Цементы щелочной активации: возможность снижения энергоемкости получения строительных композитов

Актуальность проведенных исследований в том, что ежегодно увеличивается производство лидирующего на данный момент «конструкционного» вяжущего – портландцемента, а выделяющаяся в процессе получения цемента углекислота негативно воздействует на экологическую ситуацию как отдельных стран, так и всего мира. В связи с этим отмечена заинтересованность ведущих строительных компаний в разрешении проблемы перехода на бесклинкерные вяжущие и строительные композиты с их применением для замены ресурсоэнергоемкого цемента хотя бы в тех областях строительства, где не нужны его высокие технические функциональные свойства. В работе представлены результаты энергодисперсионного микроанализа исследуемых порошков как природного, так и техногенного происхождения, выполненного с помощью растрового электронного микроскопа Quanta 3D 200 i. Выявлены оптимальные рецептуры и свойства бесклинкерных вяжущих щелочной активации на основе высокодисперсных минеральных компонентов, получены эффективные составы мелкозернистых бетонов на основе использования предложенных бесклинкерных цементов. Раскрыты теоретические основы формирования структуры и прочности цементного камня на основе щелочного активатора. Теоретически обосновано и практически доказано, что кислотные центры Бренстеда на поверхности высокоактивныхпорошков ускоряют процесс синтеза геля кремниевой кислоты, способствуют полимеризации кремнекислородных анионов, усиливают реакции ионного обмена и стабилизируют межзерновое контактообразование. Результаты проведенныхисследований представляют практическую ценность для строительной отрасли, так как полученные рецептуры бесклинкерных цементов позволят частично заменять дорогой и энергоемкий портландцемент в производстве бетонных и железобетонных конструкций.

М.Ш. САЛАМАНОВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
С.-А.Ю. МУРТАЗАЕВ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова (364021, г. Грозный, пр. Исаева, 100)

1. Муртазаев С.-А.Ю., Саламанова М.Ш. Перспективы использования термоактивированного сырья алюмосиликатной природы // Приволжский научный журнал. 2018. Т. 46. № 2. С. 65–70.
2. Никифоров Е.А., Логанина В.И., Симонов Е.Е. Влияние щелочной активации на структуру и свойства диатомита // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. № 2. С. 30–32.
3. Афонина М.И., Иванов С.В. Опыт и перспектива использования покрытий-заменителей снега в зимних рекреационных и спортивных комплексах // Экономика строительства и природопользования. 2016. № 1. С. 66–72.
4. Davidovits J. Geopolymer Chemistry and Applications. France, Saint-Quentin: Geopolymer Institute. 2008. 592 p.
5. Duxson P., Fernández-Jiménez A., Provis J.L., Lukey G.C., Palomo A., van Deventer J.S.J. Geopolymer technology: the current state of the art. Journal of Materials Science. 2007. Vol. 42. Iss. 9, pp. 2917–2933.
6. Саламанова М.Ш., Сайдумов М.С., Муртазаева Т.С.-А., Хубаев М.С.-М. Высококачественные модифицированные бетоны на основе минеральных добавок и суперпластификаторов различной природы // Научно-аналитический журнал «Инновации и инвестиции». 2015. № 8. С. 159–163.
7. Муртазаев С.-А.Ю., Саламанова М.Ш., Бисултанов Р.Г. Высококачественные модифицированные бетоны с использованием вяжущего на основе реакционно-активного минерального компонента // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 74–80. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2016-740-8-74-79
8. Строкова В. В., Жерновский И. В., Максаков А. В. Экспресс-метод определения активности кремнеземного сырья для получения гранулированного наноструктурирующего заполнителя // Строительные материалы. 2013. № 1. С. 38–39.
9. Удодов С.А. Штукатурные и кладочные составы пониженной плотности для ячеистого бетона. Дис. … канд. техн. наук. Краснодар, 2006. 222 с.
10. Nesvetaev G., Koryanova Y., Zhilnikova T. On effect of superplasticizers and mineral additives on shrinkage of hardened cement paste and concrete. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 196. 04018. https://doi.org/10.1051/matecconf/201819604018
11. Stelmakh S.A., Nazhuev M.P., Shcherban E.M., Yanovskaya A.V., Cherpakov A.V. Selection of the composition for centrifuged concrete, types of centrifuges and compaction modes of concrete mixtures. Physics and mechanics of new materials and their applications (PHENMA 2018). Busan, Republic of Korea, August 09-11, 2018, p. 337.
12. Shuisky A., Stelmakh S., Shcherban E., Torlina E. Recipe-technological aspects of improving the properties of non-autoclaved aerated concrete. MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 129. 05011. https://doi.org/10.1051/matecconf/201712905011
13. Солдатов А.А., Сариев И.В., Жаров М.А., Абдураимова М.А. Строительные материалы на основе жидкого стекла. Актуальные проблемы строительства, транспорта, машиностроения и техносферной безопасности: Материалы IV ежегодной научно-практической конференции Северо-Кавказского федерального университета. Ставрополь, 2016. С. 192–195.
14. Bataev D.K.S., Murtazayev S.-A.Yu., Salamanova M.Sh. Fine-grained concretes on non-clinker binders with highly disperse mineral components. Materials Science Forum. 2018. Vol. 931, pp. 552–557. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.931.552
15. Murtazaev S.-A.Yu., Salamanova M.Sh., Ismailova Z.Kh. Khadissov V.Kh., Tulaev Z.A. The use of highly active additives for the production of clinkerless binders. Proceedings of the International Symposium “Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research” (ISEES 2018). 2018. Vol. 177, рр. 355–358. https://doi.org/10.2991/isees-18.2018.68
16. Murtazaev S.-A.Yu., Salamanova M.Sh. The Impact of Finely Dispersed Micro Filling Materials of Volcanic Ash on the Concrete Properties. International journal of environmental & science education. 2016. Vol. 11. Nо. 18, рр. 12681–12686. http://www.ijese.net/makale/1738