Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 83763 10.62980/2076-0655-2024-174-181 yjxlyh ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА INFLUENCE OF PLASTICIZER ON RECRYSTALLIZATION PROCESSES DURING HARDENING OF DUODECALCIUM SEMIALUMINATE ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРА НА ПРОЦЕССЫ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ ТВЕРДЕНИИ ДВЕНАДЦАТИКАЛЬЦИЕВОГО СЕМИАЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ Кривобородов Юрий Романович Krivoborodov Yuri Romanovich ykriv@rambler.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Кривобородова Светлана Юрьевна Krivoborodova Svetlana Yurievna skrivoborodova@rambler.ru ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева Москва Россия D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology Moscow Russian Federation ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation 03 07 2024 03 07 2024 31 2 174 181 05 04 2024 06 05 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/83763/view

Рассматривается механизм структурообразования при гидратации двенадцатикальциевого семиалюмината в присутствии пластификатора. Целью исследования являлось установление влияния пластификатора на поликарбоксилатной основе на формирование и морфологию образующихся гидратных фаз. Объектом исследования являлся минераk двенадцатикальциевый семиалюминат 12СаO·7Al2О3 стабильной альфа-формы, имеющий кубическую сингонию и пластификатор на поликарбоксилатной основе. Структура цементного камня изучалась с применением рентгенофазового и электронно-микроскопического анализа. Представлен механизм структурообразования при гидратации двенадцатикальциевого семиалюмината 12CaO∙7Al2O3 в присутствии пластификатора, заключающийся в образовании мелкодисперсных плохо закристаллизованных гексагональных кристаллов гидроалюмината кальция. Присутствие суперпластификатора в составе гидратирующегося алюмината кальция замедляет зарождение и рост кристаллогидратов из-за образующейся на поверхности раздела жидкой и твердой фаз пленки, создающей структурно-механический барьер, что приводит к замедлению насыщения жидкой фазы, но способствует формированию бόльшего количества центров кристаллизации и одновременному росту мелких кристаллов как гексагонального, так и кубического габитуса.

The mechanism of structure formation during hydration of duodecalcium semialuminate in the presence of plasticizer is considered. The purpose of the study was to determine the influence of polycarboxylate-based plasticizer on the formation and morphology of the hydrate phases formed. The object of the study was the mineral duodecalcium semialuminate 12CaO-7Al2O3 of stable alpha forms, having cubic syngony and plasticizer on polycarboxylate basis. The structure of cement stone was studied using X-ray phase and electron microscopic analysis. The mechanism of structure formation during hydration of duodecalcium semialuminate 12CaO∙7Al2O3 in the presence of plasticizer is presented, which consists in the formation of finely dispersed poorly crystallized hexagonal crystals of calcium hydroaluminate. The presence of superplasticizer in the composition of hydrated calcium aluminate slows down the nucleation and growth of crystalline hydrates due to the film formed on the surface of the interface between liquid and solid phases, creating a structural and mechanical barrier, which leads to slower saturation of the liquid phase, but promotes the formation of a greater number of crystallization centers and simultaneous growth of small crystals of both hexagonal and cubic habitus.

 двенадцатикальциевый семиалюминат формирование и морфология кристаллогидратов гексагональные гидроалюминаты кальция кубические гидроалюминаты кальция перекристаллизация пластификатор duodecalcium semialuminate formation and morphology of crystal hydrates hexagonal calcium hydroaluminates cubic calcium hydroaluminates recrystallization plasticizer Работа выполнена в НИУ МГСУ в рамках реализации Программы развития университета «ПРИОРИТЕТ 2030». Проект 3.1 «Научный прорыв в строительной отрасли – новые технологии, новые материалы, новые методы». The work was carried out at NIU MSCU within the framework of the University Development Program “PRIORITY 2030”. Project 3.1 “Scientific breakthrough in the construction industry - new technologies, new materials, new methods”.

Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы/. - М.: Стройиздат, 1986. 208 с. Kuznecova T.V. Alyuminatnye i sul'foalyuminatnye cementy/. - M.: Stroyizdat, 1986. 208 s. Neven Ukrainczyk, Tomislav Matusinović /Thermal properties of hydrating calcium aluminate cement pastes. Original Research Article//Cement and Concrete Research, Volume 40, Issue 1, January 2010, Pages 128-136 Neven Ukrainczyk, Tomislav Matusinović /Thermal properties of hydrating calcium aluminate cement pastes. Original Research Article//Cement and Concrete Research, Volume 40, Issue 1, January 2010, Pages 128-136 Guillermo Puerta-Falla, Aditya Kumar, Lauren Gomez-Zamorano, Mathieu Bauchy, Narayanan Neithalath, Gaurav Sant/ The influence of filler type and surface area on the hydration rates of calcium aluminate cementOriginal Research Article//Construction and Building Materials, Volume 96, 15 October 2015, Pages 657-665 Guillermo Puerta-Falla, Aditya Kumar, Lauren Gomez-Zamorano, Mathieu Bauchy, Narayanan Neithalath, Gaurav Sant/ The influence of filler type and surface area on the hydration rates of calcium aluminate cementOriginal Research Article//Construction and Building Materials, Volume 96, 15 October 2015, Pages 657-665 S.R. Klaus, J. Neubauer, F. Goetz-Neunhoeffer/ Hydration kinetics of CA2 and CA—Investigations performed on a synthetic calcium aluminate cement. Original Research Article//Cement and Concrete Research, Volume 43, January 2013, Pages 62-69 S.R. Klaus, J. Neubauer, F. Goetz-Neunhoeffer/ Hydration kinetics of CA2 and CA—Investigations performed on a synthetic calcium aluminate cement. Original Research Article//Cement and Concrete Research, Volume 43, January 2013, Pages 62-69 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. Самченко, С. В. Влияние дисперсности расширяющегося компонента на свойства цементов / С. В. Самченко, Д. А. Зорин // Техника и технология силикатов. – 2006. – Т. 13, № 2. – С. 2-7. – EDN KWMZHD. Samchenko, S. V. Vliyanie dispersnosti rasshiryayuschegosya komponenta na svoystva cementov / S. V. Samchenko, D. A. Zorin // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2006. – T. 13, № 2. – S. 2-7. – EDN KWMZHD. Samchenko, S. V. Influence of fineness of expansive components on cement properties / S. V. Samchenko, D. A. Zorin // Cement, Wapno, Beton. – 2008. – No. 5. – P. 254-257. – EDN RYAPJJ. Samchenko, S. V. Influence of fineness of expansive components on cement properties / S. V. Samchenko, D. A. Zorin // Cement, Wapno, Beton. – 2008. – No. 5. – P. 254-257. – EDN RYAPJJ. Самченко, С. В. Структура и свойства расширяющихся цементов в зависимости от дисперсности глиноземистого шлака и сульфоалюминатного клинкера / С. В. Самченко, Д. А. Зорин, И. В. Борисенкова // Технологии бетонов. – 2012. – № 11-12(76-77). – С. 28-29. – EDN SYDVWL. Samchenko, S. V. Struktura i svoystva rasshiryayuschihsya cementov v zavisimosti ot dispersnosti glinozemistogo shlaka i sul'foalyuminatnogo klinkera / S. V. Samchenko, D. A. Zorin, I. V. Borisenkova // Tehnologii betonov. – 2012. – № 11-12(76-77). – S. 28-29. – EDN SYDVWL. Самченко, С. В. Влияние дисперсности специального цемента на структуру твердеющего камня / С. В. Самченко, Ю. Р. Кривобородов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2003. – № 5-2. – С. 238-240. – EDN TOGQHR. Samchenko, S. V. Vliyanie dispersnosti special'nogo cementa na strukturu tverdeyuschego kamnya / S. V. Samchenko, Yu. R. Krivoborodov // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. – 2003. – № 5-2. – S. 238-240. – EDN TOGQHR. Кузнецова, Т. В. Химия, состав и свойства специальных цементов / Т. В. Кузнецова, Ю. Р. Кривобородов, С. В. Самченко // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий : материалы научно-практической конференции, Томск, 03–04 октября 2000 года / Томский политехнический университет (ТПУ). Том 1. – Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2000. – С. 96-98. – EDN TOEXOZ. Kuznecova, T. V. Himiya, sostav i svoystva special'nyh cementov / T. V. Kuznecova, Yu. R. Krivoborodov, S. V. Samchenko // Himiya i himicheskaya tehnologiya na rubezhe tysyacheletiy : materialy nauchno-prakticheskoy konferencii, Tomsk, 03–04 oktyabrya 2000 goda / Tomskiy politehnicheskiy universitet (TPU). Tom 1. – Tomsk: Nacional'nyy issledovatel'skiy Tomskiy politehnicheskiy universitet, 2000. – S. 96-98. – EDN TOEXOZ. Совершенствование свойств глинозёмистого цемента и его применение / С. В. Самченко, Т. А. Лютикова, Т. В. Кузнецова, Т. Г. Дудоладова // Цемент и его применение. – 2006. – № 3. – С. 46-48. – EDN HUZJMV. Sovershenstvovanie svoystv glinozemistogo cementa i ego primenenie / S. V. Samchenko, T. A. Lyutikova, T. V. Kuznecova, T. G. Dudoladova // Cement i ego primenenie. – 2006. – № 3. – S. 46-48. – EDN HUZJMV. Гусев, Б.В., Кривобородов Ю.Р., Самченко С.В. Технология портландцемента и его разновидностей: учебное пособие/ – М.: НИУ МГСУ, 2016. - 112 с. Gusev, B.V., Krivoborodov Yu.R., Samchenko S.V. Tehnologiya portlandcementa i ego raznovidnostey: uchebnoe posobie/ – M.: NIU MGSU, 2016. - 112 s. Самченко, С. В. Формирование и генезис структуры цементного камня : монография / С. В. Самченко. — М. : Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, – 2016. — 284 c. — ISBN 978-5-7264-1313-6. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/49874.html Samchenko, S. V. Formirovanie i genezis struktury cementnogo kamnya : monografiya / S. V. Samchenko. — M. : Moskovskiy gosudarstvennyy stroitel'nyy universitet, Ay Pi Er Media, EBS ASV, – 2016. — 284 c. — ISBN 978-5-7264-1313-6. — Tekst : elektronnyy // Elektronno-bibliotechnaya sistema IPR BOOKS : [sayt]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/49874.html Самченко С.В. Роль эттрингита в формировании и генезисе структуры камня специальных цементов/ Самченко С. В.; Федеральное агентство по образованию, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Издательский центр М. 2005. 154 с. Samchenko S.V. Rol' ettringita v formirovanii i genezise struktury kamnya special'nyh cementov/ Samchenko S. V.; Federal'noe agentstvo po obrazovaniyu, RHTU im. D. I. Mendeleeva, Izdatel'skiy centr M. 2005. 154 s. Кузнецова Т.В., Талабер Й. Глиноземистый цемент – М: Стройиздат, 1988. –317 с. Kuznecova T.V., Talaber Y. Glinozemistyy cement – M: Stroyizdat, 1988. –317 s. Шпынова Л.Г., Саницкий М.А., Костюк П.И. Гидратационная активность трехкальциевого алюмината. – Укр. Хим. журнал, 1985, 55, №12, с.1246-1250. Shpynova L.G., Sanickiy M.A., Kostyuk P.I. Gidratacionnaya aktivnost' trehkal'cievogo alyuminata. – Ukr. Him. zhurnal, 1985, 55, №12, s.1246-1250. Тейлор Х. Химия цемента. Пер. с англ. – М.: Мир, 1996. – 387 с. Teylor H. Himiya cementa. Per. s angl. – M.: Mir, 1996. – 387 s. Анализ структурно-фазового состояния моноалюмината кальция / Ю. А. Абзаев, Ю. С. Саркисов, Т. В. Кузнецова [и др.] // Инженерно-строительный журнал. – 2014. – № 3(47). – С. 56-62. – DOI 10.5862/MCE.47.6. – EDN SBZAHX. Analiz strukturno-fazovogo sostoyaniya monoalyuminata kal'ciya / Yu. A. Abzaev, Yu. S. Sarkisov, T. V. Kuznecova [i dr.] // Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal. – 2014. – № 3(47). – S. 56-62. – DOI 10.5862/MCE.47.6. – EDN SBZAHX. Gabriel Falzone, Magdalena Balonis, Gaurav Sant/ X-AFm stabilization as a mechanism of bypassing conversion phenomena in calcium aluminate cements Original Research Article//Cement and Concrete Research, Volume 72, June 2015, Pages 54-68 Gabriel Falzone, Magdalena Balonis, Gaurav Sant/ X-AFm stabilization as a mechanism of bypassing conversion phenomena in calcium aluminate cements Original Research Article//Cement and Concrete Research, Volume 72, June 2015, Pages 54-68 Martin Palou, Eva Kuzielová, Matúš Žemlička, Vladimír Živica/ The Influence of Sodium Hexametaphosphate (Na6P6O18) on Hydration of Calcium Aluminate Cement Under Hydrothermal Condition. Original Research Article//Procedia Engineering, Volume 151, 2016, Pages 119-126 Martin Palou, Eva Kuzielová, Matúš Žemlička, Vladimír Živica/ The Influence of Sodium Hexametaphosphate (Na6P6O18) on Hydration of Calcium Aluminate Cement Under Hydrothermal Condition. Original Research Article//Procedia Engineering, Volume 151, 2016, Pages 119-126 Önder Kırca, İ. Özgür Yaman, Mustafa Tokyay/ Compressive strength development of calcium aluminate cement–GGBFS blends. Original Research Article//Cement and Concrete Composites, Volume 35, Issue 1, January 2013, Pages 163-170 Önder Kırca, İ. Özgür Yaman, Mustafa Tokyay/ Compressive strength development of calcium aluminate cement–GGBFS blends. Original Research Article//Cement and Concrete Composites, Volume 35, Issue 1, January 2013, Pages 163-170 Nasser Y. Mostafa, Z.I. Zaki, Omar H. Abd Elkader/ Chemical activation of calcium aluminate cement composites cured at elevated temperature. Original Research Article//Cement and Concrete Composites, Volume 34, Issue 10, November 2012, Pages 1187-1193 Nasser Y. Mostafa, Z.I. Zaki, Omar H. Abd Elkader/ Chemical activation of calcium aluminate cement composites cured at elevated temperature. Original Research Article//Cement and Concrete Composites, Volume 34, Issue 10, November 2012, Pages 1187-1193 Małgorzata Niziurska, Jan Małolepszy, Grzegorz Malata/ The Influence of Lithium Carbonate on Phase Composition of Calcium Aluminate Cement Paste. Original Research Article// Procedia Engineering, Volume 108, 2015, Pages 363-370 Małgorzata Niziurska, Jan Małolepszy, Grzegorz Malata/ The Influence of Lithium Carbonate on Phase Composition of Calcium Aluminate Cement Paste. Original Research Article// Procedia Engineering, Volume 108, 2015, Pages 363-370 Макаров, Е. М. Механизм структурообразования цементного камня в полимерсодержащих вяжущих композициях на основе алюминатных и сульфоалюминатных цементов: специальность 05.16.09 "Материаловедение (по отраслям)" : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Макаров Евгений Михайлович, 2017. – 180 с. – EDN VBJJYA. Makarov, E. M. Mehanizm strukturoobrazovaniya cementnogo kamnya v polimersoderzhaschih vyazhuschih kompoziciyah na osnove alyuminatnyh i sul'foalyuminatnyh cementov: special'nost' 05.16.09 "Materialovedenie (po otraslyam)" : dissertaciya na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tehnicheskih nauk / Makarov Evgeniy Mihaylovich, 2017. – 180 s. – EDN VBJJYA. Самченко, С. В. Влияние пластификатора на процессы перекристаллизации при твердении алюмината кальция / С. В. Самченко, С. Ю. Кривобородова // Техника и технология силикатов. – 2017. – Т. 24, № 3. – С. 25-30. – EDN ZERBLL. Samchenko, S. V. Vliyanie plastifikatora na processy perekristallizacii pri tverdenii alyuminata kal'ciya / S. V. Samchenko, S. Yu. Krivoborodova // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2017. – T. 24, № 3. – S. 25-30. – EDN ZERBLL. Самченко, С. В. Влияние суперпластификатора на морфологию кристаллов эттрингита / С. В. Самченко, Е. М. Макаров // Техника и технология силикатов. – 2015. – Т. 22, № 2. – С. 17-21. – EDN UACCCX. Samchenko, S. V. Vliyanie superplastifikatora na morfologiyu kristallov ettringita / S. V. Samchenko, E. M. Makarov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2015. – T. 22, № 2. – S. 17-21. – EDN UACCCX. Кузнецова, Т.В., Самченко С.В. Микроскопия материалов цементного производства - М.: МИКХиС, 2007. - 304 с. Kuznecova, T.V., Samchenko S.V. Mikroskopiya materialov cementnogo proizvodstva - M.: MIKHiS, 2007. - 304 s.