Аюбов Н.А.

Кандидат экономических наук, профессор, Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова Российской академии наук, Россия

Influence of carbon black additives and finely ground waste from stone wool production on characteristics of cement systems

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2025-8-4-8
Аннотация
The object of research is cement composites with additives of carbon black and finely ground waste stone wool production. The work aims to design a mix of a cement composite with the additives of carbon black and finely ground waste from stone wool production, which achieves the best strength characteristics. The results show that carbon black is represented on average by particles of 155 microns with inclusions of large agglomerates up to 1-2 mm in size, consisting of almost homogeneous nanoparticles 10-20 nm in size. Carbon black is distinguished by high hydrophobic properties with a true powder density of 900 kg/m3 and a bulk density of 300 kg/m3. The chemical composition of black carbon is 70-80% carbon and 10-15% oxygen, and it also contains impurity compounds of zinc, iron, sulfur, silicon, and other elements. Carbon additives acquire hydrophilic properties in the presence of a plasticizer, and the degree of their influence on hydration becomes less pronounced. The contraction of the binder during the first three hours of hardening is reduced when carbon black is introduced into the cement system in an amount of 8%. A composition with the best strength characteristics was obtained: the content of finely ground waste from stone wool production is 6% by weight of the binder; carbon black content is 4-5%; W/C = 0.2. However, there is difficulty in mixing the mixture at such a low W/C. With a water-cement ratio of 0.3, this problem is solved, and the strength characteristics remain quite high.
PDF

Экспериментальные исследования процессов структурообразования композиционных смесей с техногенным механоактивированным кремнеземистым компонентом

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-5-18
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы утилизации техногенного волокнистого материала – отходов базальтового производства. Был изучен химический состав техногенного волокнистого материала, установлено, что он на 44% состоит из SiO2. Была изучена с помощью ИК-спектроскопии исходная порода базальта, которая претерпевает изменения при высокотемпера-турной обработке в процессе получении базальтового волокна. Был проведен помол корольков в течение 30 минут, позволяющий достигнуть удельной поверхности 800 м2/кг. Дальнейший помол не приводит к увеличению удельной поверхности, что связано с явлением вторичной агрегации тонкодисперсных частиц. Исследование на РЭМ показали, что «корольки» до помола имеют в основной своей массе округлую либо овальную форму. Были заформованы составы и определены прочностные характеристики образцов на 3 и 28 сутки. Установлен максимальный прирост прочности 59 МПа в возрасте 28 суток у образцов с добавкой 5% размолотых «корольков». При введении корольков в количестве 10% (состав 5) от массы цемента отмечается интенсивный набор прочности в ранние сроки твердения (7 суток) с достижением прочности 38 МПа, немного выше прочности контрольного состава. Введение 15% размолотых «корольков» дают значение прочности немного ниже (32 МПа) значений контрольного состава (37 МПа) на всех стадиях твердения.
PDF

Разработка щелочеактивированных вяжущих на основе техногенных волокнистых материалов

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-60-73
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы разработки щелочеактивированных вяжущих на основе техногенных волокнистых материалов. Предложен подход к вторичному использованию техногенных волокнистых материалов в качестве наполнителя композиционных вяжущих. Установлены свойства отходов минеральной ваты. Изучена микроструктура тонкомолотых волокнистых частиц. Были разработаны составы щелочеактивированных вяжущих, при помоле отходов производства базальтового утеплителя до удельной поверхности 300-330 м2/кг с последующим формированием вяжущего по первому способу с уплотнением штыкованием и по второму – прессованием сырьевой смеси вяжущего при давлении 10 МПа. Разработанные со-ставы щелочеактивированного вяжущего прессованием с пределом прочности при сжатии 22,8 МПа, и при уплотнении с последующей штыковкой – 11,8 МПа.
PDF