Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 97029 10.62980/2076-0655-2025-115-127 lpvrjd ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА HIGH-STRENGTH LOW WATER DEMAND CEMENTS ВЫСОКОПРОЧНЫЕ ЦЕМЕНТЫ НИЗКОЙ ВОДОПОТРЕБНОСТИ Гуляков Евгений Геннадьевич Gulyakov Evgeniy Gennad'evich gulyakoveg@kgasu.ru

аспирант технических наук;

graduate student of technical sciences;

 Хозин Вадим Григорьевич Khozin Vadim Grigorievich khozin.vadim@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Боровских Игорь Викторович Borovskikh Igor Viktorovich borigor83@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Зигангиров Адель Ильясович Zigangirov Adel Ilyasovich zigangirovadel@yandex.ru Казанский государственный архитектурно-строительный университет Казань Россия Kazan State University of Architecture and Engineering Kazan Russian Federation ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) Россия ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) Russian Federation ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) Россия ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) Russian Federation ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) Россия ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КГАСУ) Russian Federation 06 06 2025 06 06 2025 32 2 115 127 05 03 2025 20 03 2025 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/97029/view

Вид и свойства цемента являются ключевыми факторами при разработке высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов (В80-В150 и более). Наиболее перспективным видом являются цементы низкой водопотребности (ЦНВ), превосходящие все промышленные цементы по технологическим, прочностным, экологическим и экономическим по-казателям, благодаря высокой дисперсности и эффекту низкой водопотребности. В статье представлены резуль-таты разработки высокопрочных ЦНВ, предназначенных для получения высококачественных мелкозернистых бе-тонов нового поколения. Изучено состояние вопроса по актуальности темы исследования. Получены эксперимен-тальные зависимости нормальной густоты и подвижности, прочности цементного камня и активности ЦНВ-100 (100%-ое содержание портландцемента) с удельной поверхностью от 5000 см2/г до 9500 см2/г, полученных совмест-ным помолом стандартных цементов ЦЕМ I 42,5Н и ЦЕМ 0 52,5Н с разным содержанием суперпластификатора «Полипласт ПК» (тип R). Оптимальные составы ЦНВ-100 на этих цементах достигают прочности цементного камня на сжатие, соответственно, 212 и 231 МПа и активности (прочность цементно-песчаного раствора) – 93 и 112 МПа при удельной поверхности 7300 см2/г и 6600 см2/г. Это позволяет рекомендовать их для получения высоко-прочных и сверхвысокопрочных бетонов.

The type and properties of cement are key factors in the development of high-strength and ultra-high-strength concretes (B80-B150 and higher). The most promising type is low water demand cement (LWDC), which surpasses all industrial ce-ments in technological, strength, environmental and economic indicators due to high dispersion and the effect of low water demand. The article presents the results of the development of high-strength LWDC intended for obtaining high-performance fine-grained concretes of a new generation. The state of the art in terms of the relevance of the research topic is studied. Experimental dependencies of normal consistency and mobility, strength of cement stone and activity of LWDC-100 (100% Portland cement content) with a specific surface area from 5000 cm2/g to 9500 cm2/g obtained by joint grinding of standard cements CEM I 42.5N and CEM 0 52.5N with different contents of the superplasticizer "Polyplast PC" (type R) are obtained. Optimum compositions of LWDC-100 on these cements achieve compressive strength of cement stone of 212 and 231 MPa, respectively, and activity (strength of cement-sand mortar) – 93 and 112 MPa with a specific surface of 7300 cm2/g and 6600 cm2/g. This allows them to be recommended for obtaining high-strength and ultra-high-strength concretes.

 высокопрочные бетоны UHPC цементы низкой водопотребности ЦНВ-100 цементный камень нормальная гу-стота прочность high-strength concrete UHPC low water demand cements LWDC-100 cement stone normal consistency strength

Horst G., Joerg R. Self-compacting concrete – another stage in the development of the 5-component system of concrete // Bet-ontechnische Berichte (Concrete Technology Reports), Verein Deutscher Zementwerke. Dusseldorf. – 2001. – Pp. 39–48. Horst G., Joerg R. Self-compacting concrete – another stage in the development of the 5-component system of concrete // Bet-ontechnische Berichte (Concrete Technology Reports), Verein Deutscher Zementwerke. Dusseldorf. – 2001. – Pp. 39–48. Калашников В. И. Эволюция развития составов и измене-ние прочности бетонов. Бетоны настоящего и будущего. Часть 1. Изменение составов и прочности бетонов // Строи-тельные материалы. – 2016. № 1-2. – С. 96-103. EDN VPWHMH. Kalashnikov V. I. Evolyuciya razvitiya sostavov i izmene-nie prochnosti betonov. Betony nastoyaschego i buduschego. Chast' 1. Izmenenie sostavov i prochnosti betonov // Stroi-tel'nye materialy. – 2016. № 1-2. – S. 96-103. EDN VPWHMH. Divahar Ravi, K. Naveen Kumar, Sangeetha S.P (2024). Char-acterization and Development of High-Strength and High-Performance Concrete Incorporating Mineral and Chemical Ad-mixtures - A Review // E3S Web of Conferences. 596. – 2024. – P. 12. DOI: 10.1051/e3sconf/202459601014 Divahar Ravi, K. Naveen Kumar, Sangeetha S.P (2024). Char-acterization and Development of High-Strength and High-Performance Concrete Incorporating Mineral and Chemical Ad-mixtures - A Review // E3S Web of Conferences. 596. – 2024. – P. 12. DOI: 10.1051/e3sconf/202459601014 Wang D., Shi C., Wu L. Research and Applications of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) in China [J] // Bull. Chi-nese Cer Amic Soc. – 2016. – № 35(1). – Pp. 141–149. Wang D., Shi C., Wu L. Research and Applications of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) in China [J] // Bull. Chi-nese Cer Amic Soc. – 2016. – № 35(1). – Pp. 141–149. Marvila M.T., de Azevedo A.R.G., de Matos P.R., Monteiro S.N., Vieira C.M.F. Materials for Production of High and Ultra-High Performance Concrete: Review and Perspective of Possible Novel Materials // Materials. – 2021. – №14, 4304. – P. 36. DOI: 10.3390/ma14154304. Marvila M.T., de Azevedo A.R.G., de Matos P.R., Monteiro S.N., Vieira C.M.F. Materials for Production of High and Ultra-High Performance Concrete: Review and Perspective of Possible Novel Materials // Materials. – 2021. – №14, 4304. – P. 36. DOI: 10.3390/ma14154304. Чаттерджи А. К. Сверхвысококачественный бетон: переход от исследований к применению // Цемент и его применение. – 2023. – № 3. – С. 22-26. EDN TXGZVJ. Chatterdzhi A. K. Sverhvysokokachestvennyy beton: perehod ot issledovaniy k primeneniyu // Cement i ego primenenie. – 2023. – № 3. – S. 22-26. EDN TXGZVJ. ElHawary Y., Hamdy M., Haroun J., Youssef O., Breakah T., Nagib M. Producing 100+ MPa Field Concrete in Developing Countries: Requirements and Challenges // Journal of Building Materials and Structures. – 2024. – №11 (2). – Pp. 158-167. DOI: 10.34118/jbms.v11i2.4083. ElHawary Y., Hamdy M., Haroun J., Youssef O., Breakah T., Nagib M. Producing 100+ MPa Field Concrete in Developing Countries: Requirements and Challenges // Journal of Building Materials and Structures. – 2024. – №11 (2). – Pp. 158-167. DOI: 10.34118/jbms.v11i2.4083. Ахвердов И. Н. Основы физики бетона. – М.: Стройиздат, 1981. – 464 с. ил. Ahverdov I. N. Osnovy fiziki betona. – M.: Stroyizdat, 1981. – 464 s. il. Рахимов Р. З., Рахимова Н. Р. Минеральные вяжущие веще-ства и экология // Фундаментальные, поисковые и приклад-ные исследования РААСН по научному обеспечению разви-тия архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2021 году : Сборник научных трудов РААСН / Российская академия архитекту-ры и строительных наук. – Том 2. – М.: Издательство АСВ, 2022. – С. 364-367. EDN BYBGGY. Rahimov R. Z., Rahimova N. R. Mineral'nye vyazhuschie vesche-stva i ekologiya // Fundamental'nye, poiskovye i priklad-nye issledovaniya RAASN po nauchnomu obespecheniyu razvi-tiya arhitektury, gradostroitel'stva i stroitel'noy otrasli Rossiyskoy Federacii v 2021 godu : Sbornik nauchnyh trudov RAASN / Rossiyskaya akademiya arhitektu-ry i stroitel'nyh nauk. – Tom 2. – M.: Izdatel'stvo ASV, 2022. – S. 364-367. EDN BYBGGY. Ермилова Е. Ю., Камалова З. А. Влияние комплексных добавок на прочностные свойства композиционного порт-ландцемента // Строительные конструкции, здания и со-оружения. – 2024. – № 4(9). – С. 46-53. EDN LJTIWJ. Ermilova E. Yu., Kamalova Z. A. Vliyanie kompleksnyh dobavok na prochnostnye svoystva kompozicionnogo port-landcementa // Stroitel'nye konstrukcii, zdaniya i so-oruzheniya. – 2024. – № 4(9). – S. 46-53. EDN LJTIWJ. Рахимова Н. Р., Сабиров И. Р. Перспективы и возможно-сти применения бентонитовых глин для получения низко-эмиссионных портландцементов // Известия высших учеб-ных заведений. Строительство. – 2023. – № 9(777). – С. 20-35. DOI: 10.32683/0536-1052-2023-777-9-20-35. EDN WPIJBH. Rahimova N. R., Sabirov I. R. Perspektivy i vozmozhno-sti primeneniya bentonitovyh glin dlya polucheniya nizko-emissionnyh portlandcementov // Izvestiya vysshih ucheb-nyh zavedeniy. Stroitel'stvo. – 2023. – № 9(777). – S. 20-35. DOI: 10.32683/0536-1052-2023-777-9-20-35. EDN WPIJBH. Hansted F. A. S., Zuliani Mantegazini D., Ribeiro T., Cardoso Goncalves C., Balestieri J. A mini-review on the use of waste in the production of sustainable Portland cement composites // Waste Management & Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy. – 2022. – № 41(4):0734242X2211352. – Pp. 828-838. DOI: 10.1177/0734242X221135246. Hansted F. A. S., Zuliani Mantegazini D., Ribeiro T., Cardoso Goncalves C., Balestieri J. A mini-review on the use of waste in the production of sustainable Portland cement composites // Waste Management & Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy. – 2022. – № 41(4):0734242X2211352. – Pp. 828-838. DOI: 10.1177/0734242X221135246. Токарский А. Я., Егоров В. Н., Ганзен Е. В., Кузьмина Т. К., Несветайло В. М. Высокопрочный цемент и его применение при возведении монолитных железобетонных конструкций // Строительное производство. – 2023. – № 1. – С. 60-64. DOI: 10.54950/26585340_2023_1_60. EDN PRYAFZ. Tokarskiy A. Ya., Egorov V. N., Ganzen E. V., Kuz'mina T. K., Nesvetaylo V. M. Vysokoprochnyy cement i ego primenenie pri vozvedenii monolitnyh zhelezobetonnyh konstrukciy // Stroitel'noe proizvodstvo. – 2023. – № 1. – S. 60-64. DOI: 10.54950/26585340_2023_1_60. EDN PRYAFZ. Хохряков О. В. Композиционные цементы низкой водо-потребности. Возможности и перспективы применения в строительных материалах // Строительные материалы. – 2022. – № 1-2. – С. 123-133. DOI 10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-123-133. EDN KCHDGH. Hohryakov O. V. Kompozicionnye cementy nizkoy vodo-potrebnosti. Vozmozhnosti i perspektivy primeneniya v stroitel'nyh materialah // Stroitel'nye materialy. – 2022. – № 1-2. – S. 123-133. DOI 10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-123-133. EDN KCHDGH. Батраков В. Г., Башлыков Н. Ф., Бабаев Ш. Т., Сердюк В. Н., Фаликман В. Р., Несветайло В. М. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности // Бетон и железобетон. – 1988. – № 11. – С. 4-6. EDN XYIQHJ. Batrakov V. G., Bashlykov N. F., Babaev Sh. T., Serdyuk V. N., Falikman V. R., Nesvetaylo V. M. Betony na vyazhuschih nizkoy vodopotrebnosti // Beton i zhelezobeton. – 1988. – № 11. – S. 4-6. EDN XYIQHJ. Хозин В. Г., Хохряков О. В., Сибгатуллин И.Р. «Карбо-натные» цементы низкой водопотребности. – М.: Издатель-ство АСВ, 2021. – 366 с. ISBN 978-5-4323-0405-6. EDN DYVENO. Hozin V. G., Hohryakov O. V., Sibgatullin I.R. «Karbo-natnye» cementy nizkoy vodopotrebnosti. – M.: Izdatel'-stvo ASV, 2021. – 366 s. ISBN 978-5-4323-0405-6. EDN DYVENO. Юдович Б. Э., Зубехин С. А., Фаликман В. Р., Башлыков Н. Ф. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы // Цемент и его применение. – 2006. – № 4. – С. 81-85. EDN HUZJXF. Yudovich B. E., Zubehin S. A., Falikman V. R., Bashlykov N. F. Cement nizkoy vodopotrebnosti: novye rezul'taty i perspektivy // Cement i ego primenenie. – 2006. – № 4. – S. 81-85. EDN HUZJXF. Юдович Б. Э., Зубехин С. А. Цементы с низкой водопо-требностью и портландцемент с плотной контактной зоной // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. – 2010. – № 3(15). – С. 48-56. EDN OOGJZL. Yudovich B. E., Zubehin S. A. Cementy s nizkoy vodopo-trebnost'yu i portlandcement s plotnoy kontaktnoy zonoy // ALITinform: Cement. Beton. Suhie smesi. – 2010. – № 3(15). – S. 48-56. EDN OOGJZL. Калашников В. И. Концепция стратегического развития пластифицированных порошково-активированных бетонов нового поколения // БСТ: Бюллетень строительной техни-ки. – 2016. – № 12(988). – С. 48-52. EDN WZEXWN. Kalashnikov V. I. Koncepciya strategicheskogo razvitiya plastificirovannyh poroshkovo-aktivirovannyh betonov novogo pokoleniya // BST: Byulleten' stroitel'noy tehni-ki. – 2016. – № 12(988). – S. 48-52. EDN WZEXWN. Калашников В. И., Тараканов О. В. О применении ком-плексных добавок в бетонах нового поколения // Строи-тельные материалы. – 2017. – № 1-2. – С. 62-67. EDN XXIHSZ. Kalashnikov V. I., Tarakanov O. V. O primenenii kom-pleksnyh dobavok v betonah novogo pokoleniya // Stroi-tel'nye materialy. – 2017. – № 1-2. – S. 62-67. EDN XXIHSZ. Приходов Д. А., Баранов В. Н., Никифорова Э. М., Гиль-маншина Т. Р. Исследование влияния активирования порт-ландцемента на физико-механические свойства бетона // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 11-5. – С. 938-943. EDN XSDHIF. Prihodov D. A., Baranov V. N., Nikiforova E. M., Gil'-manshina T. R. Issledovanie vliyaniya aktivirovaniya port-landcementa na fiziko-mehanicheskie svoystva betona // Fundamental'nye issledovaniya. – 2016. – № 11-5. – S. 938-943. EDN XSDHIF. Красовский П.С. Физико-химические основы формирова-ния структуры цементных бетонов: учеб. пособие. – Хаба-ровск: Изд-во ДВГУПС, 2013. – 204 с.: ил. Krasovskiy P.S. Fiziko-himicheskie osnovy formirova-niya struktury cementnyh betonov: ucheb. posobie. – Haba-rovsk: Izd-vo DVGUPS, 2013. – 204 s.: il. Anawkar Shraddha, Guptha DrK.G. Optimization of cement quantity through the engineering of particle size distribution – a sustainable approach // Results in Materials. – 2023. – № 19(12):100408. – P.10. DOI: 10.1016/j.rinma.2023.100408. Anawkar Shraddha, Guptha DrK.G. Optimization of cement quantity through the engineering of particle size distribution – a sustainable approach // Results in Materials. – 2023. – № 19(12):100408. – P.10. DOI: 10.1016/j.rinma.2023.100408. Kim D. Effect of Adjusting for Particle-Size Distribution of Cement on Strength Development of Concrete // Adv. Mater. Sci. Eng. – 2018. – № 1-6. – P. 6. DOI 10.1155/2018/1763524. Kim D. Effect of Adjusting for Particle-Size Distribution of Cement on Strength Development of Concrete // Adv. Mater. Sci. Eng. – 2018. – № 1-6. – P. 6. DOI 10.1155/2018/1763524. Ehikhuenmen S., Igba T., Busari A.O., Oyebisi S.O. The in-fluence of cement fineness on the structural characteristics of normal concrete // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. – 2019. – № 640. – Pp. 12-43. DOI 10.1088/1757-899X/640/1/012043 Ehikhuenmen S., Igba T., Busari A.O., Oyebisi S.O. The in-fluence of cement fineness on the structural characteristics of normal concrete // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. – 2019. – № 640. – Pp. 12-43. DOI 10.1088/1757-899X/640/1/012043 Yu Ch., Zhang Y., Li Z. Study on the particle size distribu-tion characteristics and cementitious activity of different fine-ness components in cement // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – № 768(1):012095. – P. 5. DOI: 10.1088/1755-1315/768/1/012095. Yu Ch., Zhang Y., Li Z. Study on the particle size distribu-tion characteristics and cementitious activity of different fine-ness components in cement // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – № 768(1):012095. – P. 5. DOI: 10.1088/1755-1315/768/1/012095. Гуляков Е. Г., Хозин В. Г., Боровских И. В., Ганеева Ю. М. Влияние суперпластификаторов на размолоспособность портландцемента при получении цементов низкой водопо-требности // Известия Казанского государственного архи-тектурно-строительного университета. – 2024. – № 2(68). – С. 77-91. DOI: 10.48612/NewsKSUAE/68.7. EDN GINAGZ. Gulyakov E. G., Hozin V. G., Borovskih I. V., Ganeeva Yu. M. Vliyanie superplastifikatorov na razmolosposobnost' portlandcementa pri poluchenii cementov nizkoy vodopo-trebnosti // Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arhi-tekturno-stroitel'nogo universiteta. – 2024. – № 2(68). – S. 77-91. DOI: 10.48612/NewsKSUAE/68.7. EDN GINAGZ. Хохряков О. В., Хаматова А. Р. Оценка эффективности добавки на основе цемента низкой водопотребности для портландцемента // Вестник Технологического университе-та. – 2015. – Т. 18, № 15. – С. 113-115. EDN ULRPFB. Hohryakov O. V., Hamatova A. R. Ocenka effektivnosti dobavki na osnove cementa nizkoy vodopotrebnosti dlya portlandcementa // Vestnik Tehnologicheskogo universite-ta. – 2015. – T. 18, № 15. – S. 113-115. EDN ULRPFB. Гаркави М. С., Артамонов А. В., Колодежная Е. В., Пур-шева А. В., Ахметзянова М. А., Худовекова Е. А. Цементы низкой водопотребности центробежно-ударного помола // Строительные материалы. – 2019. – № 1-2. – С. 23-27. DOI: 10.31659/0585-430X-2019-767-1-2-23-27. EDN YYFQXB. Garkavi M. S., Artamonov A. V., Kolodezhnaya E. V., Pur-sheva A. V., Ahmetzyanova M. A., Hudovekova E. A. Cementy nizkoy vodopotrebnosti centrobezhno-udarnogo pomola // Stroitel'nye materialy. – 2019. – № 1-2. – S. 23-27. DOI: 10.31659/0585-430X-2019-767-1-2-23-27. EDN YYFQXB. Хозин В. Г., Хохряков О. В., Низамов Р. К., Кашапов Р. Р., Баишев Д. И. Опыт наномодификации цементов низкой водо-потребности // Промышленное и гражданское строитель-ство. – 2018. – № 1. – С. 53-57. EDN YLSUVN. Hozin V. G., Hohryakov O. V., Nizamov R. K., Kashapov R. R., Baishev D. I. Opyt nanomodifikacii cementov nizkoy vodo-potrebnosti // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'-stvo. – 2018. – № 1. – S. 53-57. EDN YLSUVN.