Исследование структурных особенностей и свойств цементного камня на основе композиционных цементно-зольных вяжущих

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты исследований структуры цементного камня из композиционного вяжущего (КВ) на основе портландцемента ЦЕМI-42,5Н (ГОСТ 31108-2020) и золы гидроудаления Ново-Иркутской ТЭЦ (далее – ЗГУ). Представлены структурные характеристики ЗГУ и цементного камня (ЦК), полученные с помощью физических методов анализа: рентгеноструктурного и рентгенофлуоресцентного; ТГА-термогравиметрического и петрографического; сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Установлены зависимости прочности ЦК от соотношения компонентов вяжущего и их удельной поверхности, содержания Са(ОН)2 в составе цементного камня и химически связанной воды. Показано, что увеличение удельной поверхности ЗГУ относительно портландцемента повышает прочность при сжатии цементного камня всех составов КВ, что обусловлено ее пуццолановой активностью. Приоритет роли удельной поверхности ЗГУ перед удельной поверхностью портландцемента позволяет сделать благоприятный прогноз экономической эффективности разработанных вяжущих, так как размолоспособность ЗГУ гораздо выше, чем портландцемента, что позволит значительно снизить энергозатраты при помоле. Сделан вывод: разработанные составы КВ могут быть рекомендованы для производства товарных бетонов и растворов, применяемых в строительном комплексе Иркутской области.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Макаренко

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: makarenko_83_07@mail.ru

канд. техн. наук, доцент

Россия, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

В. Г. Хозин

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Email: khozin.vadim@yandex.ru

д-р техн. наук, профессор

Россия, 420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1

Список литературы

  1. Михайлов Ю.В. Новые технологии недропользования, обеспечивающие экологическую и национальную безопасность России // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 11. С. 92–106. EDN: YLZPIT. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-11-0-92-106
  2. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4. С. 16–21. EDN: NVYMZJ
  3. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. № 4. С. 77–87. EDN: MNEMSX. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-14077
  4. Рахимов Р.З. Топливно-энергетический комплекс, экология и минеральные вяжущие вещества // Известия КГАСУ. 2022. № 3 (61). С. 67–74. EDN: GVGCSA. https://doi.org/10.52409/20731523_2022_3_67
  5. Heidrich C., Feuerborn H.J., Weir A. Coal combustions products: a global perspective. International Conference on Mechanical Engineering and Renewable Energy. 2013, pp. 22–23.
  6. Брюхань Ф.Ф. Использование золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций для производства строительных материалов. Актуальные проблемы строительной отрасли и образования: Сборник докл. I Национальной конф. Москва, 2020. С. 225–228. EDN: PNHKNW.
  7. Haleem A., Luthra S., Mannan B. et al.Critical factors for the successful usage of fly ash in roads & bridges and embankments: Analyzing Indian perspective. Resources Policy. 2016. Vol. 49, pp. 334–348. http://dx.doi.org/10.1016/j.resourpol.2016.07.002
  8. Марков А.Ю., Строкова В.В., Маркова И.Ю. Оценка свойств топливных зол как компонентов композиционных материалов // Строительные материалы. 2019. № 4. С. 77–83. EDN: PNTEQW. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-769-4-77-83
  9. Da Silva S.R., Jairo José de Oliveira Andrade. A review on the effect of mechanical properties and durability of concrete with construction and demolition waste (CDW) and fly ash in the production of new cement concrete // Sustainability. 2022. Vol. 14 (11). 6740. EDN: IBGSLM. https://doi.org/10.3390/su14116740
  10. Raheel M., Rahman F., Ali Q. A stoichiometric approach to find optimum amount of fly ash needed in cement concrete // SN Applied Sciences. 2020. Vol. 2. 1100. EDN: OCJXGQ. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2913-y
  11. Калашников В.И., Суздальцев О.В., Дрянин Р.А., Сехпосян Г.П. Роль дисперсных и тонкозернистых наполнителей в бетонах нового поколения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 7 (667). С. 11–21. EDN: SZGIBB.
  12. Явинский А.В., Чулкова И.Л. Влияние удельной поверхности золы гидроудаления на свойства золоцементного камня // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 2. С. 73–80. EDN: GTKWZF. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2023.02.73-80
  13. Явинский А.В., Чулкова И.Л. Кинетика набора прочности смешанного вяжущего // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2023. Т. 20. № 1 (89). С. 158–166. EDN: NYKJTH. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-1-158-166
  14. Макаренко С.В., Хозин В.Г. Перспективы применения зол гидроудаления Иркутской области в качестве основного компонента композиционных цементных вяжущих. // Техника и технология силикатов. 2025. Т. 32. № 2. С. 195–204. EDN: WVNUAA. https://doi.org/10.62980/2076-0655-2025-195-204
  15. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд. М.: Технопроект, 1998. 768 с. EDN: ZTDODP

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты ТГА цементного камня композиционного вяжущего КВ-50 (ТГ – черный; ДСК – зеленый; ионного тока H2O – красный; ионного тока СО2 – синий)

Скачать (132KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты ТГА цементного камня композиционного вяжущего КВ-50 (кривые ионного тока: коричневый – H2O; черный – СО2; синий – СО)

Скачать (148KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Содержание химически связанной воды в зависимости от содержания цемента в составе композиционного вяжущего: 1 – удельная поверхность 4500 см2/г; 2 – удельная поверхность 7000 см2/г

Скачать (50KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Содержание химически связанной воды в цементном камне в зависимости от удельной поверхности портландцемента

Скачать (98KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Содержание Са(ОН)2 в зависимости от удельной поверхности ЗГУ

Скачать (116KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Прочность цементного камня в зависимости от удельной поверхности ЗГУ в составе композиционного вяжущего

Скачать (109KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Прочность цементного камня в зависимости от содержания Са(ОН)2, не вступившего в реакцию с ЗГУ

Скачать (111KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Снимки структуры цементного камня КВ-50, выполненные на поляризационном микроскопе: a – при одном поляризаторе; b – при скрещенных поляризаторах

Скачать (92KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Снимки структуры цементного камня КВ-50, совмещенные со спектральным анализом, сделанные на СЭМ

Скачать (292KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Оценка структуры конгломератов, применяемая в минералогии (в процентах обозначено содержание кристаллических включений)

Скачать (192KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025