XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

ВВЕДЕНИЕ:

Сегодня строительная отрасль испытывает огромный спрос на экологически чистые, энергоэффективные и экономически выгодные материалы. Одним из таких материалов является легкий бетон, производимый из местного сырья. Легкий бетон отличается от традиционного тяжелого бетона низкой плотностью, высокой теплоизоляцией и экологической безопасностью. В данной работе анализируются преимущества использования местных ресурсов в легком бетоне, их воздействие на окружающую среду и тепловая эффективность. Экспериментальные результаты подтверждают, что легкий бетон обладает более высокой теплоизоляционной эффективностью, чем традиционный тяжелый бетон. Это расширяет возможности использования легкого бетона в строительстве энергоэффективных зданий. В результате исследования были разработаны предложения по производству экологически чистого, энергоэффективного и экономически целесообразного легкого бетона. Использование энергоэффективных строительных материалов в строительстве современных зданий и сооружений, применение энергосберегающих строительных материалов вместо существующих традиционных строительных материалов, что стало одной из актуальных проблем современности, становится все более востребованным. По мере ежегодного роста населения Земли быстро растет и спрос на жилье.

Использование новых видов экологически чистых материалов и эффективное применение энергосберегающих технологий в строительной отрасли приобретает все большее значение во всем мире. В развитых странах, включая США, Германию и Японию, достигнуты определенные успехи в создании и производстве новых строительных материалов, что позволяет улучшить физическое состояние зданий и сооружений, а также повысить важность строительства зданий и сооружений, обеспечивая их прочность и долговечность. В этой связи особое внимание уделяется разработке новых строительных материалов, в том числе легкого бетона, являющегося основным компонентом строительной отрасли, на основе местного сырья, добавок и энергосберегающих технологий его производства. [1;53]

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И МЕТОДОЛОГИЯ:

Невилл (2011) утверждает, что использование местных заполнителей в легком бетоне снижает плотность бетона и повышает его тепловую эффективность. Это было отмечено А.М. Невиллом в его работе «Свойства бетона». Преимущества легкого бетона обсуждаются в работах П.К. Мехты и П. Дж. М. Монтейро; Бетон: микроструктура, свойства и материалы.

В. Джон, К. Агопян; Устойчивые строительные материалы.

Рахимов Х., Искандаров А. и ШНК и КМК предлагают идеи и четкие стандарты.

По мнению В. Джона и К. Агопяна: местные ресурсы снижают энергозатраты на транспортировку, уменьшают экологический след, то есть Джон и Агопян (2017) подтвердили, что использование местных строительных материалов снижает энергопотребление и выбросы углерода.

Эффективность легкого бетона: В настоящее время цемент и бетон составляют основную часть строительных материалов. Цементный бетон — наиболее удобный строительный материал, свойства и характеристики которого можно изменять или готовить особым образом для различных целей. Особенно в последние годы, в результате многочисленных исследований, мы наблюдаем создание и изучение различных новых типов бетона. При приготовлении таких бетонов очень важно обеспечить однородность структурного состава и технологических свойств бетонных смесей, поскольку только в этих условиях можно гарантировать высокую прочность при относительно низкой плотности.

Для контроля свойств бетонной смеси в ее состав добавляют химические добавки, которые ускоряют или замедляют твердение бетонной смеси, делают ее более пластичной и облегчающей укладку, ускоряют процесс твердения, улучшают ее прочность и морозостойкость. При необходимости свойства бетона изменяются и в других направлениях. Диатомит и сланец мало отличаются друг от друга по внешнему виду. Они светло-желтые или серые, легкие, менее прочные, пористые на вид, в то время как сланец относится к тяжелым и плотным породам. Все они близки друг к другу по химическому составу и состоят из следующих компонентов (%): SiO2–70–90; FeO3–3–10; CaO 1-3; щелочи 1-3[2;1-2]

ОБСУЖДЕНИЕ:

В ходе исследований, экспериментов, сравнений и лабораторных работ, проведенных для написания статьи, было установлено, что экологические и теплотехнические показатели легкого бетона, разработанного на основе местных ресурсов, имеют значительные преимущества перед традиционным тяжелым бетоном.

Тот факт, что это позволяет снизить транспортные расходы на сырье и связанные с этим выбросы углекислого газа, обусловлен его использованием из местных источников. Это сокращает производственные процессы изготовления строительных материалов и обеспечивает их устойчивое развитие. Использование в легком бетоне ресурсов, а именно наполнителей, полученных из природных и промышленных отходов, повышает возможности рационального использования ресурсов. При использовании этих материалов не только снижается вредное воздействие на окружающую среду, но, что наиболее важно, появляется возможность переработки отходов и, таким образом, решения экологических проблем, что является одним из наиболее актуальных вопросов на сегодняшний день. Это гарантирует, что легкий бетон рассматривается как перспективный материал в рамках концепции «зеленого строительства».

Даже с точки зрения тепловой эффективности легкий бетон имеет низкую плотность и пористую структуру. Пористая структура снижает коэффициент теплопроводности. Стеновые конструкции из легкого бетона хорошо сохраняют тепло и значительно улучшают теплоснабжение. Стеновые конструкции из такого бетона повышают энергоэффективность, то есть снижают потребление энергии на охлаждение и отопление.

С точки зрения механической прочности, легкий бетон в некоторых случаях может уступать традиционному бетону. Однако в ходе исследований я обнаружил, что этот недостаток можно устранить путем оптимизации состава наполнителя и выбора правильного связующего. Это позволяет расширить области применения легкого бетона.

При приготовлении бетона часто превышают водоцементное соотношение, что значительно снижает качество бетона. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить бетонную смесь и залить её в форму, что удобнее при пластичности, достигаемой добавлением избытка воды. Но при этом качество материала значительно ухудшается – первым признаком является выделение жидкости с поверхности после укладки. Аналогичного эффекта можно добиться и без превышения количества воды, используя пластификаторы.

Ещё одна распространённая ошибка – неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен происходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его следует регулярно увлажнять или покрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность полученного бетона будут в несколько раз выше, чем аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий, за счёт появления микропустот и капилляров.

При уменьшении водоцементного соотношения смесь быстро затвердевает в течение первых трёх дней, но такой бетон, если соблюдены все технологические условия, будет иметь меньшую прочность, чем бетон, приготовленный с повышенным водоцементным соотношением. Поэтому при производстве бетонных смесей необходимо выбирать варианты с оптимальным значением водоцементного соотношения. При высоких водоцементных соотношениях между зернами составляющих образуются пустоты, которые не могут быть заполнены при полном увлажнении цемента. Накапливается избыток воды, которая при испарении оставляет пустоты (поры, капилляры).[5;1-2]

РЕЗУЛЬТАТЫ: Легкий бетон — это бетон с сухой насыпной плотностью 500-1800 кг/м³. По способу изготовления он делится на природный (каменный, пемзовый, туфовый) и искусственный (аглопоритовый, керамзитовый и др.) на основе пористых наполнителей; крупнопористый и ячеистый типы; по назначению — на теплоизоляционный, конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный типы. Легкий бетон в основном используется в ограждающих конструкциях зданий и сооружений.[3]

Полученный в результате прочный легкий бетон широко используется в строительстве высотных зданий и сооружений, в строительстве эстакад, сооружений, а также в качестве замены некоторых трудоемких железобетонных изделий. Кроме того, он обладает всеми возможными высокими эксплуатационными свойствами в жилищном и общественном строительстве. Поскольку бетон является основным строительным материалом для жилищного строительства, использование легкого прочного бетона также может принести положительные результаты. На основе этого прочного легкого бетона ожидаются следующие разумные результаты:

- Увеличение максимального количества этажей на 20-30% за счет снижения плотности (веса) бетона и уменьшения объемной массы строящегося объекта, а также снижение стоимости 1 м2 жилой площади до 30%; - Повышение общей эффективности строительства на 30-35% и значительное снижение нагрузки на фундаментную конструкцию за счет использования изделий из прочного легкого бетона;

- Сейсмостойкость. Интенсивность и частота землетрясений должны определяться в соответствии со списком водохранилищ, для которых необходимо внедрить локальную систему сейсмологического мониторинга согласно QMQ 2.01.03-96 (Строительные нормы и правила для населенных пунктов, расположенных в сейсмических зонах.

Определение целей, задач и графиков научных исследований, регистрации сейсмичности крупных гидротехнических сооружений, расположенных в сейсмических зонах 8-9 баллов, и разработка технических условий для создания локальных систем мониторинга высоты сооружений), и должны размещаться в конструкции здания в соответствии с высотой легкого железобетона. В районах, где ожидается сейсмическая сила в 7, 8, 9 баллов, высота несущих стен должна иметь следующее пропорциональное соотношение.[4]

1-таблица:

Технология получения высокопрочного бетона: благодаря использованию гранулированных пенообразующих наполнителей и экономии цемента, перспективными направлениями считаются применение в составе бетона дробленого вспученного вермикулита и церампорита, а также композитных наполнителей. Для приготовления высокопрочного легкого бетона используется портландцемент, соответствующий ГОСТ 31108-2003, например, марки ПЦ500 Д0. Минеральная фракция, включающая кварцевый песок (ФР 0,63 мм), соответствующий ГОСТ 8739-93, и другие компоненты, позволяет формировать плотную структуру. В качестве наполнителей используются полные микросферы из стекла или алюмосиликата, индивидуальные свойства которых обеспечивают снижение средней плотности при сохранении высокой прочности высокопрочного легкого бетона. Использование поликарбоксилатных гиперпластификаторов от таких производителей, как Sika, Melflux или Odolit-T, позволяет повысить удобоукладываемость бетонной смеси и снизить водопотребление бетонной смеси. Прочный легкий бетон имеет следующую структуру: - не содержит очень крупных заполнителей; - обеспечивает легкость конструкции благодаря своей микропористой структуре; - высокая неровность поверхности обеспечивает прочное сцепление с цементным камнем.[5]

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Научный журнал по транспортному машиностроению и разработке, Том 1, Выпуск 5, 2024 г. https://tadqiqottaraqqiyot.uz/ Исследования по производству легкого бетона с использованием добавок Доц. И. Каландаров, Маг. Т.М. Рахимова, Маг. О.А. Валиева, УрДУ (статья)

2) Эффективность легкого бетона Юсупова Л, Янгибоев Ш. – Стамбульский университет (статья)

https://inlibrary.uz/index.php/prospectsurbandevelopment/article/download/27451/28262

3) https://uz.wikipedia.org/wiki/Yengil_beton

4) Образовательные исследования в универсальных науках ISSN: 2181-3515 ТОМ 1. выпуск 7 | 2022 Легкие бетонные конструкции Юсупова Лола

https://t.me/Erus_uz

5) Получение высокопрочной плотной бетонной конструкции путем резкого сокращения количества воды при приготовлении бетона.

Юсупова Л.Ш., Атамуратов М.А. (статья)

6) А. Абдурахманов. Технология строительства зданий и сооружений. Лондон/Академическое издательство. 2025.