Многофункциональные фиброармированные композиты на техногенном сырье с переходом на ресурсосберегающие производственные технологии

ПРОЕКТ НАПРАВЛЕН НА РЕШЕНИЕ СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПРОБЛЕМ: - отсутствие систематических экспериментальных результатов и несовершенство теории сверхэффективных фибробетонов на техногенном сырье, модифицированных полифункциональными добавками; - отсутствие научно-обоснованных методик выбора и оценки активности техногенного кремнеземсодержащего сырья (микрокремнезем, отсев дробления кварцитопесчаника и др.) при оптимизации состава дисперсно-армированного композита; - отсутствии научно-обоснованных методик подбора оптимальных параметров составов сверхэффективных фибробетонов на техногенном сырье и способов введения модифицирующих добавок на основе нано- и микродисперсных компонентов; - отсутствие междисциплинарных подходов регулирования физико-механических свойств бетонов за счет использования фибры, применения техногенного сырья, модифицирующих добавок при разработке фибробетонов, адаптированных для технологии 3D-печати, и проектировании строительных конструкций для жилищного и промышленного строительства; - отсутствие математической модели и численных методов расчёта на основе модели, позволяющих достоверно оценивать действительную работу конструкций из сверхэффективных фибробетонов под нагрузкой на всех стадиях нагружения. АКТУАЛЬНОСТЬ РЕШЕНИЯ ОБОЗНАЧЕННЫХ ПРОБЛЕМ заключается в том, что они также создают предпосылки для формирования новых научных направлений и технологических достижений, а также в том, что они являются ключевыми для разработки эффективных и надежных бетонных и железобетонных конструкций с применением доступного сырья природного и техногенного происхождения. Решение этих проблем позволит разработать новые технологические решения, оптимизировать производство и использование конструкций из фибробетона, а также повысить их долговечность, энергоэффективность, устойчивость и функциональность. Таким образом, актуальность решения указанных научных проблем заключается не только в их практической значимости для строительной индустрии, но и в их потенциальном вкладе в развитие науки и технологий в целом. НАУЧНАЯ НОВИЗНА проекта заключается в следующем: - научно-техническом обосновании создания сверхэффективного фибробетона с применением полиминерального композиционного вяжущего с энергетически активным техногенным сырьем; - разработке дополнений к теоретическим представлениям о механизме фазообразования в твердеющей полиминеральной многокомпонентной системе с учетом химико-минералогических особенностей сырья; - исследовании методов управление структурообразованием малопористой структуры мелкозернистого композита за счет создания сверхвысокоплотной структуры низкоосновных гидросиликатов кальция размерностью менее 5 нм; - оценке экономической и экологической эффективности использования эффективного фибробетона в различных конструкциях; - разработке математической модели представительного объемного элемента сверхэффективного фибробетона, учитывающей структурные особенности материалов на различных масштабных уровнях рассмотрения, физико- механические свойства отдельных компонентов структуры и различные условия нагружения и сопротивления создаваемых материалов; - совершенствовании методов расчета строительных конструкций (стержневых – колонн и балок, плоских – плит перекрытий, полов по грунту, массивных – фундаментов под оборудование и т.п.) из фибробетонов на основе композиционных вяжущих с применением техногенного сырья и комплекса модифицирующих компонентов.