Личный кабинет

Прогнозирование характера деформирования изгибаемых шлакобетонных элементов

Журнал: №3-2022
Авторы:

Черноусов Н.Н.,
Бондарев Б.А.,
Стурова В.А,
Бондарев А.Б.,
Ливенцева А.А.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-800-3-15-24
УДК: 624:66.011

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
В современном мире информационных технологий компьютеры играют все большую роль в нашей повседневной жизни. Все реальные, натурные опыты и эксперименты заменяют компьютерное моделирование, так как это зачастую экономит время. Многочисленные расчеты, в том числе и железобетонных конструкций, наиболее удобно выполнять с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры. Именно такой способ позволяет добиться схожих результатов с натурными испытаниями. Сложность заключается только в том, что необходимо сократить множество параметров уравнений. Цель работы – предложить упрощенную модель диаграммы деформирования изгибаемого шлакобетонного элемента, применение которой поможет исключить проведение сложных равновесных опытов. В таблицах статьи приведены значения параметрических точек диаграммы деформирования, анализ которых показывает расхождение опытных и теоретических значений, поэтому далее приводится порядок внесения корректировок в формулы с учетом динамического движения магистральной трещины. В результате исследования и математического моделирования диаграммы изгибаемого элемента предложена модель, способная прогнозировать характер работы образца на любой стадии нагружения. В основе этой модели используется наибольшая нагрузка и начальный модуль упругости, которые можно определить из интегральной конструкционной характеристики бетона – прочности при сжатии.
Н.Н. ЧЕРНОУСОВ1, канд. техн. наук, ген. директор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Б.А. БОНДАРЕВ2, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. СТУРОВА2, магистр, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Б. БОНДАРЕВ2, канд. техн. наук,
А.А. ЛИВЕНЦЕВА2, студентка (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 ООО «НТО» ЭКСПЕРТ» (398059, г. Липецк, Коммунальная пл., 9, оф. 314)
2 Липецкий государственный технический университет (398055, Россия, г. Липецк, ул. Московская, 30)

1. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. 416 с.
2. Берг О.Я., Щербаков Е.Н., Писанко Г.Н. Высоко-прочный бетон. М.: Стройиздат, 1971. 208 с.
3. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. 344 с.
4. Иванов И.А. Легкие бетоны на искусственных пористых заполнителях. М.: Стройиздат, 1993.182 с.
5. Уфимцев В. М., Коробейников Л.А. Шлаки в составе бетона: новые возможности // Технологии бетонов. 2014. № 6. С. 50–53.
6. Черноусов Н.Н., Пантелькин И.И. Железобетонные конструкции с использованием дисперсно-армированного шлакопемзобетона. М.: АСВ, 1998. 230 с.
7. Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Суханов А.В. Исследование механики работы мелкозернистого шлакобетона при осевом растяжении и сжатии // Строительные материалы. 2014. № 12. С. 59–63.
8. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Исследование прочностных свойств сталефиброшлакобетона при осевом растяжении и сжатии с учетом его возраста // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 20–24.
9. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Исследование деформативных свойств сталефиброшлакобетона при осевом растяжении и сжатии с учетом его возраста // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8. № 1. С. 18–31.
10. Баженов Ю.М., Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологиче-ские платформы // Строительные материалы. 2014. № 3. С. 6–14.
11. Майоров В.И., Рацириниву Де Руссель Жильбер. Исследование и аналитическое описание диаграммы работы бетона при расчете железобетонных конструкций по деформационной модели // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер.: Инженерные исследования. 2000. № 3. С. 97–102.
12. Карпенко Н.И., Радайкин О.В. К определению деформаций изгибаемых железобетонных элементов с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры // Строительство и реконструкция. 2012. № 2 (40). С. 11–18.
13. Карпенко Н.И., Радайкин О.В. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах // Строительство и реконструкция. 2012. № 3 (41). С. 10–17.
14. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. К оценке прочности, жесткости, момента образования трещин и их раскрытия в зоне чистого изгиба железобетонных балок с применением нелинейной деформационной модели // Известия вузов. Строительство. 2016. № 3. С. 5–12.
15. Панфилов Д.А., Пищулев А.А., Гимадетдинов К.И. Обзор существующих диаграмм деформирования бетона при сжатии в отечественных и зарубежных нормативных документах // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 3. С. 80–83.
16. Варламов А.А., Шишлонов Е.А., Ткач Е.Н., Шумилин М.С., Гончаров Д.В. Закономерности связи напряжений и деформаций в бетоне // Academy. 2016. № 2 (5). С. 7–16.
17. Радайкин О.В. К построению диаграмм деформирования бетона при одноосном кратковременном растяжении/сжатии с применением деформационного критерия повреждаемости // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 6 (65). С. 71–78.
18. Радайкин О.В. Сравнительный анализ различных диаграмм деформирования бетона по критерию энергозатрат на деформирование и разрушение // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2019. № 10. С. 29–39.
19. Федоров В.С., Шавыкина М.В., Юсупова Е.В. Прогибы железобетонных конструкций в предельном состоянии // Строительство и реконструкция. 2017. № 4 (72). С. 80–85.
20. Shah S.P., Jehu R. Strain rate effects an mode crack propagation in Concrete. Fract. Toughness and Fract. Energy: Coner. Proc. Conf. Lensaune. 1985. Oct. 1–3. Amsterdam. 1986, рр. 453–465.
21. Jeng Y., Shah S.P. Two berameter fracture model for concrete // Journal of Engineering Mechanics. 1985. № 10, pp. 1227–1241.
22. Черноусов Н.Н., Стурова В.А. Математическая модель полной диаграммы деформирования шлакобетона при трехточечном изгибе // Современные наукоемкие технологии. 2020. № 3. С. 92–96.
23. Ерышев В.А. Деформационный метод расчета прочности железобетонных изгибаемых элементов с использованием диаграмм деформирования для упругопластических материалов // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 1 (37). С. 79–84.
24. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Динамический и статический модуль упругости сталефиброшлакобетона (СФШБ) // Colloquium-journal. 2019. № 15-1 (39). С. 4–6.
25. Бондарев Б.А., Черноусов Р.Н. Определение модуля упругости и предела прочности сталефибробетона при растяжении методом расклинивания // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2008. № 3 (11). С. 67–71.
26. Патент РФ 2402008. Способ испытания дисперсно-армированных бетонов на растяжение / Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н. Заявл. 07.12.2009. Опубл. 20.10.2010. Бюл. № 29.
27. Патент РФ 2544299. Способ испытания образцов строительных материалов на растяжение / Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Суханов А.В., Прокофьев А.Н. Заявл. 23.07.2013. Опубл. 20.03.15. Бюл. № 8.
28. Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н. Изгибаемые сталефиброшлакобетонные элементы // Бетон и железобетон. 2010. № 4. С. 7–11.

Для цитирования: Черноусов Н.Н., Бондарев Б.А., Стурова В.А, Бондарев А.Б., Ливенцева А.А. Прогнозирование характера деформирования изгибаемых шлакобетонных элементов // Строительные материалы. 2022. № 3. С. 15–24. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-800-3-15-24

Мониторинг работы и определение оптимальных технологических параметров линий циркуляции паллет

Журнал: №3-2022
Авторы:

Гуринович В.Ю.,
Поздняков Д.А.,
Леонович С.Н.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-800-3-4-9
УДК: 69.057

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
В ходе реконструкции, модернизации и технического перевооружения ряд предприятий крупнопанельного домостроения (далее – КПД) перешел на выпуск изделий КПД новых серий жилых зданий на линиях циркуляции паллет. Линия циркуляции паллет представляет собой конвейерную технологическую линию с замкнутым рабочим циклом, которая разделена на отдельные посты, количество которых определяется производственной программой выпуска изделий. Для обеспечения производственной программы выпуска изделий и безопасных условий труда, отвечающих современным требованиям по механизации и автоматизации производственных процессов, линия циркуляции паллет комплектуется основным, вспомогательным технологическим оборудованием и оснасткой. После запуска линий циркуляции паллет при их эксплуатации в ряде случаев возникают отдельные проблемы, связанные с выходом на проектную мощность и обеспечением непрерывно-поточной организации производства изделий. Зарубежные поставщики оборудования при конструировании и поставке линий циркуляции паллет для обеспечения заданной проектной производственной мощности не учитывают многочисленных факторов в условиях действующих заводов КПД. Среди значимых факторов следует выделить следующие: различные требования отечественных и зарубежных стандартов технологического проектирования, особенности организационной структуры производства действующих заводов КПД; ориентация новых линий на строго заданные параметры компонентов бетонных смесей; широкая номенклатура выпускаемых изделий КПД для современных серий жилых зданий и пр. Кроме того, внедрение современных высокотехнологичных линий на предприятиях сборного железобетона без разработки актуальных норм технологического проектирования и норм, регламентирующих трудоемкость производства железобетонных изделий на таких линиях, приводит к некорректному определению фактической производственной мощности и к несогласованности рабочих ритмов элементных процессов при организации работы линий.
В.Ю. ГУРИНОВИЧ1, инженер, старший преподаватель;
Д.А. ПОЗДНЯКОВ2, инженер;
С.Н. ЛЕОНОВИЧ1, 3, д-р техн. наук, профессор, иностранный академик РААСН

1 Белорусский национальный технический университет (220013, г. Минск, пр. Независимости, 65)
2 Республиканское унитарное предприятие «Институт жилища – НИПТИС им. Атаева С.С.» (220076, г. Минск, ул. Ф. Скорины, 15)
3 Qingdao University of Technology (266033, China, 11 Fushun Rd, Qingdao)

1. Гуринович В.Ю., Леонович С.Н. Обоснование решений по комплексной реконструкции производства // Вестник БНТУ: Архитектура и строительство. 2011. №  5. С. 47–49.
2. Гуринович В.Ю., Поздняков Д.А. Оптимизация технологических режимов работы линии циркуляции паллет для производства изделий КПД. Материалы 16-й Международной научно-технической конференции (71-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, докторантов и аспирантов БНТУ). Минск, 2018. 433 с.
3. Гуринович В.Ю., Поздняков Д.А. Организация производства изделий КПД на длинных стендах. Материалы 16-й Международной научно-технической конференции (71-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, докторантов и аспирантов БНТУ). Минск, 2018. 434 с.
4. Пилипенко В.М., Потерщук В.А., Пецольд Т.М. Перспективы развития индустриального домостроения в Республике Беларусь. Современные проблемы внедрения европейских стандартов в области строительства: Сборник международных научно-технических статей. Минск, 2015. С. 8–14.
5. Тертышник М.И. Определение и оценка производственных мощностей предприятий. Известия Иркутской экономической академии. 2011. № 6. С. 1–7.
6. Jieh-Haur Chen, Li-Ren Yang, Hsing-Wei Tai, Process reengineering and improvement for building precast production. Automation in Construction. 2016. Vol. 68, pp. 249–258. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2016.05.015.
7. Vacharapoom Benjaoran, Nashwan Dawood. Intelligence approach to production planning system for bespoke precast concrete products. Automation in Construction. 2006. Vol. 15, Iss. 6, pp. 737–745. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2005.09.007
8. Yiran Dan, Guiwen Liu, Yan Fu, Optimized flowshop scheduling for precast production considering process connection and blocking. Automation in Construction. 2021. Vol. 125. 103575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103575
9. Леонович С.Н., Гуринович В.Ю. Технологическое проектирование реконструкции действующих заводов КПД: проблемы и решения. Проблемы современного строительства: материалы Международной научно-технической конференции. Минск, 2019. С. 379–395.
10. Нормы продолжительности освоения проектных мощностей вводимых в действие предприятий. М.: Экономика, 1975. 43 с.
11. ОНТП 07-85. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий сборного железобетона. М.: Минстройматериалов СССР, 1986. 51 с.
12. Справочник по технологии сборного железобетона / Под общ. ред. Б.В. Стефанова. Киев: Вища школа, 1978. 256 с.
13. Инструкция по определению производственной мощности предприятий сборного железобетона. Министерство промышленности строительных материалов СССР; Всесоюзный научно-исследовательский институт заводской технологии сборных железобетонных конструкций и изделий ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТОН. М., 1978. 71 с.
14. Стефанов Б.В., Антоненко Г.Я. Организация технологических процессов на заводах сборного железобетона. Будiвельник. 1965. 82 с.
15. Методические указания по определению производственных мощностей предприятий крупнопанельного домостроения. Государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР; Центральный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилища (ЦНИИЭП жилища). М., 1971. 22 с.

Для цитирования: Гуринович В.Ю., Поздняков Д.А., Леонович С.Н. Мониторинг работы и определение оптимальных технологических параметров линий циркуляции паллет // Строительные материалы. 2022. № 3. С. 4–9. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-800-3-4-9

Математическое моделирование нестационарного массопереноса в системе «цементный бетон — жидкая среда», лимитируемого внутренней диффузией и внешней массоотдачей

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Федосов С.В.,
Румянцева В.Е.,
Красильников И.В.,
Красильникова И.А.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-134-140
УДК: 666.97.031

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Обоснована актуальность новых научных исследований, направленных на моделирование физико-химических процессов, протекающих в цементных бетонах при их эксплуатации и оказывающих прямое влияние на их долговечность. Описаны основные виды коррозии бетонов. Математически сформулирована задача массообменных процессов, протекающих в плоской железобетонной стенке при жидкостной коррозии бетона, лимитируемого внутренней диффузией и внешней массоотдачей. Представлена математическая задача массопереноса в безразмерном виде и в области изображений по Лапласу. Приведены полученные решения задачи, описывающие безразмерные концентрации переносимого компонента по толщине бетона, позволяющие рассчитывать динамику процесса.
С.В. ФЕДОСОВ1,2, д-р техн. наук, академик РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Е. РУМЯНЦЕВА2,3, д-р техн. наук, член-корр. РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.В. КРАСИЛЬНИКОВ2,3, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.А. КРАСИЛЬНИКОВА4, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
2 Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
3 Ивановский государственный политехнический университет (153000, г. Иваново, Шереметевский пр-т, 21)
4 Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (600000, г. Владимир, ул. Горького, 87)

1. Розенталь Н.К. Коррозионная стойкость цементных бетонов низкой и особо низкой проницаемости. М.: ФГУП ЦПП, 2006. 520 с.
2. Николаев С.В., Травуш В.И., Табунщиков Ю.А., Колубков А.Н., Соломанидин Г.Г., Магай А.А., Дубынин Н.В. Нормативная база высотного строительства в России // Жилищное строительство. 2016. № 1–2. С. 3–7.
3. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. М.: Стройиздат, 1988. 303 с.
4. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Касьяненко Н.С. Нестационарный массоперенос в процессах коррозии второго вида цементных бетонов. Малые значения чисел Фурье, с внутренним источником массы // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 1. С. 97–99.
5. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Касьяненко Н.С. Теоретические и экспериментальные исследования процессов коррозии первого вида цементных бетонов при наличии внутреннего источника массы // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 44–47.
6. Федосов, С.В., Румянцева В.Е., Красильни-ков И.В., Касьяненко Н.С. Моделирование массопереноса в процессах коррозии первого вида цементных бетонов в системе «жидкость-резервуар» при наличии внутреннего источника массы в твердой фазе // Вестник гражданских инженеров. 2013. № 2 (37). С. 65–70. DOI: 10.1088/1757-899X/456/1/012039
7. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В. Методы математической физики в приложениях к проблемам коррозии бетона в жидких агрессивных средах. М.: АСВ, 2021. 246 с.
8. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М.: Гостехиздат, 1954. 296 с.
9. Fedosov S.V., Roumyantseva V.E., Krasilnikov I.V., Konovalova V.S., Evsyakov A.S. Monitoring of the penetration of chloride ions to the reinforcement surface through a concrete coating during liquid corrosion. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2018. 463(4):042048. DOI:10.1088/1757-899X/463/4/042048
10. Fedosov S.V., Roumyantseva V.E., Krasilnikov I.V., Konovalova V.S. Physical and mathematical modelling of the mass transfer process in heterogeneous systems under corrosion destruction of reinforced concrete structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. 012039. DOI: 10.1088/1757-899X/456/1/012039
11. Федосов С.В. Тепломассоперенос в технологических процессах строительной индустрии. Иваново: ИПК ПресСто, 2010. 364 с.
12. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Логинова С.А. Исследование влияния процессов массопереноса на надежность и долговечность железобетонных конструкций, эксплуатируемых в жидких агрессивных средах // Строительные материалы. 2017. № 12. С. 52–57. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2017-755-12-52-57
13. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Федосова Н.Л. Исследование диффузионных процессов массопереноса при жидкостной коррозии первого вида цементных бетонов. Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 1. С. 100–104.

Для цитирования: Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Красильникова И.А. Математическое моделирование нестационарного массопереноса в системе «цементный бетон – жидкая среда», лимитируемого внутренней диффузией и внешней массоотдачей // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 134–140. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-134-140

Композиционные цементы низкой водопотребности. Возможности и перспективы применения в строительных материалах

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Хохряков О.В.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-123-133
УДК: 666.9.031

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Раскрываются возможности композиционных цементов низкой водопотребности для решения проблем экологии, ресурсосбережения и энергопотребления в строительной отрасли. Показано, что они могут изготавливаться с низким содержанием клинкера – главного источника углекислого газа, приводящего к парниковому эффекту на планете. Вяжущие отвечают критериям наилучших доступных технологий производства с минимальным негативным воздействием на окружающую среду. При этом по технологическим и эксплуатационно-техническим показателям цементы низкой водопотребности существенно превосходят рядовые общестроительные портландцементы как российских, так и европейских производителей. В зависимости от типа и твердости минеральных компонентов, химических добавок и процедуры помола расширены виды композиционных цементов низкой водопотребности на основе карбонатных пород, зол-уноса и золошлаковых отходов, доменных и электротермофосфорных шлаков. Представлен ряд строительных материалов, в которых они проявляют себя наиболее эффективно, таких как малоклинкерные, песчаные и высокопрочные бетоны, инъекционные и самовыравнивающиеся сухие смеси для ремонтных работ. В целом показано, что в ближайшей перспективе данный тип вяжущих должен стать основным продуктом цементной промышленности в России и за рубежом.
О.В. ХОХРЯКОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. Ткаченко А.А. Возможен ли переход к новой климатической экономике? // Экономика. Налоги. Право. 2021. Т. 14. № 4. С. 15–29. Doi: 10.26794/1999-849x-2021-14-4-15-29.
2. Ковалев Ю.Ю. Пять лет Парижскому соглашению: прошлое, настоящее и будущее глобального климатического договора // История и современное мировоззрение. 2021. Т. 3. № 1. С. 20–29. Doi: 10.33693/2658-4654-2021-3-1-20-29.
3. Медведева О.Е., Соловьева С.В., Стеценко А.В. Мировая климатическая повестка: экономические вызовы для России от введения Евросоюзом углеродного налога // Экономика и управление народным хозяйством. 2021. № 2 (233). С. 39–52. Doi: 10.24411/2072-4098-2021-10202
4. Александрова В.Д. Современная концепция циркулярной экономики // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2019. Vol. 5–1, pp. 87–93.
5. Gureva M.A. The theoretical basis of the concept of cir circular economy // Journal of international economic affairs. 2019. No. 3, pp. 2311–2336. Doi: 10.18334/eo.9.3.40990.
6. Schneider M. The cement industry on the way to a low carbon future innovation and technical trends in cement production. Proc. 8th Jntern VDZ Congr. 2018 (Duesseldort, 26-28 September 2018). Düsseldorf. 2018, pp. 55–72.
7. Клайн Дж. Глобальные изменения в производстве цемента в мировом масштабе // ALITinform. 2017. № 1. С. 12–20.
8. Чаттерджи А.К. Переход к строительству на основе цемента с низким «углеродным следом»: требования и препятствия // Цемент и его применение. 2018. № 2. С. 54–59.
9. Шнайдер М., Бецнер З. Экономические и технические преимущества композиционных цементов // Цемент и его применение. 2016. № 3. С. 36–39.
10. Агеева М.С., Шаповалов С.М., Боцман А.Н., Ищенко А.В. К вопросу использования промышленных отходов в производстве вяжущих веществ // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. № 9. С. 58–62.
11. Юдович Б.Э., Дмитриев А.М., Зубехин С.А., Башлыков Н.Ф., Фаликман В.Р., Сердюк В.Н., Бабаев Ш.Т. Цементы низкой водопотребности – вяжущие нового поколения // Цемент и его применение. 1997. № 4 (июль–август). С. 15–18.
12. Хохряков О.В., Хозин В.Г., Харченко И.Я., Газданов Д.В. Цементы низкой водопотребности – путь эффективного использования клинкера и минеральных наполнителей в бетонах // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. Вып. 10 (109). С. 1145–1152.
13. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сибгатуллин И.Р., Харченко И.Я., Гиззатуллин А.Р. Карбонатные цементы низкой водопотребности – зеленая альтернатива цементной индустрии России // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 76–82.
14. Тимашев В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов. М.: Наука, 1986. 424 с.
15. Щербаков Е. Золошлаковая революция // Сибирский энергетик. 2015. № 33 (444). URL: http://www.vsp.ru/2015/09/04/zoloshlakovaya-revolyutsiya-2/ (дата обращения: 29.12.2021).
16. Марков А.Ю., Строкова В.В., Маркова И.Ю. Оценка свойств топливных зол как компонентов композиционных материалов // Строительные материалы. 2019. № 4. С. 77–83. Doi: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-769-4-77-83
17. Волынкина Е.П. Анализ состояния и проблем переработки техногенных отходов в России // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2017. № 2 (20). С. 43–49.
18. Lieven Machiels, Peter Tom Jones. Green slag valorisation is now an industrial success story. Sixth International Slag Valorisation Symposium (Mechelen, Belgium). 2019. URL: https://new-mine.eu/green-slag-valorisation-industrial-success-story (дата обращения: 29.12.2021).
19. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Козлов Р.В. Экологический рейтинг «карбонатных» цементов низкой водопотребности и бетонов на их основе // Известия КГАСУ. 2021. № 2 (56). С. 60–66. Doi: 10.52409/20731523_2021_2_60
20. Львович К.И. Песчаный бетон – строительный материал России // ЖБИ и конструкции. 2017. № 3. С. 58–61.
21. Мирсаяпов И.Т., Ахметзянов Д.Р. Применение шага колонн 18 м в железобетонных каркасах и оценка эффективности применения высокопрочного бетона в каркасах одноэтажных промышленных зданий с различной сеткой колонн // Известия КГАСУ. 2019. № 3 (49). С. 112–120.
22. Харченко И.Я., Панченко А.И., Алексеев В.А., Харченко А.И. Ликвидация водопроявлений при строительстве и эксплуатации тоннельных и притоннельных сооружений // Жилищное строительство. 2018. № 9. С. 24–29.
23. Калач Ф.Н. Оценка эффективности использования технологии инъекционного укрепления слабых грунтов в основании фундаментов мелкого заложения саморасширяющимися растворами // Construction and Geotechnics. 2020. Т. 11. № 2. С. 62–77.
24. Федулов А.А. Полы для жилых и общественных зданий // Строительные материалы. 2015. № 7. С. 60–62.
25. Гусев Н.И., Скачков Ю.П., Кочеткова М.В. Наливные полы в помещениях различного назначения // Сухие строительные смеси. 2015. № 2. С. 13–16.

Для цитирования: Хохряков О.В. Композиционные цементы низкой водопотребности. Возможности и перспективы применения в строительных материалах // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 123–133. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-123-133

Полиморфизм и морфология карбонатов кальция в технологиях строительных материалов, использующих бактериальную биоминерализацию (обзор)

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Строкова В.В.,
Духанина У.Н.,
Балицкий Д.А.,
Дроздов О.И.,
Нелюбова В.В.,
Франк-Каменецкая О.В.,
Власов Д.Ю.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-82-122
УДК: 666.9

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Систематизированы данные зарубежных и отечественных ученых по полиморфизму и морфологии кристаллов карбонатов кальция (кальцита, арагонита, ватерита), образующихся в результате реализации природоподобных технологий получения и восстановления строительных материалов с использованием биоминерализации под действием бактерий. Рассмотрено влияние родовой принадлежности используемых бактерий, типа и концентрационных параметров прекурсоров, а также способа введения биологических агентов и прекурсоров в цементную матрицу. Проведено ранжирование по частоте формирования полиморфных модификаций и морфологических структур кристаллов карбонатов кальция и их сростков в зависимости от рецептурных и технологических факторов карбонатной биоминерализации. Положено начало в создании атласа морфоструктур продуктов карбонатной биоминерализации в биотехнологиях строительного материаловедения. Полученные результаты можно рассматривать как первые шаги к выявлению факторов управления процессами структурообразования цементных систем и созданию контролируемых технологий применения бактериальной биоминерализации для получения строительных материалов с заданными свойствами.
В.В. СТРОКОВА1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
У.Н. ДУХАНИНА1, инженер,
Д.А. БАЛИЦКИЙ1, инженер,
О.И. ДРОЗДОВ1, магистрант,
В.В. НЕЛЮБОВА1, канд. техн. наук;
О.В. ФРАНК-КАМЕНЕЦКАЯ2, д-р геол.-минер. наук,
Д.Ю. ВЛАСОВ2, д-р биол. наук

1 Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46)
2 Санкт-Петербургский государственный университет (199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9)

1. Ortega-Villamagua E, Gudiño-Gomezjurado M, Palma-Cando A. Microbiologically induced carbonate precipitation in the restoration and conservation of cultural heritage materials. Molecules. 2020. Vol. 24; 25 (23). 5499. doi: 10.3390/molecules25235499. PMID: 33255349; PMCID: PMC7727839
2. Anbu P, Kang C.H., Shin Y.J., So J.S. Formations of calcium carbonate minerals by bacteria and its multiple applications. Springerplus. 2016. 5:250. 1. doi:10.1186/s40064-016-1869-2
3. Chuo S.C., Mohamed S.F., Mohd Setapar S.H., Ahmad A., Jawaid M., Wani W.A., Yaqoob A.A., Mohamad Ibrahim M.N. Insights into the current trends in the utilization of bacteria for microbially induced calcium carbonate precipitation. Materials (Basel). 2020. Vol. 13 (21):4993. doi:10.3390/ma13214993
4. Amiri A., Basaran Z. Use of corn-steep liquor as an alternative carbon source for biomineralization in cement-based materials and its impact on performance. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 165, pp. 655–662. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.01.070
5. Basaran Z., Amiri A., Ersan Y., Boon N., De Belie N. Impact of air entraining admixtures on biogenic calcium carbonate precipitation and bacterial viability. Cement and Concrete Research. 2017. Vol. 98, pp. 44–49 https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.04.005
6. Nguyen T., Ghorbel E., Fares H., Cousture A. Bacterial self-healing of concrete and durability assessment. Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 104. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.103340
7. Reddy B., Revathi D. An experimental study on effect of Bacillus sphaericus bacteria in crack filling and strength enhancement of concrete. Materials today proceedings. 2019. Vol. 19. No. 2, pp. 803–809 https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.135
8. Joshi S., Goyal S., Reddy M. Influence of nutrient components of media on structural properties of concrete during biocementation. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 158, pp. 601–613 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.10.055
9. Chakraborty A., Mondal S. Bacterial concrete: A way to enhance the durability of concrete structures. The Indian Concrete Journal. 2017. Vol. 91, pp. 30–36.
10. Dhami N., Mukherjee A., Reddy M. Micrographical, minerological and nano-mechanical characterisation of microbial carbonates from urease and carbonic anhydrase producing bacteria. Ecological Engineering. 2016. Vol. 94, pp. 443–454. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.06.013
11. Chahal N., Siddique R. Permeation properties of concrete made with fly ash and silica fume: Influence of ureolytic bacteria. Construction and Building Materials. 2013. Vol. 49, pp. 161–174 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.08.023
12. Achal V., Pan X., Özyurtb N. Improved strength and durability of fly ash-amended concrete by microbial calcite precipitation. Ecological Engineering. 2011. Vol. 37, pp. 554–559. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2010.11.009
13. Achal V., Mukerjee A., Reddy M. Biogenic treatment improves the durability and remediates the cracks of concrete structures. Construction and Building Materials. 2013. Vol. 48, pp. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.06.061
14. Siddique R., Nand V., Kadrib E., Khanc M., Singha M., Rajord A. Influence of bacteria on compressive strength and permeation properties of concrete made with cement baghouse filter dust. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 106, pp. 461–469. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.12.112
15. Lva J., Ma F., Lia F., Zhanga C., Chenb J. Vaterite induced by Lysinibacillus sp. GW-2 strain and its stability. Journal of Structural Biology. 2017. Vol. 200, pp. 97–105 https://doi.org/10.1016/j.jsb.2017.09.008
16. Perito B., Marvasi M., Barabesi C., Mastromei G., Bracci S., Vendrell M., Tiano P. Bacillus subtilis cell fraction (BCF) inducing calcium carbonate precipitation: Biotechnological perspectives for monumental stone reinforcement. Journal of Cultural Heritage. 2014. Vol. 15, pp. 345–351 https://doi.org/10.1016/j.culher.2013.10.001
17. Rong H., Wei G., Ma G., Zhang Y., Zheng X., Zhang L., Xu R. Influence of bacterial concentration on crack self-healing of cement-based materials. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 244 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118372
18. Su Y., Feng J., Jin P., Qian C. Influence of bacterial self-healing agent on early age performance of cement-based materials. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 218, pp. 224–234 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.05.077
19. Mondal S., Ghosh A. Investigation into the optimal bacterial concentration for compressive strength enhancement of microbial concrete. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 183, pp. 202–214 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.06.176
20. Mondal S., Das P., Datta P., Ghosh A. Deinococcus radiodurans: A novel bacterium for crack remediation of concrete with special applicability to low-temperature conditions. Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 108 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103523
21. Vaezia M., Zareei S., Jahadib M. Recycled microbial mortar: Effects of bacterial concentration and calcium lactate content. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 234. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117349
22. Khaliq W., Ehsan M. Crack healing in concrete using various bio influenced self-healing techniques. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 102. Part 1, pp. 349–357 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.11.006
23. Jonkers H., Thijssen A., Muyzer G., Copuroglu O., Schlangen E. Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete. Ecological Engineering. 2010. Vol. 36, pp. 230–235 https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.12.036
24. Priya T., Ramesh N., Agarwal A., Bhusnur S., Chaudhary K. Strength and durability characteristics of concrete made by micronized biomass silica and Bacteria-Bacillus sphaericus. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 226, pp. 827–838 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.172
25. Zhang Z., Ding Y., Qian S. Influence of bacterial incorporation on mechanical properties of engineered cementitious composites (ECC). Construction and Building Materials. 2019. Vol. 196, pp. 195–203 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.089
26. Jafarnia M., Saryazdi M., Moshtaghioun S. Use of bacteria for repairing cracks and improving properties of concrete containing limestone powder and natural zeolite. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 242 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118059
27. Schwantes-Cezario N., Camargo G., Couto A., Porto M., Cremasco L., Andrello A., Toralles B. Mortars with the addition of bacterial spores: Evaluation of porosity using different test methods. Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 30. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101235
28. Kalhori H., Bagherpour R. Application of carbonate precipitating bacteria for improving properties and repairing cracks of shotcrete. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 148, pp. 249–260. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.074
29. Dovom H., Moghaddam A., Karrabi M. Induction of microbial carbonate precipitation as a sustainable strategy for post-improvement and remediation of cold mix asphalt. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 256. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119435
30. Qian C., Ren L., Xue B., Cao T. Bio-mineralization on cement-based materials consuming CO2 from atmosphere. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 106, pp. 126–132 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.105
31. Abo-El-Enein S., Ali A., Talkhan F., Abdel-Gawwad H. Application of microbial biocementation to improve the physico-mechanical properties of cement mortar. HBRC Journal. 2013. Vol. 9, pp. 36–40. https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2012.10.004
32. Mondal S., Ghosh A. Spore-forming Bacillus subtilis vis-à-vis non-spore-forming Deinococcus radiodurans, a novel bacterium for self-healing of concrete structures: A comparative study. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 266. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121122
33. Nain N., Surabhi R., Yathish N., Krishnamurthy V., Deepa T., Tharannum S. Enhancement in strength parameters of concrete by application of Bacillus bacteria Construction and Building Materials. 2019. Vol. 202, pp. 904–908. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.059
34. Rauf M., Khaliq W., Khushnood A., Ahmed I. Comparative performance of different bacteria immobilized in natural fibers for self-healing in concrete. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 258. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119578
35. Zhangab J., Zhao C., Zhou A., Yang C., Zhao L., Li Z. Aragonite formation induced by open cultures of microbial consortia to heal cracks in concrete: Insights into healing mechanisms and crystal polymorphs. Construction and Building Mate-rials. 2019. Vol. 224, pp. 815–822. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.129
36. Wiktor V., Jonkers H. Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete. Cement and Concrete Composites. 2011. Vol. 33, pp. 763–770. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2011.03.012
37. Wang J., Tittelboom K., Belie N., Verstraeteb W. Use of silica gel or polyurethane immobilized bacteria for self-healing concrete. Construction and Building Materials. 2012. Vol. 26, pp. 532–540 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.06.054
38. González A., Parraguez A., Corvalán L., Correac N., Castrod J., Stuckrath C., González M. Evaluation of Portland and Pozzolanic cement on the self-healing of mortars with calcium lactate and bacteria. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 257. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119558
39. Gupta S., Kua H., Pang S. Healing cement mortar by immobilization of bacteria in biochar: An integrated approach of self-healing and carbon sequestration. Cement and Concrete Composites. 2018. Vol. 86, pp. 238–254. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.11.015
40. Chen H., Qian C., Huang H. Self-healing cementitious materials based on bacteria and nutrients immobilized respectively. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 126, pp. 297–303. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.023
41. Stuckrath C., Serpell R., Valenzuela L., Lopez M. Quantification of chemical and biological calcium carbonate precipitation: Performance of self-healing in reinforced mortar containing chemical admixtures. Cement and Concrete Composites. 2014. Vol. 50, pp. 10–15 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.02.005
42. Jiang L., Jia G., Jiang C., Li Z. Sugar-coated expanded perlite as a bacterial carrier for crack-healing concrete applications. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 232. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117222
43. Erşan Y., Hernandez-Sanabria E., Boon N., De Belie N. Enhanced crack closure performance of microbial mortar through nitrate reduction. Cement and Concrete Composites. 2016. Vol. 70, pp. 159–170.
44. Tziviloglou E., Wiktor V., Jonkers H., Schlangen E. Bacteria-based self-healing concrete to increase liquid tightness of cracks. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 122, pp. 118–125. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.06.080
45. Khushnood R., Qureshi Z., Shaheen S., Ali S. Bio-mineralized self-healing recycled aggregate concrete for sustainable infrastructure. Science of the Total Environment. 2020. Vol. 703. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135007
46. Xu J., Wang X., Wang B. Biochemical process of ureolysis-based microbial CaCO3 precipitation and its application in self-healing concrete. Applied Microbiology and Biotechnology. 2018. Vol. 102, pp. 3121–3132. https://doi.org/10.1007/s00253-018-8779-x
47. Xu J., Wang X. Self-healing of concrete cracks by use of bacteria-containing low alkali cementitious material. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 167, pp. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.02.020
48. Zhang J., Liu Y., Feng T., Zhou M., Zhao L., Zhou A., Li Z. Immobilizing bacteria in expanded perlite for the crack self-healing in concrete. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 148, pp. 610–617. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.021
49. Wang J., Mignon A., Trenson G., Vlierberghe S., Boon N., De Belie N. A chitosan based pH-responsive hydrogel for encapsulation of bacteria for self-sealing concrete. Cement and Concrete Composites. 2018. Vol. 93, pp. 309–322. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2018.08.007
50. Snoeck D., Wiktor V., Vliergerghe S., Boon N., Belie N., Wang J., Mignon A. Application of modified-alginate encapsulated carbonate producing bacteria in concrete: a promising strategy for crack self-healing. Front Microbiol. 2015. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01088
51. Pei R., Liu J., Wang S., Yang M. Use of bacterial cell walls to improve the mechanical performance of concrete. Cement and Concrete Composites. 2013. Vol. 39, pp. 122–130 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.03.024
52. Annamalai S., Arunachalam K., Sathyanarayanan K. Production and characterization of Bio Caulk by Bacillus pasteurii and its remediation properties with carbon nano tubes on concrete fractures and fissures. Materials Research Bulletin. 2012. Vol. 47, pp. 3362–3368. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.07.024
53. Wang J.,Dewanckele J., Cnudde V., Van Vlierberghe S., Verstraete W., Belie N. X-ray computed tomography proof of bacterial-based self-healing in concrete. Cement and Concrete Composites. 2014. Vol. 53, pp. 289–304 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.07.014
54. Wu M., Hu X., Zhang Q., Cheng W., Xue D., Zhao Y. Application of bacterial spores coated by a green inorganic cementitious material for the self-healing of concrete cracks. Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 113. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103718
55. Zheng T., Su Y., Qian C., Zhou H. Low alkali sulpho-aluminate cement encapsulated microbial spores for self-healing cement-based materials. Biochemical Engineering Journal. 2020. Vol. 163. https://doi.org/10.1016/j.bej.2020.107756
56. Wani I., Singh K. Effect of encapsulated bacteria on concrete properties: A review. Materials-today: proceeding. 2020. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.540
57. Intarasoontron J., Pungrasmi W., Nuaklong P., Jongvivatsakul P., Likit-lersuang S. Comparing performances of MICP bacterial vegetative cell and microencapsulated bacterial spore methods on concrete crack healing. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 302. 124227. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124227
58. Tan L., Ke X., Li Q., Gebhard S., Ferrandiz-Mas V., Paine K., Chen W. The effects of biomineralization on the localised phase and microstructure evolutions of bacteria-based selfhealing cementitious composites. Cement and Concrete Composites. 2022. doi: https://doi.org/10.1016/ j.cemconcomp.2022.104421
59. Feurgard I., Lors C., Gagné R., Damidot D. Use of colloidal thickeners to inject and retain bacterial growth media to repair cracked concrete. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 262. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119993
60. Jongvivatsakul Р., Janprasit K., Nuaklong P., Pungrasmi W., Likitlersuang S. Investigation of the crack healing performance in mortar using microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) method. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 212, pp. 737–744. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.035
61. Xu J., Wang X., Yao W. Coupled effects of carbonation and bio-deposition in concrete surface treatment. Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 104. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.103358
62. Kaur N.P., Majhi S., Dhami N.K., Mukherjee A. Healing fine cracks in concrete with bacterial cement for an advanced non-destructive monitoring. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 242. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118151
63. Bergh J., Miljević B., Šovljanski O., Vučetić S., Markov S., Ranogajec J., Bras A. Preliminary approach to bio-based surface healing of structural repair cement mortars. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 248. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118557
64. Lors C., Ducasse-Lapeyrusse J., Gagné R., Damidot D. Microbiologically induced calcium carbonate precipitation to repair microcracks remaining after autogenous healing of mortars. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 141, pp. 461–469. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.026
65. De Muynck W., De Belie N., Verstraete W. Microbial carbonate precipitation in construction materials: A review. Ecological Engineering. 2010. Vol. 36, pp. 118–136. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2009.02.006
66. Chunxiang Q., Jianyun W., Ruixing W., Liang C. Corrosion protection of cement-based building materials by surface deposition of CaCO3 by Bacillus pasteurii. Materials Science and Engineering: C. 2009. Vol. 29, pp. 1273–1280. https://doi.org/10.1016/j.msec.2008.10.025
67. Rodriguez-Navarro C., Rodriguez-Gallego M., Chekroun K., Teresa M. Conservation of ornamental stone by Myxococcus xanthus-Induced Carbonate Biomineralization. American Society for Microbiology Journals. 2003. https://doi.org/10.1128/AEM.69.4.2182-2193.2003
68. Rodriguez-Navarro C., Jroundi F., Schiro M., Ruiz-Agudo E., González-Muñoz M. Influence of substrate mineralogy on bacterial mineralization of calcium carbonate: implications for stone conservation. American Society for Microbiology Journals. 2012. https://doi.org/10.1128/AEM.07044-11
69. De Muynck W., Cox K., De Belie N., Verstraete  W. Bacterial carbonate precipitation as an alternative surface treatment for concrete. Construction and Building Materials. 2008. Vol. 22, pp. 875–885. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.12.011
70. Liu M .,Xia J., Chin C., Liu Z. Improving the properties of recycled aggregate pervious pavement blocks through bio-mineralization. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 262. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120065
71. García-González J., Rodríguez-Robles D., Wang J., Belie N., Pozo J., Guerra-Romero M., Juan-Valdés A. Quality improvement of mixed and ceramic recycled aggregates by biodeposition of calcium carbonate. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 154, pp. 1015–1023. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.08.039
72. Zhu T., Lin Y., Lu X., Dittrich M. Assessment of cyanobacterial species for carbonate precipitation on mortar surface under different conditions. Ecological Engineering. 2018. Vol. 120, pp. 154–163. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.05.038
73. Schwantes-Cezario N., Cremasco L., Medeiros L., Teixeira G., Albino U., Lescano L., Matsumoto L., De Oliveira A., Catarini da Silva P., Toralles B. Potential of cave isolated bacteria in self-healing of cement-based materials. Journal of Building Enginee-ring. 2022. Vol. 45. 103551. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103551
74. Son H., Kim H., Park S., Lee H. Ureolytic/non-ureolytic bacteria co-cultured self-healing agent for cementitious materials crack repair. Materials (Basel). 2018. https://doi.org/10.3390/ma11050782
75. Zhu T., Paulo C., Merroun M., Dittricha M. Potential application of biomineralization by Synechococcus PCC8806 for concrete restoration. Ecological Engineering. 2015. Vol. 82. No. 2, pp. 459–468. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2015.05.017
76. Kadapure S., Deshannavar U. Bio-smart material in self-healing of concrete. Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 49. Part 5, pp. 1498–1503. doi.org/10.1016/j.matpr.2021.07.245.
77. Abo-El-Enein S., Ali A., Talkhan F., Abdel-Gawwad  H. Utilization of microbial induced calcite precipitation for sand consolidation and mortar crack remediation. HBRC Journal. 2012. Vol. 8, pp. 185–192. https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2013.02.001
78. Строкова В.В., Власов Д.Ю., Франк-Каменецкая О.В. Микробная карбонатная биоминерализация как инструмент природоподобных технологий в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2019. № 7. С. 66–72. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-772-7-66-72
78. Strokova V.V., Vlasov D.Yu., Frank-Kamenetskaya O.V. Microbial сarbonate biomineralisation as a tool of natural-like technologies in construction material science. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 7, pp. 66–72. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-772-7-66-72
79. Строкова В.В., Власов Д.Ю., Франк-Каменецкая О.В., Духанина У.Н., Балицкий Д.А. Применение микробной карбонатной биоминерализации в биотехнологиях создания и восстановления строительных материалов: анализ состояния и перспективы развития // Строительные материалы. 2019. № 9. С. 83–103. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-774-9-83-103
79. Strokova V.V., Vlasov D.Yu., Frank-Kamenetskaya O.V., Dukhanina U.N., Balitsky D.A. Application of microbial carbonate biomineralization in biotechnologies of building materials creation and restoration: analysis of the state and prospects of development. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 9, pp. 83–103. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-774-9-83-103

Для цитирования: Строкова В.В., Духанина У.Н., Балицкий Д.А., Дроздов О.И., Нелюбова В.В., Франк-Каменецкая О.В., Власов Д.Ю. Полиморфизм и морфология карбонатов кальция в технологиях строительных материалов, использующих бактериальную биоминерализацию (обзор) // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 82–122. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-82-122

Сухие строительные смеси для напольных покрытий с использованием нанодисперсных добавок

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Бадмаева Э.В.,
Лхасаранов С.А.,
Урханова Л.А.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-76-81
УДК: 666.9

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Приведены результаты исследований по определению прочности при сжатии композиционного вяжущего для напольных сухих строительных смесей, позволяющие судить о физико-механических свойствах вяжущего при гидратации цемента без добавок и с введением добавок суперпластификатора и нанодисперсного диоксида кремния – нанокремнезема. Кинетику твердения композиционных вяжущих определяли с помощью термического анализа методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) на приборе Excellence Меттлер Толедо с модульной конструкцией. При введении суперпластификатора появляется стерическое препятствие, позволяющее частицам композиционного вяжущего эффективно диспергироваться в смеси. При введении нанокремнезема в состав композиционного вяжущего улучшаются физико-механические и эксплуатационные свойства напольного покрытия благодаря направленному формированию структуры композита. Доказано, что при замене цемента золой-уноса на 30% наблюдается сохранение прочностных характеристик цементного камня. При анализе фазового состава отмечено повышение однородности и плотности структуры, формирование оптимального состава новообразований твердеющего композита. Установлено, что совместное введение портландцемента, золы-уноса, суперпластификатора и нанокремнезема в сухую строительную смесь для напольных покрытий приводит к повышению физико-механических свойств.
Э.В. БАДМАЕВА, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
С.А. ЛХАСАРАНОВ, канд. техн. наук, (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.А. УРХАНОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления (670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40В)

1. Баженов Ю.М., Коровяков В.Ф., Денисов Г.А. Технология сухих строительных смесей. М.: АСВ, 2003. 96 с.
2. Баженов Ю.М., Королев Е.В. Технология наномодифицирования строительных материалов. Сборник докладов участников круглого стола «Наносистемы в строительстве и производстве строительных материалов». М.: АСВ, 2007. С. 33–38.
3. Загороднюк Л.Х., Лесовик В.С., Шамшуров А.В., Беликов Д.А. Композиционное вяжущее на основе комплексного органоминерального модификатора для сухих ремонтных смесей // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2014. № 5. С. 25–31.
4. Иващенко Ю.Г., Тимохин Д.К., Страхов А.Т. Модифицирующее действие органических добавок на цементные композиционные материалы // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2012. № 4. С. 220–226.
5. Корнеев В.И., Зозуля П.В., Медведева И.Н., Богоявленская Г.А., Нуждина Н.И., Брыков А.С. Технология сухих строительных смесей. СПб.: Лань, 2018. 372 с.
6. Лесовик В.С. Классификация активных минеральных добавок для композиционных вяжущих с учетом генезиса // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2012. № 3. С. 10–14.
7. Лесовик В.С., Загороднюк Л.Х., Чулкова И.Л. Закон сродства структур в материаловедении // Фундаментальные исследования. 2014. № 3. Ч. 2. С. 267–271.
8. Логанина В.И., Макарова Л.В., Мокрушина Ю.А. Тонкодисперсные наполнители на основе силикатов кальция для сухих строительных смесей // Строительные материалы. 2010. № 2. С. 36–37.
9. Сафаров К.Б., Степанова В.Ф., Фаликман В.Р. Влияние механоактивированной низкокальциевой золы-уноса на коррозионную стойкость гидротехнических бетонов Рогунской ГЭС // Строительные материалы. 2017. № 10. С. 20–25.
10. Семин Д.А. Технология производства сухих строительных смесей на основе композиционного вяжущего с добавлением золошлака // Научно-практические исследования. 2021. № 1–4 (36). С. 57–59.
11. Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Бардаханов С.П. Модифицированный бетон с применением нанокремнезема. Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2019. 104 с.
12. Чернышов Е.М. Приложения нанохимии в технологии твердофазных строительных материалов: научно-инженерная проблема, направления и примеры реализации // Строительные материалы. 2008. № 2. С. 32–36.
13. Яковлев Г.И., Дрохитка Р., Первушин Г.Н., Грахов В.П., Саидова З.С., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В., Пудов И.А., Эльре-фаи А.Э.М.М. Мелкозернистый бетон, модифицированный суспензией хризотиловых нановолокон // Строительные материалы. 2019. № 1–2. С. 4–10. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-767-1-2-4-10
14. Яковлев Г.И., Плеханова Т.А., Полянских И.С., Гордина А.Ф. Физико-химические свойства и долговечность строительных материалов. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2015. 81 с.
15. Flores Y.C., Cordeiro G.C., Toledo Filho R.D. and Tavares L.M. Performance of Portland cement pas-tes containing nano-silica and different types of silica // Construction and Building Materials. 2017. No. 146, pp. 524–530. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.069
16. Rai S., Tiwari S. Nano silica in cement hydration // Materials Today: Proceedings. 2018. No. 5 (3), pp. 9196–9202. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.10.044
17. Zhang B., Tan H., Shen W., Xu G., Ma B. and Ji X. Nano-silica and silica fume modified cement mortar used as Surface Protection Material to enhance the impermeability // Cement and Concrete Composites. 2018. No. 92, pp. 7–17. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.10.044

Для цитирования: Бадмаева Э.В., Лхасаранов С.А., Урханова Л.А. Сухие строительные смеси для напольных покрытий с использованием нанодисперсных добавок // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 76–81. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-76-81

Исследование свойств гипсокерамического материала на основе техногенного ангидрита

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Неганова У.А.,
Гордина А.Ф.,
Гинчицкая Ю.Н.,
Саидова З.С.,
Александров А.М.,
Яковлев Г.И.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-70-75
УДК: 691.5

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Приведены результаты исследования свойств и структуры гипсокерамики на основе фторангидрита, полученной методом полусухого прессования. Для улучшения свойств обожженных композиций в качестве воды затворения использован раствор хлорида натрия, выполняющий роль плавня при обжиге. На основе дифференциально-термического анализа и показателей основных физико-технических характеристик композиций (прочность при сжатии, усадка, коэффициент размягчения) установлена оптимальная температура обжига, равная 800оС. Также определена оптимальная концентрация соли NaCl в растворе. Установлено, что полученный гипсокерамический материал в условиях повышенной влажности продолжает набирать прочность за счет гидратации ангидрита.
У.А. НЕГАНОВА, студентка (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Ф. ГОРДИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.Н. ГИНЧИЦКАЯ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
З.С. САИДОВА, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.М. АЛЕКСАНДРОВ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.И. ЯКОВЛЕВ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова (426069 г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)

1. Шишакина О.А., Паламарчук А.А. Обзор направлений утилизации техногенных отходов в производстве строительных материалов // Международ-ный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 4. С. 198–199.
2. Пономаренко А.А., Капустин Ф.Л. Технология переработки фторангидрита для использования в производстве портландцемента // Химическая технология. 2011. № 6. С. 323–325.
3. Кудяков А.И., Аниканова Л.А., Редлих В.В., Саркисов Ю.С. Влияние сульфата и сульфита натрия на процессы структурообразования фторангидритовых композиций // Строительные материалы. 2012. № 10. С. 50–53.
4. Бондаренко С.А., Трофимов Б.Я., Черных Т.Н, Крамар Л.Я. Использование фторангидрита в производстве пазогребневых перегородок // Строительные материалы. 2008. № 3. С. 68–69.
5. Аниканова Л.А., Волкова О.В., Курмангалиева А.И., Волков К.С. Исследование фторангидритового сырья для получения композиционных вяжущих // Вестник ТГАСУ. 2015. № 4. С. 160–164.
6. Yakovlev G., Pervushin G., Grahov V., Kalabina D., Gordina A., Ginchitskaya J., Drochytka R. Structural and thermal insulation materials based on high-strength anhydrite binder. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 4th World Multidisciplinary Civil Engineering-Architecture-Urban Planning Symposium, Prague. 2019. Vol. 603. 032071. DOI: 10.1088/1757-899X/603/3/032071
7. Аниканова Л.А. Эффективность использования фторангидрита в производстве стеновых и отделочных материалов // Вестник ТГАСУ. 2015. № 1. С. 48–53.
8. Голик В.И., Разоренов Ю.И., Комащенко В.И. Сухие строительные смеси на основе отходов горного производства // Сухие строительные смеси. 2017. № 5. С. 19–25.
9. Plekhanova T.A., Krutikov V.A., Bondar’ A.Y. Pro-duction Technology for Gypsum-Ceramic Material. Glass and Ceramics. 2003. No. 60, pp. 411–413. DOI: 10.1023/B:GLAC.0000020802.15527.BB
10. Lei L., Yan H., Hong W.B., Wu S.Ya., Chen X.M. Dense gypsum ceramics prepared by room-temperature cold sintering with greatly improved mechanical properties. Journal of the European Ceramic Society. 2020. No. 40, pp. 89–93. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2020.06.003
11. Макаров Д.В., Мелконян Р.Г., Суворова О.В., Кумарова В.А. Перспективы использования промышленных отходов для получения керамических строительных материалов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 5. С. 254–281.
12. Brencich A., Lątka D., Matysek P., Orban Z., Sterpi E. Compressive strength of solid clay brickwork of masonry bridges: Estimate through Schmidt Hammer tests. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 306. 124494. DOI: https://doi.org/10.1016%2Fj.conbuildmat.2021.124494
13. Яковлев Г.И., Кодолов В.И. Жидкофазное спекание фторангидрита при синтезе гипсокерамических материалов // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1999. Т. 42. Вып. 1. С. 97–100.
14. Яковлев Г.И., Ласис А.Ю. Гипсокерамический материал на основе фторангидрита. Вторые Академические чтения РААСН: Современные проблемы строительного материаловедения. Ч. 2. Казань, 1996. С. 20–21.

Для цитирования: Неганова У.А., Гордина А.Ф., Гинчицкая Ю.Н., Саидова З.С., Александров А.М., Яковлев Г.И. Исследование свойств гипсокерамического материала на основе техногенного ангидрита // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 70–75. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-70-75

Модификация композиционных вяжущих ультрадисперсной добавкой, полученной при гидролизе портландцемента

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Данзанов Д.В.,
Урханова Л.А.,
Лхасаранов С.А.,
Дамбаев Ж.Г.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-65-69
УДК: 666.96

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Приведены результаты исследований вяжущих с применением алюмосиликатных пород – перлитов Мухор-Талинского месторождения Республики Бурятия и ультрадисперсной добавки, полученной при гидролизе портландцемента. Композиционное вяжущее изготовлено путем совместного помола портландцемента, стекловидного и закристаллизованного перлита. Для модификации композиционного вяжущего была использована ультрадисперсная добавка, полученная при гидролизе портландцемента. Методом лазерной дифракции установлен размер частиц ультрадисперсной добавки. Определены показатели прочности композиционных вяжущих с различным содержанием стекловидного и закристаллизованного перлита. Физико-механические показатели разработанных составов композиционных вяжущих с заменой клинкерной составляющей до 30 мас. % не уступают показателям обычного портландцемента. Совместное использование закристаллизованного и стекловидного перлита способствует появлению дополнительных центров кристаллизации гидросиликатов кальция и связыванию портландита аморфным кремнеземом. Проведен ИК-спектральный анализ композиционных вяжущих, модифицированных ультрадисперсной добавкой. Установлены изменения фазового состава формирующихся гидросиликатов кальция. Совместное использование перлитов и ультрадисперсной добавки в составе композиций способствует повышению степени гидратации, образованию большего количества низкоосновных гидросиликатов кальция.
Д.В. ДАНЗАНОВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.А. УРХАНОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ),
С.А. ЛХАСАРАНОВ, канд. техн. наук, (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ),
Ж.Г. ДАМБАЕВ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления (670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40В)

1. Гаркави М.С., Дергунов С.А., Сериков С.В. Формирование структуры композиционного цемента в процессе измельчения // Строительные материалы. 2021. № 10. С. 65–68. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-796-10-65-68
2. Лесовик В.С., Федюк Р.С. Композиты нового поколения для специальных сооружений // Строительные материалы. 2021. № 3. С. 9–17. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-789-3-9-17
3. Муртазаев С.А.Ю., Саламанова М.Ш., Бисултанов Р.Г., Муртазаева Т.С.А. Высококачественные модифицированные бетоны с использованием вяжущего на основе реакционно-активного минерального компонента // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 74–79.
4. Сафаров К.Б., Степанова В.Ф. Регулирование реакционной способности заполнителей и повышение сульфатостойкости бетонов путем совместного применения низкокальциевой золы-уноса и высокоактивного метакаолина // Строительные материалы. 2016. № 5. С. 70–73.
5. Григорьев В.Г., Козлова В.К., Андрюшина Е.Е., Шкробко Е.В., Лихошерстов А.А. Композицион-ные портландцементы для гидротехнического строительства // Ползуновский вестник. 2012. № 1. С. 62–64.
6. Фомина Е.В., Кудеярова Н.П., Тюкавкина В.В. Активация гидратации композиционного вяжущего на основе техногенного сырья // Строительные материалы. 2015. № 12. С. 61–64.
7. Попов А.Л., Строкова В.В. Фибропенобетон автоклавного твердения с использованием композиционного вяжущего // Строительные материалы. 2019. № 5. С. 38–44. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-38-44
8. Лесовик В.С., Жерновой Ф.Е., Глаголев Е.С. Использование природного перлита в составе смешанных цементов // Строительные материалы. 2009. № 6. С. 84–87.
9. Лесовик B.C., Жерновой Ф.Е. Методология проектирования состава искусственных конгломератов // Бетон и железобетон. 2008. № 5. С. 4–7.
10. Лебедев М.С., Жерновский И.В., Фомина Е.В., Фомин А.Е. Особенности использования глинистых пород при производстве строительных материалов // Строительные материалы. 2015. № 9. С. 67–72.
11. Артамонова О.В., Сергуткина О.Р., Останкова И.В., Шведова М.А. Синтез нанодисперсного модификатора на основе SiО2 для цементных композитов // Конденсированные среды и межфазные границы. 2014. Т. 16. № 2. С. 152–162.
12. Шмитько Е.И., Крылова А.В., Шаталова В.В. Химия цемента и вяжущих веществ. Воронеж: ВГАСУ, 2005. 164 с.
13. Чернышов Е.М., Артамонова О.В., Славчева Г.С. Прикладные нанотехнологические задачи повышения эффективности процессов твердения цементных бетонов // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2017. № 1. С. 25–41. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2017-9-1-25-41
14. Королев Е.В. Нанотехнология в строительном материаловедении. Анализ состояния и достижений. Пути развития // Строительные материалы. 2014. № 11. С. 47–79.
15. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Низамов Р.К., Кашапов Р.Р., Баишев Д.И. Опыт наномодификации цементов низкой водопотребности // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 1. С. 53–57.
16. Тюкавкина В.В., Касиков А.Г., Гуревич Б.И. Структурообразование цементного камня, модифицированного добавкой нанодисперсного диоксида кремния // Строительные материалы. 2018. № 11. С. 31–35. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-765-11-31-35

Для цитирования: Данзанов Д.В., Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Дамбаев Ж.Г. Модификация композиционных вяжущих ультрадисперсной добавкой, полученной при гидролизе портландцемента // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 65–69. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-65-69

Модификация фторангидритовых вяжущих ультрадисперсным порошком диабаза

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Димухаметова А.Ф.,
Яковлев Г.И.,
Первушин Г.Н.,
Бурьянов А.Ф.,
Гордина А.Ф.,
Саидова З.С.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-57-64
УДК: 691.553.3

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Изучено влияние ультрадисперсного порошка диабаза на процессы структурообразования и физико-механические характеристики фторангидритовых вяжущих. Установлено, что введение диабазового порошка в количестве 7% в техногенное ангидритовое вяжущее, способствует повышению прочности на 28%. Результаты механических испытаний сравнивались с контрольным образцом, в составе которого отсутствовала модифицирующая добавка. Повышение прочности наблюдалось на ранних сроках твердения, что объясняется формированием плотной упаковки кристаллов разрабатываемой композиции за счет образования гидросульфоалюминатов кальция и аморфных гидросиликатов кальция тоберморитового ряда, заполняющих поры между кристаллами сульфата кальция. Основным условием формирования плотной структуры фторангидритовой матрицы является создание щелочной среды при активации фторангидрита фосфатом натрия. Формирование новых продуктов гидратации в техногенной ангидритовой композиции на ранних сроках твердения подтверждено методами физико-химического анализа, в том числе рентгенофазовым анализом, рентгеновским микроанализом и сканирующей микроскопией. Исследование позволяет получить композицию с улучшенными физико-механическими свойствами, при этом решаются проблемы с утилизацией фторангидрита и истощением запасов природного ангидритового вяжущего.
А.Ф. ДИМУХАМЕТОВА1, магистр (аспирант) (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.),
Г.Н. ПЕРВУШИН1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Ф. БУРЬЯНОВ2, д-р техн. наук (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.),
З.С. САИДОВА1, магистр (аспирант) (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 (426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
2 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Кудяков А.И., Аниканова Л.А., Редлих В.В. Материалы для ограждающих конструкций из композиционных фторангидритовых вяжущих // Сухие строительные смеси. 2013. № 3. С. 12–14.
2. Яковлев Г.И., Калабина Д.А., Грахов В.П., Бурьянов А.Ф., Гордина А.Ф., Баженов К.А., Никитина С.В. Фторангидритовые композиции с легким заполнителем на основе вспученного перлитового песка // Строительные материалы. 2019. № 5. С. 57–61. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-57-61
3. Яковлев Г.И., Полянских И.С., Кисляков М.А., Гырдымов Д.А. Конструкционно-теплоизоля-ционный материал на основе фторангидрита. Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Фотинские чтения-2021» (весеннее собрание). Ижевск, 2021. С. 193–198.
4. Калабина Д.А., Яковлев Г.И., Васильченко Ю.М., Кузьмина Н.В., Гордина А.Ф. Модификация углеродсодержащими добавками фторангидритовой композиции для устройства полов // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 27–31. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-27-31
5. Гуменюк А.Н., Полянских И.С., Ходырева М.А., Шевченко Ф.Е., Пудов И.А., Первушин Г.Н., Яковлев Г.И. Композиционный материал на основе фторангидрита и технической серы // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 4–10. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-4-10
6. Курмангалиева А.И., Аниканова Л.А., Волкова О.В., Кудяков А.И., Саркисов Ю.С., Абзаев Ю.А. Активация процессов твердения фторангидритовых композиций химическими добавками солей натрия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2020. Т. 63. № 8. С. 73–80.
7. Калабина Д.А., Яковлев Г.И., Дрохитка Р., Грахов В.П., Первушин Г.Н., Баженов К.А., Трошкова В.В. Реологическая активация фторангидритовых композиций эфирами поликарбоксилата // Строительные материалы. 2020. № 1–2. С. 38–47. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-38-47
8. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Грахов В.П., Калабина Д.А., Гордина А.Ф., Гинчицкая Ю.Н., Баженов К.А., Трошкова В.В., Дрохитка Р., Хозин В.Г. Конструкционно-теплоизоляционный материал на основе высокопрочного ангидритового вяжущего // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17. № 1. С. 144–151.
9. Бабайлова Е.С., Новикова В.А. Возможности использования композиционного материала на основе фторангидрита с техногенным модификатором при проведении реконструкции. Сборник докладов XII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс». 2019. С. 267–271.
10. Рузина Н.С., Лушникова Е.С., Гордина А.Ф., Полянских И.С. Экологически эффективные композиционные материалы на основе фторангидрита с техногенными модификаторами // Ресурсо-энергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2018. № 10. С. 144–149.
11. Аниканова Л.А., Кудяков А.И., Ковлер К. Управление процессами структурообразования вяжущих, стеновых и отделочных материалов на основе фторангидритового сырья. Сборник Национальной научно-технической конференции с международным участием «Повышение качества и эффективности строительных и специальных материалов». 2019. С. 106–110.
12. Korkmaz A.V., Mechanical activation of diabase and its effect on the properties and microstructure of Portland cement. Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 16. e00868. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00868
13. Butakova M.D., Gorbunova S.P. Study of the influence of complex additives on properties of the gypsum-cement-puzzolan binder and concretes on its basis. Procedia Engineering. 2016. No. 150, pp. 1461–1467. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.082
14. Li. H., Liu Y., Xu C., Guan X., Zou D., Jing G. Synergy effect of synthetic ettringite modified by citric acid on the properties of ultrafine sulfoaluminate cement-based materials. Cement and Concrete Composites. 2022. Vol. 125. 104312. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104312
15. Капустин Ф.Л. Применение проникающей гидроизоляции для повышения коррозионной стойкости цементного камня // Технологии бетонов. 2015. № 3–4. С. 44–47.
16. Гаркави М.С. Кинетика формирования контактов в наномодифицированных гипсовых материалах // Строительные материалы. 2013. № 2. С. 38–40.
17. Андреев В.В., Семикова С.Г. Термодинамические исследования процесса разложения и сульфатирования гидрокарбоната кальция. Л.: АН ССС. Журнал прикладной химии. 1985. 19 с.
18. Хаев Т.Э., Ткач Е.В., Орешкин Д.В. Облегченный упрочненный гипсовый камень для реставрации памятников архитектуры // Строительные материалы. 2018. № 5. С. 68–72.
19. Петропавловский К.С., Бурьянов А.Ф., Петропавловская В.Б., Новиченкова Т.Б. Облегченные самоармированные гипсовые композиты // Строитель-ные материалы. 2019. № 10. С. 40–45. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-40-45
20. Турчин В.В. Повышение сульфатостойкости цементосодержащих композиций вследствие кристаллизации нанофаз // Интеллектуальные системы в производстве. 2012. № 2 (20). С. 173–180.
21. Hoang Nguyen, Malena Staudacher, Paivo Kinnunen, Valter Carvelli, Mirja Illikainen. Multi-fiber reinforced ettringite-based composites from industrial side streams. Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 211, pp. 1065–1077. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.11.241
22. Nguyen H., Kinnunen P., Carvelli V., Mastali M., Illikainen M. Strain hardening polypropylene fiber reinforced composite from hydrated ladle slag and gypsum. Composites Part B: Engineering. 2019. Vol. 158, pp. 328–338. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.09.056
23. Борисов Д.К., Шевченко Ф.Е., Гордина А.Ф. Изучение влияния минеральных добавок на структуру и свойства строительного гипса. Сборник материалов XXVII Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов «Выставка инноваций-2019» (весенняя сессия). 2019. С. 3–8.

Для цитирования: Димухаметова А.Ф., Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Бурьянов А.Ф., Гордина А.Ф., Саидова З.С. Модификация фторангидритовых вяжущих ультрадисперсным порошком диабаза // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 57–64. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-57-64

Синтез коллоидной добавки на основе алюмосиликатных пород для модификации цементного камня

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Урханова Л.А.,
Доржиева Е.В.,
Гончикова Е.В.,
Яковлев А.П.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-50-56
УДК: 691.542

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Представлены результаты исследований по получению коллоидной добавки на основе алюмосиликатных пород для модификации цементного камня. Установлено, что на основе перлитовых пород Мухор-Талинского месторождения Республики Бурятия можно получать коллоидный модификатор, используя золь-гель технологии с содержанием частиц размером от 70 до 100 нм (общее содержание около 30%). В результате экспериментальных исследований, проведенных с применением современных приборов и оборудования, и анализа элементного состава, структуры стекловидного перлита и структурных особенностей поверхности частиц дисперсных систем на его основе установили: синтезированный коллоидный модификатор состоит из золя кремниевой кислоты и золя гидрооксида алюминия; имеет аморфную структуру; поверхность частиц синтезированной добавки содержит в основном силанольные группы, адсорбированную воду. Установлены зависимости физико-механических свойств цементного камня от концентрации добавки и рН коллоидного раствора. Показана возможность применения синтезированной коллоидной добавки для модификации цементного камня.
Л.А. УРХАНОВА1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. ДОРЖИЕВА1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ),
Е.В. ГОНЧИКОВА1, канд. техн. наук (egonchikova @mail.ru);
А.П. ЯКОВЛЕВ2, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления (670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40В)
2 Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона – НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, 6, к. 5)

1. Урханова Л.А., Зубакин Б.А., Струганов В.Н. Мухор-Талинское месторождение перлитового сырья: возможности и перспективы его использования в стройиндустрии // Строительные материалы и изделия. Киев. 2005. № 7. С. 78–85.
2. Магдеев У.Х., Баженов Ю.М., Цыремпилов А.Д. Энергосберегающие технологии вяжущих и бетонов на основе эффузивных пород. М.: Изд-во РААСН, 2002. 344 с.
3. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: ACB, 2002. 500 с.
4. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. 2006. № 9. С. 89–90.
5. Сватовская Л.Б. и др. Нанодобавки из кремне- и железосодержащего (III) золя для тяжелого бетона на рядовых цементах // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2010. Т. 2. № 5. С. 61–68.
6. Лукутцова Н.П. Наномодифицирующие добавки в бетон // Строительные материалы. 2010. № 9. С. 101–104.
7. Жерновой Ф.Е. Композиционные вяжущие с использованием перлита. Дис. … канд. техн. наук. Белгород, 2010. 203 с.
8. О комплексном использовании основных и сопутствующих пород Мухор-Талинского месторождения перлитов Республики Бурятия: Технико-экономический доклад ПТИ «Росвостокстрой». М., 1991. Т. 1, 2.
9. Горностаева Е.Ю., Ласман И.А., Федоренко Е.А., Камоза Е.В. Древесно-цементные композиции с модифицированной структурой на макро-, микро- и наноуровнях // Строительные материалы. 2015. № 11. С. 13–16.
10. Селяев В.П., Куприяшкина Л.В., Селяев П.В., Киселев Н.Н., Кечуткина Е.Л. Производство тонкодисперсного аморфного микрокремнезема из диатомита методом осаждения диоксида кремния из коллоидной системы // Технология текстильной промышленности. 2018. № 3 (375). С. 46–55.
11. Земнухов Л.А., Панасенко А.Е., Цой Е.А. и др. Состав и строение образцов аморфного кремнезема из шелухи и соломы риса // Неорганические материалы. 2014. Т. 50. № 1. С. 82–89.
12. Патент РФ 2378194. Реакция синтеза диоксида кремния и способ его получения пламенным гидролизом / Вавилов В.В., Судьяров Г.И., Стороженко П.А., Поливанов А.Н., Кочурков А.А. Заявл. 06.02.08. Опубл. 10.01.10.
13. Айлер Р. Химия кремнезема: В 2 ч. М.: Мир, 1982. 1128 с.
14. Доржиева Е.В. Бетоны, модифицированные золем кремнекислоты. Дис. … канд. техн. наук. Улан-Удэ, 2013. 124 с.
15. Урханова Л.А., Доржиева Е.В., Гончикова Е.В. и др. Разработка технологии производства арболита с модифицирующими добавками. Актуальные вопросы строительного материаловедения: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Улан-Удэ, 2021. С. 141–145.

Для цитирования: Урханова Л.А., Доржиева Е.В., Гончикова Е.В., Яковлев А.П. Синтез коллоидной добавки на основе алюмосиликатных пород для модификации цементного камня // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 50–56. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-50-56

Цементный пенобетон неавтоклавного твердения с термомодифицированной торфяной добавкой

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Кудяков А.И.,
Прищепа И.А.
Осипов С.П.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-40-49
УДК: 691.327.333

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Представлены результаты исследования цементного конструкционно-теплоизоляционного пенобетона для индивидуального жилищного строительства. Предложено в качестве модифицирующей добавки, повышающей однородность структуры и качество пенобетона, использовать микропористую органоминеральную торфяную добавку ТМТ600. Показано, что при введении в водный раствор cинтетического пенообразователя торфяной добавки ТМТ600 стабилизируется стойкость пены, что положительно влияет на снижение расслаиваемости пенобетонной смеси и повышает технологичность при индивидуальном строительстве. В результате проведенных исследований установлено, что применение добавки ТМТ600 в пенобетоне позволяет получить стабильную высокую прочность В2,5 при средней плотности D700 за счет более плотного и прочного цементного камня и микропоризованной структуре перегородок (практически без изменения средней плотности); теплопроводность – 0,1 Вт/(м·К); усадку – 1,7 мм/м и морозостойкость F – 50.
А.И. КУДЯКОВ1, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.А. ПРИЩЕПА1, магистр, старший преподаватель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
С.П. ОСИПОВ2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Томский государственный архитектурно-строительный университет (634003, г. Томск, Соляная пл., 2)
2 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30)

1. Tretyachenko T., Pivovarova G., Sogomonyan S. COVID-19: assessment and forecast of the development of the residential real estate market of the Russian Federation using the housing affordability factor model. SHS Web of Conferences. – EDP Sciences. 2021. Vol. 101. 02013. DOI: 10.1051/shsconf/202110102013
2. Blokhin A.A., Sternik S.G., Teleshev G.V. Institutio-nal Transformations of Russia’s Housing Construc-tion Sector in 2020. Studies on Russian Economic Development. 2021. Vol. 32. No. 2, pp. 147–154. DOI: 10.1134/S1075700721020039
3. Shon C.S., Mukangali I., Zhang D., Ulykbanov A., Kim J. Evaluation of non-autoclaved aerated concrete for energy behaviors of a residential house in Nur-Sultan Kazakhstan. Buildings. 2021. Vol. 11. No. 12. 610. DOI: 10.3390/buildings11120610
4. Kejkar R.B., Madhukar A., Agrawal R., Wanjari S.P. Performance evaluation of cost-effective non-autoclaved aerated geopolymer (NAAG) blocks. Arabian Journal for Science and Engineering. 2020. Vol. 45. No. 10, pp. 8027–8039. DOI: 10.1007/s13369-020-04581-9.
5. Arzumanyan A. Technological peculiarities of non autoclaved foam concrete production on the base of volcanic pumice aggregates. Materials Science Forum. Vol. 974, pp. 206–210. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.974.206
6. Моргун В.Н., Моргун Л.В. Обоснование одного из методов совершенствования структуры пенобетонов // Строительные материалы. 2018. № 5. С. 24–26. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-759-5-24-266.
6. Morgun V.N., Morgun L.V. Substantiation of one of the methods for improving the structure of foam concretes. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 5, pp. 24–26. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-759-5-24-26
7. Местников А.Е., Кудяков А.И., Рожин В.К. Цементный пенобетон из портландцементного клинкера и природного минерального сырья Арктической зоны России // Цемент и его применение. 2020. № 2. С. 2–5.
7. Mestnikov A.E., Kudyakov A.I., Rozhin V.K. Cement foam concrete from Portland cement clinker and natural mineral raw materials of the Arctic zone of Russia. Cement i ego primenenie. 2020. No. 2, pp. 2–5. (In Russian).
8. Федосов С.В., Голованов В.И., Лазарев А.А. О проблеме совершенствования строительных изделий, обеспечивающих пожарную безопасность малоэтажных зданий // Строительные материалы. 2021. № 3. С. 57–63. DOI: 10.31659/0585-430X-2021-789-3-57-63
8. Fedosov S.V., Golovanov V.I., Lazarev A.A., Toropova M.V., Malichenko V.G. On the problem of improving construction products that ensure fire safety of low-rise buildings. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2021. No. 3, pp. 57–63. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-789-3-57-63
9. Yuanliang X., Baoliang L., Chun C., Yamei Z. Properties of foamed concrete with Ca (OH)2 as foam stabilizer. Cement and Concrete Composites. 2021. Vol. 118. 103985. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2021.103985
10. Hashim M., Tantray M. Comparative study on the performance of protein and synthetic-based foaming agents used in foamed concrete. Case Studies in Construction Materials. 2021. Vol. 14. DOI: 10.1016/j.cscm.2021.e00524
11. Kudyakov A.I., Steshenko A.B. Cement foam concrete with low shrinkage. Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1085, pp. 245–249. doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.1085.245
12. Федоров В.И., Местников А.Е. Модификация технической пены для монолитного пенобетона введением вторичной целлюлозной фибры // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 1. С. 48–52.
12. Fedorov V.I., Mestnikov A.E. Modification of technical foam for monolithic foam concrete by introducing secondary cellulose fiber. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2018. No. 1, pp. 48–52. (In Russian).
13. Christina Krämer, Matthias Schauerte, Torsten L. Kowald, Reinhard H.F. Trettin, Three-phase-foams for foam concrete application. Materials Cha-racterization. 2015. Vol. 102, pp. 173–179.
14. Steshenko A.B., Kudyakov A.I. Cement based foam concrete with aluminosilicate microspheres for monolithic construction. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 8 (84), pp. 86–96. DOI: 10.18720/MCE.84.9
15. Русина В.В., Шестакова Ю.А. Бесклинкерные вяжущие на основе торфяной золы // Строительные материалы. 2019. № 10. С. 70–74.
15. Rusina V.V., Shestakova Yu.A. Clinkerless binders based on peat ash. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 10, pp. 70–74. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-70-74
16. Kim D.V., Cong L.N., Van L.T., Bazhenova S.I. Foamed concrete containing various amounts of organic-mineral additives. Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1425. No. 1. 012199. DOI: 10.1088/1742-6596/1425/1/012199
17. Копаница Н.О., Кудяков А.И., Ковалева М.А. Торфодревесные теплоизоляционные строительные материалы. Томск: ТГАСУ, 2009. 183 с.
17. Kopanitsa N.O., Kudyakov A.I., Kovaleva M.A. Torfodrevesnyye teploizolyatsionnyye stroitel’nyye materialy [Peat wood thermal insulation building materials]. Tomsk: TGASU. 2009. 183 p.
18. Цветков Н.А., Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Прищепа И.А., Зубкова О.А. Структурообразо-вание цементного камня с добавкой термомодифицированного торфа // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. № 12 (720). С. 52–61.
18. Tsvetkov N.A., Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Prishchepa I.A., Zubkova O.A. Structure formation of cement stone with the addition of thermally modified peat. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel’stvo. 2018. No. 12 (720), pp. 52–61. (In Russian).
19. Kudyakov A.I., Kopanitsa N.O., Kasatkina A.V., Prischepa I.A. Sarkisov J.S. Foam concrete of increased strength with the thermomodified peat additives. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Advanced Materials in Construction and Engineering. Tomsk, TSUAB. 2015. 012012. DOI: 10.1088/1757-899X/71/1/012012
20. Прищепа И.А., Кудяков А.И., Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Журавлев В.А., Сусляев В.И., Угоденко Д.О. Формирование структуры пенобетона с термомодифицированной торфяной добавкой в ранние сроки твердения // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2020. № 18. С. 35–46. DOI: 10/17223/24135542/18/4
20. Prishchepa I.A., Kudyakov A.I., Sarkisov Yu.S., Gorlenko N.P., Zhuravlev V.A., Suslyaev V.I., Ugodenko D.O. Formation of the structure of foam concrete with thermally modified peat additive in the early stages of hardening. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Khimiya. 2020. No. 18, pp. 35–46. DOI: 10/17223/24135542/18/4
21. Осипов С.П., Прищепа И.А., Чахлов С.В., Осипов О.С., Усачёв Е.Ю. Алгоритмы моделирования и обработки информации в рентгенов-ской томографии пеноматериалов // Дефектоскопия. 2021. № 3. С. 53–65. DOI: 10.31857/S0130308221030052
21. Osipov S.P., Prishchepa I.A., Chakhlov S.V., Osipov O.S., Usachyov E.Yu. Algorithms for modeling and processing information in X-ray tomography of foam materials. Defectoscopy. 2021. No. 3. S. 53–65. DOI: 10.31857/S0130308221030052
22. Chung S.Y., Kim J.S., Han T.S., Stephan D., Kamm P.H., Abd Elrahman M. Characterization of foamed concrete with different additives using multi-scale micro-computed tomography. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 319. 125953. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125953

Для цитирования: Кудяков А.И., Прищепа И.А. Осипов С.П. Цементный пенобетон неавтоклавного твердения с термомодифицированной торфяной добавкой // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 40–49. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-40-49

Определение удельной свободной поверхностной энергии бесклинкерных композитов на вяжущем щелочной активации

Журнал: №1-2-2022
Авторы:

Саламанова М.Ш.,
Нахаев М.Р.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-30-39
УДК: 691.32

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Известен факт загрязнения окружающей природной среды и воздушного бассейна углекислым газом, цементной пылью, диоксинами, серой и другими вредными и опасными веществами при производстве традиционного портландцемента. Развитие бесклинкерных вяжущих щелочной активации тонкодисперсных порошков алюмосиликатной природы (геополимеров) достаточно актуально в настоящее время, так как это позволит частично отказаться от карбонатной технологии и уменьшить выбросы в атмосферу. Рецептуры бесклинкерных вяжущих щелочной активации с использованием отходов цементной промышленности и природного сырья алюмосиликатной природы и композитов на их основе позволят найти практическое применение этой технологии на строительном поприще. В работе исследована свободная поверхностная энергия сложной многокомпонентной системы методом ОВРК. Результаты исследований образцов «реакционный компонент+заполнитель+Na2SiO3» водного и воздушно-сухого хранения в возрасте 28 сут и 1 г. показали, что полярная и дисперсионная составляющие поверхностного натяжения свидетельствуют о малореакционноспособной и плохо смачиваемой поверхности; разброс значений свободной энергии поверхности гарантирует высокую долговечность и прочность бетона. Полученные закономерности подтверждают эффективность бесклинкерной технологии, а разработки вяжущих щелочного затворения будут занимать конкурентоспособное положение на строительном рынке.
М.Ш. САЛАМАНОВА1,2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
М.Р. НАХАЕВ1,3, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Грозненский государственный нефтяной технический университете имени академика М.Д. Миллионщикова (364021, г. Грозный, пр. Исаева, 100)
2 Комплексный научно-исследовательский институт имени Х.И. Ибрагимова Российской академии наук (364051, г. Грозный, Старопромысловское ш., 21а)
3 Чеченский государственный университет имени А.А. Кадырова (364024, г. Грозный, ул. А. Шерипова, 32)

1. Chen L., Wang Z., Wang Y. and Feng J. Preparation and properties of alkali activated metakaolin-based geopolymer. Materials (Basel). 2016. No. 9. 767. DOI: 10.3390/ma9090767
2. Zhang Z., Provis J., Zou J., Reid A. and Wang H. Toward an indexing approach to evaluate fly ashes for geopolymer manufacture. Cement and Concrete Research. 2016. Vol. 85, рр. 167–173. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2016.04.007
3. Gao Х.Х., Michaud P., Joussein Е., Rossignol S. Behavior of metakaolin-based potassium geopolymers in acidic solutions. Journal of Non-Crystalline Solids. 2013. Vol. 380, рр. 95–102. OI:10.1016/j.jnoncrysol.2013.09.002
4. Kadhim A., Sadique M., Al-Mufti R. and Hashim Kh. Long-term performance of novel high-calcium one-part alkali-activated cement developed from thermally activated lime kiln dust. Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 32. 101766. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101766
5. Sturm P., Gluth G.J.G., Brouwers H.J.H. and Kühne H.-C. Synthesizing one-part geopolymers from rice husk ash. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 124, рр. 961–966. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.08.017
6. Nuruddin F., Demie S., Memon F.A. and Shafiq N. Effect of superplasticizer and naoh molarity on workability, compressive strength and microstructure properties of self-compacting geopolymer concrete. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Environmental, Chemical, Ecological, Geological and Geophysical Engineering. 2011. Vol. 5. No. 3, рр. 187–194.
7. Villa C., Pecina E., Torres R. and Gómez-Zamorano L. Geopolymer synthesis using alkaline activation of natural zeolite. Construction and Building Materials. 2010. Vol. 24 (11), рр. 2084–2090. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.04.052
8. Alex T., Nath S.K., Kumar S., Kalinkin B., Gurevich E. at al. Utilization of zinc slag through geopolymerization: Influence of milling atmosphere. International Journal of Mineral Processing. 2013. Vol. 123, рр. 102–107. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2013.06.001
9. Ali A. Shubbar, Monower Sadique, Mohammed S. Nasr, Zainab S. Al-Khafaji, Khalid S. Hashim. The impact of grinding time on properties of cement mortar incorporated high volume waste paper sludge ash. Karbala International Journal of Modern Sciеnce. 2020. Vol. 6. Iss. 4. Art.7. DOI: 10.33640/2405-609X.2149
10. Nan Ye, Ye Chen, Jiakuan Yang, Sha Liang, Yong Hu, Bo Xiao, Qifei Huang, Yafei Shi, Jingping Hu, Xu Wu. Co-disposal of MSWI fly ash and Bayer red mud using an one-part geopolymeric system. Journal of Hazardous Materials. 2016. Vol. 318, рр. 70–78. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.06.042
11. Bataev D.K-S., Murtazaev S-A.Yu., Salamano-va M.Sh. Fine-grained concretes on non-clinker binders with highly disperse mineral components. Materials Science Forum. 2018. Vol. 931, рр. 552–557. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.931.552
12. Саламанова М.Ш., Муртазаев С.-А.Ю. Цементы щелочной активации: возможность снижения энергоемкости получения строительных композитов // Строительные материалы. 2019. № 7. С. 32–40. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-772-7-32-40
12. Salamanova M.Sh., Murtazaev S.-A.Yu. Cements of alkaline activation the possibility of reducing the energy intensity of building composites. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 7, рр. 32–40. (In Russian). DOI: https://doi. org/10.31659/0585-430X-2019-772-7-32-40
13. Муртазаев С.-А.Ю., Саламанова М.Ш. Перспективы использования термоактивированного сырья алюмосиликатной природы // Приволжский научный журнал. 2018. Т. 46. № 2. С. 65–70.
13. Murtazayev S-A.Yu., Salamanova M.Sh. Prospects of the use of thermoactivated raw material of alumosilicate nature. Privolzhskii nauchnyi zhurnal. 2018. Vol. 46. No. 2, рр. 65–70. (In Russian).
14. Саламанова М.Ш., Алиев С.А., Муртазаева Р.С.-А.Структура и свойства вяжущих щелочной активации с использованием цементной пыли // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019. Т. 46. № 2. С. 148–158.
14. Salamanova M.Sh., Aliyev S.A., Murtazayev R.S-A. The structure and properties of binders alkaline activation using cement dust. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2019. Vol. 46. No. 2, рр. 148–158. (In Russian).
15. Murtazaev S-A.Yu., Salamanova M.Sh., Ismailova Z.Kh. The Use of highly active additives for the рroduction of clinkerless binders. Proceedings of the International Symposium “Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research”(ISEES 2018). https://doi.org/10.2991/isees-18.2018.68
16. Murtazayev S-A.Yu., Salamanova M.Sh., Alasha-nov A., Ismailova Z. Features of production of fine concretes based on clinkerless binders of alkaline mixing. 14th International Congress for Applied Mineralogy (ICAM 2019) Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 23–27 September 2019. Belgorod, рр. 385–388.
17. Murtazayev S-A.Yu., Salamanova M.Sh., Min-tsaev M.Sh., Bisultanov R.G Fine-grained concretes with clinker-free binders on an alkali gauging. Proceedings of the International Symposium «Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research» dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights
in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019. Vol. 1, рр. 500–503.
18. Sturm P., Gluth G.J.G., Jäger C., Brouwers H.J.H., Kühne H.-C. Sulfuric acid resistance of one-part alkali-activated mortars. Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 109, рр. 54–63. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.04.009
19. Koenig A., Herrmann A., Overmann S., Dehn F. Resistance of alkali-activated binders to organic acid attack: Assessment of evaluation criteria and damage mechanisms. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 151, рр. 405–413. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.06.117
20. Khater A., and Gawwad H. Effect of firing temperatures on alkali activated Geopolymer mortar doped with MWCNT. Advances in Nano Research, 2015. No. 3 (4), рр. 225–242. DOI: 10.12989/anr.2015.3.4.225
21. Khater A., Nagar A.M. and Ezzat M. Optimization of alkali activated grog/ceramic wastes geopolymer bricks. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2016. No. 5 (1), рр. 37–46. DOI: 10.15680/IJIRSET.2015.0501005
22. Nagajothi S. and Elavenil S. Strength assessment of geopolymer concrete using M-sand. International Journal of Chemical Sciences. 2016. No. 14 (1), рр. 115–126.
23. 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). Abstracts & Schedule. Busan, Republic of Korea, 9–11 August 2018, p. 337.
24. Salamanova M.Sh., Murtazayev S.Yu. Clinker-free binders based on finely dispersed mineral components. 20 Internationale Baustofftagung, Tagungsbericht. 12–14 September 2018, Bauhaus-Universität Weimar. Band 1 und 2. Weimar: 2018. В. 2, рр. 707–714.

Для цитирования: Саламанова М.Ш., Нахаев М.Р. Определение удельной свободной поверхностной энергии бесклинкерных композитов на вяжущем щелочной активации // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 30–39. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-30-39

https://www.traditionrolex.com/10