<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD v1.4 20241031//EN" "https://jats.nlm.nih.gov/archiving/1.4/JATS-archive-oasis-article1-4-mathml3.dtd">
<article xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://jats.nlm.nih.gov/archiving/1.4/xsd/JATS-archive-oasis-article1-4-mathml3.xsd" article-type="research-article" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал</journal-title></journal-title-group><issn publication-format="electronic">2075-8545</issn><publisher><publisher-name xml:lang="ru">ООО &quot;Центр новых технологий &quot;НаноСтроительство&quot;</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.15828/2075-8545-2026-18-2-242-253</article-id><article-id pub-id-type="edn">ZHLSAF</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading"><subject>РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ УЧЕНЫХ И СПЕЦИАЛИСТОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Научная статья</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="ru">Особенности изменения проницаемости и микроструктуры песка при укреплении полиуретановыми смолами</article-title></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5056-9279</contrib-id><name><surname>Шилова</surname><given-names>Татьяна Викторовна</given-names></name><bio><p>кандидат технических наук; кандидат технических наук, старший научный сотрудник</p></bio><email>shilovatanya@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9334-4173</contrib-id><name><surname>Иванова</surname><given-names>Оксана Александровна</given-names></name><bio><p>младший научный сотрудник</p></bio><email>ksu_88@bk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2726-6904</contrib-id><name><surname>Сердюков</surname><given-names>Александр Сергеевич</given-names></name><bio><p>кандидат физико-математических наук; кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник</p></bio><email>aleksanderserdyukov@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"></xref></contrib></contrib-group><aff id="aff1"><city>Новосибирск</city><institution>Институт горного дела имени Н.А. Чинакала СО РАН</institution></aff><author-notes><fn fn-type="coi-statement"><p>Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.</p></fn></author-notes><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-20"><day>20</day><month>04</month><year>2026</year></pub-date><volume>18</volume><issue>2</issue><fpage>242</fpage><lpage>253</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2026-01-19"><day>19</day><month>01</month><year>2026</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-04-08"><day>08</day><month>04</month><year>2026</year></date></history><permissions><copyright-statement>© Шилова Т. В., Иванова О. А., Сердюков А. С., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder>Шилова Т. В., Иванова О. А., Сердюков А. С.</copyright-holder><license license-type="open-access" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><license-p>Это статья открытого доступа, распространяемая на условиях лицензии <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)</ext-link>.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://nanobuild.ru/en_EN/journal/Nanobuild-2-2026/242-253.pdf" xlink:title="URL">https://nanobuild.ru/en_EN/journal/Nanobuild-2-2026/242-253.pdf</self-uri><abstract><p>Введение. В сложных геотехнических условиях при строительстве, эксплуатации инженерных объектов используют укрепление несвязных грунтов полиуретановыми составами. Анализ современных исследований показал, что влияние полимеров на фильтрационные свойства песчаного грунта изучено недостаточно. Целью работы является определение особенностей изменения проницаемости и микроструктуры химически укрепленного песка в зависимости от способа обработки, расхода полиуретановых смол и внешних сжимающих нагрузок. Методы и материалы. Эксперименты проводили с мелкими, среднезернистыми песками. Для укрепления использовали двухкомпонентную высокоэластичную и однокомпонентную полиуретановые смолы, основное назначение которых - усиление грунтов, гидроизоляция, формирование противофильтрационных завес. Влияние составов на проницаемость и микроструктуру породы оценивали по результатам экспериментов, которые включали формирование смесей полимер-песок способами однорастворной и двухрастворной обработки смолами при объемном соотношении жидкий состав/порода - 0,05-0,25, исследование микроструктуры, проведение фильтрационных тестов при различных условиях нагружения образцов. Результаты и обсуждение. Определены особенности изменения проницаемости песка в зависимости от способа укрепления полиуретанами. В случае однорастворной обработки высокоэластичной смолой при объемном соотношении состав/порода - 0,2, проницаемость образцов составляет 7-13 -10<sup>-3</sup> мкм<sup>2</sup>. Двухкратное уменьшение содержания смолы приводит к повышению проницаемости на 1-2 порядка, поскольку в структуре преобладают открытые межзерновые пустоты, формирующие связанные поровые каналы. Добавка малого объема однокомпонентного жесткого полиуретанового состава снижает проницаемость песка в 1,5 - 3,2 раза и повышает устойчивость образцов в условиях сжимающих нагрузок. Заключение. Практическая значимость результатов состоит в повышении эффективности использования полиуретановых смол для задач снижения фильтрационных свойств песков. Выбор способа химического воздействия с учетом решаемой геотехнической задачи обеспечит как эффективное снижение проницаемости пород, так и уменьшение расхода дорогостоящих полимерных составов при возведении противофильтрационных завес и экранов в массиве.</p></abstract><kwd-group><kwd>песок</kwd><kwd>полиуретановые составы</kwd><kwd>проницаемость</kwd><kwd>химическое укрепление</kwd><kwd>геоматериал</kwd><kwd>микроструктура</kwd><kwd>сжимающая нагрузка</kwd><kwd>способ обработки</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ack><p>Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-27-20055, https://rscf.ru/ project/25-27-20055/ и финансовой поддержки Правительства Новосибирской области.</p></ack><ref-list><ref id="ref1"><label>1</label><mixed-citation>Леонова А.В. Основы гидрогеологии и инженерной геологии: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета; 2013. 149.</mixed-citation></ref><ref id="ref2"><label>2</label><mixed-citation>Нуднер В.А и др. Гидрогеология СССР. Том 16. Западно-Сибирская равнина (Тюменская область, Омская область, Новосибирская область, Томская область). Москва: Недра; 1970. 368.</mixed-citation></ref><ref id="ref3"><label>3</label><mixed-citation>Zuber S.S., Kamarudin H., Abdullah M.M.A.B., Binhussain M. Review on soil stabilization techniques. Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 2013;7(5):258-265.</mixed-citation></ref><ref id="ref4"><label>4</label><mixed-citation>Firoozi A.A., Guney Olgun, C., Firoozi,A.A., Baghini M.S. Fundamentals of soil stabilization.International Journal of Geo Engineering. 2017;8(1):1-26. https://doi.org/10.1186/s40703-017-0064-9. - EDN: MIKIBR.</mixed-citation></ref><ref id="ref5"><label>5</label><mixed-citation>Chang I., Prasidhi A. K., Im J., Cho G. C. Soil strengthening using thermo-gelation biopolymers. Construction and Building Materials. 2015;77:430-438. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.116</mixed-citation></ref><ref id="ref6"><label>6</label><mixed-citation>Ma S., Ma M., Huang Z., Hu Y., Shao Y. Research on the improvement of rainfall infiltration behavior of expansive soil slope by the protection of polymer waterproof coating. Soils and Foundations. 2023;63(3):1-17. https://doi.org/10.1016Xj.sandf.2023.101299. - EDN: ZYNOLW.</mixed-citation></ref><ref id="ref7"><label>7</label><mixed-citation>Saleh S., Yunus N.Z.M., Ahmad K., Ali N. Improving the strength of weak soil using polyurethane grouts: A review. Construction and Building Materials. 2019;202:738-752. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.048. - EDN: AKAMDJ.</mixed-citation></ref><ref id="ref8"><label>8</label><mixed-citation>Anagnostopoulos C.A., Aggelidis V. Factors affecting properties of polymer grouted sands. CivilEng. 2024; 5(1): 65-88. https://doi.org/10.3390/civileng5010004. - EDN: WLWBSQ.</mixed-citation></ref><ref id="ref9"><label>9</label><mixed-citation>Guo C., Sun B., Hu D., Wang F., Shi M., Li X. A field experimental study on the diffusion behavior of expanding polymer grouting material in soil. Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2019;56(3):171-177. https://doi.org/10.1007/s11204-019-09586-7. - EDN: YINLRB.</mixed-citation></ref><ref id="ref10"><label>10</label><mixed-citation>De Souza F.M., Kahol P.K., Gupta R.K. Chapter 1.Introduction to polyurethane chemistry. In: Polyurethane Chemistry: Renewable Polyols and Isocyanates. Pittsburg: ASC Publications; 2021.</mixed-citation></ref><ref id="ref11"><label>11</label><mixed-citation>Komurlu E., Kesimal A. Experimental study of polyurethane foam reinforced soil used as a rock-like material. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2015;7(5):566-572. https://doi.org/10.1016/jjrmge.2015.05.004</mixed-citation></ref><ref id="ref12"><label>12</label><mixed-citation>Wang X., Zhang F., Wu J., Qiang S., Li B., Zhang G. Diffusion Behavior of Polyurethane Slurry for Simultaneous Enhancement of Reservoir Strength and Permeability Through Splitting Grouting Technology. Polymers. 2025;17(18):2513. https://doi.org/10.3390/polym17182513. - EDN: TFGPLJ. Hao M., Zhang J., Zou L., Li X., Zhong Y., Cvetkovic V. Influence of component parameters on propagation characteristics of foaming polyurethane grout in rock fractures. Construction and Building Materials. 2024;428:136227. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136227. - EDN: XBECLE.</mixed-citation></ref><ref id="ref13"><label>13</label><mixed-citation>Шилова Т.В., Сердюк И.М., Сердюков С.В., Иванова О.А., Сердюков А.С. Изменение проницаемости рыхлой породы при неполном насыщении высокоэластичной полимерной смолой. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024;1:26-32. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20240103. - EDN: IJESYJ.</mixed-citation></ref><ref id="ref14"><label>14</label><mixed-citation>ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация. Введ. 2021-01-01 М.: Стандартинформ, 2020. 38.</mixed-citation></ref><ref id="ref15"><label>15</label><mixed-citation>Шилова Т.В., Сердюков С.В., Дробчик А.Н. Экспериментальные исследования деформационно-прочностных свойств песчаного грунта при его укреплении полиуретановыми составами. Горные науки и технологии. 2025; 10(1): 15-24. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2024-08-303. - EDN: LMLQJK.</mixed-citation></ref><ref id="ref16"><label>16</label><mixed-citation>Serdyukov S.V., Shilova T.V., &amp; Drobchik A.N. Laboratory installation and procedure to determine gas permeability of rocks. Journal of mining science. 2017;53(5):954-961. https://doi.org/10.1134/S1062739117052994/. - EDN: YBVXJJ.</mixed-citation></ref><ref id="ref17"><label>17</label><mixed-citation>ГОСТ 26450.2-85 Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации. Введ. 1986-07-01 М.: Издательство стандартов, 1985. 17.</mixed-citation></ref><ref id="ref18"><label>18</label><mixed-citation>Siams. Available online: https://siams.com/minerals7/?ysclid=mhvlgl41qb576492978 (accessed on 27 October, 2025).</mixed-citation></ref><ref id="ref19"><label>19</label><mixed-citation>Ni H., Liu J., Huang B., Pu H., Meng Q., Wang Y., &amp; Sha Z. Quantitative analysis of pore structure and permeability characteristics of sandstone using SEM and CT images. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021; 88: 103861. https://doi.org/10.1016/jjngse.2021.103861. - EDN: KQRNME.</mixed-citation></ref><ref id="ref20"><label>20</label><mixed-citation>Bodi J., Bodi Z., Scucka J., Martinec P. Chapter 14. Polyurethane grouting technologies. In: Zafar F., Sharmin E. (eds.) Polyurethane.IntechOpen. 2012:307-336. https://doi.org/10.5772/35791</mixed-citation></ref><ref id="ref21"><label>21</label><mixed-citation>Зеливянская О.Е. Петрофизика: учебное пособие. Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2015. 111.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>