Исследована возможность замены золошлаковых отходов (ЗШО), выступающих в качестве основного сырья для синтеза таких материалов, на буровой шлам (БШ). Установлено, что БШ, в отличие от ЗШО, обладает высокой кристалличностью и низкой реакционной способностью, что ограничивает его содержание в сырьевой смеси. Экспериментально доказано, что оптимальной является замена 25 масс. % ЗШО на БШ. Полученный материал характеризуется равномерной пористой структурой со средним размером пор 1,8 ± 0,2 мм, плотностью 311 кг/м3 и прочностью на сжатие 1,02 МПа, что сопоставимо с образцом на основе чистых ЗШО (разница свойств не превышает 3 %). Увеличение содержания БШ выше 25 масс. % приводит к росту соотношения SiO2/Al2O3, преждевременному газовыделению и схлопыванию пор, что ухудшает теплоизоляционные свойства. Полученные результаты показывают возможность применения крупнотоннажных отходов бурения для производства строительных теплоизоляционных материалов.
Елена Альфредовна Яценко – доктор технических наук, профессор, руководитель лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова, Новочеркасск, Россия
Андрей Игоревич Изварин – инженер-исследователь лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова, Новочеркасск, Россия
Борис Михайлович Гольцман – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова, Новочеркасск, Россия
Виктория Александровна Смолий – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова, Новочеркасск, Россия
1. Леонович С. Н., Свиридов Д. В., Беланович А. Л. и др. Пористый керамический материал на основе глины и отходов производства гранитного щебня // Строительные Материалы. 2019. № 5. С. 45 – 50.
2. Rashidi S., Esfahani J. A., Karimi N. Porous materials in building energy technologies – A review of the applications, modelling and experiments // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. V. 91. P. 229 – 247.
3. Baidzhanov D. O., Nuguzhinov Z. S., Fedorchenko V. I., et al. Thermal insulation material based on local technogenic raw material // Glass and Ceramics. 2017. V. 73, No. 11. Р. 427 – 430.
4. Cong P., Cheng Y. Advances in geopolymer materials: A comprehensive review // Journal of Traffic and Transportation Engineering. 2021. V. 8. P. 283 – 314.
5. Longos Jr. A., Tigue A. A., Dollente I. J., et al. Optimization of the mix formulation of geopolymer using nickel-laterite mine waste and coal fly ash // Minerals. 2020. V. 10, No. 12. Р. 1144.
6. Abdullah M. M. A., Hussin K., Bnhussain M., et al. Chemical reactions in the geopolymerisation process using fly ash-based geopolymer: A review // Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 2011. V. 5. P. 1199 – 1203.
7. Masi G., Rickard W. D. A., Vickers L., et al. A comparison between different foaming methods for the synthesis of light weight geopolymers // Ceramics International. 2014. V. 40. P. 13891 – 13902.
8. Vertakova Y. V., Plotnikov V. A. The integrated approach to sustainable development: the case of energy efficiency and solid waste management // International Journal of Energy Economics and Policy. 2019. V. 9, No. 4. P. 194 – 201.
9. Borges P. H. R., Banthia N., Alcamand H. A., et al. Performance of blended metakaolin/blastfurnace slag alkali-activated mortars // Cement and Concrete Composites. 2016. V. 71. P. 42 – 52.
10. Badanoiu A. I., Al Saadi T. H. A., Stoleriu S., Voicu G. Preparation and characterization of foamed geopolymers from waste glass and red mud // Construction and Building Materials. 2015. V. 84. P. 284 – 293.
11. Zhou H., Xu Z., Xie Z., Hong H. Investigation on pore properties, thermal conductivity, and compressive behavior of fly ash/slag-based geopolymer foam // International Journal of Applied Ceramic Technology. 2023. V. 20. P. 3517 – 3534.
12. Priyadharshini P., Ramamurthy K., Robinson R. G. Excavated soil waste as fine aggregate in fly ash based geopolymer mortar // Applied Clay Science. 2017. V. 146. P. 81 – 91.
13. Yatsenko E. A., Goltsman B. M., Izvarin A. I., et al. Influence of foaming additives on the porous structure and properties of lightweight geopolymers based on ash-slag waste // Construction and Building Materials. 2024. V. 443. P. 137629.
14. Yatsenko E. A., Goltsman B. M., Izvarin A. I., et al. Recycling ash and slag waste from thermal power plants to produce foamed geopolymers // Energies. 2023. V. 16. P. 7535.
15. Изварин А. И., Яценко Е. А., Изварина Д. Н. Исследование порообразования теплоизоляционного геополимера на основе золошлаковых отходов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2024. № 2. С. 77 – 82.
16. Yatsenko E., Izvarina D., Izvarin A., Smoliy V. Oil and gas well drilling waste disposal in the Russian Arctic zone: review // Eurasian Mining. 2025. No. 2. P. 74 – 77.
17. Daneshfar M. A., Ardjmand M. A new approach in the optimal site selection of landfills for drilling cuttings from petroleum and gas fields // Chemosphere. 2021. V. 270. P. 129402.
18. Ball A. S., Stewart R. J., Schliephake K. A review of the current options for the treatment and safe disposal of drill cuttings // Waste Management & Research. 2012. V. 30. P. 457 – 473.
19. Asim N., Badiei M., Torkashvand M., et al. Wastes from the petroleum industries as sustainable resource materials in construction sectors: Opportunities, limitations, and directions // Journal of Cleaner Production. 2021. V. 284. P. 125459.
20. Siyal A. A., Mohamed R. M., Shamsuddin R., Ridzuan M. B. A comprehensive review of synthesis kinetics and formation mechanism of geopolymers // RSC advances. 2024. V. 14, No. 1. P. 446 – 462.
21. Juengsuwattananon K., Winnefeld F., Chindaprasirt P., Pimraksa K. Correlation between initial SiO2/Al2O3, Na2O/Al2O3, Na2O/SiO2 and H2O/Na2O ratios on phase and microstructure of reaction products of metakaolin-rice husk ash geopolymer // Construction and Building Materials. 2019. V. 226. P. 406 – 417.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб.
DOI: 10.14489/glc.2026.07.pp.036-042
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
