Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 91065 10.62980/2076-0655-2024-365-376 mjupxw ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА ORGANIC-MINERAL MODIFIER BASED ON SLURRY WATER FOR THE PRODUCTION OF HIGH-STRENGTH SELF-COMPACTING CONCRETES ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР НА ОСНОВЕ ШЛАМОВОЙ ВОДЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ САМОУПЛОТНЯЮЩИХСЯ БЕТОНОВ Ларсен Оксана Александровна Larsen Oksana Aleksandrovna larsen.oksana@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Бахрах Антон Михайлович Bakhrakh Anton Mikhailovich bahrah@erkon-beton.ru Машина Татьяна Юрьевна Machine Tatyana Yurievna mashina-tatiana19@yandex.ru Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет Москва Россия Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет Москва Russian Federation Национальный Исследовательский Московский Государственный Строительный Университет Россия NRU MGSU Russian Federation Московский государственный строительный университет Moscow State University of Civil Engineering 24 11 2024 24 11 2024 31 4 365 376 26 09 2024 23 10 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/91065/view

Производство бетонной смеси неизбежно сопряжено с образованием шламовой воды, которая оказывает воздействие на окружающую среду. Технология рециклинга бетонной смеси позволяет использовать не только шламовую воду от произ-водства товарного бетона, но и получать на основе обезвоженного шлама высокодисперсный органоминеральный моди-фикатор (ОМД), полученный его тонким измельчением в шаровой мельнице. Получен модификатор при помоле в шаровой мельнице в течение 2,5 ч с удельной поверхностью 15657 см2/г. Введение сухого поликарбоксилатного пластификатора в количестве 0,025% позволило сократить время помола в мельнице до 1 ч и получить удельную поверхность, равную 16227 см2/г. Исследован химический состав органоминерального модификатора и основные свойства цементного теста в при-сутствии ОМД. Установлено увеличение нормальной густоты цементного теста на 2,4 %, ускорение сроков схватывания и повышение прочности в начальные сроки твердения. Показано, что введение шламовой воды с водой затворения в количе-стве 5% в бетонную смесь не приводит к снижению прочностных показателей. Введение ОМД на основе шламовой воды в количестве 10% не оказывает негативного влияния на технологические свойства и незначительно повышает прочность бетона в возрасте 28 сут. Полученный модификатор, участвуя в цикле ресурсосбережения и обладая такими важными характеристиками, послужит альтернативой применению другим минеральным добавкам, применяемым при производ-стве самоуплотняющихся бетонов, сократит расход сырьевых материалов, а подбор его оптимального содержания бу-дет влиять на изменение технологических и прочностных свойств бетонов.

The production of concrete mix is inevitably associated with the formation of sludge water, which has an impact on the environ-ment. The technology of recycling concrete mix allows you to use not only slurry water from the production of ready-mixed con-crete, but also to obtain a highly dispersed organomineral modifier (OMD) based on dehydrated sludge, obtained by fine grind-ing in a ball mill. A modifier was obtained by grinding in a ball mill for 2.5 hours with a specific surface area of 15657 cm2/g. The introduction of a dry polycarboxylate plasticizer in an amount of 0.025% made it possible to reduce the grinding time in the mill to 1 hour and obtain a specific surface area equal to 16227 cm2/g. The chemical composition of the organomineral modifier and the basic properties of cement paste in the presence of OMD are investigated. An increase in the normal density of the cement paste by 2.4%, an acceleration of the setting time and an increase in strength in the initial hardening periods were found. It is shown that the introduction of slurry water with mixing water in an amount of 5% into the concrete mixture does not lead to a decrease in strength parameters. The introduction of OMD based on slurry water in an amount of 10% does not adversely affect the technological properties and slightly increases the strength of concrete at the age of 28 days. The resulting modifier, partici-pating in the resource-saving cycle and possessing such important characteristics, will serve as an alternative to the use of other mineral additives used in the production of self-sealing concretes, will reduce the consumption of raw materials, and the selec-tion of its optimal content will affect changes in the technological and strength properties of concretes.

 шламовая вода помол удельная поверхность бетонная смесь самоуплотняющийся бетон органоминеральный моди-фикатор slurry water grinding specific surface area concrete mix self-sealing concrete jrganic-mineral modifier 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 meth-ods”

Larsen, O.A.; Samchenko, S.V.; Zemskova, O.V.; Korshunov, A.V.; Solodov, A.A. Self-Compacting Mixtures of Fair-Faced Concrete Based on GGBFS and a Multicomponent Chemical Admixture—Technological and Rheological Properties. Buildings 2024, 14,3545. https://doi.org/10.3390/ buildings14113545 Larsen, O.A.; Samchenko, S.V.; Zemskova, O.V.; Korshunov, A.V.; Solodov, A.A. Self-Compacting Mixtures of Fair-Faced Concrete Based on GGBFS and a Multicomponent Chemical Admixture—Technological and Rheological Properties. Buildings 2024, 14,3545. https://doi.org/10.3390/ buildings14113545 Остроух А.В., Суркова Н.Е. Система рециклинга товар-ного бетона / А.В. Остроух, Н.Е. Суркова // Лучшая науч-ная статья 2017: сборник статей XII Международного научно-практического конкурса. Пенза: Наука и Просве-щение. - 2017. - С. 21–24. Ostrouh A.V., Surkova N.E. Sistema reciklinga tovar-nogo betona / A.V. Ostrouh, N.E. Surkova // Luchshaya nauch-naya stat'ya 2017: sbornik statey XII Mezhdunarodnogo nauchno-prakticheskogo konkursa. Penza: Nauka i Prosve-schenie. - 2017. - S. 21–24. Samchenko, S.V.; Larsen, O.A. Modifying the Sand Con-crete with Recycled Tyre Polymer Fiber to Increase the Crack Resistance of Building Structures. Buildings 2023, 13,897. https://doi.org/10.3390/ buildings13040897 Samchenko, S.V.; Larsen, O.A. Modifying the Sand Con-crete with Recycled Tyre Polymer Fiber to Increase the Crack Resistance of Building Structures. Buildings 2023, 13,897. https://doi.org/10.3390/ buildings13040897 Самоуплотняющийся бетон с компенсированной усад-кой c использованием материалов из бетонного лома / С. В. Самченко, В. В. Воронин, О. А. Ларсен, В. В. Наруть // Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2021. – № 2(746). – С. 71-78. – DOI 10.32683/0536-1052-2021-746-2-71-78. – EDN EYNTLL. Samouplotnyayuschiysya beton s kompensirovannoy usad-koy c ispol'zovaniem materialov iz betonnogo loma / S. V. Samchenko, V. V. Voronin, O. A. Larsen, V. V. Narut' // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Stroitel'stvo. – 2021. – № 2(746). – S. 71-78. – DOI 10.32683/0536-1052-2021-746-2-71-78. – EDN EYNTLL. Silva M., Naik T.R. Sustainable use of resources – Recy-cling of sewage treatment plant water in concrete, in: 2nd Int. Conf. Sustain. Constr. Mater. Technol. - 2010. Silva M., Naik T.R. Sustainable use of resources – Recy-cling of sewage treatment plant water in concrete, in: 2nd Int. Conf. Sustain. Constr. Mater. Technol. - 2010. Егоров Е.С., Самченко С.В., Абрамов М.А. Возможно-сти применения гидродинамически активированной шла-мовой воды, полученной из системы рециклинга, при при-готовлении новых бетонных смесей. ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. - 2022. - № 3 (68). - С. 42-54. Egorov E.S., Samchenko S.V., Abramov M.A. Vozmozhno-sti primeneniya gidrodinamicheski aktivirovannoy shla-movoy vody, poluchennoy iz sistemy reciklinga, pri pri-gotovlenii novyh betonnyh smesey. ALITinform: Cement. Beton. Suhie smesi. - 2022. - № 3 (68). - S. 42-54. Asadollahfardi G., Asadi M., Jafari H., Moradi A., Asadol-lahfardi R. Experimental and statistical studies of using wash water from ready-mix concrete trucks and a batching plant in the production of fresh concrete // Constr. Build. Mater. – 2015. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.08.053. Asadollahfardi G., Asadi M., Jafari H., Moradi A., Asadol-lahfardi R. Experimental and statistical studies of using wash water from ready-mix concrete trucks and a batching plant in the production of fresh concrete // Constr. Build. Mater. – 2015. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.08.053. Aboelkheir M.G., Pal K., Cardoso V.A., Celestino R., Yo-shikawa N.K., Resende M. M. Influence of concrete mixer washing waste water on the chemical and mechanical proper-ties of mortars // J. Mol. Struct. – 2021. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.130003. Aboelkheir M.G., Pal K., Cardoso V.A., Celestino R., Yo-shikawa N.K., Resende M. M. Influence of concrete mixer washing waste water on the chemical and mechanical proper-ties of mortars // J. Mol. Struct. – 2021. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.130003. 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 гидрати-рованной 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 gidrati-rovannoy 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 использова-ния цементных суспензий при реализации технологии рециклинга бетонных смесей / С. В. Самченко, Е. С. Его-ров, 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'zova-niya cementnyh suspenziy pri realizacii tehnologii reciklinga betonnyh smesey / S. V. Samchenko, E. S. Ego-rov, M. A. Abramov // Vestnik MGSU. – 2021. – T. 16, № 12. – S. 1573-1581. – DOI 10.22227/1997-0935.2021.12.1573-1581. – EDN MNTVKM. Самченко, С. В. Особенности протекания гидратации и твердения цементных паст с добавкой гидратированного цемента / С. В. Самченко, М. А. Абрамов, Е. С. Егоров // Техника и технология силикатов. – 2020. – Т. 27, № 1. – С. 24-28. – EDN XTXCAE. Samchenko, S. V. Osobennosti protekaniya gidratacii i tverdeniya cementnyh past s dobavkoy gidratirovannogo cementa / S. V. Samchenko, M. A. Abramov, E. S. Egorov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2020. – T. 27, № 1. – S. 24-28. – EDN XTXCAE. Klus L., Aklavik V. V., Dvorsky T., Svoboda Ya., Papesh R. The use of wastewater from a concrete plant in the produc-tion of cement composites // Buildings. – 2017. - Vol. 7 – P. 120. doi:10.3390/BUILDINGS 7040120. Klus L., Aklavik V. V., Dvorsky T., Svoboda Ya., Papesh R. The use of wastewater from a concrete plant in the produc-tion of cement composites // Buildings. – 2017. - Vol. 7 – P. 120. doi:10.3390/BUILDINGS 7040120. Бугай А.В. Современные состояния и тенденции разви-тия отрасли строительных материалов в России /А.В. Бу-гай // Электронный научно-практический журнал «Совре-менные научные исследования и инновации». – 2016 г. Bugay A.V. Sovremennye sostoyaniya i tendencii razvi-tiya otrasli stroitel'nyh materialov v Rossii /A.V. Bu-gay // Elektronnyy nauchno-prakticheskiy zhurnal «Sovre-mennye nauchnye issledovaniya i innovacii». – 2016 g. Паринов С.В., Картушина Ю.Н. Технологическая схема полной переработки отходов производства особо тяжёло-го бетона / С.В. Паринов, Ю.Н. Картушина // Вестник Тех-нологического университета. - 2018. - Т. 21, № 2. - С. 63–65. Parinov S.V., Kartushina Yu.N. Tehnologicheskaya shema polnoy pererabotki othodov proizvodstva osobo tyazhelo-go betona / S.V. Parinov, Yu.N. Kartushina // Vestnik Teh-nologicheskogo universiteta. - 2018. - T. 21, № 2. - S. 63–65. Bouaich F.Z., Maherzi W., El-hajjaji F., Abriak N.E., Ben-zerzour M., Taleb M., Rais Z. Reuse of treated wastewater and non-potable groundwater in the manufacture of concrete: major challenge of environmental preservation, Environ. Sci. Pollut. Res. 29 – 2022. – pp. 146–157. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15561-3 . Bouaich F.Z., Maherzi W., El-hajjaji F., Abriak N.E., Ben-zerzour M., Taleb M., Rais Z. Reuse of treated wastewater and non-potable groundwater in the manufacture of concrete: major challenge of environmental preservation, Environ. Sci. Pollut. Res. 29 – 2022. – pp. 146–157. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15561-3 .