УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСАМИ СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ ШЛАКОЛУЖНИХ ЦЕМЕНТІВ, АКТИВОВАНИХ СИЛІКАТАМИ НАТРІЮ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2023-4-56-70Ключові слова:
структуроутворення, строки тужавлення, лужна активація, розчинне високомодульне скло, власні деформації усадки.Анотація
У статті розглянуто підходи до формування складу шлаколужних цементів при використанні в якості лужного компонента високомодульного розчинного скла, представленого товарним продуктом у вигляді рідини. Метою даної роботи було дослідження впливу модифікуючих добавок, силікатного модуля гідросилікатів натрію та режимів технології на процеси структуроутворення штучного цементного каменю для ефективного управління строками тужавлення, власними деформаціями усадки та досягнення високої міцності на стиск (≥ 80 МПа у нормативному віці 28 діб і ≥ 20 МПа через 3 години твердіння у нормальних умовах). У результаті виконаних досліджень встановлено позитивний вплив від використання добавки гліцерину у складі комплексної добавки на формування структури та властивостей штучного каменя. Відмічено, що використання досліджених модифікуючих добавок сприяє підвищенню ступеню гідратації шлаку, формуванню поряд з гідросилікатними сполуками ксерогелевих структур та целітоподібних сполук, які відкладаються на гідросилікатній основі матриці у вигляді блоків-агрегатів та підвищують загальний об'єм структуроутворюючих одиниць. Встановлено позитивний синергетичний ефект від використання гліцерину у якості додаткового модифікуючого компонента комплексної добавки "тринатрійфосфат + гліцерин" для управління строками тужавлення у шлаколужних цементах на основі високомодульних розчинних стекол. Це дозволило розширити строки початку тужавлення шлаколужних цементів при використанні розчинних високомодульних стекол з 3…5 хв. до значень 26…83 хв. Отримані цементи з міцністю на стиск через 3 години 16,7…23,1 МПа, через 1 добу 34,1…38,2 МПа, через 28 діб 86,2…117,1 МПа при прийнятних строках початку тужавлення. Тепловиділення таких цементів через 72 години, незважаючи на їх високу активність, складає всього 150…180 Дж/г, що в 1,7…2 рази менше, ніж у швидкотверднучого портландцементу марки 600 і у 2…2,4 рази нижче, ніж у глиноземного цементу. Власні деформації усадки складів з модифікуючими добавками на момент стабілізації дорівнювали 0,5…0,6 мм/м.
Посилання
1. Wang S.-D., Scrivener K.L. Hydration products of alkali activated slag cement. Cement and Concrete Research. 1995. 25 (3). Р. 561-571. doi: 10.1016/0008-8846(95)00045-E.
2. Krivenko P.V., Petropavlovsky O.N., Gelevera A.G., Vozniuk G.V., Pushkar V.I. Commercially-produced alkaline cements and their efficiency. Scientific-Technical Collection "Resource-Saving Materials, Structures, Buildings and Structures". 2009. 18. P. 64-71.
3. Krivenko P. Alkali-Activated Materials – 55 Years of Experience. Proc. of the International Conference on Alkali-Activated Cement and Concretes. 2014. P. 1-5.
4. Shi C., Krivenko P. V., Della Roy Alkaline activated cements and concretes (in Chinese, Authorized translation from English) : Monograph. Taylor & Francis. 2012. 326 p.
5. Fernández-Jiménez A., Garcia-Lodeiro I., Maltseva O., Palomo A. Hydration mechanisms of hybrid cements as a function of the way of addition of chemicals. Journal of the American Ceramic Society. 2019. 102(1). P. 427-436.
6. Krivenko P., Petropavlovsky O., Kovalchuk O., Pasko А., Lapovska S. Design of the composition of alkali activated Portland cement using mineral additives of technogenic origin. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. 4/6 (94). P. 6-15.
7. Krivenko P. V., Petropavlovsky O. N., Gots V. I., Rostovskaya G. S. Alkali activation of Composite Cement. Ibausil. Internationale Baustofftagung. 2009. 1. P. 445-456.
8. Айлер Р. Химия кремнезема. Часть 1. М. : Мир, 1982. С. 184-186.
9. Blazhis A.R., Rostovskaya G.S. Super quick hardening high strength alkaline clinker and clinker-free cements. Alkaline cements and concretes. First Int. Conf. Kiev. 1994. vol.І. P. 193-302.
10. Krivenko P.V., Petropavlovsky O.N., Blazhis A.R. Super quick hardening alkali-activated cements. First Int. Conf. on Advances of Chemically-activated Materials (CAM' 2010). 2010. Jinan, Shandong, China. P. 79-86.
11. Shi C., Day R.L. A calorimetric study of early hydration of alkali-slag cements. Cement and Concrete Research. 1995. 25 (6). P. 1333-1346. doi: 10.1016/0008-8846(95)00126-W.
12. Krivenko P., Petropavlovsky O., Gelevera A., Vozniuk G., Lakusta S. The influence of organic-mineral modifiers on structure formation and properties of high strength alkali-activated slag cements with soluble silicates. Building materials and products. 2016. No.4. Р. 38-43.
13. Чехов А.П., Сергеев А.М., Дибров Г.Д. Справочник по бетонам и растворам. Киев : Будівельник, 1983. 216 с.
14. Chang J.J. A study on the setting characteristics of sodium silicate-activated slag pastes. Cement and Concrete Research. 2003. Vol. 33. P. 1005-1011. doi: 10.1016/S0008-8846(02)01096-7.
15. Pacheco-Torgal F., Barroso de Aguirre J., Ding Y., Tahri W., Baklouti S. Performance of alkali activated mortars for the repair and strengthening of OPC concretes : Handbook of Alkali-activated Cements, Mortars and Concretes. Edited by Pacheco-Torgal et al, Elsevier. 2015. P. 627-642.
16. Krivenko P., Petropavlovsky O., Petranek V., Pushkar V., Vozniuk G. High strength alkali activated slag cements with controlled setting times and early strength gain. Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1100, P. 44-49. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1100.44.
17. Krivenko P., Petropavlovskii O., Pushkar V. Methods of regulation of the properties of alkali slag cements and concretes based on the liquid-glass. Proceedings of 18th Ibausil Internationale Baustofftagung. Weimar, Tagungsbericht. 2012. Band 2. Р. 1-1178-1-1185.
18. Pavel V. Krivenko, Oleh Petropavlovskyi, Igor Rudenko, Sergei Lakusta Control of early age cracksng in early-strength concrete based on alkali-activated slag cement. Conference: 2nd International RILEM/COST Conference on Early Age Cracking and Serviceability in Cement-based Materials and Structures (EAC2). At: Brussels, Belgium. 2017. Volume: 2. URL: https://www.researchgate.net/publication/320306250 .
19. Kudina E.F., Pechersky G.G., Ermolovich O.A. Study on the process of gel formation in the “water glass-acrylamide” systems. J. Plasticheskie massy (Plastic Masses). 2012. v.1. P. 27-29.
20. Usherov-Marshak A. Calorimetry of cement and concrete. Kharkiv: Fakt, 2002. 183 р.
21. Usherov-Marshak A., Kabus A. Calorimetric monitoring of early hardening of cement in the presence of admixtures. Inorganic Materials. 2013. Vol. 49 (4), Р. 449-452. doi: 10.1134/S0020168513040183.
22. Fernandez-Jimenez A., Puertas F. Alkali-activated slag cements: Kinetic studies. Cement and Concrete Research. 1997. 27 (3), P. 359-368. doi: 10.1016/S0008-8846(97)00040-9.
23. Fernandez-Jimenez A., Puertas F., Arteaga A. Determination of kinetic equations of alkaline activation of blast furnace slag by means of calorimetric data. Journal of'Thermal Analysis and Calorimetry. 1998. 52 (3), P. 945-955. doi: 10.1023/A:1010172204297.
24. Caijun Shi, Robert L. Day Some factors affecting early hydration of alkali-slag cements. Cement and Concrete Research. 1996. 26 (3), P. 439-447. doi: 10.1016/S0008-8846(96)85031-9.
25. Christophe Eychenne, F. Puertas, Marta Palacios, Pascal Boustingorry, Imad El Khadiri, Bruno Pellerin, Celia Varga. Alkali-Activation of Slag Cements: Activation Process, Microstructure and Mechanical Properties. Conference: 13th International Congress on the Chemistry of Cement. 2011.
26. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. Москва : Высшая школа, 1973. С. 460-462.
27. Darko Krizan, Branislav Zivanovic Effects of dosage and modulus of water glass on early hydration of alkali-slag cements. Cement and Concrete Research. 2002. 32 (8), P. 1181-1188. doi: 10.1016/S0008-8846(01)00717-7.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
