Модифицирование бетона гидротермальным нанокремнеземом
Автор: Потапов В.В., Ефименко Ю.В., Горев Д.С.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Статья в выпуске: 3 т. 11, 2019 года.
Бесплатный доступ
Показана возможность применения гидротермального нанокремнезема как модифицирующей добавки для повышения прочности бетона на основе портландцемента. Предложена технология получения гидротермального нано-кремнезема в виде золей и нанопорошков с помощью ультрафильтрационного мембранного концентрирования и криохимической вакуумной сублимации. Приведены результаты повышения прочности бетона при сжатии вводом добавки золя гидротермального нанокремнезема. Эксперименты выполнены на высокоподвижных бетонах (ОК = 10–19 см) на равноподвижных смесях с водоцементным отношением В/Ц = 0,61–0,71 при дозе SiO2 2 мас.% и расходе суперпластификатора поликарбоксилата 0.95±0.05 мас.% по цементу. На начальной стадии твердения в возрасте 1 сутки повышение прочности бетона при сжатии достигло 90–128% по сравнению с контрольным образцом. В возрасте 28 сут повышение прочности составило 40%. В эксперименте с известковой средой установлена высокая хемосорбционная активность гидротермального нанопорошка по отношению к Ca(OH)2. Это указывает, что аморфная нанодобавка SiO2, имеющая высокую удельную поверхность, вызывает образование высокопрочных гидратов силикатов кальция в цементной (известковой) среде в результате пуццолановой реакции, и это обуславливает повышение прочности бетона.
Гидротермальный раствор, золь, нанопорошок, кремнезем, хемосорбционная способность, пуццолановая реакция, прочность бетона при сжатии
Короткий адрес: https://sciup.org/142218162
IDR: 142218162 | DOI: 10.15828/2075-8545-2019-11-3-248-265
Список литературы Модифицирование бетона гидротермальным нанокремнеземом
- Лесовик В.С., Потапов В.В., Алфимова Н.И. Повышение эффективности вяжущих за счет использования нано-модификаторов // Строительные материалы. – 2011. – № 6. – С. 12–18.
- Потапов В.В., Туманов А.В., Закуражнов М.С. и др. Повышение прочности бетона за счет ввода наночастиц SiO2 // Физика и химия стекла. – 2013 . – Т. 39, № 4. – С. 611–617.
- Потапов В.В., Сердан А.А., Кашпура В.Н. и др. Получение и свойства нанокремнезема на основе гидротермального раствора // Химическая технология. – 2017. – № 2. – С. 65–73.
- Sobolev K., Ferrada Gutierrez M. How Nanotechnology Can Change the Concrete World. American Ceramic Society Bulletin. 2005;10:14-19.
- Sobolev K. et al, «Development of nano-SiO2 based admixtures for high-performance ce-ment-based materials» // Progress report. CONACYT. Mexico. 2006. 340 P.
- Sobolev K., Flores I., Hermesillo K., Torres-Martinez L.M. Nanomaterials and nanotech-nology for high-performance cement composites // Proceedings of ASI Session on «Nanotechnology Concrete: Recent Developments and Future Perspectives». November 7. 2006. Denver. USA. 296 P.
- Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete – A review // Construction and Build-ing Materials. No. 24. 2010. P. 2060–2071.
- Yang T., Keller B., Magyari E. AFM investigation of cement paste in humid air at different relative humidities // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2002. P. 25–28.
- Beaudoin J., Raki L., Alizadeh R. A 29Si MAS NMR study of modified C–S–H nanostruc-tures // Cem. Concr. Compos. 2009. V. 31(8). P. 585–90.
- Jennings H.M. Refinements to colloid model of C–S–H in cement: CM-II // Cem. Concr. Res. 2008. V. 38(3), P. 275–289.
- Bordallo H.N., Aldridge L.P., Desmedt A. Water dynamics in hardened ordinary Portland cement paste or concrete: from quasielastic neutron scattering // J. Phys. Chem. 2006. V. 110(17). P. 966–976.
- Faucon P., Delaye J., Virlet J., Jacquinot J., Adenot F. Study of the structural properties of the C–S–H(I) by molecular dynamics simulation // Cem. Concr. Res. 1997. V. 27(10). P. 1581–1590.
- Bjornstrom J., Martinelli A., Matic A., Borjesson L., Panas I. Accelerating effects of col-loidal nano-silica for beneficial calcium–silicate–hydrate formation in cement // Chem. Phys. Lett. 2004. V. 392(1–3). P. 242–248.
- Li H., Zhang M-H., Ou J-P. Flexural fatigue performance of concrete containing nano-particles for pavement // Int. J. Fatig. 2007. V. 29(7). P. 1292–1301.
- Abdoli N., Arefi R., Mollaahmadi E., Abdollahi B. To study the effect of adding Fe2O3 nanoparticles on the morphology properties and microstructure of cement mortar // Life Science Journal. 2011. V. 8(4). P. 550–554.
- Li Z., Wang H., He S., Lu Y., Wang M. Investigations on the preparation and mechanical properties of the nano-alumina reinforced cement composite // Mater. Lett. V. 2006. V. 60(3). P. 356–359.
- Nazari A., Riahi H. The effects of ZrO2 nanoparticles on physical and mechanical proper-ties of high strength self compacting concrete // Materials Research. 2010. V.13. No. 4. P. 1–13.
- Nazari A., Riahi H. Effects of CuO nanoparticles on compressive strength of self-compacting concrete // Sadhana. V. 36. Part 3. June 2011. P. 371–391.
- Chang T.-P., Shih J.-Y., Yang K.-M., Hsiao T.-C. Material properties of Portland cement paste with nano-montmorillonite // J. Mater. Sci. 2007. V. 42(17). P. 7478–7487.
- Kuo W.-Y., Huang J.-S., Lin C.-H. Effects of organo-modified montmorillonite on strengths and permeability of cement mortars // Cem. Concr. Res. 2006. V. 36(5). P. 886–895.
- Lee J., Kriven M. Synthesis and hydration study of Portland cement components prepared by the organic steric entrapment\ method // Mater. Struct. 2005. V. 8(1). P. 87–92.
- Бутт Ю.М., Рашкович Л.Н. Твердение вяжущих при повышенных температурах. – М.: Издательство литературы по строительству, 1965. – 222 с.
- Ли Ф.М. Химия цемента и бетона. – М.: Стройиздат, 1961. – 645 с.
- Ефименко Ю.В., Кузнецова Л.А., Антропова В.А. Особенности влияния микро-кремнезема на структуру мелкозернистого керамзитобетона литьевой консистенции // Наука и технология силикатных материалов – настоящее и будущее: тр. междунар. конф. – М.: ЦПС, 2003. – С. 98–106.
