Аннотації

УПРАВЛІННЯ СТРУКТУРОЮ ЦЕМЕНТНОГО КАМЕНЯ З ТОНКОМЕЛЕНИМИ МІНЕРАЛЬНИМИ ДОБАВКАМИ

Автор(и):
Клапченко В.І., Краснянський Г.Ю., Азнаурян І.О., Кузнецова І.О.
Автор(и) (англ)
Klapchenko Vasily, Krasnyansky Grigory, Aznauryan Irina, Kuznetsova Irina
Дата публікації:

20.03.2019

Анотація (укр):

Для вибору оптимальних за якістю і вартістю одержуваного матеріалу обсягів добавок-наповнювачів, що вводяться в цемент, необхідне знання механізмів їх впливу на будівельно-технічні властивості матеріалу. Об'єктами дослідження були цементні камені на основі портландцементного клінкеру з наповнювачем – тонкомеленим кварцевим піском. Зразки випробовувалися на міцність і досліджувалися методом термограм-сушки для визначення питомої поверхні твердої фази. На підставі аналізу отриманих результатів запропоновано механізм впливу наповнювача на властивості цементного каменю, що полягає в утворенні за певної концентрації добавки локально-кластерних структур у цементному тісті, що твердне. Це приводить до появи особливих умов в мікрооб'ємах цементного тіста, що твердне, за рахунок зв'язування між собою зерен наповнювача коагуляційно-кристалізаційною структурою продуктів гідратації цементу, що росте на активній поверхні зерен. В результаті повинні відбуватися істотні зміни структури сформованого цементного каменю з більшою питомою поверхнею. В рамках запропонованої моделі отримані вирази для розрахунку концентрацій наповнювача, що приводять до максимальних показників міцності матеріалу. Наведені результати дають змогу призначати концентрації тонкомеленого наповнювача, що забезпечують оптимальні фізико-технічні характеристики бетону.

Анотація (рус):

Для выбора оптимальных по качеству и стоимости получаемого материала объемов добавок-наполнителей, вводимых в цемент, необходимо знание механизмов их влияния на строительно-технические свойства материала. Объектами исследования служили цементные камни на основе портландцементного клинкера с наполнителем – тонкомолотым кварцевым песком. Образцы испытывались на прочность и исследовались методом термограмм-сушки для определения удельной поверхности твердой фазы. На основании анализа полученных результатов предложен механизм влияния наполнителя на свойства цементного камня, состоящий в образовании при определенной концентрации добавки локально-кластерных структур в твердеющем цементном тесте. Это приводит к появлению особых условий в микрообъемах твердеющего цементного теста за счет связывания между собой зерен наполнителя коагуляционно-кристаллизационной структурой продуктов гидратации цемента, растущей на активной поверхности зерен. В результате должны происходить существенные изменения структуры сформированного цементного камня с большей удельной поверхностью. В рамках предложенной модели получены выражения для расчета концентраций наполнителя, приводящих к максимальным прочностным показателям материала. Приведенные результаты позволяют назначать концентрации тонкомолотого наполнителя, обеспечивающие оптимальные физико-технические характеристики бетона.

Анотація (англ):

To select the volumes of additives-fillers introduced into cement that are optimal in terms of the quality and cost of the material obtained, it is necessary to know the mechanisms of their influence on the construction and technical properties of the material. The objects of the study were cement stones based on Portland cement clinker with a filler – fine ground quartz sand. Samples were tested for strength and investigated by drying thermograms to determine the specific surface of the solid phase. Based on the analysis of the results obtained, a mechanism is proposed for the influence of the filler on the properties of the cement stone, which consists in the formation, at a certain concentration of an additive of locally cluster structures in hardening cement paste. This leads to the emergence of special conditions in the microvolumes of hardening cement paste due to the interconnection of the filler grains with the coagulation-crystallization structure of cement hydration products growing on the active surface of the grains. As a result, significant changes in the structure of the formed cement stone with a higher specific surface should occur. In the framework of the proposed model, expressions are obtained for calculating the filler concentrations leading to the maximum strength properties of the material. These results allow to assign concentrations of fine ground filler, providing optimum physical and technical characteristics of concrete.

Література:

  1. Соломатов В.И.Элементы общей теории композиционных строительных материалов // Известия вузов. Сер. «Строительствоиархитектура».– 1980. – №8. –С. 61 – 70.
  2. Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Изд-во АСВ, 2007. –501 с.
  3. Структура и свойства бетонов с наномодификаторами на основе техногенных отходов / Ю.М. Баженов, Л.А. Алимов, В.В. Воронин. – М.: МГСУ, 2013. –204 с.
  4. Красный И.М.О механизме повышения прочности бетона при введении микронаполнителя [Текст] // Бетон и железобетон. – 1987. – №5. – С. 10 – 11.
  5. Pistill M.F. Variability of Condensed Silica Fume from a Canadian Sourse and Influence on the Properties of Portland Cement // Cem. Concr. and Aggr. – 1984. – v.6. – №1. – P. 33 – 37.
  6. Уманець І.М.Дослідження параметрів технологічного процесу влаштування сануючої вапняно-перлітової штукатурки [Текст] // Управління розвитком складних систем. – 2014. – №17. – С. 180 – 186.
  7. Уровни микропористой структуры цементного камня /Ф.Д. Овчаренко, В.А. Волошин, В.М. Казанский, В.И. Клапченко // Доклад АН СССР. – 1980. – Т.252. – №5. – С. 1180 – 1182.
  8. Штакельберг Д.И. Самоорганизация в дисперсных системах / Д.И. Штакельберг, М.М. Сычев // Рижский политехнический институт. – Рига: Зинатне, 1990. –175 с.
  9. Прогнозирование долговечности бетонов с добавками / Г. Добролюбов, В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. – М.: Стройиздат, 1983. –223 с.
  10. Kirkpatrick S. Percolation and Conduction // Rev. Mod. Phys. – 1973. – v.45. – №4. –P. 574 – 588.
  11. Шкловский Б.М. Электрические свойства легированных проводников /Б.М. Шкловский, А.Л. Эфрос. – М.: Наука, 1979. –126 с.

 

References:

  1. Solomatov, V.I. (1980). Elements of the General Theory of Composite Building Materials. News of Universities. Ser. “Construction and Architecture”, 8, 61 – 70.
  2. Bazhenov, Yu.M. (2007). Concrete Technology. Moscow, Russia : ACB publishing house, 501.
  3. Bazhenov, Yu.M., Alimov, L.A. & Voronin, V.V. (2013). Structure and Properties of Concrete with Nanomodifiers on Man-made Waste. Moscow, Russia : MGCU, 204.
  4. Krasnyy, I.M. (1987). Mechanism of Improving Durability of Concrete with the Introduction Microfiller. Concrete and Reinforced Conctete, 5, 10 – 11.
  5. Pistill, M.F. (1984). Variability of Condensed Silica Fume from a Canadian Sourse and Influence on the Properties of Portland Cement. Cem. Concr. and Aggr., 6(1), 33 – 37.
  6. Umanets, I.M. (2014). Investigation of the Parameters of the Technological process of Placing the Sanitary Lime Pearlite Plaster. Management of Development of Complex Systems, 17, 180 – 186.
  7. Ovcharenko, F.D. (1980). Levels of the Microporous Structure of Cement Stone / F.D. Ovcharenko, V.A. Voloshin, V.M. Kazanskiy, V.I. Klapchenko // Report of the Academy of Sciences of the USSR, 252(5), 1180 – 1182.
  8. Stakelberg, D.I. & Sychev, M.M. (1990). Self-organization in disperse Systems. Riga, Latvia: Zinatne, 175.
  9. Dobrolyubov, G., Ratinov, V.B. & Rosenberg, T.I. (1983). Prediction of the Durability of Concrete with Additives. Moscow, Russia : Stroyizdat, 223.
  10. Kirkpatrick, S. (1973). Percolation and Conduction. Rev. Mod. Phys., 45(4), 574 – 588.
  11. Shklovsky, B.M. & Efros, A.L. (1979) Electrical Properties of Alloyed Conductors. Moscow, Russia : Nauka, 126.