аспирант
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
аспирант
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 666.946 Цементы со специальными свойствами
ГРНТИ 61.31 Технология неорганических веществ и продуктов
ГРНТИ 67.15 Технология производства строительных материалов и изделий
ОКСО 08.06.01 Техника и технологии строительства
ББК 383 Строительные материалы и изделия
ТБК 54 Строительство
Введение. В настоящее время широко используются техногенные продукты в производстве строительных материалов. Особую актуальность приобретает проблема утилизации шлаков черной металлургии, объемы которых возрастают в связи с интенсификацией производства. Современные процессы внепечной обработки стали в агрегатах «печь-ковш» приводят к образованию сталеплавильных ковшевых шлаков (СКШ), отличающихся по химическому и минералогическому составу от шлаков, которые традиционно используются в производстве комплексных вяжущих. Повышенное содержание высокоосновных алюминатов кальция открывает перспективы их использования в качестве функционального компонента в композиционных вяжущих системах, в частности, как потенциальной альтернативы дорогостоящему глиноземистому цементу (ГЦ). Целью исследования являлся сравнительный анализ влияния состава композиционного вяжущего (на основе ГЦ и СКШ) и комплекса функциональных добавок на процесс структурообразования: пористость и коэффициент капиллярного водопоглощения (ККВП) цементного камня. Материалы и методы. В работе использовались: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н производства ООО «Серебрянский цементный завод» (ПЦ); глиноземистый цемент ГЦ-50 производства АО «Подольск-Цемент» (далее ГЦ-50); сталеплавильный ковшевой шлак (СКШ) производства АО «Выксунский металлургический завод»; гипс марки Г-5 производства ООО «Казанский гипсовый завод»; функциональные добавки: гиперпластификатор на основе поликарбоксилатов (ГП), редисперсионный полимерный порошок на винилацетатной основе; эфир целлюлозы (ЭЦ). СКШ был предварительно измельчён в шаровой лабораторной мельнице до удельной поверхности по Блейну 500 м²/кг. Определение капиллярного водопоглощения осуществлялось в соответствии с требованиями и методикой ГОСТ Р 58277–2018 «Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний». Определение пористости растворных образцов проводилось методом гидростатического взвешивания. Результаты исследования. Исследована возможность замены глиноземистого цемента техногенным продуктом – сталеплавильным ковшевым шлаком (далее СКШ) – в составе композиционных вяжущих для самонивелирующихся безусадочных сухих строительных смесей сегмента наливных полов. Установлено, что оптимальный состав сухой строительной смеси на основе СКШ с комплексом функциональных добавок для наливных полов, содержащий: 0,3 мас.% гиперпластификатора, 1,0 мас.% редисперсионного полимерного порошка, 0,05 мас.% эфира целлюлозы, демонстрирует минимальное и стабильное во времени капиллярное водопоглощение (0,01 кг/(м2·с0.5)), сопоставимое с контрольным составом на глиноземистом цементе. Синергетическое действие функциональных добавок обеспечивает уплотнение структуры: общая пористость снижается с 12,5% до 8,4%, открытая – с 9,8% до 3,8%. Заключение. Результаты подтверждают перспективность использования СКШ в качестве эффективного алюминатного компонента для создания гидроизоляционных стяжек, критически важных для долговечности полимерных покрытий полов.
сталеплавильный ковшевой шлак, глиноземистый цемент, композиционное вяжущее, капиллярное водопоглощение, пористость, сухие строительные смеси, наливные полы, функциональные добавки
1. Мошковский Д. С., Турушева Е. В., Мошковская С. В., Лотарев В. В., Самченко С. В. Расширение затвердевшей цементной пасты в композиционной вяжущей системе на основе сталеплавильного ковшевого шлака // Техника и технология силикатов, 2024. №4. С. 345–353. https://doi.org/10.62980/2076-0655-2024-345-353 . EDN: https://elibrary.ru/RPONGB
2. Золотова И. Ю. Бенчмаркинг зарубежного опыта утилизации продуктов сжигания твердого топлива угольных ТЭС // Инновации и инвестиции, 2020. №7. С. 123–128. EDN: https://elibrary.ru/TGKIVS
3. Суровцов М.М., Хамидулина Д.Д., Некрасова С.А., Морева Ю.А. Использование молотого доменного гранулированного шлака в цементном вяжущем // Строительные материалы, 2023. №7. С. 43–48. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-815-7-43-48 . EDN: https://elibrary.ru/CZSKSX
4. Воронин К.М., Хамидулина Д.Д., Некрасова С.А., Трубкин И.С. Вибропрессованные элементы мощения с использованием сталеплавильных шлаков // Строительные материалы, 2017. №12. С. 71–73. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2017-755-12-71-73 . EDN: https://elibrary.ru/YMKFEU
5. Титов М. Ю. Бетоны с повышенной прочностью на основе расширяющих добавок // Строительные материалы, 2012. №2. С. 84–87. EDN: https://elibrary.ru/OWJKJF
6. Коваленко Д. С. Перспективы создания экономичных бетонов с пониженной усадкой на основе отходов промышленности // Интеграция наук, 2017. №3 (7). С. 65–70. EDN: https://elibrary.ru/YNLJST
7. Кузнецова Т. В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы / Т. В. Кузнецова. — Москва: Стройиздат, 1986. — 208 с. EDN: https://elibrary.ru/YRNAYL
8. Кузнецова Т. В., Кривобородов Ю. Р., Бурлов И. Ю. Основные направления в химии и технологии специальных цементов // Строительные материалы, 2008. №10. С. 61–63. EDN: https://elibrary.ru/JXKGLP
9. Кривобородов Ю. Р. Специальные цементы: разновидности, свойства и применение // Техника и технология силикатов, 2023. Т. 30. №1. С. 84–91. EDN: https://elibrary.ru/BANTUI
10. Кривобородов Ю. Р., Самченко С. В. Физико-химические свойства сульфатированных клинкеров: Аналитический обзор // Цементная промышленность, 1991. №2. 55 с. EDN: https://elibrary.ru/TSRXOD
11. Осокин А. П., Кривобородов Ю. Р., Потапова Е. Н. Модифицированный портландцемент. — Москва: Стройиздат, 1993. — 328 с. EDN: https://elibrary.ru/WOJENR
12. Самченко, С. В. Сульфатированные алюмоферриты кальция и цементы на их основе / Федеральное агентство по образованию, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Изд. центр. – Москва: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 2004. – 120 с. EDN: https://elibrary.ru/QNDUNJ
13. Нефедьев А. П., Коссов Д.Ю., Кузнецова Т. В. Смешанное вяжущее на основе глиноземистого цемента и метакаолина // Сухие строительные смеси, 2014. №2. С. 28–30. EDN: https://elibrary.ru/TAQHEN
14. Крутилин А. А., Крапчетова Т. В., Инькова Н. А., Пахомова О. К. Исследование возможности использования алюминатных отходов алюминиевых сплавов для получения глиноземистого цемента // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2023. Т. 25. №6. С. 125–138. DOI: https://doi.org/10.31675/1607-1859-2023-25-6-125-138; EDN: https://elibrary.ru/ZUZWRN
15. Мошковская С.В., Сивков С.П., Лотарев В.В. Сухие строительные смеси для гидроизоляции бетонных конструкций // Техника и технология силикатов, 2008. Т. 15. №1. С. 26–31. EDN: https://elibrary.ru/JKAQPJ
16. Корнеев В. И., Зозуля П. В. Сухие строительные смеси. — Москва: РИФ Стройматериалы, 2010. — 320 с. EDN: https://elibrary.ru/QNORCH
17. Цементы, бетоны, строительные растворы и сухие смеси. Ч. 1: справочник / под ред. П. Г. Комохова. — Санкт‑Петербург: НПО «Профессионал», 2007. — 804 с.
18. Бурьянов А. Ф., Гонтарь Ю. В., Чалова А. И. К вопросу использования гипсовых и ангидритовых вяжущих в сухих смесях для устройства оснований полов // Сухие строительные смеси, 2010. №1. С. 11–13. EDN: https://elibrary.ru/TSQACJ
19. Самченко С.В., Макаров Е.М. Влияние суперпластификаторов на морфологию кристаллов эттрингита // Техника и технология силикатов, 2015. №2. С. 17–21. EDN: https://elibrary.ru/UACCCX
20. Самченко С. В. Роль эттрингита в формировании и генезисе структуры камня специальных цементов / Федеральное агентство по образованию, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Издат. центр. – Москва: Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 2005. 154 с. – ISBN 5-7237-0514-0. EDN: https://elibrary.ru/QNDVZV
21. Шешуков, О. Ю., Егиазарьян Д. К., Лобанов Д. А. Безотходная переработка ковшевого и электропечного шлака // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2021. Т. 64. №3. С. 192–199. – DOI https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-3-192-199 . EDN: https://elibrary.ru/VOQZVY
22. Сивков C. П., Мошковская С. В., Лотарев В. В. Сухие строительные смеси для устройства гидроизоляции бетонных конструкций // Техника и технология силикатов, 2008. Т. 15. №1. С. 26–31. EDN: https://elibrary.ru/JKAQPJ
