Анализ процессов структурообразования цементного камня в присутствии добавок из отходов ТЭС различного состава

Несмотря на многолетнюю историю применения цемента в сочетании с различными видами техногенного сырья из отходов топливно-энергетических предприятий, изучение характера и механизмов взаимодействия золы-уноса с вяжущим не теряет своей актуальности. Это обусловлено постоянно изменяющейся вариативностью свойств золы-уноса, связанной с колебанием технологических факторов ее образования. В этой связи представленная работа посвящена изучению кинетики тепловыделения при гидратации цемента в присутствии добавок из широкой выборки техногенного сырья (трех кислых и двух основных зол-уноса), а также изучению процессов структурообразования в различные сроки твердения с использованием растровой электронной микроскопии. Это позволило осуществить дифференциацию протекающих реакций в зависимости от состава и строения частиц золы-уноса, в результате которых формируются основные фазы, слагающие цементный камень. В итоге дополнены теоретические и экспериментальные данные о характере взаимодействия золы-уноса различных типов с цементом, отражающие ключевые факторы (содержание оксидов CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃), способствующие активному структурообразованию, и второстепенные факторы, нивелирующие процесс набора марочной прочности вяжущего (содержание частиц отличной от сферической формы; наличие углистых примесей).

И.Ю. МАРКОВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.В. СТРОКОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.А. СТЕПАНЕНКО, ст. преподаватель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.Н. СИВАЛЬНЕВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46)

1. Федюк Р.С., Мочалов А.В., Битуев А.В., Заяханов М.Е. Особенности структурообразования композиционных материалов на основе цемента, известняка и кислых зол // Неорганические материалы. 2019. Т. 55. № 10. С. 1141–1148. EDN: ­SAHZBV. https://doi.org/10.1134/S0002337X1910004X
2. Ley-Hernandez A.M., Lapeyre J., Cook R., Kumar A., Feys D. Elucidating the effect of water-to-cement ratio on the hydration mechanisms of cement // ACS Omega. 2018. Vol. 3. No. 5, pp. 5092–5105.
https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00097
3. Горленко Н.П., Саркисов Ю.С., Волков В.А., Кульченко А.К. Процессы структурообразования в системе «цемент – вода» при введении химической добавки глиоксаля // Известия вузов. Физика. 2014. Т. 57. № 2. С. 127–132. EDN: ­RYZFKN
4. Кривобородов Ю.Р., Тхет Наинг М. Теоретические предпосылки создания композиционных строительных материалов на основе специальных цементов // Техника и технология силикатов. 2022. Т. 29. № 2. С. 179–188. EDN: ­LENZTN
5. Танг В.Л., Нго С.Х., Булгаков Б.И., Александрова О.В., Ларсен О.А., Орехова А.Ю., Тюрина А.А. Использование золошлаковых отходов в качестве дополнительного цементирующего материала // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 8. С. 19–27. EDN: ­UZCMXW. https://doi.org/10.12737/article_5b6d58455b5832.12667511
6. Копаница Н.О., Демьяненко О.В., Куликова А.А. Комплексные добавки на основе вторичных ресурсов для модификации цементных композиций // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 1. С. 136–144. EDN: ­WLUVTE. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/1/4045
7. Лам Н.З.Т., Самченко С.В. Комплексный модификатор на основе алюминатного цемента и пуццолановой добавки // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. № 5. С. 709–716. EDN: ­JUPMDN. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2023.5.709-716
8. Саламанова М.Ш., Муртазаев С.А.Ю., Нахаев М.Р. Возможные пути альтернативного решения проблем в цементной индустрии // Строительные материалы. 2020. № 1–2. С. 73–77. EDN: ­MWMPHT.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-73-77
9. Александров А.О. О применении термоактивированной золы-уноса для замены цемента в строительстве // Цемент и его применение. 2017. № 3. С. 88–91. EDN: ­ZHBNIF
10. Назиров Р.А., Жжоных А.М., Самойло А.С., Новиков Н.С. Гидравлическая активность высококальциевой золы-уноса с добавками техногенного происхождения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2025. № 3 (795). С. 19–31. EDN: ­QJBNUU. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2025-795-3-19-31
11. Енджиевская И.Г., Василовская Н.Г., Дубровская О.Г., Баранова Г.П., Чудаева А.А. Влияние механоактивации на стабилизацию свойств золы-уноса красноярских ТЭЦ // Журнал Сибирского федерального университета. Сер.: Техника и технологии. 2018. Т. 11. № 7. С. 842–855. EDN: ­SLQBHB. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0099
12. Белякова Е.А., Москвин Р.Н., Тараканов О.В. Цемент на основе золы-уноса для современных строительных технологий // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 1 (30). С. 5–11. EDN: ­YKPIDT
13. Пухаренко Ю.В., Рыжов Д.И., Староверов В.Д. Особенности структурообразования цементных композитов в присутствии углеродных наночастиц фуллероидного типа // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 7 (106). С. 718–723. EDN: ­ZATDHP. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.7.718-723
14. Яковлев Г.И., Грахов В.П., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В., Саидова З.С., Никитина С.В., Бегунова Е.В., Эльрефаи А.Э.М.М. Влияние дисперсий технического углерода на свойства мелкозернистого бетона // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 89–92. EDN: ­XZJAHB. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-89-92
15. Gao F., Tian W., Wang Z., Wang. F. Effect of diameter of multi-walled carbon nanotubes on mechanical properties and microstructure of the cement-based materials. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 260. 120452. EDN: ­ELVKKV. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120452
16. Тараканов О.В., Калашников В.И. Перспективы применения комплексных добавок в бетонах нового поколения // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 1 (39). С. 223–229. EDN: ­YIOAYT