Разработка решений по регулированию собственных деформаций щелочных цементов

Autor: Krivenko, Pavlo, Gots, Volodymyr, Petropavlovskyi, Oleh, Rudenko, Igor, Konstantynovskyi, Oleksandr, Kovalchuk, Artem
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 6 (101) (2019): Technology organic and inorganic substances; 24-32
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 5, № 6 (101) (2019): Технологии органических и неорганических веществ; 24-32
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 5, № 6 (101) (2019): Технології органічних та неорганічних речовин; 24-32
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The essence of the problem related to proper deformations in alkali-activated cements (AAC) complicated with high content of gel-like hydrate formations was analyzed. Cement types diametrically opposite in their compositions and, accordingly, in the content of gel phases during hydration, that is, the alkali-activated portland cement (AAPC) and alkali-activated slag cement (AASC) were taken for consideration. Approaches to formation of an effective structure of artificial stone counteracting shrinkage deformation by means of interference in structure formation when using complexes of mineral and organic compounds were proposed. Such compounds in composition of complex organo-mineral admixtures jointly influence intensification of crystallization processes and formation of an effective pore structure and morphology of hydrate phases while reducing water content in artificial stone. Salt electrolytes of various anionic types and anion-active surface-active substances were considered as ingredients of the proposed complex modifying admixtures.It has been found that the "salt electrolyte–surfactant" system is the most effective for AAPC modification. It was shown that modification of AAPC with this complex admixture based on NaNO3 reduced shrinkage from 0.406 to 0.017 mm/m. Instead, the use of Na2SO4 provided AAC of this type with a capacity of expansion up to 0.062 mm/m. It was shown that the effect of compensated shrinkage of modified AAPC is associated with a higher crystallization of low-basicity hydrosilicates (CSH(B)) and calcium hydroaluminates (CaO∙Al2O3∙10H2O). An additional effect is associated with formation of sulfate-containing sodium-calcium hydroaluminate (for the Na2SO4-based system) and crystalline calcium hydronitroaluminate (for the NaNO3-based system) with a corresponding microstructure stress.For further development, a complex admixture of "Portland cement clinker–salt electrolyte–surfactant" system was proposed for AASC modification. It provided shrinkage reduction from 0.984 mm/m to 0.683 mm/m. Minimization of the modified AASC shrinkage was explained by formation of sodium hydroalumosilicate of gmelinite type ((Na2Ca)∙Al2∙Si4∙O12∙6H2O) with a high degree of crystallization along with low-basicity calcium hydrosilicates. It was noted that the cement stone structure is characterized by high density, uniformity, and consolidation of hydrate formations
Проаналізовано сутність проблеми власних деформацій лужних цементів (ЛЦ), ускладнення якої пов’язано з підвищеним вмістом гелеподібних гідратних новоутворень. Як приклади розглянуто типи цементів діаметрально протилежні за композиційною будовою і відповідно за вмістом гелеподібних фаз при гідратації – лужний портландцемент (ЛПЦ) і шлаколужний цемент (ШЛЦ). Запропоновано підходи до формування ефективної структури штучного каменя, протидіючою деформаціям усадки, шляхом втручання в структуроутворення при використанні комплексів мінеральних і органічних сполук. Такі сполуки в складі комплексних органо-мінеральних добавок сумісно впливають на інтенсифікацію кристалізаційних процесів, формування ефективної порової структури та морфологію гідратних фаз при зменшенні вмісту води в штучному камені. В якості інгредієнтів запропонованих комплексних добавок-модифікаторів розглянуто солі-електроліти різного аніонного типу та аніоноактивні поверхнево-активні речовини.Виявлено, що для модифікації ЛПЦ найбільш ефективною є система «сіль-електроліт – поверхнево-активна речовина». Показано, що модифікація ЛПЦ комплексною добавкою цієї системи на основі NaNO3 забезпечує зменшення усадки з 0,406 до 0,017 мм/м. Натомість використання Na2SO4 забезпечує цьому типу лужного цементу здатність до розширення в межах 0,062 мм/м. Показано, що ефект компенсованої усадки модифікованого ЛПЦ пов'язаний з більшою кристалізацією низькоосновних гідросилікатів (CSH(В)) і гідроалюмінатів кальцію (CaO∙Al2O3∙10H2O). Додатковий ефект пов'язаний з утворенням сульфатвміщуючого натрієво-кальцієвого гідроалюмінату (для системи на основі Na2SO4) та кристалічного гідронітроалюмінату кальцію (для системи на основі NaNO3) з відповідним напруженням мікроструктури.В розвиток для модифікації ШЛЦ запропоновано комплексну добавку системи «портландцементний клінкер – сіль-електроліт – поверхнево-активна речовина», яка забезпечує зменшення усадки з 0,984 мм/м до 0,683 мм/м. Мінімізація усадки модифікованого ШЛЦ пояснено формуванням поряд з низькоосновними гідросилікатами кальцію гідроалюмосилікату натрію типу гмеленіту ((Na2Сa)∙Al2Si4∙O12∙6H2O) з підвищеним ступенем закристалізованості. При цьому відмічено, що структура цементного каменя характеризується підвищеною щільністю, однорідністю і монолітністю гідратних новоутворень
Проанализирована суть проблемы собственных деформаций щелочных цементов (ЩЦ), сложность которой объясняется повышением содержания гелеподібних гидратных новообразований. В качестве примера рассмотрены типы цементов диаметрально противоположные по композиционному построению и соответственно по содержанию гелеподібних фаз при гидратации – щелочной портландцемент (ЩПЦ) и шлакощелочной цемент (ШЩЦ). Предложены подходы к формированию эффективной структуры искусственного камня, противодействующей деформациям усадки, путем влияния на структурообразование при использовании комплексов минеральных и органических соединений. Такие соединения в составе комплексных органо-минеральных добавок совместно влияют на интенсификацию кристаллизационных процессов, формирование эффективной поровой структуры и морфологию гидратных фаз при уменьшении содержания воды в искусственном камне. В качестве ингредиентов предложенных комплексных добавок-модификаторов рассмотрены соли-электролиты разного анионного типа и анионноактивные поверхностно-активные вещества.Выявлено, что для модификации ШПЦ наиболее эффективной является система «соль-электролит – поверхностно-активное вещество». Показано, что модификация ШПЦ комплексной добавкой этой системы на основе NaNO3 обеспечивает уменьшение усадки с 0,406 до 0,017 мм/м. Использование комплексной добавки ни основе Na2SO4обеспечивает ШПЦ способность к расширению в пределах 0,062 мм/м. Показано, что эффект компенсированной усадки модифицированного ШПЦ связанный с большей кристаллизацией низкоосновных гидросиликатов (CSH(В)) и гидроалюминатов кальция (CaO∙Al2O3∙10H2O). Дополнительный эффект связан с образованием сульфатсодержащего натриево-кальциевого гидроалюмината (для системы на основе Na2SO4) и кристаллического гидрнитроалюмината (для системы на основе NaNO3) с соответствующим напряжением микроструктуры.В развитие для модификации ШЩЦ предложена комплексная добавка системы «портландцементный клинкер – соль-электролит – поверхностно-активное вещество», обеспечивающая уменьшение усадки с 0,984 до 0,683 мм/м. Минимизация усадки модифицированного ШЩЦ объяснена формированием наряду с низкоосновными гидросиликатами кальция гидроалюмосиликата натрия типа гмеленита ((Na2Сa)∙Al2Si4∙O12∙6H2O) с повышенной степенью закристаллизованности. При этом отмечено, что структура цементного камня характеризуется повышенной плотностью, однородностью и монолитностью гидратных новообразований
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: