Модифицирование гидротермальным нанокремнеземом материалов на основе цемента

Изучено влияние наночастиц кремнезема, полученных из гидротермальных растворов, сосредоточенных в Мутновском месторождении на Южной Камчатке, на свойства цементно-песчаного раствора и тяжелого бетона. Для более эффективного распределения частиц в объеме жидкости применялась ультразвуковая обработка растворов. Установлено, что нанокремнезем, извлеченный из гидротермального раствора в форме золя и нанопорошка, активно влияет на плотность – повышает ее за счет заполнения микропор цементного камня дополнительными новообразованиями, полученными в результате активного взаимодействия порошка, – скорость набора прочности в ранние сроки твердения, конечную прочность при сжатии материалов на основе цемента в зависимости от массового процента введения нанодобавки. Наиболее выраженный эффект наблюдается при введении данной добавки в паре с суперпластификатором.

В.В. ПОТАПОВ¹, д-р техн. наук;
Е.Н. ГРУШЕВСКАЯ², инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
С.Н. ЛЕОНОВИЧ², д-р техн. наук, иностранный академик РААСН 

¹ Научно-исследовательский геотехнологический центр ДВО РАН (683002, г. Петропавловск-Камчатский, Северо-Восточное ш., 30, а/я 56) 
² Белорусский национальный технический университет (220013, Республика Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 65)

1. Sobolev K., Flores I., Hermesillo K., Torres-Martinez L.M. Nanomaterials and nanotechnology for high- performance cement composites // Proceedings of ASI Session on «Nanotechnology for Concrete: Recent Developments and Future Perspectives». November 7. 2006. Denver. USA, p. 296. 
2. Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete – A review // Construction and Building Materials. 2010. No. 24, pp. 2060–2071. 
3. Bjornstrom J., Martinelli A., Matic A., Borjesson L., Panas I. Accelerating effects of colloidal nano-silica for beneficial calcium–silicate–hydrate formation in cement // Chemical Physics Letters. 2004. Vol. 392 (1–3), pp. 242–248. 
4. Chang T-P, Shih J-Y, Yang K-M, Hsiao T-C. Material properties of Portland cement paste with nano-montmorillonite // Journal of Materials Science. 2007. Vol. 42 (17), pp. 7478–7487. 
5. Kuo W-Y, Huang J-S, Lin C-H. Effects of organo-modified montmorillonite on strengths and permeability of cement mortars // Cement and Concrete Research. 2006. Vol. 36 (5), pp. 886–895. 
6. Shah SP, Konsta-Gdoutos MS, Metaxa ZS, Mondal P. Nanoscale modification of cementitious materials In: Bittnar Z, Bartos PJM, Nemecek J, Smilauer V, Zeman J, editors // Nanotechnology in construction: proceedings of the NICOM3 (3-rd international symposium on nanotechnology in construction). Prague. Czech Republic. 2009, pp. 125–30. 
7. Bordallo H.N., Aldridge L.P., Desmedt A. Water dynamics in hardened ordinary Portland cement paste or concrete: from quasielastic neutron scattering // The Journal of Physical Chemistry. 2006. Vol. 110 (17), pp. 966–976. 
8. Пухаренко Ю.В., Никитин В.А., Летенко Д.Г. Наноструктурирование воды затворения как способ повышения эффективности пластификаторов бетонных смесей // Строительные материалы. 2006. № 9. С. 86–88. 
9. Гирштель Г.Б., Глазкова С.В., Левицкий А.В. Перспективы применения наноструктурированного бетона в строительстве. http://www.concrete-union. ru/articles/index.php?ELEMENT_ID=7165 (дата об ращения 20.12.2016). 
10. Пухаренко Ю.В., Аубакирова И.У., Староверов В.Д. Эффективность активации воды затворения углеродными наночастицами // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 1. С. 40–45. 
11. Лхасаранов С.А., Урханова Л.А., Буянтуев С.Л., Кондратенко А.С., Данзанов А.Б., Пшеничникова Л.И. Бетоны повышенной прочности на композиционных вяжущих // Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика: Материалы между народной научно-практической конференции. Улан Удэ, 2012. С. 225–228. 
12. Урханова Л.А., Хардаев П.К., Лхасаранов С.А. Модифицирование цементных бетонов нанодисперсными добавками // Строительство и реконструкция. 2015. № 3. С. 167–175. 
13. Хрусталев Б.М., Яглов В.Н., Ковалев Я.Н., Романюк В.Н., Бурак Г.А., Меженцев А.А., Гуриненко Н.С. Наномодифицированный бетон // Наука и техника. 2015. № 6. С. 3–8. 
14. Горев Д.С., Горева Т.С., Потапов В.В., Шалаев К.С. Получение нанодисперсного диоксида кремния из гидротермальных растворов с применением мембран и криохимической вакуумной сублимации // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 4. URL: https://www.science-education.ru/ru/ article/view?id=6720 (дата обращения: 20.12.2016) 
15. Потапов В.В., Горев Д.С., Туманов А.В., Кашутин А.Н., Горева Т.С. Получение комплексной добавки для повышения прочности бетона на основе нанодисперсного диоксида кремния гидротермальных растворов // Фундаментальные исследования. 2012. № 9–2. С. 404–409. 
16. Горев Д.С., Потапов В.В., Горева Т.С. Получение золя диоксида кремния мембранным концентрированием водных растворов // Фундаментальные исследования. 2014. № 11–6. С. 1233–1239.