Обзор статьи

Нано- и микромодифицирование цементного камня комплексными добавками на основе SiO2

УДК: 

620.179.152:696

DOI: 

10.23968/1999-5571-2021-18-6-105-114

Страницы: 

105-114

Аннотация: 

Рассматриваются особенности влияния нано-, ультра- и микродобавок на основе SiO2 на процессы гидратации, схватывания, структурообразования и набора прочности цементных систем твердения. В качестве добавок использовались комплексная наноразмерная добавка (КНД) на основе диоксида кремния, натриевое жидкое стекло и метакаолин. Установлено, что используемые добавки ускоряют процессы схватывания и гидратации цементных систем твердения. Время начала схватывания всех модифицированных цементных систем составляет 210 мин при соответствующих значениях пластической прочности 577-582 кПа. При этом для цементной системы, модифицированной КНД на основе оксида кремния, после 28 суток твердения характерно наибольшее значение степени гидратации (93 %), а также высокие прочностные показатели на протяжении всего времени твердения (65 и 93 МПа в 1-е и 28-е сутки соответственно), что обусловлено формированием низко- и высокоосновных гидросиликатов кальция различной морфологии, способных к образованию плотной аморфно-кристаллической структуры.

Список цитируемой литературы: 

  1. Артамонова О. В., Чернышов Е. М. Концепции и основания технологий наномодифицирования структур строительных композитов. Ч. 1. Общие проблемы фундаментальности, основные направления исследований и разработок // Строит. материалы. 2013. № 9. С. 82-90

  2. Низина Т. А., Селяев В. П., Балыков А. С. и др. Оптимизация составов многокомпонентных мелкозернистых фибробетонов, модифицированных на различных масштабных уровнях // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2017. Т. 9, № 2. С. 43-65. DOI: 10.15828/2075-8545-2017-9-2-43-65

  3. Ратинов В. Б., Розенберг Т. И. Добавки в бетон. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1989. 188 с

  4. Reches Y. Nanoparticles as concrete additives: Review and perspectives // Constr. Build. Mater. 2018. Vol. 175. Pp. 483-495. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.214

  5. Paul S. C., van Rooyen A. S., van Zijl G. P. A. G. et al. Properties of cement-based composites using nanoparticles: A comprehensive review // Constr. Build. Mater. 2018. Vol. 189. Pp. 1019-1034. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.09.062

  6. Пухаренко Ю. В., Аубакирова И. У., Никитин В. А. и др. Модифицирование цементных композитов смешанным наноуглеродным материалом фуллероидного типа // Технологии бетонов. 2013. № 12 (89). С. 13-15

  7. Tolchkov Yu. N., Mikhaleva Z. A., Tkachev A. G. et al. The Effect of a Carbon Nanotubes-Based Modifier on the Formation of the Cement Stone Structure // Advanced Materials & Technologies. 2018. No. 3. Pp. 49-56. DOI: 10.17277/amt.2018.03.pp.049-056

  8. Sun J., Xu K., Shi C. et al. Influence of core/shell TiO2@SiO2 nanoparticles on cement hydration // Constr. Build. Mater. 2017. Vol. 156. Pp. 114-122. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.08.124

  9. Wang D., Yang P., Hou P. et al. Cement-based composites endowed with novel functions through controlling interface microstructure from Fe3O4@SiO2 nanoparticles /j. Cem. Concr.Compos. 2017. Vol. 80. Pp. 268-276. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2017.03.017

  10. Яковлев Г. И., Полянских И. С., Первушин Г. Н. и др. Структурная модификация новообразований в цементной матрице дисперсиями углеродных нанотрубок и нанокремнеземом // Строит. материалы. 2016. № 1-2. С. 16-20

  11. Zapata L. E., Portela G., Carrasquillo O. et al. Rheological performance and compressive strength of superplasticized cementitious mixtures with micro/nano-SiO2 additions // Constr. Build. Mater. 2013. Vol. 41. Pp. 708-716. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.12.025

  12. Калашников В. И., Тараканов О. В. О применении комплексных добавок в бетонах нового поколения // Строит. материалы. 2017. № 1-2. С. 62-67

  13. Каприелов С. С., Шейнфельд А. В., Дондуков В. Г. Цементы и добавки для производства высокопрочных бетонов // Строит. материалы. 2017. № 11. С. 4-10

  14. Zhiyi Xie, Han Zhou, Qingchao Li et al. Effects of colloidal nanosilica/polycarboxylate ether superplasticizer nanocomposite and graphene oxide on properties of fly ash blended cement // Constr. Build. Mater. 2020. Vol. 262. Pp. 120767. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120767

  15. Артамонова О. В., Славчева Г. С., Чернышов Е. М. Эффективность применения комплексных наноразмерных добавок для цементных систем // Неорган. материалы. 2017. Т. 53, № 10. С. 1105-1110. DOI: 10.7868/S0002337X1710013X

  16. Закуражнов М. С., Артамонова О. В., Шведова М. А. и др. Механохимическая активация комплексной добавки на основе микрокремнезема для модифицирования структуры цементного камня // Вестник гражданских инженеров. 2019. № 1 (72). С. 125-131. DOI: 10.23968/1999-5571-2019-16-1-125-131

  17. Коротких Д. Н., Артамонова О. В., Чернышов Е. М. О требованиях к наномодифицирующим добавкам для высокопрочных цементных бетонов // Нанотехнологии в строительстве. 2009. Т. 1, № 2. С. 42-49

  18. Артамонова О. В. Синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов. Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2016. 100 с

  19. Lootens D., Joussett O., Matinie L., Roussel N., Flatt R. J. Yield stress during setting of cement pastes from penetration test //j. Cem. Concr. Res. 2009. Vol. 39. Pp. 401-408. DOI: 10.1016/j.cemconres.2009.01.012

  20. Bullard J. W., Jennings H. M., Livingston R. A. Mechanisms of Cement Hydration //j. Cem. Concr. Res. 2011. Vol. 41. Pp. 1208-1223. DOI: 10.1016/j.cemconres.2010.09.011

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Шведова М. А. Воронежский государственный технический университет Воронеж, Россия

Артамонова О. В. Воронежский государственный технический университет Воронеж, Россия

Ракитянская А. Ю. Воронежский государственный технический университет Воронеж, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 6 (89) Декабрь 2021