Виявлення впливу наномодифікаторів на закономірності процесів структуроутворення в системі гіпс-глиноземистий цемент
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323295Ключові слова:
композиційне в'яжуче, розчин, етрингіт, стабілізація етрингіту, алюмінатні цементи, сульфоалюмінатні цементи, наномодифікаторАнотація
Гіпсоглиноземистий цемент стійкий у розчинах магнію і морській воді та в концентрованих розчинах Na2SO4 і Mg2SO4 і менш стійкий в розчинах хлористого натрію. Одним із способів підвищення стійкості гіпсоглиноземистого цементу і використання його в агресивних у хлорокальцієвих водах є створення композиції шляхом використання модифікаторів. Це дозволяє використовувати його при тампонуванні свердловини в умовах дії агресивних вод. Однак такі цементи мають свої обмеження: вони не придатні для обробки при високих температурах у автоклавах та до впливу деяких кислотних і лужних середовищ. Наразі не вирішеним являється проблема стійкості етрингітової фази в залежності від умов твердіння та температури.
Теоретично встановлено і експериментально підтверджено, що оптимальний вміст сульфату кальцію в композиціях ГЦ+Г5 знаходиться згідно розрахунку в діапазоні від 28 % до 38 % від маси алюмінатного в’яжучого. Це сприяє збільшенню утворення етрингіту та дозволяє отримати структуру цементного каменю зі спеціальними характеристиками. В результаті модифікування нанодобавками досягнуто збільшення міцних показників композиційних матеріалів: ГЦ:Г (70:30) %+0,18 % Нанотрубок+0,4 % Sika до – 70,2 МПа в порівнянні з 14,67 МПа еталонного складу.
Сферами практичного використання є створення дорожніх покриттів та гідроізоляційних матеріалів, гідротехнічне будівництво. Умови практичного застосування отриманих результатів – температурний інтервал в межах від – 15 до 80 °С. Очікувані ефекти від застосування – зменшення усадочних деформацій, покращення тріщиностійкості, підвищення міцності, збільшення довговічності бетонних виробів у складних умовах експлуатації
Посилання
- Rusyn, B. Н., Sanytskyі, М. А., Hohol, M. М., Kropyvnytskyі, T. S. (2023). Influence of ultrafine active mineral additives on the properties of low-carbon high-performance concretes. Bulletin National University of Water and Environmental Engineering, 4 (104), 66–75. https://doi.org/10.31713/vt420236
- Krivenko, P., Rudenko, I., Konstantynovskyi, O., Vaičiukynienė, D. (2022). Mitigation of Corrosion Initiated by Cl− and SO42−-ions in Blast Furnace Cement Concrete Mixed with Sea Water. Materials, 15 (9), 3003. https://doi.org/10.3390/ma15093003
- Occhicone, A., Vukčević, M., Bosković, I., Mingione, S., Ferone, C. (2022). Alkali-Activated Red Mud and Construction and Demolition Waste-Based Components: Characterization and Environmental Assessment. Materials, 15 (4), 1617. https://doi.org/10.3390/ma15041617
- Alias, C., Zerbini, I., Abbà, A., Benassi, L., Gelatti, U., Sorlini, S. et al. (2023). Ecotoxicity Evaluation of Industrial Waste and Construction Materials: Comparison Between Leachates from Granular Steel Slags and Steel Slags-Containing Concrete Through a Plant-Based Approach. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 111 (1). https://doi.org/10.1007/s00128-023-03764-y
- Khankhaje, E., Kim, T., Jang, H., Kim, C.-S., Kim, J., Rafieizonooz, M. (2024). A review of utilization of industrial waste materials as cement replacement in pervious concrete: An alternative approach to sustainable pervious concrete production. Heliyon, 10 (4), e26188. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26188
- Qureshi, H. J., Ahmad, J., Majdi, A., Saleem, M. U., Al Fuhaid, A. F., Arifuzzaman, M. (2022). A Study on Sustainable Concrete with Partial Substitution of Cement with Red Mud: A Review. Materials, 15 (21), 7761. https://doi.org/10.3390/ma15217761
- Azad, N. M., Samarakoon, S. M. S. M. K. (2021). Utilization of Industrial By-Products/Waste to Manufacture Geopolymer Cement/Concrete. Sustainability, 13 (2), 873. https://doi.org/10.3390/su13020873
- Derevianko, V., Hryshko, H., Dubov, T. (2019). Etringite phase stabilization. Building Materials and Products, 1-2 (103), 18–25. https://doi.org/10.48076/2413-9890.2023-103-04
- EN 197-1:2011. Cement - Part 1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements.
- Hryshko, H., Derevianko, V., Vatazhyshyn, O., Dubov, T. (2024). Researching the influence of the CaO/Al2O3 ratio on ettringite formation and obtaining the structure of a cement paste with special properties. E3S Web of Conferences, 534, 01005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202453401005
- Derevianko, V. M., Hryshko, H. M., Vatazhishin, O. V. (2023). Evaluation of the effectiveness of influence caused by ultra and nano-disperse additives for modification of sulfate phases and sulfoaluminate phases. Ukrainian Journal of Civil Engineering and Architecture, 4 (016), 71–76. https://doi.org/10.30838/j.bpsacea.2312.290823.71.972
- Akishev, K., Aryngazin, K., Tulegulov, A., Bayzharikova, M., Nurtai, Zh. (2024). Evaluation of the efficiency of the technological process for the production of building products with fillers from metallurgical slag. Metalurgija, 63 (2), 267–270. Available at: https://hrcak.srce.hr/file/451094
- Sanytsky, M., Kropyvnytska, T., Vakhula, O., Bobetsky, Y. (2023). Nanomodified Ultra High-Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites with Enhanced Operational Characteristics. Proceedings of CEE 2023, 362–371. https://doi.org/10.1007/978-3-031-44955-0_36
- Occhicone, A., Vukčević, M., Bosković, I., Ferone, C. (2021). Red Mud-Blast Furnace Slag-Based Alkali-Activated Materials. Sustainability, 13 (20), 11298. https://doi.org/10.3390/su132011298
- Derevianko, V., Hryshko, H., Smolin, D., Zhurba, I., Dubov, T. (2024). Development of binders based on the СаО–Fe2O3 system. Technology Organic and Inorganic Substances, 4 (6 (130)), 49–58. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.309128
- Ministero Dello Sviluppo Economico. DECRETO 6 agosto 2020. Available at: https://www.gazzettaufficiale.it/eli/id/2020/10/05/20A05394/sg
- Vavouraki, A. I. (2020). Utilization of Industrial Waste Slags to Enhance Ground Waste Concrete-Based Inorganic Polymers. Journal of Sustainable Metallurgy, 6 (3), 383–399. https://doi.org/10.1007/s40831-020-00281-8
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Viktor Derevianko, Hanna Hryshko, Yevhen Zaiats, Andrii Drozd
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
