Вплив кремнезему різної структури на процеси гідратації композиційних цементів

Автор(и)

  • Vladimir Sokoltsov Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-1811-4527
  • Volodymyr Tokarchuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-8620-954X
  • Valentin Sviderskyi Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-2246-3896

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.148312

Ключові слова:

кремнезем різної структури, композиційний цемент, строки тужавлення, нормальна густота, процеси гідратації

Анотація

Об'єктом дослідження є цемент, який містить в своєму складі кремнезем різної структури. Збільшення об’ємів випуску композиційних цементів призводить до необхідності пошуку нових активних мінеральних добавок. На даний момент вибір мінеральних добавок проводиться без урахування стану, в якому знаходиться силікатна складова, тому потрібна розробка певних критеріїв для цілеспрямованого підбору можливих матеріалів. Це дозволить знизити витрати трудових та фінансових ресурсів на проведення відповідних досліджень.

Як відомо, силікати можуть знаходитися в кристалічному, аморфному та скловидному стані, тому реакційна здатність різних добавок, навіть при однаковому хімічному складі, також може суттєво відрізнятися. Було запропоновано вивчити вплив структури кремнезему на процеси гідратації та властивості цементів.

Досліджено вплив кремнезему в різному фазовому стані (кристалічному, аморфному та скловидному) на процеси тверднення та фізико-механічні властивості композиційних цементів. Встановлено, що ступінь кристалічності кремнезему суттєво впливає на нормальну густоту цементного тіста. Так, введення кристалічного кремнезему підвищує нормальну густоту на 0,1–1,1 %, аморфного на 12,3–136,1 %, скловидного на 11,2–56,2 %, у порівнянні з бездобавочним цементом. Строки тужавлення цементного тіста змінюється несуттєво.

В ранні строки тверднення швидкість падіння міцності найвища при введенні аморфного кремнезему. Наприклад, при введенні 10 мас. % кристалічного кремнезему відмічається деяке зростання міцності зразків, у порівнянні з бездобавочним цементом на 8,2 %. Така ж кількість добавки аморфного кремнезему знижує міцність на 33 %, скловидного кремнезему – на 19,2 %. Ця тенденція зберігається і при збільшенні вмісту добавок.

Отримані результати досліджень дозволяють зробити висновок, що найбільш доцільно використовувати при виробництві композиційних цементів мінеральні добавки, які містять в своєму складі кремнеземисті фази в кристалічному і скловидному стані.

Біографії авторів

Vladimir Sokoltsov, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Інженер

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Volodymyr Tokarchuk, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Valentin Sviderskyi, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Посилання

  1. Babachev, G. N. (1987). Zoly i shlaki v proizvodstve stroitel'nykh materialov. Kyiv: Budіvelnik, 136.
  2. Kaushanskiy, V. E. (2000). Ispol'zovanie tekhnogennykh materialov dlya ekonomii energosyr'evykh resursov v tekhnologii tsementov. II Mezhdunarodnoe soveshhanie po khimii i tekhnologi tsementa, 2, 133–140.
  3. Sokoltsov, V. Yu., Tokarchuk, V. V., Sviderskyi, V. A. (2015). Hardening peculiarities of blended cements with silicate admixtures of different origin. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (11 (75)), 9–14. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.43460
  4. DSTU B V.2.7-46:2010. Tsementy zahalnobudivelnoho pryznachennia. Tekhnichni umovy (2011). Kyiv: DP «Ukrarkhbudinform», 20.
  5. Guetteche, M. N., Zergua, A., Hannachi, S. (2012). Investigating the Local Granulated Blast Furnace Slag. Open Journal of Civil Engineering, 2 (1), 10–15. doi: http://doi.org/10.4236/ojce.2012.21002
  6. Tokyay, M. (2016). Cement and Concrete Mineral Admixtures. CRC Press, 334. doi: http://doi.org/10.1201/b20093
  7. Małolepszy, J., Stępień, P. (2015). The Influence of Gaize Addition on Sulphate Corrosion of CEM II/A and CEM II/B Cements. Procedia Engineering, 108, 270–276. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.06.147
  8. Al-Rezaiqi, J., Alnuaimi, A., Hago, A. W. (2018). Efficiency factors of burnt clay and cement kiln dust and their effects on properties of blended concrete. Applied Clay Science, 157, 51–64. doi: http://doi.org/10.1016/j.clay.2018.01.040
  9. Al-Fadala, S., Chakkamalayath, J., Al-Bahar, S., Al-Aibani, A., Ahmed, S. (2017). Significance of performance based specifications in the qualification and characterization of blended cement using volcanic ash. Construction and Building Materials, 144, 532–540. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.180
  10. Unčík, S., Kmecová, V. (2013). The Effect of Basalt Powder on the Properties of Cement Composites. Procedia Engineering, 65, 51–56. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.09.010
  11. Munshi, S., Dey, G., Prasad Sharma, R. (2013). Use of Rice Straw Ash as Pozzolanic Material in Cement Mortar. International Journal of Engineering and Technology, 5, 603–606. doi: http://doi.org/10.7763/ijet.2013.v5.626
  12. Memon, S. A., Khan, M. K. (2018). Ash blended cement composites: Eco-friendly and sustainable option for utilization of corncob ash. Journal of Cleaner Production, 175, 442–455. doi: http://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.12.050
  13. Lin, K. L., Lin, D. F. (2006). Hydration characteristics of municipal solid waste incinerator bottom ash slag as a pozzolanic material for use in cement. Cement and Concrete Composites, 28 (9), 817–823. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2006.03.003
  14. Vouk, D., Serdar, M. (2017). Use of incinerated sewage sludge ash in cement mortars: case study in Croatia. Tehnicki Vjesnik – Technical Gazette, 24 (1), 41–53. doi: http://doi.org/10.17559/tv-20150901095705
  15. Canpolat, F., Yılmaz, K., Köse, M. M., Sümer, M., Yurdusev, M. A. (2004). Use of zeolite, coal bottom ash and fly ash as replacement materials in cement production. Cement and Concrete Research, 34 (5), 731–735. doi: http://doi.org/10.1016/s0008-8846(03)00063-2

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-05-31

Як цитувати

Sokoltsov, V., Tokarchuk, V., & Sviderskyi, V. (2018). Вплив кремнезему різної структури на процеси гідратації композиційних цементів. Technology Audit and Production Reserves, 6(3(44), 4–8. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.148312

Номер

Том 6 № 3(44) (2018): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Vladimir Sokoltsov, Volodymyr Tokarchuk, Valentin Sviderskyi

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.