ЧАСТИЧНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ В БЕТОНЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛОМ
Аннотация
Изучено частичное замещение крупного заполнителя (гранит) в цементном бетоне на гранулы пенополистирола (ППС) размерами от 1,4 до 4,0 мм в количестве 4-16 об. %. Определена удобоукладываемость бетонных масс (по осадке конуса) и прочность затвердевшего материала в зависимости от содержания ППС и сроков твердения. С увеличением содержания гранул от 0 до 16 об. % как осадка конуса, так и плотность материала снижалась. Ухудшение растекаемости бетонной массы, вероятно, связано с шероховатостью гранул ППС. Положительным результатом являлось снижение плотности затвердевшего материала (на ~10 %), что будет положительно влиять на его теплопроводность. Изучены механические характеристики (прочности при сжатии и изгибе) пенополистирольных бетонов (ППСБ). Установлено, что с увеличением доли замененного крупного заполнителя прочность на сжатие и изгиб уменьшались, при этом реакция на изгибающие нагрузки ухудшалась в большей степени. Следовательно, такой материал подходит для конструкций с пониженными требованиями к прочности (неконструкционного назначения), например, для бетонных стен в каркасных зданиях. В то же время ППСБ обладает такими преимуществами, как пониженная плотность и хорошие теплоизоляционные свойства
Литература
Li Y., Liu N., Chen B. Properties of lightweight concrete
composed of magnesia phosphate cement and expanded polystyrene aggregates. Mater. Struct. 2015. V. 48. N. 1-2. P.
–276. DOI: 10.1617/s11527-013-0182-6.
Ferrándiz-Mas V., Bond T., García-Alcocel E., Cheeseman
C.R. Lightweight mortars containing expanded polystyrene
and paper sludge ash // Constr. Build. Mater. 2014. V. 61. P.
–292. DOI: 10.1016/j. Conbu-ildmat.2014.03.028.
Pczieczek A., Schackow A., Effting C., Dias T.F., Gomes
I.R. Properties of mortars containing tire rubber waste and expanded polystyrene (EPS) // J. Urban Environ. Eng. 2017. V.
N. 2. P. 219–225. DOI: 10.4090/juee. 2017.v11n 2.219225.
Полимер инфо. Применение пенополистиролбетона в
строительстве. Все о пластике и полимерных материалах. 2024. https://polimerinfo.com.
Polymer info. The use of expanded polystyrene concrete in
construction. All about plastics and polymer materials. 2024.
Sulong N.Р.R., Mustapa S.A.S., Rashid M.K. Application
of Expanded Polystyrene (EPS) in Buildings and Construction: A Review // Journal of Applied Polymer Science. 2019.
V. 136. N. 20. Art. 47529. DOI: 10.1002/app.47529.
Gencel O., Díaz J.J. del Coz, Sütçü M., Kocyigit F.,
Rabanal F.P.A., Alonso-Martínez M., Barrera G.M. Thermal performance optimization of lightweight concrete/EPS
layered composite building blocks // Int. J. Thermophys.
V. 42. N. 4. P. 1–14. DOI: 10.1007/s 10765-021-
-1.
Ni X., Wu Z., Zhang W., Lu K., Ding Y., Mao S. Energy
utilization of building insulation waste expanded polystyrene: pyrolysis kinetic estimation by a new comprehensive
method // Polymers. 2020. V. 12. N. 8. Art. 1744. DOI:
3390/polym12081744.
Shafigh P., Asadi I., Mahyuddin N.B. Concrete as a thermal mass material for building applications-a review. // J.
Build. Eng. 2018. N. 19. P. 14–25. DOI: 10.1016/j.jobe.
04.021.
Samouh H., Rozière E., Wisniewski V., Loukili A. Consequences of longer sealed curing on drying shrinkage, cracking and carbonation of concrete // Cem. Concr. Res. 2017. V.
P. 117–131. DOI: 10.1016/j.cemconres .2017.02.019.
Sayadi A.A., Tapia J.V., Neitzert T.R., Clifton G.C. Effects of expanded polystyrene (EPS) particles on fire resistance, thermal conductivity and compressive strength of
foamed concrete // Constr. Build. Mater. 2016. V. 112. P.
–724. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.02.218.
Akinyemi B.A., Ojediran J., Olawale O., Ayanwola S.
Efficacy of expanded polystyrene as fine aggregate in cement mortars modified with latex paint as an alternative to
polymer admixture // J. Mech. Behav. Mater. 2020. V. 29. N.
P. 163–168. DOI: 10.1515/jmbm-2020-0016.
Khatib J., Herki B., Elkordi A. Characteristics of concrete
containing EPS, in book: Use of Recycled Plastics in Ecoefficient Concrete. 2019. pp. 137–165. DOI: 10.1016/B978-
-08-102676-2.00007-4.
Gomes M.G., Flores-Colen I., da Silva F., Pedroso M.
Thermal conductivity measurement of thermal insulating
mortars with EPS and silica aerogel by steady-state and transient methods. // Constr. Build. Mater. 2018. V. 172. P. 696–
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.162.
Chaukura N., Gwenzi W., Bunhu T., Ruziwa D.T.,
Pumure I. Potential uses and value-added products derivedfrom waste polystyrene in developing countries: a review //
Resour. Conserv. Recycl. 2016. V. 107. P. 157–165. DOI:
1016/j.resconrec.2015.10.031.
Ubi S.E., Ewa D.E., Bessong A.R., Nyah E.D. Effects of
Incorporating Expanded Polystyrene in Concrete Construction
// Journal of Building Construction and Planning Research.
N.10. P. 79-101. DOI: 10.4236/jbcpr.2022.103004.
Ferrándiz-Mas V., Sarabia L.A., Ortiz M.C., Cheeseman
C.R., García-Alcocel E., Design of bespoke lightweight cement mortars containing waste expanded polystyrene by experimental statistical methods // Mater. Des. 2016. V. 89. P.
–912. DOI: 10.1016/j.matdes.2015.
Herki B.A., Khatib J.M., Negim E.M. Lightweight Concrete Made from Waste Polystyrene and Fly Ash // World
Applied Science Journal. 2013. V. 21.P.1356-1360.
DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.21.9.20213.
Tamut T., Praghu R., Venkatarmana K., Yaragal, S.C.
Partial Replacement of Coarse Aggregate by Expanded Polystyrene Beads in Concrete // Int. J. Res. Eng. Technol. 2014.
N. 3. P. 238-241. DOI: 10.15623/ijret.2014.0302040.
Liu N., Chen B. Experimental study of the influence of EPS
particle size on the mechanical properties of EPS lightweight
concrete // Constr. Build. Mater. 2014. V. 68. P. 227–232.
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.06.062.
Ubi S.E., Obun P.N., Reagan B.A., Tom T., Agbor M. Effect
of Damp and Treatment Methods on Residential Buildings in
Calabar Metropolis of Cross River State // Int. J. Res.
GRANTHAALAYAH. 2020. V. 8. N. 8. P. 372–376. DOI:
29121/granthaalayah.v8.i8.2020.1206.
Амануллаева Г.И., Байрамова З.Э., Эминова A.M. Исследование образцов бетона, полученных из керамических отходов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып.
С. 80-85. DOI: 10.6060/ivkkt. 20246703.6813
Amanullayeva G.I., Bayramova Z.E., Eminova A.M. Research
of concrete sampling obtained from ceramic waste.
ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim.
Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 3. P. 80-85. DOI: 10.6060/ivkkt.
6813.
Abed H.S. Production of lightweight concrete by using construction lightweight wastes // Eng. Technol. J. 2019. V. 37.
N. 1A. P. 12-19. DOI: 10.30684/etj.37.1A.3.
Bedanta S., Mishra S., Rout A.K., Mohanty A., Parida
A.P. Expanded Polystyrene Concrete // Int. J. Res. Appl. Sci.
Eng. Technol. 2022. V. 10. N. 5. P. 1466–1470. DOI:
22214/ijraset.2022.42547.
Kabay N., Kizilkanat A.B., Tüfekçi M.M. Effect of
prewetted pumice aggregate addition on concrete properties
under different curing conditions // Period. Polytech. Civ.
Eng. 2016. V. 60. N. 1. P. 89–95. DOI: 10.3311/PPci.7767.
Aslam M., Shafigh P., Jumaat M.Z. Drying shrinkage
strain of palm-oil by-products lightweight concrete: a comparison between experimental and prediction models //
KSCE J. Civ. Eng. 2018. V. 22. N. 4. P. 4997–5008. DOI:
1007/s12205-017-0630-x.
Shafigh P., Ghafari H., Mahmud H.B., Jumaat M.Z. A
comparison study of the mechanical properties and drying
shrinkage of oil palm shell and expanded clay lightweight
aggregate concretes // Mater. Des. 2014. V. 60. N. 5. P. 320–
DOI: 10.1016/j.matdes.2014.04.001.
