23 11 2021 knauf gzhel Строительные материалы 800х85px v1


Вулканический туф как активная минеральная добавка для портландцемента

Журнал: №6-2022
Авторы:

Бессонов И.В.,
Жуков А.Д.,
Жук П.М.,
Демисси Б.А.,
Говряков И.С.,
Минаева А.М.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-803-6-25-29
УДК: 666.94

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Использование некоторых горных пород в качестве компонента и активной минеральной добавки в составе гидравлического вяжущего позволяет снизить расход энергоемкого и дорогостоящего клинкера и тем самым снижает как стоимость вяжущего, так и углеродный след при его производстве. Важным критерием пригодности породы является ее активность: способность реагировать с компонентами цементного клинкера, в том числе и пуццолановая активность. Целью исследований явилось изучение возможности применения тонкомолотого туфа-скория и золы от сжигания кофейной шелухи в качестве активной минеральной добавки как компонента гидравлического вяжущего. Критерием пригодности принята пуццолановая активность комплексной добавки, оценка которой осуществляется различными методами. Оценка пуццолановой активности осуществлена по методу поглощения добавкой извести из известкового раствора в течение 30 сут, рекомендованных отечественными нормативами. Оценка влияния на пуццолановую активность композиционной минеральной добавки расхода золы кофейной шелухи осуществлялась с применением статистических методов и аналитической оптимизации. Эксперимент проводился в два этапа: на первом определялось оптимальное содержание золы в комплексной добавке; на втором – исследовалась кинетика поглощения СаО в течение 30 сут. Установлено, что тонкомолотый туф-скория поглощает за 30 сут до 330–332 мг/г, а в зависимости от содержания золы кофейной шелухи поглощение комплексной минеральной добавкой увеличивается до 341–343 мг/г. Экспресс-метод показал, что коэффициент активности и туфа-скория, и комплексной минеральной добавки находится в интервале 40–44%. Туф-скория, как и минеральная композиционная добавка на его основе, содержащая золу кофейной шелухи, относится к группе добавок, обладающих средней пуццолановой активностью, и может использоваться в составе минеральных вяжущих гидравлического твердения. Композиционное вяжущее может использоваться для изготовления мелкозернистых бетонов широкого функционального назначения, в том числе текстиль-усиленных бетонов и бетонного полотна.
И.В. БЕССОНОВ1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Д. ЖУКОВ1,2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
П.М. ЖУК3, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Б.А. ДЕМИССИ2, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.С. ГОВРЯКОВ1,2, инженер, магистр (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.М. МИНАЕВА2, студент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
2 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
3 Московский архитектурный институт (государственная академия) (107031, г. Москва, ул. Рождественка, 11/4, корп.1, стр. 4)

1. Dhir R.K., Limbachiya M.C., McCarthy M.J., Chaipanich A. Evaluation of Portland limestone cements for use in concrete construction. Materials and Structures. 2007. Vol. 40. Iss. 5, pp. 459–473. DOI: 10.1617/s11527-006-9143-7
2. Танг Ван Лам, Нго Суан Хунг, Ву Ким Зиен, Булгаков Б.И., Баженова С.И., Александрова О.В. Геополимерный бетон с использованием многотоннажных техногенных отходов // Строительство: наука и образование. 2021. № 2. С. 17–37. DOI: 10.22227/2305-5502.2021.2.2
2. Tang Van Lam, Ngo Suan Khung, Vu Kim Zien, Bulgakov B.I., Bazhenova S.I., Aleksandrova O.V. Geopolymer concrete using multi-tonnage technogenic waste. Stroitelstvo, nauka, obrazovanie. 2021. Vol. 11. No. 2, pp. 17–37. (In Russian). DOI: 10.22227/2305-5502.2021.2.2
3. Ramachandran V.S. (ed) Concrete Admixtures Handbook – Properties, Science and Technology. 2-nd ed. William Andrew Publishing, New York. 1995. 1066 p.
4. Seiichi Hoshino, Kazuo Yamada, Hiroshi Hirao, XRD/Rietveld analysis of the hydration and strength development of slag and limestone blended cement. Journal of Advanced Concrete Technology. 2006. Vol. 4. No. 3, pp. 357–367. DOI: 10.3151/JACT.4.357
5. Mateusz Radlinski, Jan Olek. Investigation into the synergistic effects in ternary cementitious systems containing Portland cement, fly ash and silica fume. Cement&Concrete Composites. 2012. Vol. 34, рp. 451–459 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2011.11.014
6. Ву Ким Зиен, Баженова С.И., Танг Ван Лам. Влияние минеральных добавок, летучей золы, доменного шлака на механические свойства пенобетона // Строительство и реконструкция. 2020. № 2 (88). С. 25–34. DOI: https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-88-2-25-34
6. Vu Kim Zien, Bazhenova S.I., Tang Van Lam. Influence of mineral additives, fly ash, blast furnace slag on the mechanical properties of foam concrete. Stroitel’stvo i rekonstruktsiya. 2020. No. 2 (88), pp. 25–34. DOI: https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-88-2-25-34
7. Vitruvius M. Ten books on architecture. Ingrid Rowland T.N. Howe. 1999, 2014. Cambridge University Press. 324 p. DOI: 10.1017/CBO9780511840951
8. Zhukov A.D., Bessonov I.V., Demissi Bekele A., Zinoveva E.A. Analytical optimization of the dispersion-reinforced fine-grained concrete composition. CATPID 2020. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 1083. (2021) 012037. doi:10.1088/1757-899X/1083/1/012037
9. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р. Строительство и минеральные вяжущие прошлого, настоящего и будущего // Строительные материалы. 2013. № 1. С. 124–128.
9. Rakhimov R.Z., Rakhimova N.R. Construction and mineral binders of the past, present and future. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 1, pp. 124–128. (In Russian).
10. Sigh N.D., Middendort B. Chemistry of blended cements. Silica fume, metacaolin, reactive ash from agricultural wastes, inert materials and non-Portland blended cements. Cement International. 2009. Vol. 7. No. 6, рр. 78–92.
11. Fernandez R., Martirena F., Scrivener K.L. The origin of the pozzolanic activity of calcined clay minerals: A comparison between kaolinite, illite and montmorillonite. Cement and Concrete Research. 2001. Vol. 41 (1), рр. 113–122. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.09.013
12. Shannag M., Charif A., Naser S., Faisal F., Karim A. Structural behavior of lightweight concrete made with scoria aggregates and mineral admixtures. International Conference World Academy of Science, Engineering and Technology. London, UK. 2014. Vol. 8, рр. 105–109. DOI: 10.13140/2.1.4582.1124
13. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Гайфуллин А.Р., Стоянов О.В. Влияние добавки в портландцемент прокаленной и молотой полиминеральной каолинитсодержащей глины на прочность цементного камня // Вестник Казанского технологического университета. 2015. № 5. С. 80–83.
13. Rakhimov R.Z., Rakhimova N.R., Gayfullin A.R., Stoyanov O.V. The effect of the addition of calcined and young polymineral kaolinite-containing clay to Portland cement on the strength of cement stone. Vestnik of Kazan Technological University. 2015. Vol. 18. No. 5, pp. 80–83.
14. Bessonov I.V., Ushakov A.Yu., Zhukov A.D., Vidiborenko V.G. Assessment of light concrete frost resistance. International Science and Technology Conference (FarEastСon 2020). IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 1079 (2021) 022078. doi:10.1088/1757-899X/1079/2/022078
15. Tchamdjou W.H.J., Grigoletto S., Michel F., Courard L., Abidi M.L., Cherradi T. An investigation on the use of coarse volcanic scoria as sand in Portland cement mortar. Case Studies in Construction Materials. 2017. No. 7, pp. 191–206. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2017.07.005
16. Николаенко Е.А. Исследования пуццолановых портландцементов на основе эффузивных горных пород // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2014. № 1 (6). С. 66–73.
16. Nikolaenko E.A. Studies of pozzolan Portland cement based on effusive rocks. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel’stvo. Nedvizhimost’. 2014. No. 1, pp. 69–73. (In Russian).
17. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1980. 472 с.
17. Butt Yu.M., Sychev M.M., Timashev V.V. Khimicheskaya tekhnologiya vyazhushchikh materialov [Chemical technology of binders]. Moscow: Vysshaya shkola. 1980. 472 p.
18. Жуков А.Д., Боброва Е.Ю., Бессонов И.В., Медведев А.А., Демисси Б.А. Применение статистических методов для решения задач строительного материаловедения // Нанотехнологии в строительстве: Науч-ный интернет-журнал. 2020. Т. 12. №. 6. С. 313–319. DOI: 10.15828/2075-8545-2020-12-6-313-319
18. Zhukov A.D., Bobrova E.Yu., Bessonov I.V., Medvedev A.A., Demissi B.A. Application of statistical methods for solving problems of building materials science. Nanotekhnologii v stroitel’stve: nauchnyi internet zhurnal. 2020. Vol. 12. No. 6, pp. 313–319. (In Russian). DOI: 10.15828/2075-8545-2020-12-6-313-319
19. Жуков А.Д., Боброва Е.Ю., Бессонов И.В., Горбунова Э.А., Демисси Б.А. Материалы на основе модифицированного гипса для фасадных систем // Нанотехнологии в строительстве: Научный интернет-журнал. 2021. Т. 13. № 3. С. 144–149.
19. Zhukov A.D., Bessonov I.V., Bobrova E.Yu., Gorbunova E.A., Demissie B.A. Materials based on modified gypsum for facade systems. Nanotekhnologii v stroitel’stve: nauchnyi internet zhurnal. 2021. Vol. 13 (3), pp. 144–149. (In Russian). DOI: 10.15828/2075-8545-2021-13-3-144-149
20. Потапова Е.Н., Манушина А.С., Зырянов М.С., Урбанов А.В. Методы определения пуццолановой активности минеральных добавок // Строительные материалы: оборудование, технологии XXI века. 2017. № 7–8. С. 29–33.
20. Potapova E.N., Manushina A.S., Zyryanov M.S., Rubanov A.V. Methods for determining the pozzolan activity of mineral additives. Stroitel’nye materialy: oborudovanie, tekhnologii XXI veka. 2017. No. 7–8, pp. 29–33. (In Russian).

Для цитирования: Бессонов И.В., Жуков А.Д., Жук П.М., Демисси Б.А., Говряков И.С., Минаева А.М. Вулканический туф как активная минеральная добавка для портландцемента // Строительные материалы. 2022. № 6. С. 25–29. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-803-6-25-29


Печать   E-mail