Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 91047 10.62980/2076-0655-2024-395-402 wittok ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА ACTIVATION HARDENING OF PORTLAND CEMENT WITH ADDITION OF GRANULATED BLAST FURNACE SLAG АКТИВАЦИОННОЕ ТВЕРДЕНИЕ ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТА Кривобородов Юрий Романович Krivoborodov Yuri Romanovich KrivoborodovYUR@mgsu.ru Лежебоков Дмитрий Александрович Lezhebokov Dmitry Alexandrovich Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева D.Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia Московский государственный строительный университет Moscow State University of Civil Engineering 24 11 2024 24 11 2024 31 4 395 402 23 09 2024 14 10 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/91047/view

В цементной отрасли накоплен большой положительный опыт применения металлургических шлаков при производстве вяжущих материалов. Тем не менее объем использования шлаков в стройиндустрии остается незначительным – около 5...8% ежегодного их выхода. Это предопределяет необходимость эффективного использования их в строительстве, что требует разработки новых способов и приемов повышения качества шлакосодержащих цементов и бетонов на их основе. Проведены исследования по повышению активности доменных гранулированных шлаков и шлакопортландцементов путем их раздельной и совместной активации в водной среде непосредственно перед приготовлением бетона на строительной площадке. Активация осуществлялась в аппаратах, где обрабатываемая среда подвергалась ударному гидродинамическому и кавитационному воздействию. Активация шлакопортландцемента, а также совместная активация цемента и шлака значительно повышает прочность образ-цов из цементного камня и бетона. Цементный камень, полученный на основе активированного цемента, обладает повышенной ранней прочностью за счет повышения пуццолановой активности шлаков и интенсивной гидратации клинкерных минералов, а поздней – за счет активного участия доменного гранулированного шлака в формировании структуры цементного камня. Полученные результаты позволяют более эффективно использовать отходы металлургической промышленности при получении цементов и бетонов на их основе.

The cement industry has accumulated a great positive experience in the use of metallurgical slags in the production of binding materials. The volume of slag utilization in the construction industry is 5...8% of their annual output. This predetermines the necessity of effective utilization of slags in construction. It is necessary to develop new methods and techniques to improve the quality of Portland blast furnace slag cement and concrete on their basis. The researches on increase of activity of blast furnace granulated slags and Portland blast furnace slag cement by their separate and joint activation in aqueous medium have been carried out. The activation was carried out immediately before the preparation of concrete at the construction site. The activation was carried out in apparatuses under hydrodynamic and cavitation impact. The activation of Portland blast furnace slag cement, as well as the joint activation of cement and granulated blast furnace slag significantly increases the strength of concrete samples. The specimens obtained on the basis of activated Portland blast furnace slag cement have in-creased early strength. This is due to increased pozzolanic activity of slag and intensive hydration of clinker minerals. The increased late strength of the samples is due to the active participation of blast furnace granulated slag in the formation of the structure of the hardened cement matrix. The obtained results allow more efficient use of metallurgical industry wastes in the production of cements and concretes.

 шлакопортландцемент активация гидратация твердение прочность Portland blast furnace slag cement activation hydration hardening durability

XIII International Congress on Chemistry of Cement/ Abstracts and Proceedings. – Madrid, 2011.- 538 p. XIII International Congress on Chemistry of Cement/ Abstracts and Proceedings. – Madrid, 2011.- 538 p. Гусев Б.В., Самуил Иень-лянь, Кузнецова Т.В. Цементы и бетоны – тенденции развития /под общей редакции Б.В. Гусева. – М.: Научный мир, 2012. – 136 с. Gusev B.V., Samuil Ien'-lyan', Kuznecova T.V. Cementy i betony – tendencii razvitiya /pod obschey redakcii B.V. Guseva. – M.: Nauchnyy mir, 2012. – 136 s. Малинина Л.А. Проблемы использования в бетонах цементов с активными добавками / Цемент, 1986, № 5, С.10-14. Malinina L.A. Problemy ispol'zovaniya v betonah cementov s aktivnymi dobavkami / Cement, 1986, № 5, S.10-14. Самченко, С. В. Формирование и генезис структуры цементного камня / С. В. Самченко. – 2-е издание. – Москва: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020. – 288 с. – ISBN 978-5-7264-2808-6. – EDN KCBIBU. Samchenko, S. V. Formirovanie i genezis struktury cementnogo kamnya / S. V. Samchenko. – 2-e izdanie. – Moskva: Nacional'nyy issledovatel'skiy Moskovskiy gosudarstvennyy stroitel'nyy universitet, 2020. – 288 s. – ISBN 978-5-7264-2808-6. – EDN KCBIBU. Самченко, С. В. Влияние дисперсности шлакового компонента на свойства шлакопортландцемента / С. В. Самченко, О. В. Земскова, И. В. Козлова // Техника и технология силикатов. – 2016. – Т. 23, № 2. – С. 19-23. – EDN WAOLWF. Samchenko, S. V. Vliyanie dispersnosti shlakovogo komponenta na svoystva shlakoportlandcementa / S. V. Samchenko, O. V. Zemskova, I. V. Kozlova // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2016. – T. 23, № 2. – S. 19-23. – EDN WAOLWF. Самченко, С. В. Влияние дисперсности глиноземистого шлака и сульфоалюминатного клинкера на формирование структуры цементного камня / С. В. Самченко, Д. А. Зорин, И. В. Борисенкова // Техника и технология силикатов. – 2011. – Т. 18, № 2. – С. 12-14. – EDN NWEGWR. Samchenko, S. V. Vliyanie dispersnosti glinozemistogo shlaka i sul'foalyuminatnogo klinkera na formirovanie struktury cementnogo kamnya / S. V. Samchenko, D. A. Zorin, I. V. Borisenkova // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2011. – T. 18, № 2. – S. 12-14. – EDN NWEGWR. Малахин С. С., Кривобородов Ю. Р. Влияние дисперсности шлака на свойства портландцемента // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. Том XXXII, №2 (198). — Т. 32. — РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, 2018. — С. 114–116. Malahin S. S., Krivoborodov Yu. R. Vliyanie dispersnosti shlaka na svoystva portlandcementa // Uspehi v himii i himicheskoy tehnologii: sb. nauch. tr. Tom XXXII, №2 (198). — T. 32. — RHTU im. D.I. Mendeleeva, Moskva, 2018. — S. 114–116. Complex Method of Stabilizing Slag Suspension / S. Samchenko, I. Kozlova, O. Zemskova [et al.] // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018: Серия: Advances in Intelligent Systems and Computing Volume 983, Voronezh and Samara, Russia, 10–13 декабря 2018 года. Vol. 2. – Cham: Springer, 2019. – P. 817-827. – DOI 10.1007/978-3-030-19868-8_80. – EDN HKNSQQ. Complex Method of Stabilizing Slag Suspension / S. Samchenko, I. Kozlova, O. Zemskova [et al.] // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018: Seriya: Advances in Intelligent Systems and Computing Volume 983, Voronezh and Samara, Russia, 10–13 dekabrya 2018 goda. Vol. 2. – Cham: Springer, 2019. – P. 817-827. – DOI 10.1007/978-3-030-19868-8_80. – EDN HKNSQQ. Сравнительный анализ способов модифицирования шлакопортландцемента ультрадисперсным компонентом / С. В. Самченко, И. В. Козлова, О. В. Земскова [и др.] // Техника и технология силикатов. – 2020. – Т. 27, № 4. – С. 113-120. – EDN HUNNTF. Sravnitel'nyy analiz sposobov modificirovaniya shlakoportlandcementa ul'tradispersnym komponentom / S. V. Samchenko, I. V. Kozlova, O. V. Zemskova [i dr.] // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2020. – T. 27, № 4. – S. 113-120. – EDN HUNNTF. Плотников В.В., Кривобородов Ю.Р. Влияние активирующих наноструктур на синтез и качество клинкера // Сухие строительные смеси. – 2010, №6. – С. 34-37. Plotnikov V.V., Krivoborodov Yu.R. Vliyanie aktiviruyuschih nanostruktur na sintez i kachestvo klinkera // Suhie stroitel'nye smesi. – 2010, №6. – S. 34-37. Yury R. Krivoborodov, Svetlana V. Samchenko. The increase of hydration activity of Portland cement by additives of crystalline hydrates // Materials Science Forum. — 2019. — Vol. 974. — P. 195–200. Yury R. Krivoborodov, Svetlana V. Samchenko. The increase of hydration activity of Portland cement by additives of crystalline hydrates // Materials Science Forum. — 2019. — Vol. 974. — P. 195–200. Кривобородов Ю.Р., Еленова А.А. Применение микродисперсных добавок для ускорения твердения цемента // Строительные материалы. М. – 2016, - №9. – С. 65-67. Krivoborodov Yu.R., Elenova A.A. Primenenie mikrodispersnyh dobavok dlya uskoreniya tverdeniya cementa // Stroitel'nye materialy. M. – 2016, - №9. – S. 65-67. Антонов Г.Л., Островский О.Л., Кривобородов Ю.Р. Безусадочный шлакопортландцемент // Стендовые доклады II Международного совещания по химии и технологии цемента. Том III. – СПб, 2000. с.242-244. Antonov G.L., Ostrovskiy O.L., Krivoborodov Yu.R. Bezusadochnyy shlakoportlandcement // Stendovye doklady II Mezhdunarodnogo soveschaniya po himii i tehnologii cementa. Tom III. – SPb, 2000. s.242-244. Effective ecological building materials based on activated ash-cement mixtures / E. Potapova, Y. Krivoborodov, S. Samchenko, T. Kouznetsova // 18 International Multidisciplinary scientific Geoconference SGEM 2018, 2 July – 8 July 2018, Albena, Bulgaria. — Vol. 18 of 26. SECTION GREEN BUILDINGS TECHNOLOGIES AND MATERIALS. — "Alexander Malinov" Sofia, Bulgaria, 2018. — P. 135–142. Effective ecological building materials based on activated ash-cement mixtures / E. Potapova, Y. Krivoborodov, S. Samchenko, T. Kouznetsova // 18 International Multidisciplinary scientific Geoconference SGEM 2018, 2 July – 8 July 2018, Albena, Bulgaria. — Vol. 18 of 26. SECTION GREEN BUILDINGS TECHNOLOGIES AND MATERIALS. — "Alexander Malinov" Sofia, Bulgaria, 2018. — P. 135–142. Сулименко Л.М., Кривобородов Ю.Р., Плотников В.В., Шалуненко Н.И. Механоактивация вяжущих композиций на основе техногенных продуктов / Известия высших учебных заведений. Строительство. – 1998, № 10.− С. 51-56. Sulimenko L.M., Krivoborodov Yu.R., Plotnikov V.V., Shalunenko N.I. Mehanoaktivaciya vyazhuschih kompoziciy na osnove tehnogennyh produktov / Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Stroitel'stvo. – 1998, № 10.− S. 51-56. Кривобородов Ю.Р., Плотников В.В. Эффективность домола цемента в устройстве для диспергирования смесей // Цемент. 1988. № 12. С. 16-17. Krivoborodov Yu.R., Plotnikov V.V. Effektivnost' domola cementa v ustroystve dlya dispergirovaniya smesey // Cement. 1988. № 12. S. 16-17. Gusev B.V., In Y.-I.S., Krivoborodov Y. R. Acceleration of slag cement hardening // 14th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC 2015). — The Chinese Ceramic Society Beijing, China, 2015. — P. 3_9–1–3_9–5. Gusev B.V., In Y.-I.S., Krivoborodov Y. R. Acceleration of slag cement hardening // 14th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC 2015). — The Chinese Ceramic Society Beijing, China, 2015. — P. 3_9–1–3_9–5. Самченко, С. В. Влияние ультрадисперсной добавки из предварительно гидратированного цемента на свойства цементной пасты / С. В. Самченко, Е. С. Егоров // Техника и технология силикатов. – 2019. – Т. 26, № 2. – С. 52-57. – EDN DAQXRC. Samchenko, S. V. Vliyanie ul'tradispersnoy dobavki iz predvaritel'no gidratirovannogo cementa na svoystva cementnoy pasty / S. V. Samchenko, E. S. Egorov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2019. – T. 26, № 2. – S. 52-57. – EDN DAQXRC. Самченко, С. В. Управление свойствами цементной пасты при ее модифицировании предварительно гидратированной цементной суспензией / С. В. Самченко, Е. С. Егоров // Техника и технология силикатов. – 2021. – Т. 28, № 2. – С. 54-58. – EDN IPOIXD. Samchenko, S. V. Upravlenie svoystvami cementnoy pasty pri ee modificirovanii predvaritel'no gidratirovannoy cementnoy suspenziey / S. V. Samchenko, E. S. Egorov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2021. – T. 28, № 2. – S. 54-58. – EDN IPOIXD. Самченко, С. В. Особенности повторного использования цементных суспензий при реализации технологии рециклинга бетонных смесей / С. В. Самченко, Е. С. Егоров, М. А. Абрамов // Вестник МГСУ. – 2021. – Т. 16, № 12. – С. 1573-1581. – DOI 10.22227/1997-0935.2021.12.1573-1581. – EDN MNTVKM. Samchenko, S. V. Osobennosti povtornogo ispol'zovaniya cementnyh suspenziy pri realizacii tehnologii reciklinga betonnyh smesey / S. V. Samchenko, E. S. Egorov, M. A. Abramov // Vestnik MGSU. – 2021. – T. 16, № 12. – S. 1573-1581. – DOI 10.22227/1997-0935.2021.12.1573-1581. – EDN MNTVKM. Гусев, Б. В. Технология портландцемента и его разновидностей: Учебное пособие / Б. В. Гусев, Ю. Р. Кривобородов, С. В. Самченко. – Москва: Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, 2016. – 113 с. – ISBN 978-5-7264-1230-6. – EDN XMAYRX. Gusev, B. V. Tehnologiya portlandcementa i ego raznovidnostey: Uchebnoe posobie / B. V. Gusev, Yu. R. Krivoborodov, S. V. Samchenko. – Moskva: Moskovskiy gosudarstvennyy stroitel'nyy universitet, Ay Pi Er Media, 2016. – 113 s. – ISBN 978-5-7264-1230-6. – EDN XMAYRX. Тихомирова И.Н., Шибакова В.С. Цемент на основе активированных доменных гранулированных шлаков // Техника и технология силикатов. – 2011. – Т. 18, № 1. – С.19- 22. Tihomirova I.N., Shibakova V.S. Cement na osnove aktivirovannyh domennyh granulirovannyh shlakov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2011. – T. 18, № 1. – S.19- 22. Крыхтин Г.С., Кузнецов Л.Н. Интенсификация работы мельницы. – Новосибирск: ВО «Наука», 1993. – 240 с. Kryhtin G.S., Kuznecov L.N. Intensifikaciya raboty mel'nicy. – Novosibirsk: VO «Nauka», 1993. – 240 s.