Оцінка довговічності продуктів тверднення модифікованих золоцементних композицій
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.15.2024.124-134Ключові слова:
fly ash, new formationsАнотація
Дана робота присвячена дослідженню довговічності продуктів тверднення модифіко-ваних золоцементних композицій. Досліджено вплив сульфатних та карбонатних добавок різного походження на кінетику нарощування міцності штучного каменю.
Для розкриття механізму процесів синтезу міцності розроблених в’яжучих систем досліджено продукти їх гідратації та склад новоутворень за допомогою рентгено-фазового (РФА),диференційно-термічного аналізів (ДТА) та електронної мікроскопії.
Встановлено, що при одночасній модифікації пластифікованої золоцементної компо-зиції сульфатними та карбонатними добавками, синтез міцності забезпечується за рахунок утворення у складі продуктів гідратації на ранніх стадіях твердіння етрингіту та його аналогів з вмістом карбонатної та залізистої складової. Визначено, що наявність у складі продуктів гідратації новоутворень гідросуль-фоалюмінатного типу та присутність в його складі активних мінеральних добавок з одного боку, а з іншого – контакт цементного каменю з навколишнім середовищем може викликати появу у твердіючих системах небезпечних сполук (типу таумаситу), синтез яких призводить до виникнення напружень в структурі матеріалу та до його руйнування.
Встановлено, що в результаті протікання процесів ізоморфного заміщення утворюються сполуки перемінного складу, що подібні до твердих розчинів, за рахунок яких і забезпечується міцність штучного каменю на пізніх етапах твердіння. З іншого боку вивільнені сульфат-іони можуть заміщувати у складі тоберморитового гелю групи силіцію та утворювати сполуки, подібні до епістільбіту (Ca6(Si(OH)6)3·(SO4)3·24H2O) (d=0,584; 0,399; 0,369; 0,354 нм). Досліджено показники міцності штучного каменю на основі модифікованих золоцементних в’яжучих композицій пов’язаний з направленим утворенням кристалохімічно подібних фаз, які можуть зрощуватися між собою, а утворення штучного каменю, здатного до структурно-функціональної адаптації в різних умовах експлуатації, вірогідно, буде обумовлено формуванням у складі новоутворень твердих розчинів гідросульфоалюмокарбосилікатного складу, гідрогранатних фаз складу 3СаО·Al2O3·1,6SiO2·2,8H2O та модифікованих гідросилікатів кальцію типу епістильбіту Ca6(Si(OH)6)3·(SO4)3·24H2O) та скоутиту (Са6Si6O18·2H2O·CaCO3).
Посилання
Cai, Y., Tao, Y., Xuan, D., Sun, Y., & Poon, C. S. (2023). Effect of seawater on the morphology, structure, and properties of
synthetic ettringite. Cement and Concrete Research, 163, 107034.
Mantellato, S., Palacios, M., & Flatt, R. J. (2016). Impact of sample preparation on the specific surface area of synthetic ettringite.
Cement and Concrete Research, 86, 20-28.
Cai, Y., Tao, Y., Xuan, D., Sun, Y., & Poon, C. S. (2023). Effect of seawater on the morphology, structure, and properties of
synthetic ettringite. Cement and Concrete Research, 163, 107034.
Shi, C., Zhang, G., He, T., & Li, Y. (2016). Effects of superplasticizers on the stability and morphology of ettringite. Construction and
Building Materials, 112, 261-266.
Пушкарьова, К. К. (2013). Ресурсо-зберігаючі мінеральні в’яжучі речовини і високоефективні композиційні матеріали на основі паливних зол і шлаків. Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту, (138),
-25.
Гасан, Ю. Г., Борзняк, О. С., Червенко, Є. М., & Бердник, О. В. (2011). Вплив поліфункціональної добавки на характер новоутворень та властивості штучного каменю, виготовленого з модифікованої композиційної гіпсовміщуючої вяжучої речовини.
Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка, (42), 56-62.
Пушкарьова, К. К., Дворкін, Л. Й., Плугін, А. А., Кагановський, О. С., Градобоєв, О. В., & Плугін, О. А. (2015). Технологічні аспекти використання дисперсних речовин при отриманні будівельних композиційних матеріалів з покращеними експлуатаційними властиво-стями. Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту, (155), 41-52
Kolesnyk, D. Y., Sychenko, V. H., & Koval, P. M. (2006). The analysis of the problem of corrosion of cement concrete in atmospheric
conditions and the role of water in this process. Science and Transport Progress, (13), 141- 160.
Sotiriadis, K., Mácová, P., Mazur, A. S., Viani, A., Tolstoy, P. M., & Tsivilis, S. (2020). Long-term thaumasite sulfate attack on
Portland-limestone cement concrete: A multitechnique analytical approach for assessing phase assemblage. Cement and Concrete
Research, 130, 105995.
Лемешев, М. С., Сівак, К. К., & Стаднійчук, М. Ю. (2020). Особливості використання промислових техногених відходів в
галузі будівельних матеріалів. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві, 29(2), 24-34.
Wang, L., & Lu, X. (2024). A review of the influence of aluminum phases from cement, SCMs and external aluminum phases on the
thaumasite sulfate attack in cement-based materials. Journal of Building Engineering, 94, 109966.
Грабовчак, В. (2016). Особливості використання бетонів на основі паливних зол у сучасному будівництві. Проблеми розвитку
міського середовища, (1), 23-32.
Luo, S., Liu, M., Yang, L., & Chang, J. (2019). Effects of drying techniques on the crystal structure and morphology of ettringite.
Construction and Building Materials, 195, 305-311.
Lou, Y., Ye, Z., Wang, S., Liu, S., & Cheng, X. (2019). Influence of synthesis methods on ettringite dehydration. Journal of Thermal
Analysis and Calorimetry, 135, 2031-2038.
Colmenero, F., Fernández, A. M., Almendros-Ginestà, O., & Missana, T. (2024). Density functional theory study of the
crystal structure and infrared spectrum of a synthetized ettringite mineral. Minerals, 14(8), 824.
https://doi.org/10.3390/min14080824
Masárová, A., Fridrichová, M., & Dvořák, K. (2016). Synthetic preparation of thaumasite–several possible routes for thaumasite formation. Procedia Engineering, 151, 313-320.
Rahman, M. M., & Bassuoni, M. T. (2014). Thaumasite sulfate attack on concrete: Mechanisms, influential factors and mitigation.
Construction and Building Materials, 73, 652-662.
Galan, I., Steindl, F. R., Grengg, C., Dietzel, M., & Mittermayr, F. (2023). On the hydration of ternesite and the formation of
thaumasite. Cement and Concrete Research, 172, 107212.
Turchin, V., Sychugov, S., Yudina, L., Gumeniuk, A., Zhilkina, T., Gmizov, Y., ...& Ivanova, T. (2019). Corrosion resistance
dry building mortars base on alkaline slag binder for using in aggressive sulfate medium. In Selected papers of the 13th International
Conference “Modern Building Materials, Structures and Techniques” (pp. 180-187).
