The present paper investigates cement foam concrete of natural hardening with aluminosilicate microsphere made from bottom ash waste from Seversk Heat and Power Station in Tomsk Region. The relevance of the given study is conditioned by the necessity to provide the required process parameters of mixture for transportation and laying the formwork, as well as providing strength and thermal and physical characteristics of wall structures for economy-class housing construction. Porous microsphere from bottom ash wastes applied within the technology of cement foam concrete of natural hardening contributes to ensuring increased microporosity and strength of interpore partitions of foam concrete. The study was conducted in the Laboratory of Tomsk State University of Architecture and Building which is accredited in accordance with the national standards requirements. The optimal content of microsphere in the cement foam concrete mixture was 5–10 % of the cement weight. Foam concrete mixture with microsphere possesses higher flowability and concrete has reduced plastic shrinkage by 40 %. The average pores diameter in foam concrete with microspheres is reduced from 308 to 210.2 um, mean square deviation of the pores diameter is reduced from 23.6 to 14.2 um. The maximum effect of reducing thermal conductivity coefficient up to the value of 33 % is observed with 5 % microsphere content of the cement weight. Inclusion of microsphere within the process of mixture formation enables to increase concrete strength at the age of 28 days by 40 % and its softening coefficient by 15 %. The elaborated composition and technology of foam concrete production with aluminosilicate microsphere is intended for use in the walls structures in monolithic construction.

Приведены результаты исследований цементного пенобетона естественного твердения с алюмосиликатной микросферой из золошлаковых отходов ТЭЦ. Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения требуемых технологических параметров смесей для транспортирования и укладки в опалубку, а также прочностных и теплофизических характеристик стеновых конструкций для строительства комфортного жилья эконом класса. Путем применение пористой микросферы из золошлаковых отходов ТЭЦ в технологии цементного пенобетона естественного твердения достигается повышенная микропористость и прочность межпоровых перегородок пенобетона. Исследование пенобетонной смеси и пенобетона проводилось в аккредитованной лаборатории ТГАСУ в соответствии с требованиями национальных стандартов. Оптимальное содержание микросферы в цементной пенобетонной смеси – 5–10 % от массы цемента. В пенобетонной смеси с микросферой повышается растекаемость смеси и снижается пластическая усадка пенобетона в среднем на 40 %. В пенобетоне с микросферой уменьшаются средний диаметр пор с 308 до 210 мкм, среднее квадратичное отклонение среднего диаметра – с 23.6 до 14.2 мкм. Максимальный эффект снижения коэффициента теплопроводности наблюдается при дозировке микросферы 5 % от массы цемента и составляет 33 %. При введение микросферы в смесь в процессе ее приготовления повышается прочность пенобетона в 28 суточном возрасте на 40 % и коэффициент размягчения в среднем на 15 %. Разработанный состав пенобетона с алюмосиликатной микросферой предназначен для устройства стеновых конструкций малоэтажных домов в монолитном домостроении.

• Cement based foam concrete with aluminosilicate microspheres for monolithic construction
• Цементный пенобетон с алюмосиликатной микросферой для монолитного домостроения
  • 1. Introduction
  • 2. Materials and Methods
  • 3. Results and Discussion
• By means of computer research the average pores diameter of a sample of cellular structure was determined, and average square deviation (δ) was defined. The average square deviation of the average pore diameter characterizes polydispersity of cellular...
  • 4. Conclusions
• 1. Optimal content of aluminosilicate microsphere made from bottom ash wastes from Seversk Heat and Power Station is 5–10 % of the cement weight in foam concrete mixture based on Portland cement, sand, water and a foaming agent. Foam concrete mixture...
• 2. Foam concrete mixture with aluminosilicate microsphere has its average pores diameter decreased from 308 to 210 µm, average square error decreased from 23.6 to 14.2, microporosity decreased from 0.05 to 0.04, and sorption humidity decreased by 16 %...
• 3. Inclusion of microsphere into foam concrete mixture enables to increase foam concrete strength at the age of 28 days by 40 % and softening coefficient by 13–17 %.
• 4. Good agreement of the experimental results obtained by the authors was established while elaboration of scientifically-justified compositions of foam concrete with application of aluminosilicate microspheres made from bottom ash wastes, and that ag...
• 5. Resulting from studies recommendations were formulated on compositions of foam concrete with aluminosolicate microspheres for monolithic construction of wall structures in low-rise housing.
  • 5. Acknowledgement
• The research was conducted with the financial support of Russian Foundation for Basic Research and administration of Tomsk Region within the research project No. 18-48-703042.

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. № 8 (84), 2018. — 1 файл (18,3 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-212.pdf>.