Добавки на основе каолинового сырья месторождения "Журавлиный Лог" в цементных составах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат наук Краснобаева, Светлана Александровна

• Краснобаева, Светлана Александровна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Краснобаева, Светлана Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 МИНЕРАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ КАОЛИНИТОВОГО

СЫРЬЯ ДЛЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫХ СОСТАВОВ

1.1 Производство каолина в РФ

1.2 Влияние каолина на свойства цементных растворов

1.3 Метакаолин

1.4 Влияние метакаолина на свойства цементных материалов

1.5 Расширяющие цементы и добавки

Выводы по Главе 1

Глава 2 ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Цель и задачи работы

2.2 Предметы исследования

2.2.1 Каолин

2.2.2 Метакаолин марки МКЖЛ

2.2.3 Продукты низкотемпературного обжига каолина

Глава 3 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАКАОЛИНА МКЖЛ В ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫХ СОСТАВАХ

3.1 Влияние метакаолина МЖКЛ на физико-механические свойства цементных композиций

3.1.1 Влияние метакаолина МКЖЛ на прочность цементного камня

3.1.2 Определение влияния метакаолина МКЖЛ на водопоглощение цементного камня

3.1.3 Определение оптимальной дозировки метакаолина МКЖЛ в составе цементно-песчаных растворных смесей

3.1.4 Определение влияния суперпластификаторов на свойства растворных смесей с добавкой метакаолина

3.1.5 Определение влияния метакаолина МКЖЛ на деформации при

твердении цементно-песчаных растворов

3.1.6 Определение влияния метакаолина МКЖЛ на сульфатостойкость

цементных композиций

3.2 Физико-химические исследования метакаолина МКЖЛ

3.2.1 Влияние метакаолина МЖКЛ на гидратацию портландцемента

3.2.2 Результаты спектроскопии ИК пропускания

3.2.3 Результаты ЯМР спектроскопии на ядрах 27А1 и 29Б1

Выводы по главе 3

Глава 4 ВЛИЯНИЕ КАОЛИНА МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЖУРАВЛИНЫЙ ЛОГ» И ПРОДУКТОВ ЕГО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЖИГА НА

СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

4.1 Использование продуктов низкотемпературного обжига каолина «Журавлиный Лог» в качестве добавки в цемент

Выводы по главе 4

Глава 5 РАСШИРЯЮЩАЯ ДОБАВКА В СИСТЕМЕ СаСОз - СаБ04 -АЬОз, СИНТЕЗИРОВАННАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ГЛИНОЗЕМСОДЕРЖАЩЕГО КОМПОНЕНТА КАОЛИНА «ЖУРАВЛИНЫЙ ЛОГ»

5.1 Влияние расширяющих добавок на деформации цементного камня и цементно-песчаных растворов

5.2 Превращения расширяющей добавки в составе портландцементного

камня в процессе гидратации

Выводы по главе 5

Глава 6 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ КАОЛИНА МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЖУРАВЛИНЫЙ ЛОГ»

6.1 Оценка эффективности действия метакаолина МКЖЛ в составе цементных сухих строительных смесей различного назначения

6.2 Оценка эффективности действия синтезированной расширяющей добавки и продуктов низкотемпературного обжига каолина в составе сухих

строительных смесей на цементном вяжущем

6.2.1 Свойства сухой смеси для напольных покрытий, содержащей расширяющую добавку

6.2.2 Использование добавки низкообожженного каолина в составе цементных сухих шпатлевочных смесей

6.2.3 Использование добавки каолина в клеевых составах

Выводы по главе 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Приложение А. Акт о выпуске опытной партии расширяющей добавки

Приложение Б. Акт о выпуске опытной партии состава ремонтного высокопрочного быстротвердеющего гидроизоляционного наливного типа

Приложение В. Технические условия состава ремонтного высокопрочного

быстротвердеющего гидроизоляционного наливного типа

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Добавки на основе каолинового сырья месторождения "Журавлиный Лог" в цементных составах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современное производство цемента все больше ориентируется на применение активных минеральных добавок, производство которых связано с гораздо меньшими энергетическими затратами, чем цементный клинкер, и меньшим ущербом для экологии. В этом отношении перспективным является ряд синтезированных алюмосиликатных продуктов, сырьем для которых служит природный каолин, - метакаолин, термически активированные каолины, а также расширяющая добавка. Интерес к таким материалам в определенной степени обусловлен высокой стоимостью зарубежных аналогов.

В России одним из наиболее перспективных месторождений каолина является месторождение «Журавлиный Лог» в Челябинской обл. На его базе в настоящее время осваивается производство метакаолина под маркой МКЖЛ, термически активированного каолина и расширяющей добавки.

Степень разработанности темы. Несмотря на то, что общие закономерности взаимодействия активных минеральных добавок, в том числе и метакаолинов, с портландцементом достаточно хорошо изучены, характеристики новых отечественных продуктов, предлагаемых для применения в строительной отрасли в качестве импортозамещающих аналогов, требуют специального исследования. Это обусловлено тем, что активность минеральных добавок и их влияние на гидратацию портландцемента определяется составом сырья и параметрами технологической обработки. В связи с этим минеральные добавки различных производителей существенно различаются по составу и свойствам.

Цель работы: исследовать параметры гидратации и свойства цементных составов с минеральными добавками на основе каолинового сырья месторождения «Журавлиный Лог» и установить перспективы использования добавок, синтезированных на основе каолина, в составе сухих строительных смесей различного назначения.

Задачи работы: 1) исследовать влияние метакаолина МКЖЛ на гидратацию портландцемента и строительно-технические характеристики портландцементных

составов; 2) установить эффективность метакаолина МКЖЛ в составе сухих строительных смесей; 3) исследовать пуццолановую активность каолинов, термически активированных при температурах более низких, чем при получении метакаолина, и перспективы их применения в составе сухих строительных смесей; 4) установить оптимальные условия синтеза и исследовать эффективность расширяющей добавки, содержащей каолин месторождения «Журавлиный Лог», в составе цементных растворов и установить механизм расширяющего действия этой добавки.

Научная новизна.

1 Метакаолин МКЖЛ обладает высокой пуццолановой активностью в составе цементного теста: он полностью реагирует и превращается в продукты гидратации в течение 7 сут (при 10 % замещении цемента метакаолином), оказывает стимулирующий эффект на гидратацию силикатных фаз портландцемента и на образование фазы эттрингит в ранний период.

2 Ионы алюминия из метакаолина, встраиваясь в структуру геля С-Б-Н путем образования мостиковых связей между кремнекислородными цепочками, увеличивают их среднюю длину до 7-12 единиц по сравнению с бездобавочным цементным камнем, средняя длина цепей которого в зависимости от возраста составляет от 3 до 5 единиц. Участие метакаолина в образовании геля С-Б-Н увеличивает прочность цементного камня на (30-60) % на всех стадиях гидратации.

3 В позднем возрасте (1-3 мес.) степень гидратации цемента в тесте с добавками метакаолина МКЖЛ меньше, чем в бездобавочном тесте на (15-20) % из-за дефицита воды и пространственных ограничений; при замещении 30 % цемента метакаолином МКЖЛ степень превращения последнего составляет не более (4044) %, т.е. метакаолин вступает в реакцию не полностью и выполняет роль микронаполнителя.

Теоретическая и практическая значимость. 1 Показано, что замещение 10 масс. % цемента метакаолином МКЖЛ в составе сухих строительных смесей различного назначения обеспечивает ускорение формирования эксплуатационной прочности, увеличение прочности во все сроки твердения от 20 % до 50 %, сни-

жение водоотделения на 7 %, увеличение водоудерживающей способности на (47) % без специальных водоудерживающих добавок, повышение водонепроницаемости на 5 ступеней по сравнению с бездобавочными составами, снижение усадочных деформаций напольных покрытий более чем в 2 раза.

2 Разработан гидроизоляционный ремонтный состав, содержащий 10 % от массы цемента метакаолина МКЖЛ и обладающий быстрым набором прочности, необходимой для дальнейшего технологического передвижения (5-6) ч, высокой конечной прочностью более 70 МПа, водонепроницаемостью не ниже W20 на 7-е сут твердения. Выпущена опытная партия состава на заводе ООО «Кальматрон-СПб» в количестве 7 т, проведены испытания, подтверждающие соответствие состава заявленным характеристикам. Запущено серийное производство.

3 Расширяющая добавка, синтезированная с использованием в качестве одного из компонентов каолина месторождения «Журавлиный Лог» в качестве гли-ноземсодержащего компонента обладает эффективностью, сопоставимой с известным зарубежным аналогом. Введение 5 % добавки обеспечивает безусадоч-ность цементных растворов, увеличение дозировки до (10-15) % приводит к их расширению. Выпущена опытно-промышленная партия расширяющей добавки на ООО «Пласт-Рифей». Разработан состав сухой строительной смеси для самовыравнивающегося напольного покрытия с расширяющей добавкой (7 % от массы цемента) без использования глиноземистого цемента.

Методология и методы исследования. Испытания минеральных и расширяющих добавок в составе цементно-песчаных растворов проводили по стандартизованным методам ГОСТ 25094-94 «Добавки активные минеральные. Методы испытаний»; испытание сульфатостойкости цементно-песчаных растворов с добавлением метакаолина - в соответствии с методикой ASTM 0012; испытания сухих строительных смесей - по ГОСТ 31356- 2013 «Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний». Для исследований использовали методы твердотельной спектроскопии ЯМР на ядрах 27А1 и спектроскопии ИК пропускания, петрографии, рентгенофазового анализа.

Положения, выносимые на защиту:

1 Влияние метакаолина МКЖЛ на физико-механические свойства порт-ландцементных составов и гидратацию портландцемента;

2 Эффективность использования метакаолина МКЖЛ в составе сухих строительных смесей;

3 Возможность применения каолина низкотемпературного обжига в качестве активной минеральной добавки в составе цементных растворов;

4 Влияние расширяющей добавки, синтезированной с использованием каолина месторождения «Журавлиный Лог», на характеристики цементных составов.

Степень достоверности и апробация результатов. Результаты диссертационной работы представлены в виде устных докладов на конференциях:

- научные конференции, посвященные 186-й и 187-й годовщинам образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (Санкт-Петербург, 2014, 2015 гг.);

- научно-технические конференции Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) «Неделя науки» (Санкт-Петербург, 2014, 2015 гг.);

- XVI, XVII международные научно-технические конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве» MixBuild (Москва, 2014, 2015 гг.).

Публикации: основные результаты работы изложены в 8 публикациях, из них 3 в журналах, входящих в перечень ВАК РФ.

Глава 1 МИНЕРАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ КАОЛИНИТОВОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫХ СОСТАВОВ

1.1 Производство каолина в РФ

Каолины - глинистые породы, состоящие преимущественно из минералов группы каолинита (каолинит, галлуазит, диккит) с примесью кварца, калиевого полевого шпата, мусковита, монтмориллонита. В качестве полезного ископаемого ценность представляют в первую очередь каолины белоцветные или бледноокра-шенные, имеющие низкое содержание других минеральных компонентов, главным образом, оксидов железа и титана. Современное промышленное производство преимущественно ориентировано на использование материалов с максимальным содержанием каолинитовых минералов без примесей. В связи с этим большую часть добываемых природных каолинов подвергают обогащению [1, 2].

Природные и обогащенные каолины обладают огнеупорностью, химической инертностью, белизной, дисперсностью, низкой диэлектрической проницаемостью и другими ценными свойствами [2].

Запасы каолина в РФ составляют 270 млн тонн, что в общемировых запасах соответствует порядка 3 %. Наиболее крупные месторождения метакаолина находятся в Челябинской, Оренбургской, Свердловской областях. Запасы одного из крупнейших разрабатываемых месторождений первичного каолина - «Журавлиный Лог», расположенного в Челябинской области, составляют 10,5 млн тонн, по другим данным - более 60 млн тонн [2-5].

В настоящее время добычей и обогащением каолина в РФ занимается 5 предприятий (АО «Боровичский комбинат огнеупоров», ОАО «Новокаолиновый ГОК», ООО «Пласт-Рифей», ООО «Керамос», ОАО «Ксанта»). Ежегодный выпуск каолина в РФ составляет около 320 тыс. тонн. Это количество покрывает примерно половину внутреннего потребления. Разработку месторождения каолина «Журавлиный Лог» ведет ООО «Пласт-Рифей». Освоение этого месторождения нача-

лось в 1992 г, опытно-промышленное производство метакаолина из каолинового сырья - в 2013 г.

Основными потребителями каолина являются бумажная (45 %), керамическая (35 %) и химическая (16 %) отрасли промышленности [3].

По сравнению с зарубежными марками, каолин, обогащенный на предприятиях РФ, имеет более низкое качество. Это обусловлено и более низкой чистотой сырья, и недостаточно совершенными технологиями его обогащения. Поэтому отечественный каолин используется преимущественно в качестве неответственных наполнителей и для производства керамики. Недостаточное количество высококачественного каолина обуславливает его импортирование для целлюлозно-бумажной промышленности и тонкой керамики, где предъявляются высокие требования к сырью [2].

1.2 Влияние каолина на свойства цементных растворов и бетонов

Каолинит и каолины практически не обладают пуццолановой активностью без предварительной термической обработки [6]; однако вследствие высокой дисперсности каолины могут применяться - в небольших дозировках - в качестве микронаполнителей в портландцементных составах [7]. Каолин, при тщательном распределении в цементном тесте, ускоряет гидратацию цемента, снижает пористость цементного камня, повышает прочность цементного камня и бетона при изгибе и сжатии, повышает морозостойкость, снижает проницаемость, в том числе к хлоридам [8-10].

В работе [8] исследовано влияние каолина на проницаемость цементных композиций (по отношению к хлоридам), для чего часть портландцемента (1 %, 3 %, 5 %) замещалась на каолин. Показано, что каолин улучшает распределение размеров пор в цементном тесте. Введение всего 1 % добавки снижает пористость цементной камня на 18 %. С увеличением дозировки эффект возрастает. Однако добавление каолина сокращает подвижность и увеличивает водопотребность цементных композиций, что, вероятно, связано с высокой удельной поверхностью

каолина. Каолин незначительно сокращает начальное и конечное время схватывания и не влияет на равномерность изменения объема цементного теста. Каолин повышает прочность цементно-песчаных растворов при изгибе и сжатии. Увеличение прочности при изгибе составило 38,3 % и 31,2 % для растворов, содержащих 1 и 3 масс. % каолина, по сравнению с контрольным раствором в возрасте 90 сут. Были проведены испытания хлоридной проницаемости на бетонных бездобавочных образцах и образцах, содержащих каолин, в возрасте 28 сут. Введение каолина в количестве 1 и 5 масс. % в бетон приводит к снижению коэффициента хлоридной диффузии соответственно на 8,7 % и 18,9 %. С повышением дозировки глины снижение коэффициента хлоридной диффузии замедляется.

В работе [9] показано, что каолин ((3-5) масс. %) активизирует процесс гидратации цемента: в присутствии каолина образуется большее количество С^-И-геля, снижается содержание Са(ОН)2, что приводит к уплотнению микроструктуры бетона и существенному повышению морозостойкости.

Близкий по составу к каолиниту галлуазит при дозировке (2-3) % от массы цемента также способен уплотнять поровую структуру цементного камня, снижать его проницаемость, увеличивать прочность при сжатии цементно-песчаных растворов. Однако уже при дозировке 3 % галлуазит приводит к резкому уменьшению подвижности цементных составов [10].

1.3 Метакаолин

Из глинистых минералов каолинит уникален в том отношении, что в результате его термической активации образуется продукт, по пуццолановым свойствам намного превосходящий продукты термической активации глинистых минералов других типов, имеющих промышленное значение. Это обусловлено структурой каолинита, в которой элементарный пакет состоит из двух слоев - кремнекисло-родного тетраэдрического и алюмокислородного октаэдрического - имеющих общие атомы кислорода; в этой структуре гидроксильные группы преимущественно размещены на границе пакетов, в вершинах октаэдрических слоев, рисунок 1. В

глинистых минералах трехслойного типа (монтмориллоните, иллите) группы ОН расположены внутри трехслойного пакета; при этом, как видно из рисунка 1, группы ОН в этих минералах содержатся в меньшем количестве по сравнению с каолинитом.

а - каолинит, б - иллит, в - монтмориллонит Рисунок 1 - Структура различных глинистых минералов [11]

Дегидроксилирование структуры каолинита в результате его термической обработки уже в диапазоне (600-800) °С приводит к глубоким изменениям в его составе и структуре - аморфизации и появлению ионов алюминия в координации 5 по кислороду [11], что и обуславливает высокую пуццолановую активность образуемого продукта - метакаолинита. Деструкция каолинита с образованием метакаолинита представлена на рисунке 2.

Минералы, имеющие трехслойное строение (монтмориллонит и иллит), в результате термического воздействия аморфизируются в меньшей степени, при

этом алюминий из координации 6 переходит непосредственно в координацию 4, ионы 5-координированного алюминия отсутствуют. Исследования пуццолановой активности обожженных глин со структурой, отличной от каолинитовых, - чаще всего монтмориллонитовых и иллитовых, проводились неоднократно [12, 13]. Во всех случаях эти виды обожженных глин показывали меньшую пуццолановую активность по сравнению с метакаолином. Это касается не только собственно пуццолановой активности, но и других свойств, зависящих от пуццолановой активности. Так, согласно данным работы [13], термически активированные монтморил-лонитовые и иллитовые глины, в отличие от метакаолина, или не способствуют повышению сульфатостойкости (термически активированный монтмориллонит) или даже снижают сульфатостойкость (термически активированный иллит).

ОН ОН он он

: I V

I - -. 1 У

. " |/ ^ |

Ж А1

' ! X ! Ч

—■ 'VI Ч •■■

о он о о

^к хЭк /Эу Х0Х О Каолинит

О ОН ОН О он

Л ^ * I Г • ^ Ь, |

/ \ ! / \ у' !

Щ ДНУ) >1 \щ }т А1[1У) '}т\..

. ; Ч ; Ч ;

0 ОН 0 0 0 0 0

1 I 1 I I

хох о чох о

Метакаолини-

Рисунок 2 - Деструкция каолинита с образованием метакаолинита [14]

Метакаолин - высокодисперсный алюмосиликатный материал, обладающий пуццолановой активностью - образуется в результате обжига каолинитовых глин в

температурном диапазоне (650-750) °С [15-18]. Метакаолины, получаемые из наиболее чистых сортов каолина, характеризуются довольно узкими пределами по химическому составу ((50-55) % БЮ2 и (40-45) % Л12О3) и имеют ограниченный набор примесных компонентов ^е2О3, СаО, MgO) и фаз (рутил - ТЮ2, полевые шпаты, кварц). Размер частиц метакаолина преимущественно находится в диапазоне значений (2-10) мкм, его удельная поверхность составляет от 10 до 25 м2/г.

Замещение части цемента метакаолином способствует увеличению прочности цементного камня, раствора (бетона) при сжатии, адгезии цементного геля к частицам заполнителя, сокращению пористости, уменьшению проницаемости [1619]. Это положительным образом влияет на устойчивость материала к циклическому замораживанию и оттаиванию, износу, а также на его устойчивость к воздействию сульфатов, хлоридов, кислот и щелочей [16-21].

Сочетание высокой пуццолановой активности метакаолина и его светлой окраски представляет интерес у производителей сухих строительных смесей, отделочных и ремонтных материалов на основе портландцемента [20]. Полезным качеством метакаолина, имеющим особенное значение для отделочных материалов, является его способность подавлять образование высолов [21]. Метакаолин способствует снижению водоотделения цементных композиций до наступления схватывания и уменьшению усадочных деформаций при их твердении и последующей эксплуатации [18].

Влияние метакаолина на гидратацию цемента и формирование структуры обусловлено высокой дисперсностью частиц метакаолина и его пуццолановыми свойствами [22]. Микрочастицы метакаолина в первые сутки с момента начала гидратации преимущественно выполняют роль микронаполнителя, уплотняющего структуру цементного камня, а также центров нуклеации основного продукта гидратации силикатных фаз цемента - геля С-Б-И [23, 24]. Поскольку введение мета-каолина осуществляют, как правило, частичным замещением цемента, ранняя прочность будет зависеть от степени замещения цемента метакаолином, дисперсности метакаолина, состава и активности цемента. Иначе говоря, в начальный период (1 -2) сут цементный камень с метакаолином может иметь прочность более

высокую [19, 22, 23, 25], менее высокую или сопоставимую [24, 25] с прочностью бездобавочного цементного камня.

В последующий период ((3-7) сут) проявляются пуццолановые свойства ме-такаолина - способность взаимодействовать с Са(ОН)2 с образованием геля С-Б-И, что способствует дальнейшему уплотнению микроструктуры цементного камня, раствора (бетона). Помимо кальциево-силикатного гидрогеля, в состав продуктов, образуемых при взаимодействии метакаолина и Са(ОН)2, входят гидроалюминаты (С4АН13 и С3АН6) и гидрогеленит С2ЛБИ8. В результате введения метака-олина прирост прочности в возрасте (14-28) сут может составлять до 30 % [18]. Оптимальный результат достигается при замещении метакаолином порядка (1020) % цемента; таким образом, оптимальные дозировки метакаолина лежат в тех же пределах, что и дозировки зол-унос [26, 27].

Пуццолановая активность метакаолинов зависит от содержания и особенностей структуры основного вещества (метакаолинита) [22, 25, 28], дисперсности его частиц (удельной поверхности) [28, 29], количества и природы примесных компонентов. Эти характеристики метакаолина, в свою очередь, определяются составом сырья и параметрами его технологической обработки, в связи с чем мета-каолины различных производителей могут довольно существенно различаться по активности в составе твердеющего портландцементного теста и цементных растворов. К этому следует добавить, что реакционная способность конкретного ме-такаолина может в большей или меньшей степени также зависеть от состава твердеющей системы - водоцементного соотношения, состава цемента [30, 31], наличия других добавок, наполнителей и заполнителей [32], а также от условий твердения - температуры и влажности. Эффективность использования метакаолинов в портландцементных составах зависит от вида применяемых пластифицирующих добавок; в работе [26] отмечается, что портландцементные растворы, содержащие метакаолин и поликарбоксилатный пластификатор, имеют лучшие технические показатели по сравнению с растворами, пластифицированными меламинформаль-дегидными добавками.

1.4 Влияние метакаолина на свойства цементных материалов

В данном подразделе рассмотрены сведения публикаций, посвященных исследованию влияния метакаолина на свойства цементного теста и цементно-песчаных растворов.

В работе [31] с помощью калориметрического анализа исследована реакционная способность метакаолинов, различающихся по значению удельной поверхности (11,1 и 25,4) м2/г, в составе цементного теста при степени замещения портландцемента метакаолином 8 масс. % и В/Т=0,5. Были использованы цементы с различным содержанием фазы CзS (от 42 до 59) масс. %, С3А (от 4 до 10) масс. % и №2Оеч (от 0,3 до 0,9) масс. %. Показано, что в присутствии метакаолинов гидратация портландцемента ускоряется в ранний период (6-10) ч, причем метакаолин с большей удельной поверхностью приводит к большему ускоряющему эффекту. По мнению авторов работы, присутствие метакаолина способствует ускорению растворения цементных фаз клинкера, поскольку частицы метакаолина служат в качестве центров нуклеации продуктов гидратации цемента. В наибольшей степени в присутствии метакаолина активируется гидратация алюминатной фазы, чему способствует высокое содержание щелочей в составе цемента.

В работе [23] исследованы процессы, происходящие при твердении образцов, приготовленных из цементного теста, содержащего 90 % портландцемента класса прочности 52,5 % и 10 % метакаолина, при водо-твердом отношении 0,4 в ранний период гидратации (1 -7) сут. Метакаолин (14,8 м2/г) был получен обжигом каолина (94 % каолинита, остальное - кварц и иллит) в течение 2 ч при 750 °С. Согласно полученным данным, влияние метакаолина на гидратацию цемента обусловлено высокой дисперсностью частиц метакаолина и его пуццолановыми свойствами. Микрочастицы метакаолина в первые сутки с момента начала гидратации преимущественно выполняют роль центров нуклеации основного продукта гидратации силикатных фаз цемента - геля С-Б-Н, уплотняют микроструктуру цементного теста. В последующий период (3-7) сут начинают преобладать пуццолановые свойства метакаолина - взаимодействие с Са(ОН)2 с образованием геля С-Б-Н, что

способствует дальнейшему уплотнению микроструктуры. Увеличение прочности цементного камня на (3-4) МПа в присутствии метакаолина отмечено уже в 1-сут твердения; через 7 сут увеличение прочности составляет порядка 15 МПа, что преимущественно обусловлено пуццолановой активностью метакаолина.

В работе [24] исследованы особенности пуццолановой активности метакаолина MetaStar 450 (ECC International) в составе цементного теста при В/Ц=0,3. Удельная поверхность метакаолина составляла 12,7 м2/г. Метакаолин вводили путем замещения 5, 10 и 20 масс. % цемента; для достижения удобоукладываемости цементного теста использовали суперпластификатор в дозировке менее 0,3 % от массы вяжущего. При всех исследуемых дозировках метакаолин обеспечивал увеличение прочности цементного камня - как на ранних этапах гидратации (3 сут), так и в поздний период (3 мес.). Наибольший прирост прочности по сравнению с контрольной серией (15-20) % наблюдался при дозировке метакаолина 10 %. Вместе с тем, авторы отмечают сокращение пористости цементного камня на (1030) % по мере увеличения дозировки метакаолина и уменьшение среднего размера пор.

Продукты, получаемые обжигом сырья с невысоким содержанием каолинита (30-50) % также обладают пуццолановыми свойствами и находят применение в технологии вяжущих веществ [25, 28, 33-35]. В работе [28] выполнено исследование гидратации и твердения цементных композиций, содержащих продукты обжига запесоченных каолинитовых глин - метакаолиновые пески, отличающиеся содержанием метакаолина (от 32 до 40) % и дисперсностью частиц. Замещение части цемента (от 10 до 40) масс. % метакаолиновыми песками приводит к сокращению суммарной теплоты гидратации цементного теста. Влияние метакаолиновых песков на сроки схватывания и время достижения максимальной скорости тепловыделения (которая пропорциональна скорости гидратации) определяется их составом и дисперсностью: продукт, имеющий наибольшее содержание метакаолина и наибольшую дисперсность, способствовал некоторому сокращению начала и конца схватывания по сравнению с контрольными испытаниями и увеличению скорости гидратации в ранний период. Остальные продукты оказали противопо-

ложный эффект. Установлено, что с увеличением содержания метакаолинового песка, замещающего цемент, прочность цементного камня уменьшается, но в то же время характеристики поровой структуры свидетельствуют о сокращении пористости и уменьшении проницаемости.

В работе [35] показано, что глины, содержащие более 50 % каолинита и прокаленные при 700 °С, ведут себя как очень хорошие пуццолановые материалы. При этом глины с разупорядоченной структурой каолинита гораздо более активны, чем глины с его упорядоченной структурой.

Метакаолин может проявлять эффективность в составе комплексных минеральных добавок, например, в сочетании с микрокремнеземом [36].

1.5 Расширяющие цементы и добавки

Цементный камень на основе гидравлических вяжущих веществ испытывает деформации усадки при твердении на воздухе. Усадка может привести к образованию трещин и нарушению монолитности конструкций, делая их проницаемыми для воды. Усадка при высыхании является существенным недостатком и требует регулирования и контроля для многих видов бетонов и сухих строительных смесей (тампонажных, ремонтных составов, смесей для устройства полов) [37-41].

Добавки, используемые для предотвращения действия усадки как в пластичном, так и в затвердевшем бетоне или растворе, делятся на [37]:

-промышленные продукты, содержащие алюминаты кальция (глиноземистый цемент, сталерафинировочные шлаки, шлаки от производства феррохрома, ферробора, ферротитана);

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Краснобаева, Светлана Александровна, 2017 год

Список литературы

1 Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Каолин. Утв. распоряжением МПР России от 05.06.2007 г. № 37-р. - М.: ФГУ ГКЗ, 2007. с. 34.

2 Хатьков, В. Проблема замещения импортных потоков каолина/ В.Ю. Хать-ков, Г.Ю. Боярко// Успехи современного естествознания. 2004. № 8. С. 139-141.

3 Мершиев, Р.В. Текущее состояние и перспективы рынка каолина/ Р.В. Мершиев, С.Б. Никишичев// Промышленные страницы Сибири. 2014. № 1. С. 66-70.

4 Ситнова, М. Обзор рынка каолина в СНГ/ М. Ситнова// Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 10. С. 375-141.

5 Обзор рынка глинистого сырья для производства строительной керамики в России// INFOMINE Research Group. М. - 2014. с. 155. http: //www. infomine.ru/research/9/60

6 He, C. Pozzolanic reactions of six principal clay minirals: activation, reactivity assessments and technological effects/ C. He, B. Osbaeck, E. Makovicky// Cement and Concrete Research. 1995. Vol. 25. P. 1691-1702.

7 Shen, J. Effects of kaolin on the engineering properties of Portland cement concrete/ J. Shen,1,a, Zh. Xie, D. Grigg, Y. Shi// Applied Mechanics and Materials. 2012. V. 174177. P. 76-81.

8 Fan, Y Influence of kaolinite clay on the chloride diffusion property of cement-based materials/ Y Fan, S. Zhang, S. Kawashima, S.P. Shah// Cement and Concrete Composites. 2014. V. 45. P. 117-124.

9 Fan, Y. Effects of Nano-kaolinite Clay on the Freezethaw Resistance of Con-crete/ Y Fan, S. Zhang, Q. Wang, S. Shah// Cement and Concrete Composites. 2015. V. 62. P. 1-12.

10 Farzadnia, N. Effect of halloysite nanoclay on mechanical properties, thermal behavior and microstructure of cement mortars/ N. Farzadnia, A. Ali, R. Demirboga, M. Anwar// Cement and Concrete Research. 2013. V. 48. P. 97-104.

11 Fernandez, R. The origin of the pozzolanic activity of calcined clay minerals: a comparison between kaolinite, illite and montmorillonite/ R. Fernandez, F. Martinera, K.L. Scrivener// Cement and Concrete Research. 2011. V. 41. P. 113-122.

12 Скибстед, Й. Термическая активация и пуццолановая активность кальцинированных глин для использования портландцементов с добавками/ Й. Скибстед, З. Даи, К. Расмуссен, Н. Гарг //Цемент и его применение.2016. Вып. 1. С. 144-151.

13 Трюмер, А. Применение цементов с добавкой кальцинированных глин для повышения долговечности бетона/ А. Трюмер, Х.-М. Людвиг // Цемент и его применение. 2016. Вып. 3. С. 71-74.

14 Singh, P. Structural studies of geopolymers by 29Si- and 27Al-MAS-NMR/ P. Singh, T. Bastow, M. Trigg// J. Mat. Sci. 2005. Vol. 40. N. 15. P. 3951-3961.

15 Крамар, Л.Я. Модификаторы цементных бетонов и растворов (Технические характеристики и механизм действия) / Л.Я. Крамар, Б.Я. Трофимов, Е.А. Гамалий, Т.Н. Черных, В.В. Зимич. - Челябинск: ООО «Искра-Профи», 2012. -202 с.

16 Siddique, R. Supplementary Cementing Materials/ R. Siddique, M.I. Khan. -Heidelberg: Springer, 2011. - 287 pp.

17 Siddique, R. Influence of metakaolin on the properties of mortar and concrete/ R. Siddique, J. Klaus// Applied Clay Science. 2009. V. 43. N. 3-4. P. 392-400

18 Брыков, А. Метакаолин/ A.C. Брыков// Цемент и его применение. 2012. Вып. 4. С. 36- 40.

19 Poon, C.-S. Rate of pozzolanic reaction of metakaolin in high-performance cement pastes / C.-S. Poon, L. Lam, S.C. Kou, Y-L Wong, R. Wong.// Cement and Concrete Research. 2001. V. 31. P. 1301-1306.

20 Пустовгар, А. Применение метакаолина в сухих строительных смесях / А.П. Пустовгар, А.Ф. Бурьянов, Е.В. Васильев// Строительные материалы. 2010. Вып. 10. C. 78-81.

21 Newman, J. Advanced Concrete Technology. 1: Constituent Materials/ J. Newman, B.S. Choo. Burlington: Elsevier, 2003. - 288 p.

22 Curcio, F. Metakaolin as a pozzolanic microfiller for high-performance mortars/ F. Curcio, B.A. DeAngelis, S. Pagliolico// Cement and Concrete Research. 1998. V. 28. N. 6. P. 803-809.

23 Shui, Zh. Dominant factors on the early hydration of metakaolin-cement paste/ Zh. Shui, T. Sun, Zh. Fu, G. Wang// J. of Wuhan University of Technology. 2010. V. 25. N. 5. P. 849-852.

24 Kadri, E.-H. Influence of metakaolin and silica fume on the heat of hydration and compressive strength development of mortar / E.-H. Kadri, S. Kenai, K. Ezziane, R. Siddiqued, Geert De Schuttere // Applied Clay Science. 2011. V. 53. P. 704-708.

25 Badogiannis, E. Metakaolin as a main cement constituent. Exploitation of poor Greek kaolins / E. Badogiannis, G. Kakali, G. Dimopoulou, E. Chaniotakisb, S. Tsivilisa, // Cement and Concrete Composites. 2005. V. 27. P. 197-203.

26 Краснобаева, С. Влияние зол ТЭС и искусственных пуццолан на свойства цементных растворов / С.А. Краснобаева, И.Н. Медведева, В.И. Корнеев // Цемент и его применение. 2014. Вып. 2. С.60-63.

27 Краснобаева, С. Влияние техногенных и искусственных алюмосиликат-ных материалов на свойства цементов / С.А Краснобаева, В.И. Корнеев, И.Н. Медведева // Сборник тезисов IV научно-технической конференции молодых ученых «Неделя науки-2014» в СПбГТИ(ТУ). - СПб.: 2014. - С. 97

28 Janotka, I. Metakaolin sand-blended-cement pastes: rheology, hydration process and mechanical properties/ I. Janotka, F. Puertas, M. Palacios, M. Kuliffayova, C. Varga// Construction and Buildings Materials. 2010. V. 24. P. 791-802.

29 Сорвачева, Ю. Влияние гранулометрического состава метакаолина на ин-гибирование щелоче-силикатных реакций / Ю.А. Сорвачева, Т.М. Петрова// Цемент и его применение. 2014. Вып. 3. С. 102-106.

30 Cyr, M. Effect of cement type on metakaolin efficiency / M. Cyr, M. Trinh, B. Husson, G. Casaux-Ginestet // Cement and Concrete Research. 2014. V. 64. P. 63-72.

31 Lagier, F. Influence of Portland cement composition on early age reactions with metakaolin/ F. Lagier, K.E. Kurtis// Cement and Concrete Research. 2007. V. 37. P.

1411-1417.

32 Кунтер, В. Термодинамическое моделирование в системе портландце-мент-метакаолин-известняк: потенциальные факторы, влияющие на механические свойства/ В. Кунтер, Ч. Даи, Й. Скибстед// Цемент и его применение. 2015. Вып. 3. С. 119-124

33 Рахимов, Р.З. Влияние добавки прокаленной и молотой полиминеральной глины на прочность цементного камня / Р.З. Рахимов, Н.Р. Рахимова, А.Р. Гайфуллин // Цемент и его применение. 2015. Вып. 2. С.141-144

34 Гайфуллин, А. Влияние добавок глинитов в портландцемент на прочность при сжатии цементного камня/ А.Р. Гайфуллин, Р.З. Рахимов, Н.Р. Рахимова// Инженерно-строительный журнал. 2015. Вып. 7. С.66-73.

35 Тирони, А. Термическая активация каолиновых глин/ А. Тирони, М. Тресса, А. Сиан, Э.Ф. Ирассар// Цемент и его применение. 2012. Вып. 6. С.145-148.

36 Кирсанова, А. Комплексный модификатор с метакаолином для получения цементных композитов с высокой ранней прочностью и стабильностью/ А.А. Кирсанова, Л.Я. Крамар, Т.Н. Черных, Т.М. Аргынбаев, З.В. Стафеева// Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». 2013. Т. 13. № 1. С. 49-56.

37 Кузнецова, Т.В. Специальные цементы / Т.В. Кузнецова, М.М. Сычев, П.А. Осокин [и др.]. - СПб.: Стройиздат, 1997. - 314 с.

38 Штарк, Й. Цемент, известь / Й. Штарк, Б. Вихт. - Киев: ВАИРКАХК, 2008. - 469 с.

39 Нестерова, Л. Гипсоизвестковые расширяющие добавки на основе цитро-гипса / Л.Л. Нестерова, И.Г. Лугинина, Л.С. Щелокова, Д.В. Леонтьева. // Цемент и его применение. 2010. Вып. 6. С. 97-99.

40 Кузьменков, М. Безусадочный цемент с расширяющей сульфоалюминат-ной добавкой/ М.И. Кузьменков, А.А. Мечай, А.А. Матвиец// Цемент и его применение. 2006. Вып. 6. С. 90-92.

41 Юдович, Б.Э., Кириллов, Г.М., Грилли Д. Расширяющая добавка, гидравлическое вяжущее с указанной добавкой и способ его изготовления / Пат. ЯИ 2211194 (РФ) МПК-8 С 04В 7/02. Оп. 27.08.2003.

42 Осокин, А. Многокомпонентные цементы /А.П. Осокин, В.В. Большов, С.П. Сивков // Экспресс-обзор серии «Цементные и асбоцементные промышленности». - М.: Стройиздат, 1996. - 53 с.

43 Odler, I. Special inorganic cements/ I. Odler. - New York: E & FN Spon, 2000. - 376 pp.

44 Тейлор, Х. Химия цемента. Пер. с англ. / Х. Тейлор. — М.: Мир, 1996. —

560 с.

45 Самченко, С. Формирование структуры камня расширяющихся цементов при различной дисперсности компонентов/ С.В. Самченко, Д.А. Зорин, И.В. Борисенкова // Сборник докладов 3-го (XI) Международного совещания по химии и технологии цемента. - 2009. - С.177-179.

46 Самченко, С. Роль эттрингита в формировании и генезисе структуры камня специальных цементов/ С.В. Самченко. - М.: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева, 2005. - 154 с.

47 Самченко, С.В. Структурообразование при твердении сульфатированных цементов: дисс. доктора техн. Наук.: 05.17.11. / С.В. Самченко / РХТУ им. Д.И. Менделеева. - М. 2005. - 409 с.

48 Самченко, С.В. Применение сульфоалюминатной добавки для производства безусадочных цементов / С.В. Самченко, С.А. Казаков // Сборник докладов 3 -го (XI) Международного совещания по химии и технологии цемента. - 2009. -С.179-183.

49 Сычева, Л. Получение и свойства сульфатсодержащих цементов на основе низкоалюминатных сырьевых материалов/ Л.И. Сычева, Д.В. Бакеев// Цемент и его применение. 2009. Вып. 6. С. 117-120.

50 Кузнецова, Т.В. Микроскопия материалов цементного производства/ Т.В. Кузнецова, С.В. Самченко. - М.: ИПЦ МИКХиС, 2007. - 304 с.

51 Locher, F. Erstarren und Anfangsfestigkeit von Zement/ F.W. Locher// Zement-Kalk-Gips. 1973. N. 2. S. 53-62.

52 Медведева, И.Н. Разработка безусадочных сухих строительных смесей различного назначения/ И.Н. Медведева, Ю.М. Харитонова // Сухие строительные смеси. 2009. - № 5-6. С.8-10.

53 Worln, R. G. Structural aspects of kaolinite. Using infrared absorption / R.G. Worln // The American mineralogist. 1963. V. 48. MARCH-APRIL. P. 390-399.

54 Prost, R. Infrared study of structural oh in kaolinite, dickite, nacrite, and poorly crystalline kaolinite at 5 to 600 K/ R. Prost, A. Dameme, E. Huard, J. Driard, J.P. Leydecker// Clays and Clay Minerals. 1989. V. 37, N. 5. Р. 464-468.

55 Vaculikova, L. Characterization and differentiation of kaolinites from selected czech deposits using infrared spectroscopy and differential thermal analysis / L. Vaculikova, E. Plevova, S. Vallova, I. Koutnik // Acta Geodyn. Geomater. 2011. V. 8. N. 1 (161). Р. 59-67.

56 James, K. Near-infrared reflectance spectra of mixtures of kaolin-group minerals: use in clay mineral studies / K. James, C. Vergo, N. Vergo // Clays and Clay Minerals. 1988. V. 36. N. 4. Р. 310-316.

57 Balan, E. First-principles modeling of the infrared spectrum of kaolinite / E. Balan, A. Marco Saitta, F. Mauri, G. Calas // American Mineralogist. 2001. V. 86. P. 1321-1330.

58 Chandrasekhar, S. Influence of metakaolinization temperature on the formation of zeolite from kaolin/ S. Chandrasekhar// Clay Minerals. 1996. V. 31. Р. 253261.

59 Soleimani, M. Effect of calcination temperature of the kaolin and molar Na2O/SiO2 activator ratio on physical and microstructural properties of metakaolin based geopolymers/ M. A. Soleimani, R. Naghizadeh, A. R. Mirhabibi, F. Golestanifard // Iranian Journal of Materials Science & Engineering. 2012. V. 9, N. 4. P. 43-51.

60 Скибстед, Й. Использование твердотельной спектроскопии ЯМР в исследованиях алюминия в составе геля C-S-H/ Й. Скибстед// Цемент и его применение. 2014. Вып. 3. С. 51-53.

61 Skibsted, J. Characteration of Cement Minerals, Cements and their Reaction Products at the Atomic and Nano scale / J. Skibsted, Ch. Hall // Cement and Concrete Research. 2008. V. 38. P. 205-225.

62 Coleman, N. The solid state chemistry of metakaolin-blended ordinary Portland cement/ N. J. Coleman, W.R. Mcwhinnie// Journal of materials science. - 2000. V. 35. N. 11. P. 2701-2710.

63 Love, С.А. Composition and structure of C-S-H in White Portland cement -20 % metakaolin pastes hydrated at 25 °C/ СА. Love, I. G. Richardson, A. R. Brough// Cement and Concrete Research. 2007. V. 37. N. 2. Р. 109-117.

64 Krajci, L. Performance of composites with metakaolin-blended cements/ L. Krajci, S. C. Mojumbar, I. Janotka, F. Puertas, M. Palacios, M. Kuliffayova // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2015. V. 119. N. 2 P. 851-863.

65 L'Hopital, E. Incorporation of aluminium in calcium-silicate-hydrate/ E. 'Hopital, B. Lothenbach, G. Le Saout, D. Kulik, K. Scrivener // Cement and Concrete Research. 2015. V. 75. P. 91-103.

66 Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. М.: «Высшая школа», 1973, - 504 с.

67 Краснобаева, С.А. Свойства материалов на основе портландцемента с добавками метакаолина МКЖЛ / С.А. Краснобаева, И.Н. Медведева, А.С. Брыков, З.В. Стафеева // Цемент и его применение. 2015. Вып. 1. С.50-55.

68 Икко, Е. Влияние добавок метакаолина на свойства цементных растворов и сухих строительных смесей/ Икко Е.А., Шубин В.А., Медведева И.Н., Краснобаева С.А. // Материалы научной конференции, посвященной 186-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). - СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2014. - С. 124

69 ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний. - Введ. 1986-06-30. - М. : Стандартинформ, 2010. - 14 с.

70 ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. - Взамен ГОСТ 310.4-76; введ. 1983-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 2003. - 11 с.

71 Cheung, J. Impact of admixtures on the hydration kinetics of Portland cement/ J. Cheung, A. Jeknavorian, L. Roberts, D. Silva// Cement and Concrete Research. 2011. V. 41. N. 12. P. 1289-1309.

72 ГОСТ 11052-74. Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся. Взамен ГОСТ 11052-64; введ. 1976-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 7 с.

73 Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution: ASTM C1012-04. - 6 р.

74 Brykov, A. Hydration of Portland Cement in the Presence of Highly Reactive Metakaolin/ A. Brykov, S. Krasnobaeva, M. Mokeev // Materials Sciences and Applications. 2015. Vol.6 P. 391-400.

75 Краснобаева, С. Влияние высокоактивного метакаолина на гидратацию портландцемента / С.А. Краснобаева, А.С. Брыков, М.В. Мокеев // Сборник тезисов V Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «НЕДЕЛЯ НАУКИ-2015» - СПб.: 2015. - С. 113

76 Mendes, A. NMR, XRD, IR and synchrotron NEXAFS spectroscopic studies of OPC and OPC/slag cement paste hydrates/ A. Mendes, W.P. Gates, J.G. Sanjayan, F. Collins // Materials and Structures. 2011. V. 44. N. 10. P. 1773-1791.

77 Ramachandran, V. S. Handbook of analytical techniques in concrete science and technology / V.S. Ramachandran, J.J. Beaudoin. - Norwich: William Andrew, 2001. - 1003 p.

78 Хант, Ч.М. Инфракрасные спектры поглощения некоторых соединений системы CaO-SiO2-Al2O3// Четвертый международный конгресс по химии цемента: сборник докл. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1964. - С. 240-247.

79 Kalousek, G. Crystal chemistry of hydrous calcium silicates: II, Characterization of interlayer water/ G.L. Kalousek, R. Roy// J. Am. Cer. Soc. 1957. V. 40. N. 7. P. 236-239.

80 Li, C. The comparison between alkali-activated slag and metakalin cements/ C. Li, H. Sun, L. Li// Cement and Concrete Research. 2010. V. 40. P. 1341-1349.

81 Корнеев, В.И. Сухие строительные смеси (состав, свойства): учебное пособие / В.И. Корнеев, П.В. Зозуля, И.Н. Медведева, Н.И. Нуждина. - М.: РИФ «Стройматериалы», 2010. - 320 с.

82 ГОСТ 31356-2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний. - Введ. 2009-01-01. - М.: Стандартинформ, 2008. - 14 с.

83 ГОСТ 17608-91. Плиты бетонные тротуарные. Технические условия. -Взамен ГОСТ 17608-81; введ. 1992-01-01 - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 19 с.

84 Медведева, И.Н. Влияние расширяющей добавки, синтезированной с использованием каолина «Журавлиный Лог», на твердение цементного камня / И.Н. Медведева, С.А. Краснобаева, М.Е. Воронков, А.С. Брыков, З.В. Стафеева // Цемент и его применение. 2015. Вып. 6. С. 50-55.

85 Погудина (Краснобаева), С.А. Влияние расширяющей добавки, синтезированной с использованием каолина, на твердение цемента / С.А. Погудина (Краснобаева), И.Н. Медведева, М.К. Данилова // Материалы научной конференции «Традиции и инновации», посвященной 187-й годовщине образования СПбГТИ (ТУ). - СПб. : СПбГТИ (ТУ), 2015. - С. 102.

86 ГОСТ 30744-2001. Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка. - Введ. 2002-03-01. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001. - 36 с.

87 ГОСТ 31358-2007. Смеси сухие строительные напольные на цементном вяжущем. Технические условия. - Введ. 2009-01-01. - М.: Стандартинформ, 2008. - 11 с.

88 ГОСТ 31357-2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия. - Введ. 2009-01-01. - М.: Стандартинформ, 2008. - 10 с.

89 ГОСТ Р 56378-2015. Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Требования к ремонтным смесям и адгезионным соединениям контактной зоны при восстановлении конструкций. - Введ. 2015-09-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 45 с.

90 Рецептурный справочник по сухим строительным смесям / В.И. ^рнеев [и др.]. - СПб.: РИА квинтет», 2010. - 31S с.

91 ГОСТ 310.6-S5. Цементы. Mетод определения водоотделения. - Введ. 1986-01-01. - M.: Изд-во стандартов, 2003. - 30 с.

92 ГОСТ Р 563S7-2015. Смеси сухие строительные клеевые на цементном вяжущем. Технические условия. - Введ. 2015-11-01. - M.: Стандартинформ, 2015. -20 с.

93 Справочник по химии цемента / ЮМ. Бутт, Б.В. Волконский, Г.Б. Егоров [и др.] Под ред. Б.В. Волконского и Л.Г. Судакаса - Л. : Стройиздат, Ленингрд. отд-ние, 19S0. - 224 с.

94 Данюшевский, В.С. Справочное руководство по тампонажным материалам / В.С. Данюшевский, RM. Алиев, И.Ф. Толстых. - 2-е изд., перераб. И доп. -M.: Недра, 19S7. - 373 с.

95 Булатов А.И., Mакаренко П.П., Проселков ЮМ. Буровые промывочные и тампонажные растворы Учеб. пособие для вузов. - M.: ОАО "Издательство "Недра", 1999. - 424 с.: ил. ISBN 5-247-03812-6

96 Гамзатов СМ., Применение вяжущих веществ в нефтяных и газовых скважинахM.: Недра, 19S5. - 1S4 с.

97 Rixom, R. Chemical Admixtures for Concrete / R. Rixom, N. Mailvaganam. -London : E&FN Spon, - 1999. - 446 pp.

98 Nawy Edward G. Prestressed Concrete: A Fundamental Approach 5th edition. — Upper Saddle River: Prentice Hall, 2005. — 984 p.

Приложение А Акт о выпуске опытной партии расширяющей добавки

Утверждаю Генеральный директор ООО «Пл т-Рифей»

Аргынбаев Т.М. 2016 г.

акт

о выпуске опытной партии расширяющей добавки для материалов на основе

портландцемента

Настоящий акт составлен представителями ООО «Пласт-Рифей»: заместителем генерального директора по производству Стафеевой З.В. и начальником лаборатории Бородиной C.B. в том, что в июле 2016 г. на опытном участке проводились работы по синтезу расширяющей добавки для цементных составов с использованием в качестве одного из компонентов сырьевой смеси каолина месторождения «Журавлиный Лог», разработанной Краснобаевой С.А. на кафедре химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов СПбГТИ (ТУ).

При испытании расширяющей способности цементных растворов, содержащих 5% (от массы портландцемента) расширяющей добавки, было зафиксировано отсутствие усадки (безусадочность) при твердении раствора на воздухе. Введение (10-15) % (от массы портландцемента) расширяющей добавки приводит к расширению цементных растворов в ходе твердения на воздухе.

Таблица 1 - Результаты проведенных испытаний на деформации при твердении цементных растворов с расширяющей добавкой

Содержание расширяющей добавки, % массы цемента Суммарная деформация. %

5 0,01

10 0,29

Синтезированную расширяющую добавку рекомендуется использовать для производства тампонажных цементов, в составе сухих строительных смесей специального назначения (гидроизоляционные, ремонтные) и добавок в бетоны.

Получены положительные отзывы по результатам испытания синтезированной расширяющей добавки в составе тампонажных цементов.

ООО «Пласт-Рифей» Заместитель генерального директора

по производству

Начальник лаборатории

Стафеева З.В.

Бородина С.В.

СПбГТИ (ТУ)

Аспирантка кафедры химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов

Краснобаева С.А.