Вплив CaO-вміщуючих модифікаторів на властивості лужних алюмосилікатних зв’язуючих

Автор(и)

  • Volodymyr Kyrychok Київський національний університет будівництва і архітектури Повітрофлотський пр., 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0001-5444-7252
  • Pavlo Kryvenko Київський національний університет будівництва і архітектури Повітрофлотський пр., 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0001-7697-2437
  • Sergii Guzii Київський національний університет будівництва і архітектури Повітрофлотський пр., 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0003-0147-5035

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.161758

Ключові слова:

лужний алюмосилікат, CaO-вміщуючий модифікатор, штучний камінь, фазовий склад, структуроутворення

Анотація

Основою для забезпечення стійкості штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв’язуючих до змінних умов зовнішнього середовища є формування в його фазовому складі цеоліто- та слюдоподібних гідратних новоутворень.

Управління процесами структуроутворення та, як наслідок, експлуатаційними властивостями лужних гідроалюмосилікатів, можливе за допомогою варіації співвідношення основних оксидів зв’язуючого, дисперсністю частинок та умовами тверднення. Зазначено, що для отримання високих експлуатаційних характеристик каменю на основі лужних алюмосилікатних зв’язуючих існує необхідність у підвищених температурах їх тверднення. В роботі запропоновано забезпечення водостійкості штучного каменю при його твердненні в нормальних умовах за рахунок модифікації зв’язуючого Са-вміщуючими добавками.

Досліджено вплив CaO-вміщуючих модифікаторів різного морфологічного типу на фізико-механічні характеристики штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв’язуючих. Встановлено, що на 28 добу тверднення при температурі зовнішнього середовища 20±2 оС і незалежно від типу введення Са-вміщуючих модифікаторів, штучний камінь характеризується міцністю при стиску від 14,2 до 42,8 МПа з коефіцієнтом водостійкості від 0,81 до 1,05 за рахунок утворення в продуктах гідратації суміші високо- та низькоосновних гідросилікатів кальцію та цеолітоподібних новоутворень гібридного типу - кальцій-натрієвих гідроалюмосилікатів із незначним вмістом Na- і K- гейландитів. Показано, що водостійкість штучного каменю в ранні терміни твердіння при температурі середовища 20±2 °С забезпечується за рахунок утворення в продуктах гідратації зв’язуючих високо- і низькоосновних гідросилікатів кальцію, що утворюються внаслідок гідратації портландцементу, меленого шлаку і гашеного вапна.

Прискорити кінетику набору міцності з забезпеченням водостійкості штучного каменю можливо при використанні в якості лужного компоненту рідинного скла з силікатним модулем 2,0–2,6 і вмістом вапна пушонки 2,0÷3,0 % від маси лужного алюмосилікатного зв’язуючого. Відмічено, що гідравлічна активність Са-вміщуючих модифікаторів зменшується в ряді Шлак>Са(ОН)2>СаСО3>Портландцемепнт>Глиноземистий цемент

Біографії авторів

Volodymyr Kyrychok, Київський національний університет будівництва і архітектури Повітрофлотський пр., 31, м. Київ, Україна, 03037

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Pavlo Kryvenko, Київський національний університет будівництва і архітектури Повітрофлотський пр., 31, м. Київ, Україна, 03037

Доктор технічних наук, професор

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Sergii Guzii, Київський національний університет будівництва і архітектури Повітрофлотський пр., 31, м. Київ, Україна, 03037

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Посилання

  1. Shi, C., Mo, Y. (2008). High-performance construction materials: science and applications. World Scientific, 448. doi: https://doi.org/10.1142/6793
  2. Provis, J., Van Deventer, J. (Eds.) (2009). Geopolymers: Structures, Processing, Properties and Industrial Applications. Elsevier, 464.
  3. Pacheco-Torgal, F., Labrincha, J., Leonelli, C., Palomo, A., Chindaprasit, P. (Eds.) (2014). Handbook of Alkali-activated Cements, Mortars and Concretes. Elsevier, 852.
  4. Mo, B., Zhu, H., Cui, X., He, Y., Gong, S. (2014). Effect of curing temperature on geopolymerization of metakaolin-based geopolymers. Applied Clay Science, 99, 144–148. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2014.06.024
  5. Mejía de Gutiérrez, R., Trochez, J. J., Rivera, J., Bernal, S. A. (2015). Synthesis of geopolymer from spent FCC: Effect of SiO2/Al2O<3 and Na2O/SiO2 molar ratios. Materiales de Construcción, 65 (317), e046. doi: https://doi.org/10.3989/mc.2015.00814
  6. Kryvenko, P., Kyrychok, V., Guzii, S. (2016). Influence of the ratio of oxides and temperature on the structure formation of alkaline hydro-aluminosilicates. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (83)), 40–48. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79605
  7. Rovnaník, P. (2010). Effect of curing temperature on the development of hard structure of metakaolin-based geopolymer. Construction and Building Materials, 24 (7), 1176–1183. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.12.023
  8. Kovalchuk, G., Fernández-Jiménez, A., Palomo, A. (2007). Alkali-activated fly ash: Effect of thermal curing conditions on mechanical and microstructural development – Part II. Fuel, 86 (3), 315–322. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2006.07.010
  9. Kyrychok, V., Drochytka, R., Krivenko, P. (2015). Influence of Temperature on Structure Formation Processes Geocements for Rehabilitation of Concrete. Advanced Materials Research, 1122, 111–114. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1122.111
  10. Zenabou, N. N. M., Benoit-Ali, N., Zekeng, S., Rossignol, S., Melo, U. C., Tchamba, A. B. et. al. (2019). Improving insulation in metakaolin based geopolymer: Effects of metabauxite and metatalc. Journal of Building Engineering, 23, 403–415. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.01.012
  11. Istuque, D. B., Soriano, L., Akasaki, J. L., Melges, J. L. P., Borrachero, M. V., Monzó, J. et. al. (2019). Effect of sewage sludge ash on mechanical and microstructural properties of geopolymers based on metakaolin. Construction and Building Materials, 203, 95–103. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.093
  12. Elyamany, H. E., Abd Elmoaty, A. E. M., Elshaboury, A. M. (2018). Setting time and 7-day strength of geopolymer mortar with various binders. Construction and Building Materials, 187, 974–983. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.025
  13. Kwasny, J., Soutsos, M. N., McIntosh, J. A., Cleland, D. J. (2018). Comparison of the effect of mix proportion parameters on behaviour of geopolymer and Portland cement mortars. Construction and Building Materials, 187, 635–651. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.07.165
  14. Ahdaya, M., Imqam, A. (2019). Investigating geopolymer cement performance in presence of water based drilling fluid. Journal of Petroleum Science and Engineering, 176, 934–942. doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.02.010
  15. Kaja, A. M., Lazaro, A., Yu, Q. L. (2018). Effects of Portland cement on activation mechanism of class F fly ash geopolymer cured under ambient conditions. Construction and Building Materials, 189, 1113–1123. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.065
  16. Huang, G., Ji, Y., Li, J., Hou, Z., Jin, C. (2018). Use of slaked lime and Portland cement to improve the resistance of MSWI bottom ash-GBFS geopolymer concrete against carbonation. Construction and Building Materials, 166, 290–300. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.01.089
  17. Cao, Y.-F., Tao, Z., Pan, Z., Wuhrer, R. (2018). Effect of calcium aluminate cement on geopolymer concrete cured at ambient temperature. Construction and Building Materials, 191, 242–252. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.204
  18. Rakhimova, N. R., Rakhimov, R. Z., Morozov, V. P., Gaifullin, A. R., Potapova, L. I., Gubaidullina, A. M., Osin, Y. N. (2018). Marl-based geopolymers incorporated with limestone: A feasibility study. Journal of Non-Crystalline Solids, 492, 1–10. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.04.015
  19. Bodnarova, L., Guzii, S., Hela, R., Krivenko, P., Vozniuk, G. (2018). Nano-Structured Alkaline Aluminosilicate Binder by Carbonate Mineral Addition. Solid State Phenomena, 276, 192–197. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.276.192
  20. Barrer, R. (1982). Hydrothermal chemistry of zeolites. London: Academic Press, 360.
  21. Zhdanov, S. P. (1990). Synthetic Zeolites. Vol. 1-2. UK: Published by Routledge.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-04-02

Як цитувати

Kyrychok, V., Kryvenko, P., & Guzii, S. (2019). Вплив CaO-вміщуючих модифікаторів на властивості лужних алюмосилікатних зв’язуючих. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6 (98), 36–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.161758

Номер

Том 2 № 6 (98) (2019): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Sergii Guzii, Volodymyr Kyrychok, Pavlo Kryvenko

Creative Commons License

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.