Влияние золей различного состава на изменение структуры и свойств цементного камня

В строительном материаловедении одним из стремительно развивающихся направлений является применение нанотехнологии для разработки бетонов нового поколения. К настоящему времени широкое применение в технологии бетона получили нанодисперсные добавки, позволяющие повысить его основные физико-механические свойства. Использование эффективных добавок, содержащих в своем составе наночастицы, позволяет оптимизировать структуру бетона, а также снизить расход самого дорогостоящего компонента - цемента. Необходимость создания новых доступных и относительно недорогих модификаторов цементных и бетонных изделий обусловлена большими затратами ресурсов, сложностью их получения, следовательно, высокой себестоимостью и, соответственно, ценой на рынке. В статье рассмотрены вопросы получения добавок в виде золей на основе химических соединений элементов VI группы периодической системы Д.И. Менделеева, в частности серы и хрома, а также их использование для модификации цементного камня. С помощью физико-химических методов исследований и расчетных способов были определены основные характеристики водных растворов золей. В результате проведенных экспериментальных исследований было оптимизировано содержание коллоидных добавок в цементном камне, установлена кинетика набора его прочности в зависимости от вида и количества золей. Содержание золей в цементном камне составляет тысячные доли от массы вяжущего, то есть повышение его прочности происходит на микроуровне. Это представляет собой существенную экономию полученных добавок при их введении в цементные и бетонные композиции. Использование добавок золей на основе соединений серы и хрома не только ускорило гидратацию и твердение цемента в ранние сроки твердения, но и значительно улучшило прочностные характеристики цементного камня. Полученные нанодисперсные добавки можно отнести к группе добавок-ускорителей твердения цемента. Повышение прочности цементного камня, модифицированного золями различного состава, связано с изменением его структуры. Электронно-микроскопический анализ показал, что применение золей различного состава в качестве модификаторов приводит к уплотнению микроструктуры цементного камня и образованию сложных соединений серы и хрома с гидросиликатами кальция.