Исследование структурных особенностей и свойств цементного камня на основе композиционных цементно-зольных вяжущих

Приведены результаты исследований структуры цементного камня из композиционного вяжущего (КВ) на основе портландцемента ЦЕМI-42,5Н (ГОСТ 31108–2020) и золы гидроудаления Ново-Иркутской ТЭЦ (далее – ЗГУ). Представлены структурные характеристики ЗГУ и цементного камня (ЦК), полученные с помощью физических методов анализа: рентгеноструктурного и рентгенофлуоресцентного; ТГА-термогравиметрического и петрографического; сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Установлены зависимости прочности ЦК от соотношения компонентов вяжущего и их удельной поверхности, содержания Са(ОН)₂ в составе цементного камня и химически связанной воды. Показано, что увеличение удельной поверхности ЗГУ относительно портландцемента повышает прочность при сжатии цементного камня всех составов КВ, что обусловлено ее пуццолановой активностью. Приоритет роли удельной поверхности ЗГУ перед удельной поверхностью портландцемента позволяет сделать благоприятный прогноз экономической эффективности разработанных вяжущих, так как размолоспособность ЗГУ гораздо выше, чем портландцемента, что позволит значительно снизить энергозатраты при помоле. Сделан вывод: разработанные составы КВ могут быть рекомендованы для производства товарных бетонов и растворов, применяемых в строительном комплексе Иркутской области.

С.В. МАКАРЕНКО¹, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Г. ХОЗИН², д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Иркутский национальный исследовательский технический университет (664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83)
² Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. Михайлов Ю.В. Новые технологии недропользования, обеспечивающие экологическую и национальную безопасность России // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 11. С. 92–106. EDN: ­YLZPIT. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-11-0-92-106
2. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4. С. 16–21. EDN: ­NVYMZJ
3. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. № 4. С. 77–87. EDN: ­MNEMSX. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-14077
4. Рахимов Р.З. Топливно-энергетический комплекс, экология и минеральные вяжущие вещества // Известия КГАСУ. 2022. № 3 (61). С. 67–74. EDN: ­GVGCSA. https://doi.org/10.52409/20731523_2022_3_67
5. Heidrich C., Feuerborn H.J., Weir A. Coal combustions products: a global perspective. International Conference on Mechanical Engineering and Renewable Energy. 2013, pp. 22–23.
6. Брюхань Ф.Ф. Использование золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций для производства строительных материалов. Актуальные проблемы строительной отрасли и образования: Сборник докл. I Национальной конф. Москва, 2020. С. 225–228. EDN: ­PNHKNW.
7. Haleem A., Luthra S., Mannan B. et al.Critical factors for the successful usage of fly ash in roads & bridges and embankments: Analyzing Indian perspective. Resources Policy. 2016. Vol. 49, pp. 334–348. http://dx.doi.org/10.1016/j.resourpol.2016.07.002
8. Марков А.Ю., Строкова В.В., Маркова И.Ю. Оценка свойств топливных зол как компонентов композиционных материалов // Строительные материалы. 2019. № 4. С. 77–83. EDN: ­PNTEQW.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-769-4-77-83
9. Da Silva S.R., Jairo José de Oliveira Andrade. A review on the effect of mechanical properties and durability of concrete with construction and demolition waste (CDW) and fly ash in the production of new cement concrete // Sustainability. 2022. Vol. 14 (11). 6740. EDN: ­IBGSLM. https://doi.org/10.3390/su14116740
10. Raheel M., Rahman F., Ali Q. A stoichiometric approach to find optimum amount of fly ash needed in cement concrete // SN Applied Sciences. 2020. Vol. 2. 1100. EDN: ­OCJXGQ. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2913-y
11. Калашников В.И., Суздальцев О.В., Дрянин Р.А., Сехпосян Г.П. Роль дисперсных и тонкозернистых наполнителей в бетонах нового поколения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 7 (667). С. 11–21. EDN: ­SZGIBB.
12. Явинский А.В., Чулкова И.Л. Влияние удельной поверхности золы гидроудаления на свойства золоцементного камня // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 2. С. 73–80. EDN: ­GTKWZF. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2023.02.73-80
13. Явинский А.В., Чулкова И.Л. Кинетика набора прочности смешанного вяжущего // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2023. Т. 20. № 1 (89). С. 158–166. EDN: ­NYKJTH.
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-1-158-166
14. Макаренко С.В., Хозин В.Г. Перспективы применения зол гидроудаления Иркутской области в качестве основного компонента композиционных цементных вяжущих. // Техника и технология силикатов. 2025. Т. 32. № 2. С. 195–204. EDN: ­WVNUAA. https://doi.org/10.62980/2076-0655-2025-195-204
15. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд. М.: Технопроект, 1998. 768 с. EDN: ­ZTDODP