Русский
English 24-34 стр.
В процессе твердения вяжущей системы в консолидированный конгломерат, эффективность формирования структурного каркаса и основные эксплуатационные характеристики конечного про-дукта в значительной степени зависят от термовлажностных условий среды, в которой происходит консолидация вяжущего или сырца. В рамках данного исследования изучены различные условия твердения вяжущих щелочной активации различного состава. На основании проведенного литературного анализа, в качестве условий твердения для экспериментальных щелочеактивированных систем были выбраны следующие: 1) – термическая сушка, которая осуществлялась сушильном шкафу при температуре 60оС в течение 24 часов; 2) твердение в естественных лабораторных условиях, при температуре 23 ± 2оС, относительной влажности – 33 ± 2%. В качестве щелочных активаторов использовались водные растворы щелочи NaOH и соли Na2SiO3.
Результаты изучения изменения средней плотности показали, что при использовании щелочного активатора тепловая сушка способствует уплотнению затвердевшего композита (характерно для обоих видов щелочного компонента) на 5 и 7% для NaOH и Na2SiO3, соответственно. Отсутствие щелочных активаторов в экспериментальных составах приводит к разуплотнению структуры после воздействия термической сушки и снижению средней плотности до 18%. Результаты исследований показали, что термическая сушка способствует повышению прочностных показателей экспериментальных образцов щелочеактивированного вяжущего с использованием Na2SiO3 до 110 % (от 1.9 до 4 МПа). Для остальных составов наблюдается существенное снижение прочности (более чем в 2 раза). Визуальный анализ экспериментальных образцов щелочеактивированных вяжущих показал, что экспериментальные составы, содержащие добавку цитрогипса, продемонстрировали явные признаки высолообразования в случае их твердения в естественных лабораторных условиях. В то же время для аналогичных составов из серии образцов, твердевших в условиях термической сушки наблюдается полное отсутствие этого явления.
Результаты изучения изменения средней плотности показали, что при использовании щелочного активатора тепловая сушка способствует уплотнению затвердевшего композита (характерно для обоих видов щелочного компонента) на 5 и 7% для NaOH и Na2SiO3, соответственно. Отсутствие щелочных активаторов в экспериментальных составах приводит к разуплотнению структуры после воздействия термической сушки и снижению средней плотности до 18%. Результаты исследований показали, что термическая сушка способствует повышению прочностных показателей экспериментальных образцов щелочеактивированного вяжущего с использованием Na2SiO3 до 110 % (от 1.9 до 4 МПа). Для остальных составов наблюдается существенное снижение прочности (более чем в 2 раза). Визуальный анализ экспериментальных образцов щелочеактивированных вяжущих показал, что экспериментальные составы, содержащие добавку цитрогипса, продемонстрировали явные признаки высолообразования в случае их твердения в естественных лабораторных условиях. В то же время для аналогичных составов из серии образцов, твердевших в условиях термической сушки наблюдается полное отсутствие этого явления.
1. Глуховский В.Д., Пахомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны, «Будiвельник», Киев, 1978. 184 с.
2. Talling B., Krivenko P. Blast furnace slag-the ultimate binder // Waste Materials Used in Concrete Manufacturing. 1996. P. 235 – 289.
3. Кожухова Н.И., Чижов Р.В., Жерновский И.В., Логанина В.И., Строкова В.В. Особенности структурообразования геополимерной вяжущей системы на основе перлита с использованием различных видов щелочного активатора // Строительные материалы. 2016. № 3. С. 61 – 64.
4. Krivenko P.V., Petropavlovskyi O., Rudenko I., Konstantynovskyi O.P. The influence of complex additive on strength and proper deformations of alkali-activated slag cements // Materials Science Forum. 2019. Vol. 968. P. 13 – 19.
5. Калинкин А.М., Гуревич Б.И., Калинкина Е.В., Тюкавкина В.В. Шлаки цветной металлургии Арктического региона: применение для получения высокоэффективных шлакощелочных вяжущих и бетонов // Материалы IX международной научно-практической конференции / Под общей ред. Р.В. Бадылевича, Л.О. Залкинд «Север и Арктика в новой парадигме мирового развития. Лузинские чтения», 2018. С. 129 – 130.
6. Shekhovtsova J., Kovtun M., Kearsley E.P. Temperature rise and initial shrinkage of alkali-activated fly ash cement pastes // Advances in Cement Research. 2016. Vol. 28 (1). P. 3 – 12.
7. Rakhimova N.R., Rakhimov R.Z., Lutskin Y.S., Morozov V.P., Osin Y.N. Solidification of borate ion-exchange resins by alkali-activated slag cements // Revista Romana de Materiale. 2018. Vol. 48. № 2. P. 177 – 184.
8. Муртазаев С.А.Ю., Саламанова М.Ш., Нахаев М.Р., Сайдумов М.С., Алиев С.А., Муртазаева Т.С.А. Способ получения бесклинкерного вяжущего щелочной активации // Патент на изобретение 2732904 C1, 24.09.2020. Заявка № 2020109809 от 05.03.2020.
9. Kozhukhova N.I., Lebedev M.S., Vasilenko M.I., Goncharova E.N. Ecology-toxicology study of low-calcium solid wastes from power plants // International Journal of Pharmacy and Technology. 2016. Vol. 8. № 3. P. 15349 – 15360.
10. Явинский А.В., Чулкова И.Л. Переработка золошлаковых отходов для производства дорожных плит // Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции «Образование. Транспорт. Инновации. Строительство». 2020. С. 631 – 636.
11. Gholampour V.D., Ho T. Ozbakkaloglu Ambient-cured geopolymer mortars prepared with waste-based sands: mechanical and durability-related properties and microstructure // Compos B Eng. 2019. Vol. 160. P. 519 – 534.
12. Shi C., Jiménez A.F., Palomo A. New cements for the 21st century: the pursuit of an alternative to Portland cement // Cement and Concrete Research. 2011. Vol. 41. P. 750 – 763.
13. Zhang P., Zheng Y., Wang K., Zhang J. A review on properties of fresh and hardened geopolymer mortar // Compos B Eng. 2018. Vol. 152. P. 79 – 95.
14. Kozhukhova N., Kadyshev N., Cherevatova A., Voitovich E. Reasonability of application of slags from metallurgy industry in road construction // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2017. № 692. P. 776 – 782 https://doi.org/10.1007/978-3-319-70987-1_82
15. Кадышев Н.Д., Кожухова Н.И. Перспективы использования доменных гранулированных шлаков при производстве эффективных бесцементных вяжущих // Современные строительные материалы, технологии и конструкции: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО «ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова». Грозный: Изд-во ГГНТУ, 2015. С. 139 – 143.
16. Фомина Е.В., Войтович Е.В., Фомин А.Е., Лебедев М.С., Кожухова Н.И. Оценка радиационного качества шлака ОЭМК для применения его в строительных композитах // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 6. С. 130 – 133.
17. Нахаев М.Р., Саламанова М.Ш., Исмаилова З.Х. Закономерности протекания процессов формирования структуры и прочности бесклинкерного вяжущего щелочной активации // Строительные материалы и изделия. 2020. Т. 3. № 1. С. 21 – 29 https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-1-21-29.
18. Рахимова Н.Р., Рахимов Р.З. Влияние содержания добавок термоактивированной глины на свойства и состав продуктов твердения композиционного шлакового вяжущего с низким содержанием щелочного активатора // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2021. № 2 (56). С. 50 – 59.
19. Bellmann F., Stark J. Activation of blast furnace slag by a new method // Cement and Concrete Research. 2009. Vol. 39. Issue 8. P. 644 – 650.
20. Tuyan M., Andiç-Çakir Ö., Ramyar K. Effect of alkali activator concentration and curing condition on strength and microstructure of waste clay brick powder-based geopolymer // Compos B Eng. 2018. Vol. 135. P. 242 – 252.
21. El-Hassan H., Najif I. Effect of process parameters on the performance of fly ash/GGBS blended geopolymer composites J. Sustainable // Cem. Based Mater. 2018. Vol. 7. P. 122 – 140.
22. Li N., Farzadnia N., Shi C. Microstructural changes in alkali-activated slag mortars induced by accelerated carbonation // Cement and Concrete Research 2017. Vol. 100. P. 214 – 226.
23. Provis J.L., Palomo A., Shi C. Advances in understanding alkali-activated materials // Cement and Concrete Research. 2015. Vol. 78. P. 110 – 125.
24. Lee N.K., Lee H.K. Setting and mechanical properties of alkali-activated fly ash/slag concrete manufactured at room temperature // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 47. P. 1201 – 1209.
25. Chang J.J. A study on the setting characteristics of sodium silicate-activated slag pastes // Cement and Concrete Research. 2003. Vol. 33. P. 1005 – 1011.
26. Haha M.B., Le Saout G., Winnefeld F., Lothenbach B. Influence of activator type on hydration kinetics, hydrate assemblage and microstructural development of alkali activated blast-furnace slags // Cement Concrete Research. 2011. Vol. 41. P. 301 – 310.
27. Fernández-Jiménez A., Puertas F. Setting of alkali-activated slag cement: influence of activator nature // Advances in Cement Research. 2001. Vol. 13. P. 115 – 121.
28. Gharzouni A., Joussein E., Samet B., Baklouti S., Pronier S., Sobrados I., Sanz J., Rossignol S. The effect of an activation solution with siliceous species on the chemical reactivity and mechanical properties of geopolymers // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2015. Vol. 73 (1). P. 250 – 259.
29. Li J., Chen Z., Shen J., Wang B., Fan L. The enhancement effect of pre-reduction using zero-valent iron on the solidification of chromite ore processing residue by blast furnace slag and calcium hydroxide // Chemosphere. 2015. Vol. 134. P. 159 – 165.
30. Salman M., Cizer Ö., Pontikes Y., Vandewalle L., Blanpain B., Van Balen K. Effect of curing temperatures on the alkali activation of crystalline continuous casting stainless steel slag // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 71. P. 308 – 316.
31. Wang K.T., Lemougna P.N., Tang Q., Li W., He Y., Cui X.M. Low temperature depolymerization and polycondensation of a slag-based inorganic polymer // Ceramic International. 2017. Vol. 43. P. 9067 – 9076.
32. Yip C.K., Lukey G.C., Provis J.L., van Deventer J.S. Effect of calcium silicate sources on geopolymerisation // Cement and Concrete Research. 2008. Vol. 38. P. 554 – 564.
33. Tan Z., De Schutter G., Ye G., Gao Y., Machiels L. Influence of particle size on the early hydration of slag particle activated by Ca(OH)2 solution // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 52. P. 488 – 493.
34. Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Titenko A.A. Utilization of gypsum-bearing wastes in materials of the construction industry and other areas // Construction Materials and Products. 2021. Т. 4. № 1. С. 5 – 17. doi:10.34031/2618-7183-2021-4-1-5-17
35. Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Elistratkin M.Yu., Nikulin I.S., Titenko A.A. Binders from gypsum-containing waste and products based on them // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. T. 945 (1). 012057. doi:10.1088/1757-899X/945/1/012057
36. Kozhukhova N.I., Chizhov R.V., Zhernovsky I.V., Strokova V.V. Structure formation of geopolymer perlite binder vs. type of alkali activating agent // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Vol. 11. Issue. 20. P. 12275 – 12281.
2. Talling B., Krivenko P. Blast furnace slag-the ultimate binder // Waste Materials Used in Concrete Manufacturing. 1996. P. 235 – 289.
3. Кожухова Н.И., Чижов Р.В., Жерновский И.В., Логанина В.И., Строкова В.В. Особенности структурообразования геополимерной вяжущей системы на основе перлита с использованием различных видов щелочного активатора // Строительные материалы. 2016. № 3. С. 61 – 64.
4. Krivenko P.V., Petropavlovskyi O., Rudenko I., Konstantynovskyi O.P. The influence of complex additive on strength and proper deformations of alkali-activated slag cements // Materials Science Forum. 2019. Vol. 968. P. 13 – 19.
5. Калинкин А.М., Гуревич Б.И., Калинкина Е.В., Тюкавкина В.В. Шлаки цветной металлургии Арктического региона: применение для получения высокоэффективных шлакощелочных вяжущих и бетонов // Материалы IX международной научно-практической конференции / Под общей ред. Р.В. Бадылевича, Л.О. Залкинд «Север и Арктика в новой парадигме мирового развития. Лузинские чтения», 2018. С. 129 – 130.
6. Shekhovtsova J., Kovtun M., Kearsley E.P. Temperature rise and initial shrinkage of alkali-activated fly ash cement pastes // Advances in Cement Research. 2016. Vol. 28 (1). P. 3 – 12.
7. Rakhimova N.R., Rakhimov R.Z., Lutskin Y.S., Morozov V.P., Osin Y.N. Solidification of borate ion-exchange resins by alkali-activated slag cements // Revista Romana de Materiale. 2018. Vol. 48. № 2. P. 177 – 184.
8. Муртазаев С.А.Ю., Саламанова М.Ш., Нахаев М.Р., Сайдумов М.С., Алиев С.А., Муртазаева Т.С.А. Способ получения бесклинкерного вяжущего щелочной активации // Патент на изобретение 2732904 C1, 24.09.2020. Заявка № 2020109809 от 05.03.2020.
9. Kozhukhova N.I., Lebedev M.S., Vasilenko M.I., Goncharova E.N. Ecology-toxicology study of low-calcium solid wastes from power plants // International Journal of Pharmacy and Technology. 2016. Vol. 8. № 3. P. 15349 – 15360.
10. Явинский А.В., Чулкова И.Л. Переработка золошлаковых отходов для производства дорожных плит // Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции «Образование. Транспорт. Инновации. Строительство». 2020. С. 631 – 636.
11. Gholampour V.D., Ho T. Ozbakkaloglu Ambient-cured geopolymer mortars prepared with waste-based sands: mechanical and durability-related properties and microstructure // Compos B Eng. 2019. Vol. 160. P. 519 – 534.
12. Shi C., Jiménez A.F., Palomo A. New cements for the 21st century: the pursuit of an alternative to Portland cement // Cement and Concrete Research. 2011. Vol. 41. P. 750 – 763.
13. Zhang P., Zheng Y., Wang K., Zhang J. A review on properties of fresh and hardened geopolymer mortar // Compos B Eng. 2018. Vol. 152. P. 79 – 95.
14. Kozhukhova N., Kadyshev N., Cherevatova A., Voitovich E. Reasonability of application of slags from metallurgy industry in road construction // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2017. № 692. P. 776 – 782 https://doi.org/10.1007/978-3-319-70987-1_82
15. Кадышев Н.Д., Кожухова Н.И. Перспективы использования доменных гранулированных шлаков при производстве эффективных бесцементных вяжущих // Современные строительные материалы, технологии и конструкции: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО «ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова». Грозный: Изд-во ГГНТУ, 2015. С. 139 – 143.
16. Фомина Е.В., Войтович Е.В., Фомин А.Е., Лебедев М.С., Кожухова Н.И. Оценка радиационного качества шлака ОЭМК для применения его в строительных композитах // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 6. С. 130 – 133.
17. Нахаев М.Р., Саламанова М.Ш., Исмаилова З.Х. Закономерности протекания процессов формирования структуры и прочности бесклинкерного вяжущего щелочной активации // Строительные материалы и изделия. 2020. Т. 3. № 1. С. 21 – 29 https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-1-21-29.
18. Рахимова Н.Р., Рахимов Р.З. Влияние содержания добавок термоактивированной глины на свойства и состав продуктов твердения композиционного шлакового вяжущего с низким содержанием щелочного активатора // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2021. № 2 (56). С. 50 – 59.
19. Bellmann F., Stark J. Activation of blast furnace slag by a new method // Cement and Concrete Research. 2009. Vol. 39. Issue 8. P. 644 – 650.
20. Tuyan M., Andiç-Çakir Ö., Ramyar K. Effect of alkali activator concentration and curing condition on strength and microstructure of waste clay brick powder-based geopolymer // Compos B Eng. 2018. Vol. 135. P. 242 – 252.
21. El-Hassan H., Najif I. Effect of process parameters on the performance of fly ash/GGBS blended geopolymer composites J. Sustainable // Cem. Based Mater. 2018. Vol. 7. P. 122 – 140.
22. Li N., Farzadnia N., Shi C. Microstructural changes in alkali-activated slag mortars induced by accelerated carbonation // Cement and Concrete Research 2017. Vol. 100. P. 214 – 226.
23. Provis J.L., Palomo A., Shi C. Advances in understanding alkali-activated materials // Cement and Concrete Research. 2015. Vol. 78. P. 110 – 125.
24. Lee N.K., Lee H.K. Setting and mechanical properties of alkali-activated fly ash/slag concrete manufactured at room temperature // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 47. P. 1201 – 1209.
25. Chang J.J. A study on the setting characteristics of sodium silicate-activated slag pastes // Cement and Concrete Research. 2003. Vol. 33. P. 1005 – 1011.
26. Haha M.B., Le Saout G., Winnefeld F., Lothenbach B. Influence of activator type on hydration kinetics, hydrate assemblage and microstructural development of alkali activated blast-furnace slags // Cement Concrete Research. 2011. Vol. 41. P. 301 – 310.
27. Fernández-Jiménez A., Puertas F. Setting of alkali-activated slag cement: influence of activator nature // Advances in Cement Research. 2001. Vol. 13. P. 115 – 121.
28. Gharzouni A., Joussein E., Samet B., Baklouti S., Pronier S., Sobrados I., Sanz J., Rossignol S. The effect of an activation solution with siliceous species on the chemical reactivity and mechanical properties of geopolymers // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2015. Vol. 73 (1). P. 250 – 259.
29. Li J., Chen Z., Shen J., Wang B., Fan L. The enhancement effect of pre-reduction using zero-valent iron on the solidification of chromite ore processing residue by blast furnace slag and calcium hydroxide // Chemosphere. 2015. Vol. 134. P. 159 – 165.
30. Salman M., Cizer Ö., Pontikes Y., Vandewalle L., Blanpain B., Van Balen K. Effect of curing temperatures on the alkali activation of crystalline continuous casting stainless steel slag // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 71. P. 308 – 316.
31. Wang K.T., Lemougna P.N., Tang Q., Li W., He Y., Cui X.M. Low temperature depolymerization and polycondensation of a slag-based inorganic polymer // Ceramic International. 2017. Vol. 43. P. 9067 – 9076.
32. Yip C.K., Lukey G.C., Provis J.L., van Deventer J.S. Effect of calcium silicate sources on geopolymerisation // Cement and Concrete Research. 2008. Vol. 38. P. 554 – 564.
33. Tan Z., De Schutter G., Ye G., Gao Y., Machiels L. Influence of particle size on the early hydration of slag particle activated by Ca(OH)2 solution // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 52. P. 488 – 493.
34. Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Titenko A.A. Utilization of gypsum-bearing wastes in materials of the construction industry and other areas // Construction Materials and Products. 2021. Т. 4. № 1. С. 5 – 17. doi:10.34031/2618-7183-2021-4-1-5-17
35. Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Elistratkin M.Yu., Nikulin I.S., Titenko A.A. Binders from gypsum-containing waste and products based on them // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. T. 945 (1). 012057. doi:10.1088/1757-899X/945/1/012057
36. Kozhukhova N.I., Chizhov R.V., Zhernovsky I.V., Strokova V.V. Structure formation of geopolymer perlite binder vs. type of alkali activating agent // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Vol. 11. Issue. 20. P. 12275 – 12281.
Кожухова Н.И., Шураков И.М., Титенко А.А., Алфимова Н.И., Жерновская И.В., Буковцова А.И. Влияние условий твердения на характеристики щелочеактивированных вяжущих с цитрогипсом // Строительные материалы и изделия. 2021. Том 4. № 5. С. 24 – 34. https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-24-34