Потенциометрический метод оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов
Автор: Соколова Ю.В., Айзенштадт А.М., Фролова М.А., Шинкарук А.А., Махова Т.А.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Результаты исследований ученых и специалистов
Статья в выпуске: 4 т.15, 2023 года.
Бесплатный доступ
Введение. Важным показателем высокодисперсных материалов, в частности, глинистых грунтов, определяющим эффективность их применения и характеризующим способность активных компонентов в их составе взаимодействовать с гидроксидом кальция, является пуццолановая активность, для оценки которой применяют различные методы. Эффективными являются потенциометрические методы, основанные на измерении электродного потенциала, функционально связанного с изменением концентрации (активности) ионов кальция в анализируемых растворах как основным информационным параметром пуццолановой реакции. Целью исследования являлась апробация потенциометрического метода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов, а также применение данного подхода для определения рационального количества активной минеральной известьсодержащей добавки как компонента вяжущего для получения грунтобетона. Материалы и методы исследования. В качестве объектов были выбраны модели глинистого грунта с разным числом пластичности и супесь Архангельской области. Методика потенциометрического анализа заключалась в последовательном добавлении в суспензию (0,5 г грунта на 80 мл дистиллированной воды) 0,015 моль/л раствора гидроксида кальция в количестве от 0,2 до 0,8 мл и измерении потенциала системы при постоянном перемешивании с фиксированной скоростью. Результаты и обсуждение. Все исследуемые объекты характеризуются пуццолановой активностью, которая увеличивается в ряду: супесь песчанистая суглинок легкий пылеватый глина легкая пылеватая = супесь пылеватая - и имеет порядок абсолютных значений, совпадающих с литературными данными. Рациональное количество активной минеральной известьсодержащей добавки составило для моделей глинистого грунта 1-2% в зависимости от числа пластичности, а для супеси Архангельского региона - более 2% (от массы грунта в пересчете на массу сухого вещества). Заключение. Показана применимость потенциометрического метода анализа с использованием кальцийселективного электрода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов на примере моделей глинистых грунтов с разным числом пластичности и супеси Архангельского региона.
Потенциометрический метод, сорбционная емкость, коэффициент гидравлической активности, пуццолановая активность, емкость поглощения ионов кальция, высокодисперсный материал, глинистый грунт, активная минеральная добавка, грунтобетон
Короткий адрес: https://sciup.org/142238808
IDR: 142238808 | DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-4-349-358
Список литературы Потенциометрический метод оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов
- Трофимов В.Т., Вознесенский Е.А., Королев В.А. Инженерная геология России. Том 1. Грунты России. М.: КДУ, 2011. 672 с.
- Лукина В.А., Лукин А.Ю. Временное ограничение движения транспортных средств по автомобильным дорогам Архангельской области // Промышленное и гражданское строительство. 2012. 10. 44–46.
- Кузьмин Г.П. Пределы изменения показателей физических свойств грунтов // Наука и образование. 2016. 3(83). 27–32.
- Павлов А.В., Малкова Г.В. Динамика криолитозоны России в условиях современных изменений климата XX–XXI веков // Изв.РАН, сер.: Географическая. 2010. 5. 44–51.
- Анисимов О.А., Жирков А.Ф., Шерстюков А.Б. Современные изменения криосферы и природной среды в Арктике // Арктика XXI век: Естественные науки. 2015. 2(3). 24–47.
- Лебедева М.Д. Лаврова Н.А., Платов Н.А., Потапов А.Д. Об актуальности оценки возможного изменения свойств грунта при инженерных изысканиях в современных условиях техногенеза // Вестник МГСУ. 2009. 2. 120–124.
- Мурашова Е.Г., Кисель Е.К. Инженерно-геологические свойства глинистых грунтов // Региональные аспекты развития науки и образования в области архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия. 2018. 157–160.
- Осипов В.И., Карпенко Ф.С., Кальбергенов Р.Г., Кутергин В.Н., Румянцева Н.А. Реологические свойства глинистых грунтов // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2017. 6. 41–51.
- Вдовин Е.А., Мавлиев Л.Ф., Строганов В.Ф. Пути повышения эффективности укрепления грунтов для строительства дорожных одежд // Вестник СибАДИ. 2013. 1 (29). 52–58.
- Pourakbar S., Huat B. A review of alternatives to traditional cementitious binders for engineering improvement of soils. Int J Geotech Eng. 2017;11(2):206-2016. https://doi.org/10.1080/19386362.2016.1207042
- Rahgozar M., Saberian M., Li J. Soil stabilization with non-conventional eco-friendly agricultural waste materials: An experimental study. Transport Geotech. 2018;14:52-60. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2017.09.004
- Firoozi A., Guney Olgun C., Firoozi A., Baghini M. Fundamentals of soil stabilization. Int J Geo-Engineering. 2017;8(26):1-16. https://doi.org/10.1186/s40703-017-0064-9
- Худайкулов Р.М., Мирзаев Т.Л. Применение стабилизаторов для улучшения прочности грунтового основания автомобильных дорог // Транспортные сооружения. 2019. 6 (1). 12. https://doi.org/10.15862/14SATS119
- Лазоренко Г.И. Технологии стабилизация глинистых грунтов с применением наноматериалов // Инженерный вестник Дона. 2018. 1 (48). 107.
- Безродных А.А., Дмитриева Т.В. Опыт применения грунтобетонов в дорожном строительстве // Инновационные материалы и технологии в дизайне. 2019. 84–85.
- Траутваин А.И., Акимов А.Е., Черногиль В.Б. Изучение физико-механических характеристик различных видов грунта, укрепленного отходами клинкерного производства // Строительные материалы и изделия. 2018. 1(3). 43–50.
- Дмитриева Т.В., Куцына Н.П., Безродных А.А., Строкова В.В., Маркова И.Ю. Эффективность укрепления техногенного грунта минеральными модификаторами // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2019. 7. 14–23. https://doi.org/10.34031/article_5d14bdcc8eca43.21244159
- Мазгалева А.В., Бобыльская В.А., Лещенко С.И. Грунтобетоны и укрепленные грунты для строительства сельских дорог и сооружений сельскохозяйственных объектов // Теория и практика современной аграрной науки. 2022. 580–584.
- Свинцов А.П., Харун М.И. Прогнозирование прочности грунтобетона на гидравлическом вяжущем // Промышленное и гражданское строительство. 2016. 11. 76–79.
- Родыгин К.С., Гырдымова Ю.В., Анаников В.П. Карбидный шлам – ключевой неорганический компонент устойчивого углеродного цикла // Успехи химии. 2022. 91 (7). RCR5048. https://doi.org/10.1070/RCR5048
- Соколова Ю.В., Нелюбова В.В., Айзенштадт А.М., Строкова В.В. Реология грунтобетонных смесей на основе полимер-органического связующего с минеральным модификатором // Строительные материалы. 2022. 12. 26–32. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-809-12-26-32
- Косач А.Ф., Кузнецова И.Н., Ращупкина М.А., Педун Г.А. Цементный камень на кварцезолоцементном вяжущем // Нанотехнологии в строительстве. 2022. 14 (2). 83–88. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2022-14-2-83-88
- Потапов В.В., Ефименко Ю.В., Горев Д.С. Модифицирование бетона гидротермальным нанокремнеземом // Нанотехнологии в строительстве. 2019. 11 (3). 248–265. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2019-11-3-248-265
- Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Стоянов О.В. Глинистые пуццоланы. Часть 1. Обзор // Вестник технологического университета. 2016. 19 (1). 5–13.
- Безродных А.А., Строкова В.В., Маркова И.Ю., Степаненко М.А. Оценка стабилизируемости глинистых грунтов по интегральной активности // Инженерные задачи: проблемы и пути решения. 2021. 13–15.
- Строкова В.В., Лютенко А.О., Николаенко М.А., Карацупа С.В. Грунтобетоны на основе отходов угледобычи Коркинского месторождения. Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. 162 с.
- Осипов В.И., Соколов В.Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС, 2013. 578 с.
- Вдовин Е.А., Мавлиев Л.Ф., Буланов П.Е. Взаимодействие комплексной добавки на основе октилтриэтоксисилана и гидроксида натрия с основными компонентами грунта дорожного назначения // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. 1 (31). 165–170.
- Лютенко А.О., Николаенко М.А., Лебедев М.С. Структурообразование грунтобетонов на основе глинистых грунтов Архангельской алмазоносной провинции при стабилизации цементом // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2008. 2. 25–30.
- Потапова Е.Н., Манушина А.С., Зырянов М.С., Урбанов А.В. Методы определения пуццолановой активности минеральных добавок // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2017. 7–8 (222–223). 29–33.
- Сютова Е.А., Джигола Л.А. Исследование кинетических закономерностей твердофазного концентрирования ионов кальция природными сорбентами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. 20 (1). 64–78. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2381
- Лукутцова Н.П., Пыкин А.А. Теоретические и технологические аспекты получения микро- и нанодисперсных добавок на основе шунгитосодержащих пород для бетона. Брянск: Изд-во БГИТА, 2013. 231 с.
