аспирант
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 691.54 Цементы. Вяжущие вещества, содержащие пуццоланы
ГРНТИ 61.35 Технология производства силикатных и тугоплавких неметаллических материалов
ОКСО 18.02.05 Производство тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий
ББК 383 Строительные материалы и изделия
ТБК 60 Естественные науки в целом
С помощью применения многофакторного планирования эксперимента по методу Тагути изучено влияние добавок мо-дификаторов (шести химических соединений, отличающихся по своему строению) на свойства цементов различного мине-ралогического и химического состава. Изучены цементы, отличающиеся содержанием трехкальциевого силиката (3CaO·SiO2 – 68,9-72,9 %) и двухкальциевого силиката (2CaO·SiO2 – 8,6-11,8 %). В качестве минеральных добавок изучено влияние известняка и гранулированного металлургического шлака. Показано, что метод Тагути применим для изучения влияния различных факторов на процессы гидратации и структурообразования цементов. Установлено, что в зависимо-сти от состава цемента, химические вещества – добавки модификаторы по-разному действуют на прочность цементно-го камня. Так, применение триэтаноламина и тиоционата натрия в большей степени влияет на увеличение ранней проч-ности, а использование триизопропаноламина и мелассы воздействует на увеличение конечной прочности изучаемых це-ментов. Применение комбинированных изопропаноламинов, таких как диэтанолизопропаноламин, сочетающих в себе свойства от алканоламинов, влияют на увеличение ранней прочности за счет ускорения гидратации 3CaO·Al2O3, а также на конечную прочность за счет увеличения степени гидратации 4CaO·Al2O3·Fe2O3, 3CaO·SiO2 и 2CaO·SiO2. Показаны взаи-модействия химических соединений – добавок модификаторов между собой. Определены оптимальные дозировки приме-нения химических соединений. Получены уравнения регрессии, благодаря которым становится возможным рассчитать прочность цементов в ранние и конечные сроки твердения в зависимости от используемых дозировок добавок. За счет эф-фекта увеличения прочности удается достигнуть стабильного снижения содержания цемента в составе бетонной смеси, что положительно сказывается на экономической, а также экологической составляющей.
метод Тагути, многофакторный эксперимент, цемент, прочность, гидратация, алканоламины, изопропаноламины, модифицирующие добавки
1. Ермолина Л., Пронина Н., Мельникова Д. Промыш-ленность строительных материалов в условиях новой эконо-мической реальности. Технические науки. Строительство и архитектура. 2023. Т.21. №2. С. 38-44.
2. Gan С., Yu J., Zhao W., Fan Y. Big data industry de-velopment and carbon dioxide emissions: A quasi-natural ex-periment. Journal of Cleaner Production. 2023. Vol. 422. 138590.
3. Sinkhonde D, Bezabih T. On the computational evalu-ation of carbon dioxide emissions of concrete mixes incorpo-rating waste materials: A strength-based approach. Cleaner Waste Systems. 2024. Vol. 8. 100149.
4. Harrisson A., Winter N., Taylor H. Microstructure and microchemistry of slag cement pastes // Mater Res Soc Symp Proc. 1986. P. 85–185.
5. Jianfeng W., Dongmin W., Duanle L., Guanbao T., Cheng D. The Theoretical Research on Development Direction of Cement Grinding Aids. Advanced Materials Research. 2013. Vol. 668. P. 269-273.
6. Assaad J., Issa C. Effect of clinker grinding aids on flow of cement-based materials. Cement and Concrete Re-search. 2014. Vol. 63. P. 23-31.
7. Toprak N., Benzer A., Karahan C., Zencirci E. Effects of grinding aid dosage on circuit performance and cement fineness. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 265. P. 155-162.
8. Shakhova L., Luginina I., Cherkasov R. Intensification of Cement Grinding with Apply Grinding Aids with Modify Effect. Modern Applied Science. 2014. Vol. 8. P. 296-305.
9. Zhao J., DongminW., Xueguang W., Shucong L., Hui L. Effect of Grinding Aids on the Particles Characteristics of Ce-ment and Analysis of Action Mechanism. Advanced Materials Research. 2014. Vol. 946. P. 1404-1408.
10. Qing C., Zhendong T. Influences of composite grinding aids on grinding efficiency and performances of cement. Con-ference on Materials for Renewable Energy & Environment. 2011. 237-241.
11. Haiyan L., Yongfu Y., Yujiang W. Study on Grinding Aids of Different Organic Group. Advanced Materials Re-search. 2012. Vol. 476-478. P. 1702-1708.
12. Haoxin L., Zhengwu J., Xiaojie Y., Long Y., Guofang Z., Jianguo W., XiangYong L. Sustainable Resource Opportuni-ty for Cane Molasses: Use of Cane Molasses as a Grinding Aid in the Production of Portland Cement. Journal of Cleaner Pro-duction. 2015. Vol. 93. P. 56-64.
13. Prziwara P., Kwade A. Grinding aids for dry fine grind-ing processes – Part I: Mechanism of action and lab-scale grind-ing. Powder Technology. 2020. Vol. 375. Р. 140-160.
14. Shihua H., Binghua L., Xinyong Y. Review on research of cement grinding aids and certain problems. Key Engineering Materials. 2017. Vol. 753. Р. 295-299.
15. Assaad J., Issa C. Rheological properties of cement pastes containing amine- and glycol-based grinding aids. Ad-vances in Cement Research. 2015. Vol. 27. Р. 28-41.
16. Yan H., Shuhua L., Qi L., Wenbin L., Mingfeng X. Influence of PCE-type GA on cement hydration performances. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 302. Р. 328-339.
17. ГОСТ 6139 – 2004 Песок для испытаний цемента. Технические условия. – М.: Стандартинформ. 2004. 22с.
18. Урбанов А., Потапова Е. Добавки-модификаторы для повышения эксплуатационных свойств цементов. Химия и химическая технология в XXI веке. 2024. Т1. С. 106-107.
19. Gonzalez-Panicello L., Palacios M. Influence of DEI-PA and TIPA on the hydration and microstructure of model cements. Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 82. 108242.
20. Zhiqiang X., Weifeng L., Jinfeng S., Yueyang H. Hy-dration of Portland cement with alkanolamines by thermal analysis. Hydration of Portland cement with alkanolamines by thermal analysis. 2018. Vol. 131. P. 37-47.
