Наномодифицирование цементных композитов на технологической стадии жизненного цикла

Автор: Чернышов Евгений Михайлович, Артамонова Ольга Владимировна, Славчева Галина Станиславовна

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Строительное материаловедение

Статья в выпуске: 3 т.12, 2020 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматриваются теоретические основы принципов наномодифицирования строительных композитов и концептуальные модели наномодифицирования с точки зрения эволюционного маршрута образования твердой фазы в зависимости от кинетики гетерогенных процессов. В работе определены основные факторы наномодифицирования цементных систем твердения на всех этапах технологической стадии жизненного цикла в соответствии с эволюционным маршрутом. Влияние наноразмерных частиц (НРЧ) как одного из главных факторов заключается в следующих механизмах их действия: а) непосредственное химическое участие НРЧ в гетерогенных процессах фазообразования гидратных соединений, б) каталитическая роль НРЧ как центров кристаллизации, в) повышение плотности упаковки системы сложения дисперсных частиц, г) зонирование структуры твердения. Обоснованы концепции и арсенал средств наномодифицирования в технологиях строительных композитов. С целью оценки эффективности принципов наномодифицирования исследованы кинетика гидратации, фазовый состав, микроструктура, реология и прочностные характеристики цементных систем твердения. Показано, что использование наномодификаторов повышает пластичность цементного теста, ускоряет процессы гидратации цемента в 9-28 раз и повышает прочность цементного камня в 1,5-2 раза. Все это позволяет снизить производственные затраты на всех стадиях технологического цикла получения цементных композитов.

Еще

Наномодифирование, наночастицы, эволюционный маршрут, технологический жизненный цикл, свойства цементных композитов

Короткий адрес: https://sciup.org/142223764

IDR: 142223764   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2020-12-3-130-139

Список литературы Наномодифицирование цементных композитов на технологической стадии жизненного цикла

  • Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete - A review. Construction and Building Materials. 2010. V. 24. Pp. 2060-2071. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.03.014
  • Reches Y. Nanoparticles as concrete additives: Review and perspectives. Construction and Building Materials. 2018. V. 175. Pp. 483-495. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.214
  • Paul S. C., Rooyen A. S., Gideon P.A.G. van Zijl et al. Properties of cement - based composites using nanoparticles: A comprehensive review. Construction and Building Materials. 2018. V. 189. Pp. 1019-1034. 10.1016/i. conbuildmat.2018.09.062. DOI: 10.1016/i.conbuildmat.2018.09.062
  • Norhasri M.S., Hamidah M.S., Fadzil A.M. Applications of using nano material in concrete: A review. Construction and Building Materials. 2017. V. 133. Pp. 91-97. DOI: 10.1016/i.conbuildmat.2016.12.005
  • Rai S., Tiwari S. Nano Silica in Cement Hydration. Materials Today. 2018. V. 5. Pp. 9196-9202. 10.1016/i. matpr.2017.10.044. DOI: 10.1016/i.matpr.2017.10.044
  • Чернышов Е.М., Артамонова О.В., Славчева Г.С. Концепции и основания технологий наномодифицирования структур строительных композитов. Часть 3. Эффективное наномодифицирование систем твердения цемента и структуры цементного камня (критерии и условия) // Строительные материалы. -2015. - № 10. - С. 54-64.
  • DOI: 10.31659/0585-430X-2015-730-10-54-63
  • Чернышов Е.М., Артамонова О.В., Славчева Г.С. Наномодифицирование систем твердения в структуре строительных композитов (монография). - Воронеж. Научная книга, 2016. - 132 с.
  • Artamonova O.V., Slavcheva G.S., Chernyshov E.M. Effectiveness of Combined Nanoadditives for Cement Systems. Inorganic Materials. 2017. V. 53. Pp. 1080-1085.
  • DOI: 10.1134/S0020168517100028
  • Artamonova O.V., Slavcheva G.S., Shvedova M.A. Effectiveness of nanotubular additives in the modification of cement systems. Inorganic Materials. 2020. V. 56. Pp. 105-110.
  • DOI: 10.1134/S0020168520010021
  • Артамонова О.В. Синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов (монография). - Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2016. - 100 с.
  • Мелихов И.В. Физико-химическая эволюция твердого вещества. - М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2009. - 309 с.
  • Bullard J., Livingston J., et al. Mechanisms of cement hydration. Cement and Concrete Research. 2011. V. 41. Pp. 1208-1223.
  • DOI: 10.1016/i.cemconres.2010.09.011
  • Toutou Z., Roussel N., Lanos C. The squeezing test: A tool to identify firm cement-based material's rheological behaviour and evaluate their extrusion ability. Cement and Concrete Research. 2005. V. 35. Pp. 1891-1899.
  • DOI: 10.1016/i.cemconres.2004.09.007
Еще
Статья научная