Розробка і дослідження впливу складу і концентрації активізаторів на міцність фосфорношлакових в'яжучих

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242814

Ключові слова:

фосфорний шлак, цемент, гідроксид натрію, фосфорношлакові в'яжучі, будівельні матеріали

Анотація

У роботі розглядаються різні способи активації фосфорних шлаків шляхом введення добавок для розробки фосфорношлакових в'яжучих (ФШВ), що замінюють цемент. Враховуючи, що псевдоволластоніт є основним мінералом фосфорних шлаків і без активуючих компонентів не володіє в'яжучими властивостями, необхідними для виробництва будівельних матеріалів на їх основі, ми використовували композиції з невеликих кількостей гідроксиду натрію з солями лужних металів, аніони яких утворюють важкорозчинні сполуки з кальцієм. Під час вибору активуючих компонентів обмежені лужні добавки були замінені відходами хімічних виробництв, що дозволяє попутно вирішити проблеми їхнього практичного використання і захисту навколишнього середовища.

Міцність при вмісті гідроксиду натрію 1–4 % після тепловологісної обробки зразків шлаку різних партій перебувала в межах 50,0–70,0 МПа. Зразки в'яжучих нормального твердіння у віці 28 діб з вмістом гідроксиду натрію 0,5; 1,0, 2 і 4 % мали міцність 20,3; 35,4; 45,6; 55,8 МПа відповідно. Ефект спільної присутності лугу і солі особливо помітний для невеликих кількостей гідроксиду натрію. В'яжучі, що містять композицію цементу з солями, в нормальних умовах і після ТВО показали дещо меншу міцність, ніж в лужному середовищі. При постійному вмісті цементу (4 %) показники міцності збільшуються зі збільшенням частки сольової добавки, досягаючи при 4 % свого максимального значення. Було визначено вплив природи активаторів на рН. Отримані дані свідчать про переваги використання ФШВ і різних промислових відходів з низьким вмістом лужних сполук у виробництві.

Біографії авторів

Ultuar Mahambetova, Baishev University

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of "Design and Construction"

Zatkali Estemesov, Central Laboratory of Certification Tests Building Materials" LLP – "Tselsim"

Doctor of Technical Sciences, Professor, Director

Bulbul Nuranbayeva, Caspian University

Professor, Program Leader Petroleum Engineering

Department of Petroleum Engineering

Pernekhan Sadykov, Aktobe University S. Baisheva

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Design and Construction

Orken Mamyrbayev, Institute of Information and Computational Technologies

PhD, Deputy General Director in Science

Laboratory of Computer Engineering of Intelligent Systems

Dina Oralbekova, Satbayev University

Researcher

Department of Cybersecurity, Information Processing and Storage

Посилання

  1. Estemesov, Z. A., Sadykov, P. I., Barvinov, A. V., Sarsenbaev, N. B., Estemesov, M. Z., Uralkhanova, A. U., Tulaganov, A. A. (2020). Physical and chemical processes occurring in the granulated phosphorus slag dumps. New 'of the national academy of sciences of the republic of Kazakhstan. Series chemistry and technology, 2 (440), 47–55. doi: http://doi.org/10.32014/2020.2518-1491.22
  2. Taghvayi, H., Behfarnia, K., Khalili, M. (2018). The Effect of Alkali Concentration and Sodium Silicate Modulus on the Properties of Alkali-Activated Slag Concrete. Journal of Advanced Concrete Technology, 16 (7), 293–305. doi: http://doi.org/10.3151/jact.16.293
  3. Mehdizadeh, H., Kani, E. N. (2018). Modeling the influence of chemical composition on compressive strength behavior of alkali-activated phosphorus slag cement using statistical design. Canadian Journal of Civil Engineering, 45 (12), 1073–1083. doi: http://doi.org/10.1139/cjce-2018-0132
  4. Glukhovskii, V. D., Pakhomov, V. A. (1978). Shlakoschelochnye tsementy i betony. Kyiv: Budivelnik, 184.
  5. Aymenov, A. Z., Sarsenbayev, N. B., Khudyakova, T. M., Sarsenbayev, B. K., Batyrkhanov, A. T., Kopzhassarov, B. Т. (2016). Effect of Additive of Polymetallic Ores’ Tailin gs on Properties of Composite Cements. Eurasian Chemico-Technological Journal, 18 (2), 153–160. doi: http://doi.org/10.18321/ectj442
  6. Shintemirov, K. S., Urazova, S. S. Cоncrete on phosphors slag binder, activated salts of alkali and alkaline earth metals. West – Kazakhstan agrarian – technical university name of Zhangir Khan. Available at: https://pandia.ru/text/80/594/30159.php
  7. Tong, S., Yuqi, Z., Qiang, W. (2021). Recent advances in chemical admixtures for improving the workability of alkali-activated slag-based material systems. Construction and Building Materials, 272, 121647. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121647
  8. Criado, M., Ke, X., Provis, J. L., Bernal, S. A. (2017). Alternative inorganic binders based on alkali-activated metallurgical slags. Sustainable and Nonconventional Construction Materials Using Inorganic Bonded Fiber Composites, 185–220. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-08-102001-2.00008-5
  9. Sarsenbayev, N. B., Sarsenbayev, B. K., Aubakirova, Т. S., Aimenov, J. T., Abdiramanova, K. S. (2014). Phase Composition and Structure-Formation of the Low-Clinkered Floured Cements. Eurasian Chemico-Technological Journal, 16 (4), 333–338. doi: http://doi.org/10.18321/ectj2
  10. Mehdizadeh, H., Kani, E. N. (2018). Modeling the influence of chemical composition on compressive strength behavior of alkali-activated phosphorus slag cement using statistical design. Canadian Journal of Civil Engineering, 45 (12), 1073–1083. doi: http://doi.org/10.1139/cjce-2018-0132
  11. Jiao, Z., Wang, Y., Zheng, W., Huang, W. (2018). Effect of Dosage of Alkaline Activator on the Properties of Alkali-Activated Slag Pastes. Advances in Materials Science and Engineering, 2018, 1–12. doi: http://doi.org/10.1155/2018/8407380
  12. Maghsoodloorad, H., Khalili, H., Allahverdi, A. (2018). Alkali-Activated Phosphorous Slag Performance under Different Curing Conditions: Compressive Strength, Hydration Products, and Microstructure. Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (1), 04017253. doi: http://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002101
  13. Purdon, A. O. (1940). The action of alkalis on blast furnace slag. Journal of the Society of Chemical Industry, 59, 35–37.
  14. Pang, M., Sun, Z., Chen, M., Lang, J., Dong, J., Tian, X., Sun, J. (2020). Influence of Phosphorus Slag on Physical and Mechanical Properties of Cement Mortars. Materials, 13 (10), 2390. doi: http://doi.org/10.3390/ma13102390
  15. Estemessov, Z. A. (2020). Effect of 3d-metal saltson the activity of ecophosphate slag blnding agents. NEWS Of the academy of sciences of the republic of kazakhstan Satbayev University, 3 (441), 177–181. doi: http://doi.org/10.32014/2020.2518-170x.69
  16. Makhambetova, U. K. (1989). Aktivirovannoe tverdenie fosfornoshlakovykh viazhuschikh. Leningrad, 243. Available at: https://search.rsl.ru/ru/record/01008098177
  17. Maghsoodloorad, H., Allahverdi, A. (2017). Developing Low-Cost Activators for Alkali-Activated Phosphorus Slag-Based Binders. Journal of Materials in Civil Engineering, 29 (6), 04017006. doi: http://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0001806
  18. Mehdizadeh, H., Najafi Kani, E., Palomo Sanchez, A., Fernandez-Jimenez, A. (2018). Rheology of activated phosphorus slag with lime and alkaline salts. Cement and Concrete Research, 113, 121–129. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.07.010
  19. Maghsoodloorad, H., Allahverdi, A. (2015). Alkali-activation kinetics of phosphorus slag cement using compressive strength data. Ceramics-Silikaty, 59 (3), 250–260.
  20. Xu, Z., Yue, J., Pang, G., Li, R., Zhang, P., Xu, S. (2021). Influence of the Activator Concentration and Solid/Liquid Ratio on the Strength and Shrinkage Characteristics of Alkali-Activated Slag Geopolymer Pastes. Advances in Civil Engineering, 2021, 1–11. doi: http://doi.org/10.1155/2021/6631316
  21. Makhambetova, U. K., Ibragim, B., Abdullaev, Kh. T., Baimuratova, G. K. (2020). Razrabotka shlakoschelochnogo viazhuschego iz granulirovannogo elektrotermofosfornogo shlaka. Promyshlennii transport Kazakhstana, 2 (67), 153–155.
  22. Pang, M., Sun, Z., Chen, M., Lang, J., Dong, J., Tian, X., Sun, J. (2020). Influence of Phosphorus Slag on Physical and Mechanical Properties of Cement Mortars. Materials, 13 (10), 2390. doi: http://doi.org/10.3390/ma13102390
  23. Zhang, Z., Wang, Q., Yang, J. (2017). Hydration mechanisms of composite binders containing phosphorus slag at different temperatures. Construction and Building Materials, 147, 720–732. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.202
  24. Makhambetova, U. K., Abdullaev, Kh. T., Konysbaeva, Zh. O., Shalabaeva, S. I. (2020). Issledovanie strukturoobrazovaniia v protsesse gidratatsii v shlakoschelochnom viazhuschem. Promyshlennii transport Kazakhstana, 3 (68), 131–135.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-29

Як цитувати

Mahambetova, U., Estemesov, Z., Nuranbayeva, B., Sadykov, P., Mamyrbayev, O., & Oralbekova, D. (2021). Розробка і дослідження впливу складу і концентрації активізаторів на міцність фосфорношлакових в’яжучих. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (113), 54–61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242814

Номер

Том 5 № 6 (113) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Ultuar Mahambetova, Zatkali Estemesov, Bulbul Nuranbayeva, Pernekhan Sadykov, Orken Mamyrbayev, Dina Oralbekova

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.