Влияние способов активации на структурно-технологические характеристики наномодифицированных цементных композиций

Влияние способов активации на структурно-технологические характеристики наномодифицированных цементных композиций

Автор: Копаница Н.О., Демьяненко О.В., Куликова А.А., Самченко С.В., Козлова И.В., Лукьянова Н.А.

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

Рубрика: Международное научно-техническое сотрудничество

Статья в выпуске: 6 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. В работе изучалось влияние наноразмерного диоксида кремния (SiO2) на структурно-технологические характеристики наномодифицированных цементных композиций введенного совместно с активированной водой затворения. Материалы и методы исследования. Активация воды затворения осуществлялась посредством воздействия магнитного поля и ультразвукового воздействия. Для изучения способности сохранять свои свойства длительное время была изучена устойчивость суспензий диоксида кремния в активированной воде. Чтобы выяснить влияние активированной суспензии диоксида кремния на структуру и свойства композиционных материалов на основе цемента, были изучены физико-механические показатели исследуемых композиций. Также были проведены рентгеновский и дифференциально термический анализ затвердевшего активированного наномодифицированного цементного теста. Результаты и обсуждение. Положительная роль суспензии диоксида кремния в активированной воде была связана со снижением микронеоднородности затвердевшего цементного теста, обеспечением стабильности его физико-механических характеристик. На основании этих наблюдений был предложен механизм более эффективного включения наноразмерного диоксида кремния в процессы гидратации цемента, как за счет хемосорбции с Са(ОН)2 в твердеющей цементной пасте, так и за счет топологического эффекта локализации наночастиц в дефектах и ультрамикропустотах кристаллизующейся дисперсной системы. Заключение. Результаты показывают, что суспензии диоксида кремния в активированной воде способны сохранять свои свойства длительное время. Показаны графические зависимости, свидетельствующие об эффективности использования активированной суспензии диоксида кремния в производстве цементных композитов. Это качество позволяет получать ремонтные составы с требуемыми свойствами при проведении строительных работ разного назначения.

Еще

Цементные композиции, наномодификаторы, магнитная обработка, ультразвуковое воздействие, вода затворения

Короткий адрес: https://sciup.org/142236276

IDR: 142236276   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-6-481-492

Список литературы Влияние способов активации на структурно-технологические характеристики наномодифицированных цементных композиций

  • Пустовгар А.П., Веденин А.Д. Теплоизоляционные нанокомпозиты на основе аэрогеля кремнезема // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 1. С. 252–254.
  • Skoczylas K., Rucinska T. The effects of low curing temperature on the properties of cement mortars containing nanosilica // Nanotechnologies in Construction: A Scientific Internet-Journal. 2019. Т. 11. № 5. С. 536–544.
  • Kim L.V., Potapov V.V., Kashutin A.N., Gorbach V.A., Shalaev K.S., Gorev D.S. Increasing of concrete strength ising nanosilica extracted from the hydrothermal solutions // Proceedings of the Twenty-third (2013) International Offshore and Polar Engineering Conference, Anchorage, Alaska, USA, June 30-July 5, 2013, ISOPE, P. 148–152.
  • Zhang A., Yang W., Ge Y., Wang Y., Liu P. Effect of nanomaterials on the mechanical properties and microstructure of cement mortar under low air pressure curing, Construction and Building Materials. 249 (2020) 118787. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118787
  • Сорвачева Ю.А. Влияние нано-кремнезема на кинетику протекания щелочной коррозии бетона // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2014. № 2 (39). С. 118–123.
  • Feng H., Zhao X., Chen G., Miao C., Zhao X., Gao D., Sun G. The effect of nano-particles and water glass on the water stability of magnesium phosphate cement based mortar, Materials. 12(22) (2019) 3755. https://doi.org/10.3390/ma12223755
  • SHabanova T.A., Prihod’ko N.G., Auelhankyzy M. and Mansurov Z.A. Fullerity i “struktury rosta” nanoob”ektov, Inzhenerno-fizicheskij zhurnal, vol. 89(4), pp. 1034–1040, 2016.
  • Kwan A.K.H., Li L.G. Combined effect of water film thickness and paste film thickness on rheology of mortar. Materials and Structures. 2012. Vol. 45. № 1. P. 1359–1374.
  • Зеленков В.Н., Потапов В.В. Гидротермальный нанокремнезем в сельскохозяйственном растениеводстве и биотехнологии // Наноиндустрия. 2020. Т. 13, № 1 (94). С. 22–33.
  • Бекузарова С.А., Датиева И.А., Дзампаева М.В. Гидротермальный нанокремнезем как стимулятор роста и развития растений однолетних видов клевера и амаранта // Научная жизнь. 2021. Т. 16, № 2 (114). С. 162–171.
  • Горев Д.С., Потапов В.В., Горева Т.С. Нанокремнезем на основе гидротермальных растворов: характеристики, результаты повышения прочности мелкозернистого бетона // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 8. С. 54–58.
  • Maagi M.T, Lupyana S.D., Gu J. Effect of Nano-SiO2, Nano-TiO2 and Nano-Al2O3 Addition on Fluid Loss in Oil-Well Cement Slurry, International Journal of Concrete Structures and Materials. 13(1) (2019) 62. https://doi.org/10.1186/s40069-019-0371-y
  • Потапов В., Кашутин А., Сердан А., Шалаев К., Горев Д. Нанокремнезем: повышение прочности бетонов. Наноиндустрия. 2013. № 3 (41). С. 40–49.
  • Потапов В.В., Туманов А.В., Горбач В.А., Кашутин А.Н., Шалаев К.С. Получение комплексной добавки на основе нанодисперсного диоксида кремния для повышения прочности бетона. Химическая технология. 2013. Т. 14, № 7. С. 394–401.
  • Zhang A., Yang W., Ge Y., Wang Y., Liu P. Effect of nanomaterials on the mechanical properties and microstructure of cement mortar under low air pressure curing, Construction and Building Materials. 249 (2020) 118787. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118787
  • Stark J. Recent advances in the field of cement hydration andmicrostructure analysis. Cement and Concrete Research. 2011. V. 41. P. 666–678.
  • Thomas J. J. A new approach to modeling the nucleation and growth kinetics of tricalcium silicate hydration. Journal of American Ceramic Societies. 2007. V. 90. № 10. P. 3282–3288.
  • Juilland P., Galussi E., Flatt R., Scrivener K. Dissolution theory applied to the induction period in alite hydration. Cementand Concrete Research. 2010. V. 40. P. 831–844.
  • Sobolev K., Flores I., Hermosillo R. Nanomaterials and Nanotechnology for Highperformance cement composites. Proceedings of ACI Session on, 132 Nanotechnology of Concrete: Recent Developments and Future Perspectives. Denver. 2006. P. 91–118.
  • Ерофеев В.Т., Митина Е.А. [и др.] Композиционные строительные материалы на активированной воде затворения. Строительные материалы. 2007. № 11. С. 56–57.
  • Сафронов В.Н., Петров Г.Г., Кугаевская С.А. Свойства твердеющих композиций на омагниченной воде. Вестник ТГАСУ. 2005. № 1. С. 134–142.
  • Космачев П.В., Власов В.А., Скрипникова Н.К. Исследование структуры и свойств нанопорошка SiO2, полученного плазменным методом из природных сырьевых материалов. Изв. вузов. Физика. 2017. Т. 60. № 2. С. 46–50.
  • Ильвес В.Г., Зуев М.Г., Соковин С.Ю., Мурзакаев А.М. Свойства аморфного нанопорошка диоксида кремния, полученного импульсным электронным испарением. Физика твердого тела. 2015. Т. 57. № 12. С. 2439–2445.
  • Космачев П.В., Демьяненко О. В., Власов В.А, Копаница Н.О., Скрипникова Н.К. Композиционные материалы на основе цемента с нанодисперсным диоксидом кремния. Вестник ТГАСУ. 2017. № 4. С. 139–146.
  • Kopanitsa N.O., Demyanenko O.V., Kulikova A.A. (2022) Effective Polyfunctional Additive for Composite Materials Based on Cement. In: Klyuev S.V. (eds) Digital Technologies in Construction Engineering. Lecture Notes in Civil Engineering, vol. 173. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81289-8_17
  • Куликова А.А. Комплексные модифицирующие добавки для строительных смесей на цементной основе / А.А. Куликова, О.В. Демьяненко, Е.А. Сорокина, Н.О. Копаница // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21, № 6. С. 140–148. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2019-21-6-140-148
  • Демьяненко О.В. Оценка влияния комплексной полифункциональной добавки на эксплуатационные характеристики цементного камня и бетона / О.В. Демьяненко, А.А. Куликова, Н.О. Копаница // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. Т. 22, № 5. С. 139–152. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2020-22-5-139-152
  • Демьяненко О.В. Влияние комплексных модифицирующих добавок на эксплуатационные свойства тяжелого бетона / О.В. Демьяненко, А.А. Куликова, Н.О. Копаница, А.Г. Петров // Известия вузов. Строительство. Новосибирск: Изд-во НГАСУ (Сибстрин), 2021. № 5. С. 23–32 https://doi.org/10.32683/0536-1052-2021-749-5-23-32
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp