Структурообразование цементного камня, модифицированного добавкой нанодисперсного диоксида кремния

Изучено влияние нанодисперсных порошков кремнезема на процессы гидратации и фазовый состав продуктов твердения портландцементного камня. При помощи РФА и ДТА выявлено, что введение в состав цементной композиции нано-SiO₂ оказывает ускоряющее действие на гидратацию силикатов кальция, образование гидросиликатов кальция и способствует уменьшению содержания портландита. Структура мелкозернистого бетона, модифицированного нанодисперсным диоксидом кремния, представлена в основном низкоосновными гидросиликатами кальция и отличается присутствием в микропорах кристаллов пластинчатой и игольчатой формы. Применение нанодисперсных кремнеземсодержащих порошков, полученных из шлака, позволяет получать высокопрочные быстротвердеющие композиции. В результате проведенных исследований выявлено, что нанодисперсный кремнезем, являющийся продуктом переработки шлаков медно-никелевого производства, способствует ускорению гидратации силикатов кальция, образованию низкоосновных гидросиликатов кальция и уменьшению содержания портландита. Наличие в цементной композиции нанодисперсной кремнеземсодержащей добавки обеспечивает формирование более плотной микроструктуры цементного камня, улучшая при этом прочностные показатели модифицированного цементного бетона.

В.В. ТЮКАВКИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
А.Г. КАСИКОВ, канд. хим. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Б.И. ГУРЕВИЧ, канд. техн. наук

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, 26а)

1. Артамонова О.В. Синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов. Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2016. 100 с.
2. Копаница Н.О., Саркисов Ю.С., Демьяненко О.В. Применение нанодисперсного кремнезема в производстве строительных смесей // Вестник ТГАСУ. 2016. № 5. С. 140–150.
3. Khaloo Alireza, Mobini Mohammad Hossein, Hosseini Payam. Influence of different types of nano-SiO₂ particles on properties of high-performance concrete // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 113, pp. 188–201. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.03.041
4. Chithra S., Senthil Kumar S. R. R., Chinnaraju K. The effect of Colloidal Nano-silica on workability, mechanical and durability properties of High Performance Concrete with Copper slag as partial fine aggregate // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 113, pp. 794–804. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.03.119
5. Haruehansapong Sattawat, Pulngern Tawich, Chucheepsakul Somchai. Effect of the particle size of nanosilica on the compressive strength and the optimum replacement content of cement mortar containing nano-SiO2 // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 50, pp. 471–477. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.002
6. Nili M., Ehsani A. Investigating the effect of the cement paste and transition zone on strength development of concrete containing nanosilica and silica fume // Materials and Design. 2015. Vol. 75, pp. 174–183. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.03.024
7. Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Бардаханов С.П. Модифицированный бетон с нанодисперсными добавками // Строительные материалы. 2014. № 8. С. 52–55.
8. Калашников В.И., Ерофеев В.Т., Мороз М.Н. и др. Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 88–91.
9. Потапов В.В., Грушевская Е.Н., Леонович С.Н. Модифицирование гидротермальным нанокремнеземом материалов на основе цемента // Строительные материалы. 2017. № 7. С. 4–9.
10. Янкович К., Станкович С.Й., Стоянович М., Бойович Д., Антич Л. Влияние нанокремнезема и типа заполнителя на свойства высокопрочного бетона // Цемент и его применение. 2017. № 4. С. 118–120.
11. Durgun Muhammed Yasin, Atahan Hakan Nuri. Rheological and fresh properties of reduced fine content self-compacting concretes produced with different particle sizes of nano SiO2 // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 142, pp. 431–443. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.098
12. Космачев П.В., Демьяненко О.В., Власов В.А., Копаница Н.О., Скрипникова Н.К. Композиционные материалы на основе цемента с нанодисперсным диоксидом кремния // Вестник ТГАСУ. 2017. № 4. С. 139–146.
13. Тюкавкина В.В., Касиков А.Г., Гуревич Б.И. Влияние способа введения мезопористого кремнезема в цементный раствор // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2017. № 38 (64) С. 60–63.
14. Тюкавкина В.В., Касиков А.Г., Гуревич Б.И., Майорова Е.А. Получение аморфного кремнезема из шлаков цветной металлургии и его использование для магнезиальных вяжущих // Химическая технология. 2014. № 3. С. 167–172.
15. Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. 335 с.