АннотацияОб авторахСписок литературы
Приведено исследование влияния активных минеральных добавок на основе наносилики и портландцемента на процессы структурообразования гипсовых вяжущих. Доказано, что активация при помощи ультразвуковой обработки способствует повышению эффективности наносилики, при этом обработка ультразвуком позволяет использовать добавку в составе комплексного модификатора независимо от исходной дисперсности. Активированная комплексная добавка способствует улучшению физико-механических свойств материала как на этапе гидратации, так и в процессе твердения композиции. Установлено, что введение в состав гипсового вяжущего комплексного модификатора способствует повышению прочности гипсовых композиций до 40%. Введение портландцемента и активированной наносилики приводит к изменению состава матрицы, характеризующейся повышенной плотностью и прочностью, за счет формирования новообразований на основе гидросиликатов кальция, связывающих кристаллогидраты гипса в блоки и заполняющих поровое пространство материала. Формирование новых продуктов гидратации в составе гипсовой композиции подтверждено методами физико-химического анализа, включая ИК-спектральный и дифференциально-термический, сканирующую электронную микроскопию и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию.
М.Д. БАТОВА1, магистрант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Н.С. ЖУКОВА1, инженер (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Ф. ГОРДИНА1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.В. ШАЙБАДУЛЛИНА1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Э.М.М. ЭЛЬРЕФАИ2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
З. ОРБАН3, доктор, директор института Engineering and Smart Technology (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Н.С. ЖУКОВА1, инженер (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Ф. ГОРДИНА1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.И. ЯКОВЛЕВ1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.В. ШАЙБАДУЛЛИНА1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Э.М.М. ЭЛЬРЕФАИ2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
З. ОРБАН3, доктор, директор института Engineering and Smart Technology (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
1 Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Египетско-российский университет (11829, Cairo-Suez road, Badr City, Cairo, Egypt)
3 Технический университет г. Печ. (Венгрия, г. Печ)
1. Гаитова А.Р., Ахмадулина И.И., Печенкина Т.В., Пудовкин А.Н., Недосеко И.В. Наноструктур-ные аспекты гидратации и твердения гипсовых и гипсошлаковых композиций на основе двуводного гипса // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 46–51.
2. Morsy M.S., Alsayed S.H., Salloum Y.A. Development of eco-friendly binder using metakaolin-fly ash-lime-anhydrous gypsum. Construction and Building Materials. 2012. No. 35. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.142.
3. Катульская А.С., Парфенова Л.М. Комплексная минеральная добавка на основе промышленных отходов для гипсового вяжущего // Вестник Полоцкого государственного университета. 2019. № 16. С. 24–29.
4. Старостина И.В., Ефремов Р.О., Порожнюк Е.В. и др. Использование кремнеземсодержащих промышленных отходов в технологии композиционных гипсовых вяжущих // Вестник Технологического университета. 2016. Т. 19. № 13. С. 178–181.
5. Халиуллин М.И., Рахимов Р.З., Гайфуллин А.Р. Состав и структура камня композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и молотой керамзитовой пыли // Вестник МГСУ. 2013. № 12. С. 109–117.
6. Escalante-Garcia J.I., Martínez-Aguilar O.A., Gomez-Zamorano L.Y. Calcium sulphate anhydrite based composite binders; effect of Portland cement and four pozzolans on the hydration and strength. Cement and Concrete Composites. 2017. No. 82, pp. 227–233. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.05.012
7. Kondratieva N., Barre M., Goutenoire F., Sanytsky M. Study of modified gypsum binder. Construction and Building Materials. 2017. No. 149, pp. 535–542. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.140
8. Саламанова М.Ш., Окуева П.Х., Мовсулов М.М., Магомадов Х.А. Разработка рецептуры гипсовых композиций на основе минеральной кремнеземистой добавки // Устойчивое развитие науки и образования. 2017. № 8. С. 131–135.
9. Войтович Е.В., Череватова А.В. Наноструктурированное композиционное гипсовое вяжущее – вяжущее нового поколения // Вестник Белгород-ского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 3. С. 32–34.
10. Бердов Г.И., Машкин Н.А. Перспективные направления совершенствования составов и технологии строительных материалов на основе минеральных вяжущих веществ // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2015. № 4 (676). С. 45–57.
11. Tobón J.I., Payá J., Restrepo O.J. Study of durability of Portland cement mortars blended with silica nanoparticles. Construction and Building Materials. 2015. No. 80. pp. 92–97. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.074
12. Stucchi N.M.E., Tesser E., Zaccariello G., Antonelli F., Benedetti A. Evaluating two nanosilica dimensional range for the consolidation of degraded silicate stones. Construction and Building Materials. 2022. No. 329. 127191. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127191
13. Мункхтувшин Д., Балабанов В.Б., Пуценко К.Н. Опыт применения добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства в бетонных технологиях // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2017. Т. 7. № 3 (22). С. 107–115.
14. Raheem A.A., Abdulwahab R., Kareem M.A. Incorporation of metakaolin and nanosilica in blended cement mortar and concrete- A review. Journal of Cleaner Production. 2021. No. 290. 125852. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.125852
15. Varisha, Zaheer M.M., Hasan S.D. Mechanical and durability performance of carbon nanotubes (CNTs) and nanosilica (NS) admixed cement mortar. Materials Today: Proceedings. 2021. No. 42, pp. 1422–1431. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.151
16. Baldi-Sevilla A., Montero M.L., Aguiar J.P., Loría L.G. Influence of nanosilica and diatomite on the physicochemical and mechanical properties of binder at unaged and oxidized conditions. Construction and Building Materials. 2016. No. 127, pp. 176–182. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.140
17. Ezzat H., El-Badawy S., Gabr A., Zaki E.-S.I., Breakah T. Evaluation of asphalt binders modified with nanoclay and nanosilica. Procedia Engineering. 2016. No. 143, pp. 1260–1267. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.119
18. Chen P., Ma B., Tan H., Su Y., Jin Z., Liu X., Wu L. Effect of tricalcium aluminate and nano silica on performance of hemihydrate gypsum. Construction and Building Materials. 2022. No. 321. 126362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126362
19. Потапов В.В., Горев Д.С. Сравнительные результаты повышения прочности бетона вводом нанокремнезема и микрокремнезема // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 9. С. 98–102.
20. Сагдатуллин Д.Г. Высокопрочное гипсоцементно-пуццолановое вяжущее. Дис. … канд. техн. наук. Казань, 2010. 210 с.
21. Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Исследование влияния активных минеральных добавок на реологические и физико-механические свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Строительные материалы. 2015. № 5. С. 20–23.
22. Батова М.Д., Семенова Ю.А., Гордина А.Ф. Модификация вяжущих на основе сульфатов кальция тонкодисперными минеральными добавками. Сборник материалов XXIX Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов и Форума научно-технического творчества молодежи ОА «ИЭМЗ «Купол» «Выставка инноваций – 2020 (весенняя сессия)». 2020. С. 58–61.
23. Батова М.Д., Семёнова Ю.А., Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Эльрефаи А.Э.М.М., Саидова З.С., Хазеев Д.Р. Модификация материалов на основе сульфата кальция комплексными минеральными добавками // Строительные материалы. 2021. № 1–2. С. 13–21. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-788-1-2-13-21
2. Morsy M.S., Alsayed S.H., Salloum Y.A. Development of eco-friendly binder using metakaolin-fly ash-lime-anhydrous gypsum. Construction and Building Materials. 2012. No. 35. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.142.
3. Катульская А.С., Парфенова Л.М. Комплексная минеральная добавка на основе промышленных отходов для гипсового вяжущего // Вестник Полоцкого государственного университета. 2019. № 16. С. 24–29.
4. Старостина И.В., Ефремов Р.О., Порожнюк Е.В. и др. Использование кремнеземсодержащих промышленных отходов в технологии композиционных гипсовых вяжущих // Вестник Технологического университета. 2016. Т. 19. № 13. С. 178–181.
5. Халиуллин М.И., Рахимов Р.З., Гайфуллин А.Р. Состав и структура камня композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и молотой керамзитовой пыли // Вестник МГСУ. 2013. № 12. С. 109–117.
6. Escalante-Garcia J.I., Martínez-Aguilar O.A., Gomez-Zamorano L.Y. Calcium sulphate anhydrite based composite binders; effect of Portland cement and four pozzolans on the hydration and strength. Cement and Concrete Composites. 2017. No. 82, pp. 227–233. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.05.012
7. Kondratieva N., Barre M., Goutenoire F., Sanytsky M. Study of modified gypsum binder. Construction and Building Materials. 2017. No. 149, pp. 535–542. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.140
8. Саламанова М.Ш., Окуева П.Х., Мовсулов М.М., Магомадов Х.А. Разработка рецептуры гипсовых композиций на основе минеральной кремнеземистой добавки // Устойчивое развитие науки и образования. 2017. № 8. С. 131–135.
9. Войтович Е.В., Череватова А.В. Наноструктурированное композиционное гипсовое вяжущее – вяжущее нового поколения // Вестник Белгород-ского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 3. С. 32–34.
10. Бердов Г.И., Машкин Н.А. Перспективные направления совершенствования составов и технологии строительных материалов на основе минеральных вяжущих веществ // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2015. № 4 (676). С. 45–57.
11. Tobón J.I., Payá J., Restrepo O.J. Study of durability of Portland cement mortars blended with silica nanoparticles. Construction and Building Materials. 2015. No. 80. pp. 92–97. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.074
12. Stucchi N.M.E., Tesser E., Zaccariello G., Antonelli F., Benedetti A. Evaluating two nanosilica dimensional range for the consolidation of degraded silicate stones. Construction and Building Materials. 2022. No. 329. 127191. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127191
13. Мункхтувшин Д., Балабанов В.Б., Пуценко К.Н. Опыт применения добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства в бетонных технологиях // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2017. Т. 7. № 3 (22). С. 107–115.
14. Raheem A.A., Abdulwahab R., Kareem M.A. Incorporation of metakaolin and nanosilica in blended cement mortar and concrete- A review. Journal of Cleaner Production. 2021. No. 290. 125852. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.125852
15. Varisha, Zaheer M.M., Hasan S.D. Mechanical and durability performance of carbon nanotubes (CNTs) and nanosilica (NS) admixed cement mortar. Materials Today: Proceedings. 2021. No. 42, pp. 1422–1431. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.151
16. Baldi-Sevilla A., Montero M.L., Aguiar J.P., Loría L.G. Influence of nanosilica and diatomite on the physicochemical and mechanical properties of binder at unaged and oxidized conditions. Construction and Building Materials. 2016. No. 127, pp. 176–182. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.140
17. Ezzat H., El-Badawy S., Gabr A., Zaki E.-S.I., Breakah T. Evaluation of asphalt binders modified with nanoclay and nanosilica. Procedia Engineering. 2016. No. 143, pp. 1260–1267. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.119
18. Chen P., Ma B., Tan H., Su Y., Jin Z., Liu X., Wu L. Effect of tricalcium aluminate and nano silica on performance of hemihydrate gypsum. Construction and Building Materials. 2022. No. 321. 126362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126362
19. Потапов В.В., Горев Д.С. Сравнительные результаты повышения прочности бетона вводом нанокремнезема и микрокремнезема // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 9. С. 98–102.
20. Сагдатуллин Д.Г. Высокопрочное гипсоцементно-пуццолановое вяжущее. Дис. … канд. техн. наук. Казань, 2010. 210 с.
21. Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Исследование влияния активных минеральных добавок на реологические и физико-механические свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Строительные материалы. 2015. № 5. С. 20–23.
22. Батова М.Д., Семенова Ю.А., Гордина А.Ф. Модификация вяжущих на основе сульфатов кальция тонкодисперными минеральными добавками. Сборник материалов XXIX Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов и Форума научно-технического творчества молодежи ОА «ИЭМЗ «Купол» «Выставка инноваций – 2020 (весенняя сессия)». 2020. С. 58–61.
23. Батова М.Д., Семёнова Ю.А., Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Эльрефаи А.Э.М.М., Саидова З.С., Хазеев Д.Р. Модификация материалов на основе сульфата кальция комплексными минеральными добавками // Строительные материалы. 2021. № 1–2. С. 13–21. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-788-1-2-13-21
Для цитирования: Батова М.Д., Жукова Н.С., Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Шайбадуллина А.В., Эльрефаи А.Э.М.М., Орбан З. Гипсовые материалы, модифицированные комплексной добавкой на основе наносилики // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 64–71. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-64-71