Розроблення наномодифікованих швидкотверднучих клінкер-ефективних бетонів на основі портландцементів композиційних

Autor: Kropyvnytska, Tetiana, Sanytsky, Myroslav, Rucińska, Teresa, Rykhlitska, Oksana
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 6, № 6 (102) (2019): Технології органічних та неорганічних речовин; 38-48
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 6, № 6 (102) (2019): Технологии органических и неорганических веществ; 38-48
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 6 (102) (2019): Technology organic and inorganic substances; 38-48
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: It has been shown that significant reduction of «carbon trace» in construction technology is achieved by production of clinker-effective concretes based on composite Portland cements. Studies have shown that uneven distribution of grain fractions of the filler mix and their increased specific surface area lead to growth of water demand, stratification, bleeding in the concrete mix and a decrease in concrete strength. To achieve higher grain packing density, an approach based on optimizing particle size distribution in the concrete mix components was implemented. It was found that increased early strength of concretes based on low-emission composite cements is achieved by introduction of polycarboxylate (PCE) superplasticizers and alkaline-sulfate activation. To establish connection between environmental and technical properties of concretes, clinker efficiency in concrete was determined. An increase in strength of modified concrete based on composite Portland cement CEM II/B-M 32.5 R (clinker factor 0.65) create the possibility for a significant reduction of specific consumption of clinker per unit strength, up to 4.5…3.0 kg/(m3 MPa); accordingly, CO2 intensity 3.9...2.6 kg CO2/(m3 MPa). Significant intensification of the processes of early structure formation in nanomodified clinker-efficient concretes is ensured by a comprehensive approach: optimization of the component mix, introduction of the PCE superplasticizer and nanomodifiers. Using the laser diffraction method, it was proved that main contribution to development of specific surface of the nanomodified cementing matrix is made by ultrathin particles (Kisa=761.2 μm–1 vol. %) of nano-SiO2. It was established that synergistic combination of mineral additives in composite Portland cement and complex nano-SiO2+C-S-H-PCE nanomodifier provide increased early strength (after 12 hours – Rc=6.4 MPa) and obtaining rapid hardening concrete class C50/60 (fcm2/fcm28=0.51). Thus, there are reasons to argue that it is advisable to develop nanomodified clinker-efficient concretes in order to ensure rapid construction and solve problems connected with necessity of implementation of a strategy of low-carbon development
Показано, что значительное снижение «углеродного следа» в технологии строительного производства достигается за счет изготовления клинкер-эффективных бетонов на основе портландцементов композиционных. Проведенными исследованиями установлено, что неравномерное распределение зерновых фракций смеси заполнителей и их повышенная общая удельная поверхность приводят к увеличению водопотребности, расслоению, водоотделению бетонной смеси и снижению прочности бетона. Для достижения более высокой плотности упаковки зерен реализован подход, основанный на оптимизации гранулометрического состава компонентов бетонной смеси. Установлено, что повышенные показатели ранней прочности бетонов на основе низкоэмиссионных композиционных цементов достигаются за счет введения суперпластификаторов на основе эфира поликарбоксилатов (РСЕ) и сульфатно-щелочной активации. Для установления связи между экологическими и техническими свойствами бетона определена эффективность клинкера в бетоне. Увеличение прочности модифицированного бетона на основе портландцемента композиционного СEM II/B-M 32,5 R (клинкер-фактор 0,65) приводит к существенному снижению удельного расхода клинкера на единицу прочности до 4,5 ... 3,0 кг/(м3.МПа); соответственно СО2-интенсивность составляет 3,9...2,6 кг СО2/(м3.МПа). Существенная интенсификация процессов раннего структурообразования наномодифицированных клинкер-эффективных бетонов обеспечивается за счет комплексного подхода: оптимизации смеси компонентов, введения суперпластификатора РСЕ и наномодификаторов. С использованием метода лазерной дифракции доказано, что основной вклад в развитие удельной поверхности наномодифицированной цементирующей матрицы вносят ультратонкие частицы (Kisa=761,2 мкм-1.vol. %) нано-SiO2. Установлено, что синергетическое сочетание минеральных добавок в портландцементе композиционном и комплексного наномодификатора «PCE+нано-SiO2+C-S-H» обеспечивает повышенные показатели особо ранней прочности (Rc12год=6,4 МПа) и получение быстротвердеющих бетонов класса С50/60 (fcm2/fcm28=0,51). Таким образом, есть основания утверждать о целесообразности разработки наномодифицированных клинкер-эффективных бетонов с целью обеспечения ускоренных темпов строительства и решения проблем, связанных с необходимостью реализации стратегии низкоуглеродного развития
Показано, що значне зниження «вуглецевого сліду» у технології будівельного виробництва досягається за рахунок виготовлення клінкер-ефективних бетонів на основі портландцементів композиційних. Проведеними дослідженнями встановлено, що нерівномірний розподіл зернових фракцій суміші заповнювачів та їх підвищена загальна питома поверхня призводять до збільшення водопотреби, розшарування, водовідділення бетонної суміші та зниження міцності бетону. Для досягнення більш високої щільності упаковки зерен реалізовано підхід, який грунтується на оптимізації гранулометричного складу компонентів бетонної суміші. Встановлено, що підвищені показники ранньої міцності бетонів на основі низькоемісійних композиційних цементів досягаються за рахунок введення суперпластифікаторів на основі ефіру полікарбоксилату (РСЕ) та сульфатно-лужної активації. Для встановлення зв'язку між екологічними та технічними властивостями бетону визначено ефективність клінкеру в бетоні. Збільшення міцності модифікованого бетону на основі портландцементу композиційного СEM II/B-M 32,5 R (клінкер-фактор 0,65) призводить до суттєвого зниження питомої витрати клінкеру на одиницю міцності до 4,5…3,0 кг/(м3.МПа); відповідно СО2-інтенсивність складає 3,9...2,6 кг СО2/(м3.МПа). Значна інтенсифікація процесів раннього структуроутворення наномодифікованих клінкер-ефективних бетонів забезпечується за рахунок комплексного підходу: оптимізації суміші компонентів, введення суперпластифікатора РСЕ та наномодифікаторів. З використанням методу лазерної дифракції доведено, що основний вклад у розвиток питомої поверхні наномодифікованої цементуючої матриці вносять ультратонкі частинки (Kisa=761,2 мкм-1.vol. %) нано-SiO2. Встановлено, що синергетичне поєднання мінеральних добавок в портландцементі композиційному та комплексного наномодифікатора «PCE+нано-SiO2+C-S-H» забезпечує підвищені показники особливо ранньої міцності (Rc12год=6,4 МПа) та одержання бетонів класу С50/60 із швидким наростанням міцності (fcm2/fcm28=0,51). Таким чином, є підстави стверджувати про доцільність розроблення наномодифікованих клінкер-ефективних бетонів з метою забезпечення швидких темпів будівництва та вирішення проблем, пов’язаних з необхідністю реалізації стратегії низьковуглецевого розвитку
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: