ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ АКТИВАЦИЯ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ СМЕСИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
Аннотация
В статье рассматривается эффективная технология получения бетона с повышенной прочностью. С этой целью предлагается производить предварительное механическое активирование цемента песком с естественной влажностью (5-8%) в энергонапряженном аппарате, который представляет собой центробежный смеситель-дезинтегратор роторного типа. В процессе перемешивания происходит гидратация цемента с образованием на поверхности зёрен цемента нанодисперсных продуктов гидратации, которые сдираются песком и поступают в смесь. Таким образом, в микрообъемах цементно-песчаной смеси происходит равномерное распределение фракции нанодисперсных частиц – высокодисперсных продуктов, предварительной гидратации цемента. Активность полученной активированной смеси при последующей гидратации определялась с помощью дифференциального микрокалориметра при водотвердом отношении (В/Т) равном 0,2. Калориметрические исследования показали, что изменение температуры цементно-песчаной смеси протекает аналогично чистому цементу при контакте с водой, но после первого индукционного периода механизм взаимодействия цемента с водой в смеси с песком существенно изменяется, что сопровождается увеличением разности температур материала в ячейках до 0,87-0,88 °С, и такая разность поддерживается в течение длительного периода времени. Это объясняется тем, что образование продуктов гидратации цемента происходит не только за счёт протекания процессов гидратации цемента, но и дополнительно при протекании химических реакций образования гидросиликатов кальция при взаимодействии активированных нанодисперсных продуктов и кварцевого песка. Приготовление бетона с применением активированной цементно-песчаной смеси с крупным заполнителем и расчётным количеством воды позволяет значительно повысить прочность бетона и другие его эксплуатационные характеристики.
Для цитирования:
Лотов В.А., Сударев Е.А., Кутугин В.А. Предварительная активация цементно-песчаной смеси с целью повышения прочности бетона. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 8. С. 94-101. DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6596.
Литература
Bazhenov Yu.M. Concrete technology. M.: Izd-vo ACB. 2003. 500 р. (in Russian).
Babaian P.M., Wang K., Mishulovich A., Bhattacharja S., Shah S.P. Effect of mechanochemical activation on reactivity of cement kiln dustfly ash systems. ACI Mater. J. 2003. V. 100(1). P. 55-62. DOI: 10.1016/s0140-6701(03)92655-5.
Kalashnikov V.I. The terminology of the science of the new generation concrete. Stroit. Materialy. 2011. N 3. P. 103-106 (in Russian).
Nanops Nano Polymer Solutions. Nanotechnology for concrete industries. CPI. International concrete production. 2013. N 4. P. 64-65 (in Russian).
Kalashnikov V.I. Prospects for the use of reaction-powder dry concrete mixes in construction. Stroit. Materialy. 2009. N 7. P. 59-61 (in Russian).
Kalashnikov V.I. From practice to theory, but from theory to practice, or response to polemical notes. (N 2 (2009)). Stroit. Materialy. 2010. N 3. P. 54-58 (in Russian).
Kalashnikov V.I. How to turn the old generation concrete into highly efficient new generation concrete. Beton Zhelezobeton. 2012. N 1. P. 82-89 (in Russian).
Ibragimov R., Fediuk R. Improving the early strength of concrete: Effect of mechanochemical activation of the cementitious suspension and using of various superplasticizers. Construct. Build. Mater. 2019. V. 226. P. 839-848. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.313.
Fediuk R.S., Mochalov A.V., Bituev A.V., Zayakhanov M.E. Structuring Behavior of Composite Materials Based on Cement, Limestone, and Acidic Ash. Inorg. Mater. 2019. 55(10). P. 1079-1085. DOI: 10.1134/S0020168519100042.
Stemmermann P., Garbev K., Gasharova B., Haist M., Divoux T. Chemomechanical characterization of hydrated calcium-hydrosilicates with coupled Raman-and nanoindenta-tion measurements. Appl. Geochem. 2020. V. 118. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2020.104582.
Zagorodnyuk L.K., Lesovik V.S., Sumskoy D.A., Elistratkin M.Y., Makhortov D.S. Peculiarities of binding composition production in vortex jet mill. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. and Eng. 2018. N 327(4). P. 042128. DOI: 10.1088/1757-899X/327/4/042128.
Fediuk R.S., Lesovik V.S., Mochalov A.V., Lashina I.V., Timokhin R.A. Composite binders for concrete of protec-tive structures. Mag. Civil Eng. 2018. V. 82(6). P. 208-218. DOI: 10.18720/MCE.82.19.
Fediuk R., Mochalov A., Timokhin R. Review of methods for activation of binder and concrete mixes. AIMS Mater. Sci. 2018. V. 5(5). P. 916-931. DOI: 10.3934/matersci.2018.5.916.
Balczár I., Korim T., Hullár H., Boros A., Makó É. Man-ufacture of air-cooled slag-based alkali-activated cements using mechanochemical activation. Construct. Build. Mater. 2017. V. 137. P. 216-223. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.01.121.
Ibragimov R., Pimenov S., Kiyamov I., Mingazov R., Kiyamova L. Comparison of the effect of superplasticizing admixtures on the processes of cement hydration during mechanochemical activation. East.-Eur. J. Enterprise Technol. 2016. V. 4 (6-82). P. 56-63. DOI: 10.15587/1729-4061.2016.74855.
Ibragimov R.A., Pimenov S.I. Influence of mechanochemical activation on the cement hydration features. Mag. Civil Eng. 2016. V. 62(2). P. 3-12. DOI: 10.5862/MCE.62.1.
Matalkah F., Xu L., Wu W., Soroushian P. Mechano-chemical synthesis of onepart alkali aluminosilicate hydraulic cement. Mater. Struct./Mater. Construct. 2017. V. 50(1). P. 97. DOI: 10.1617/s11527-016-0968-4.
Ibragimov R.A., Pimenov S.I., Izotov V.S. Effect of mechanochemical activation of binder on properties of finegrained concrete. Mag. Civil Eng. 2015. V. 54(2). P. 63-69. DOI: 10.5862/MCE.54.7.
Mucsi G., Rácz Á., Mádai V. Mechanical activation of cement in stirred media mill. Powder Technol. 2013. V. 235. P. 163-172. DOI: 10.1016/j.powtec.2012.10.005.
Polyakov I.V., Barannikov M.V., Stepanova E.A. Additives for heavy concrete based on industrial waste from chemical industries. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 4. P. 104-109 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216404.6330.
Slizneva T.E., Akulova M.V., Razgovorov P.B. Influence of mechanomagnetic activation of solutions CaCl2 and Na2S2O3 on phase structure of cement stone. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 12. P.101-107 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196212.6114.
Lotov V.A., Sudarev E.A., Kutugin V.A. Physico-chemical processes when activating cement-sand mixture in a centrifugal mixer. Izv. Vuzov. Fizika. 2011. V. 54. N 11/3. P. 346-349 (in Russian).
Artamonova O.V. Synthesis of nationodifying additives for technology of building composites. Voronezh.: Izd-vo Voronezh. GASU. 2016. 100 p. (in Russian).
Lotov V.A., Sudarev E.A., Ivanov Yu.A. Heat dissipation in the cement-water system during hydration and hardening. Stroit. Materialy. 2011. N 11. P. 35-37 (in Russian).
