных отходов новых биопозитивных полимерно-минеральных композиционных (БПМК) строительных материалов. Данный подход является одним из путей решения проблемы повышения экологической безопасности окружающей среды. Материалы и методы: использованы методы микроструктурного, рентгенофазового и элементного анализов, изучены физико-механические свойства и пожарная безопасность. Проведена инвентаризационная и классификационная экологическая оценка техногенных отходов по жизненному циклу. Результаты: определено соответствие техногенных отходов Байкальского региона: золы уноса теплоэнергетики, алюмосиликатные микросферы, выделенные из золошлаковых отходов, мраморная пыль (микрокальцит), промышленные отходы производства поливинилхлорида (ПВХ), а также отходы мелкоразмерной слюды в виде вермикулита основным характеристикам, позволяющим применять их в производстве БМПК-изделий экструзионным способом в качестве наполнителей. Разработан экологический механизм утилизации техногенных отходов; составы композиционных материалов, в которых, в качестве матрицы выступают промышленные отходы ПВХ, а в качестве наполнителей - зола уноса, зольные микросферы, мраморная пыль и вермикулит. Предлагаемая технология производства БПМК-изделий позволяет использовать техногенные отходы в широком диапазоне в составе композиции от 20 до 60 %. Выполнены исследования свойств новых биопозитивных полимерно-минеральных композиционных изделий. Выводы: проведенные исследования состава и свойств образцов, полученных при использовании разных видов техногенных отходов в производстве полимерно-минеральных композитов, доказали, что производство БПМК-изделий обеспечивает экологическую безопасность строительных материалов и природной среды за счет производства надежных и долговечных материалов, которые соответствуют нормативным требованиям. По оценке экологической безопасности жизненного цикла, полученные БПМК-изделия на основе отходов, имеют значительные преимуществ по комплексу технических и экологических характеристик.

DOI: 10.22227/1997-0935.2018.9.1143-1153

References
  1. Telichenko V.I., Shcherbina E.V. Ekologicheskaya bezopasnost’ stroitel’stva - innovatsionnyy potentsial XXI veka [Ecological safety of construction - innovative potential of the XXI century]. Stroitel’nye materialy, oborudovanie i tekhnologii XXI veka [Building materials, equipment and technologies of the XXI century]. 2007, no. 5 (100), pp. 10-15. (In Russian)
  2. Slesarev M.Yu., Kuzovka Т.V. Perspektiva razvitiya metodologii otsenki ekologicheskoy bezopasnosti v stroitel’stve [Methodology for environmental safety of civil engineering expected future development]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of urban areas]. 2014, no. 4, pp.6-9. (In Russian)
  3. O sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchey sredy Rossiyskoy Federatsii v 2016 godu : gosudarstvennyy doklad [About State and environmental protection of the Russian Federation in 2016: State report]. Moscow, Ministry of Natural Resources of Russia; NIA-Nature Publ., 2017. 760 p. (In Russian)
  4. Kochneva A.V., Tolmacheva N.A., Zelinskaya E.V., Burdonov A.E., Barakhtenko V.V. Utilizatsiya otkhodov dobychi mramora v proizvodstve stroitel’nykh materialov [Utilization of marble mining waste in the production of building materials]. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii [Ecology and industry of Russia]. 2017, vol. 21, no. 11, pp. 10-14. DOI: 10.18412 / 1816-0395-2017-11-10-14. (In Russian)
  5. Knyazeva V.P. Ekologiya. Osnovy restavratsii. [Ecology. Fundamentals of restoration]. Moscow, Arkhitektura-S Publ., 2005. 400 p. (In Russian)
  6. Knyazeva V.P. Ekologicheskie aspekty vybora stroitel’nykh materialov: metod. ukazaniya [Ecological aspects of the choice of building materials : method. instructions]. Moscow, Moskovskiy arkhitekturnyy institute Publ., 2011. 23 p. (In Russian)
  7. Grafkina M.V., Sviridova E.Yu., Sdobnyakova E.E. Novye podkhody k otsenke ekologicheskikh pokazateley stroitel’nykh materialov [New approaches to the assessment of environmental indicators of building materials]. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V.G. Shukhova [Bulletin of Belgorod state technological University named after V.G. Shukhov]. 2016, no. 9, pp.15-21. (In Russian)
  8. Nasonova A.E., Knyazeva V.P., Zhuk P.M. Analiz sistem ekologicheski obosnovannogo vybora stroitelnykh materialov [System Analysis of Ecological Choice of Constructional Materials]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Urban Territories Ecology]. 2012, no. 4, pp. 93-97. (In Russian)
  9. Mymrin V.A., Catai R.E., Zelinskaya E.V., Tolmacheva N.A. New Construction Materials Based on Automobile Construction Sludge. Applied Mechanics and Materials. 2013, vol. 346, pp. 15-21. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.346.15.
  10. Mymrin V., Ribeiro R.A.C., Alekseev K., Zelinskaya E., Tolmacheva N., Catai R. Environment friendly ceramics from hazardous industrial wastes. Ceramics International. 2014, vol. 40, issue 7, pp. 9427-9437. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.02.014.
  11. Mymrin V., Alekseev K.P., Zelinskaya E.V., Tolmacheva N.A., Catai R.E. Industrial sewage slurry utilization for red ceramics production. Construction and Building Materials. 2014, vol. 66, pp. 368-374. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.05.036.
  12. Mymrin V.A., Solyon G.J.P., Pawlowsky U., Alekseev K.P., Zelinskaya E.V., Tolmacheva N.A. et al. Structure formation processes of composites on the base of ink rejected sludge. Construction and Building Materials. 2016, vol. 102, pp. 141-148. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.034.
  13. Telichenko V.I., Oreshkin D.V. Materialovedcheskie aspekty geoekologicheskoy i ekologicheskoy bezopasnosti v stroitel’stve [Material science aspects of geo-ecological and environmental safety in construction]. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Urban Territories Ecology]. 2015, no. 2, pp. 31-33. (In Russian)
  14. Barakhtenko V.V., Burdonov A.E., Kornyakov M.V., Zelinskaya E.V., Tolmacheva N.A. Vliyanie mineral’nykh napolniteley na protsessy goreniya polimernykh materialov [Influence of mineral fillers on combustion processes of polymeric materials]. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika [Refractories and technical ceramics]. 2016, no. 1-2, pp. 42-47. (In Russian)
  15. Barakhtenko V.V., Burdonov A.E., Zelinskaya E.V., Tolmacheva N.A., Golovnina A.V., Samorokov V.E. Issledovanie svoystv sovremennykh stroitel’nykh materialov na osnove promyshlennykh otkhodov [Investigation of modern building materials based industrial waste]. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental research]. 2013, no. 10-12, pp. 2599-2603. (In Russian)
  16. Lapina O.A., Lapina A.P. Ekologicheskaya otsenka stroitel’nykh materialov [Environmental assessment of building materials]. Internet-zhurnal «Naukovedenie» [Online journal “Science of science”]. 2013, no. 5, 4 p. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/20ergsu513.pdf. DOI: 10.0000/cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskaya-otsenka-stroitelnyh-materialov. (In Russian)
  17. Nauchno-tekhnicheskiy otchet po nauchno-issledovatel’skoy rabote v ramkakh bazovoy chasti gosudarstvennogo zadaniya v sfere nauchnoy deyatel’nosti po godovomu etapu nauchno-issledovatel’skoy raboty № 1118 po Zadaniyu № 2014/53. 2015. [Scientific and technical report on research work in the framework of the basic part of the state task in the field of scientific activity for the annual phase of research work № 1118 for the Task № 2014/53]. 2015. (In Russian)
  18. Barakhtenko V.V. Ispol’zovanie zoly unosa v kachestve napolnitelya pri proizvodstve kompozitsionnykh materialov: mon. [The use of fly ash as a filler in the production of composite materials: monograph]. Irkutsk, Irkutsk State Technical University Publ., 2014. 112 p. (In Russian)
  19. Mymrin V., Alekseev K., Fortini O.M., Aibuldinov Y.K., Pedroso C L., Nagalli A. et al. Environmentally clean materials from hazardous red mud, ground cooled ferrous slag and lime production waste. Journal of Cleaner Production. 2017, vol. 161, pp. 376-381. DOI.org/10.1016/j.jclepro.2017.05.109.
  20. Mikhailova I., Vasiliev V., Mironov K. Sovremennye stroitel’nye materialy i tovary: sprav. [Modern building materials and goods: handbook]. Moscow, Eksmo Publ., 2006. 574 p. (In Russian)
  21. Ashori A., Kiani H., Mozaffari S.A. Mechanical properties of reinforced polyvinyl chloride composites: Effect of filler form and content. Journal of Applied Polymer Science. 2011, vol. 120, issue 3, pp. 1788-1793. DOI: 10.1002/app.33378.
  22. Mikhaylin Yu.A. Termoustoychivye polimery i polimernye materialy [Thermally stable polymers and polymeric materials]. Saint-Petersburg : Professiya Publ., 2006. 624 p. (In Russian)
  23. Ingrao C., Arcidiacono C., Bezama A., Ioppolo G., Winans K., Koutinas A. et al. Sustainability issues of by-product and waste management systems to produce building material commodities. Resources, Conservation and Recycling. 2017, vol. 126, pp. A4-A5. DOI: 10.1016/j.resconrec.2017.07.039.
  24. Shafigullin L., Ganiev M., Gumerov I., Bobrishev A., Galimov E., Galimova N. The influence of mineral fillers on mechanical properties of polyvinyl chloride composites. World Applied Sciences Journal. 2013, vol. 28, issue 2, pp. 172-175. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.28.02.13790.
  25. Mymrin V., Santos C.F.G., Alekseev K., Avanci M.A., Kreusch M.A., Tiago Borga. Influence of kaolin clay on mechanical properties and on the structure formation processes of white ceramics with inclusion of hazardous laundry sewage sludge. Applied Clay Science. 2018, vol. 155, pp. 95 102. DOI: 10.1016/j.clay.2018.01.006.
  26. Protokol ispytaniy № 32/12 ot 14.12.2012 : zaklyuchenie po ispytaniyam izdeliy iz polimerno-kompozitsionnogo materiala laboratorii nauchno-issledovatel’skogo tsentra «Drevesno-polimernye kompozity». [Test report № 32/12 14.12.2012 «Conclusion on testing of products made of polymer-composite material» of the laboratory of the research center «Wood-polymer composites»]. Moscow, 2012. 6 p. (In Russian)

Download

Results 1 - 1 of 1