Модифицированный бетон на композиционных вяжущих с применением нанокремнезема тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Лхасаранов, Солбон Александрович

• Лхасаранов, Солбон Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Лхасаранов, Солбон Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ВЫСОКОПРОЧНЫМ БЕТОНАМ

1.1 Современное состояние и перспективы производства высокопрочного бетона

1.2 Сырьевые материалы для производства высокопрочных бетонов

1.3 Теоретические и технологические основы получения высокопрочных бетонов

1.4 Выводы по главе 1

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика исходных материалов для получения

высокопрочного бетона

2.1.1 Способ получения нанокремнезема

2.2 Характеристика методов исследований

2.2.1 Условия приготовления и испытания вяжущих веществ и бетонов

2.2.2 Математическая обработка результатов исследований

3 ВЛИЯНИЕ НК НА ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЦ И ВНВ

3.1 Влияние НК на изменение свойств ПЦ

3.2 Влияние НК на изменение свойств ВНВ

3.3 Механизм действия НК на процессы гидратации и твердения ПЦ

3.4 Регулирование свойств вяжущих веществ с применением НК различной природы поверхности

3.5 Выводы по главе 3

4 СПОСОБЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НК В ОБЪЕМЕ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ

4.1 Оптимизация составов ВНВ с использованием методов математического планирования эксперимента

4.2 Выводы по главе 4

5 УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НК

5.1 Бетоны на основе ПЦ с НК

5.2 Мелкозернистые бетоны на основе ВНВ с НК

5.3 Выводы по главе 5

6 ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

НК

6.1 Технология производства бетона

6.2 Технико-экономическое обоснование производства бетона с использованием НК

6.3 Внедрение результатов исследований

6.4 Выводы по главе 6

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. Одним из основных направлений технического прогресса в области строительства является создание бетонов высокого качества и долговечности. Широкие возможности в технологии высокопрочных бетонов открывают добавки-наномодификаторы, которые приводят к значительному изменению структуры композита.

Перспективным направлением при проектировании составов и производстве высокопрочных бетонов представляется переход от обычного портландцемента (ПЦ), расход которого очень высок, на композиционные вяжущие. Использование эффузивных пород (перлиты, вулканические шлаки, цеолиты и др.), изначально обладающих избыточным запасом внутренней энергии и высокой химической активностью, позволяет получить вяжущие с улучшенными физико-механическими характеристиками.

Диссертационная работа выполнена в рамках гранта «Поддержка развития внутрироссийской мобильности научных и научно-педагогических кадров путем выполнения научных исследований по научному направлению «Индустрия наносистем» (Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск), гранта молодых ученых ВСГУТУ и поддержана стипендией Правительства РФ.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка технологии получения высокопрочных бетонов на основе композиционных вяжущих с использованием нанокремнезема (НК).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование влияния нанодисперсных добавок на структуру и свойства ПЦ и вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) с использованием перлитовых пород.

2. Оптимизация составов и технологических параметров получения модифицированного бетона с использованием наномодификаторов.

3. Разработка технологии производства бетона с использованием НК, апробация работы.

4. Технико-экономическое обоснование технологии производства бетона.

Научная новизна работы. Предложены принципы повышения эффективности производства бетонов на основе композиционных вяжущих с использованием нанодисперсных добавок, заключающиеся в оптимизации микроструктуры цементирующего вещества и формировании рационального состава новообразований, что обеспечивает его высокие физико-механические характеристики. Использование ВНВ вместо обычного ПЦ, а также введение НК оказывают направленное воздействие на формирование структуры бетона за счет дополнительного образования низкоосновных гидросиликатов кальция.

Установлен характер влияния НК на процессы структурообразования ПЦ и ВНВ, заключающийся в ускорении процессов их гидратации, изменении фазового состава и микроструктуры. Данные рентгенофазового и электронно-микроскопического анализов цементного камня доказывают упрочняющий эффект от введения НК, заключающийся в уменьшении микропор цементного камня, ускорении процессов гидратации и изменении фазового состава новообразований.

Определены зависимости свойств ПЦ и ВНВ от вида НК, отличающегося разным характером поверхности наночастиц в зависимости от условий его получения.

Установлен эффективный способ введения НК, заключающийся в повышении равномерности распределения и дезагрегации наночастиц в объеме воды затворения. При нагревании воды с НК его равномерное распределение происходит более эффективно, по сравнению с ультразвуковой обработкой.

Практическая значимость работы. Разработана методика совмещения НК с водой затворения, заключающаяся в ее нагревании, что позволяет равномерно распределить НК.

Разработаны составы ВНВ на основе стекловидного перлита с оптимальным содержанием цементной составляющей 50-70% с обеспечением прочности при сжатии превышающей прочность исходного ПЦ в 1,35-1,6 раза. Прочностные характеристики ВНВ на основе закристаллизованного перлита с заменой ПЦ до 50% сопоставимы с прочностными показателями исходного ПЦ.

Разработаны составы модифицированных бетонов на основе ПЦ, ВНВ и НК, позволяющие достигать: прочности при сжатии - 70-90 МПа, водопоглощения -1-1,5 мае. %, морозостойкости - F300-F400.

Разработан стандарт организации СТО «Приготовление бетонной смеси с использованием нанодисперсных добавок».

На защиту выносятся:

- особенности структурообразования в системе «цемент - НК», «ВНВ -НК»;

- математические модели зависимости физико-механических характеристик ВНВ от состава и технологических параметров получения;

- составы модифицированных бетонов с НК на основе ПЦ и ВНВ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы

были доложены и обсуждены на следующих конференциях: всероссийских -«Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2009), XV Академические чтения РААСН «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (Казань, 2010), «Наноматериалы и технологии» (Улан-Удэ, август 2010), научно-практической конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов ВСГУТУ (Улан-Удэ, 2011, 2012, 2013); международных - «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010), «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2011), «Инновационные технологии в науке и образовании» (Улан-Удэ, 2011), «Строительный комплекс России: наука,

образование, практика» (Улан-Удэ, 2012), «Эффективные композиты для архитектурной геоники» (Белгород, 2013).

Внедрение результатов исследований. Полученные составы модифицированного бетона апробированы при выпуске опытно-

о

промышленной партии бетонной смеси объемом 15 м в ООО «Буржелезобетон», г. Улан-Удэ. В производственных условиях получены бетоны прочностью при сжатии - 69 МПа, коэффициентом размягчения -0,95, водопоглощением - 1,6%.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления при подготовке инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 7 научных статьях, в том числе 3 статьи в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. На составы высокопрочного бетона на основе ПЦ и ВНВ с нанодисперсным модификатором получены патенты RU 2471752 CI, RU 2489381 С2.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 6 глав, основных выводов, списка литературы, включающего 130 наименований, содержит 140 страниц текста, 30 рисунков, 24 таблицы и 2 приложения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модифицированный бетон на композиционных вяжущих с применением нанокремнезема»

ВВЕДЕНИЕ

Промышленность строительных материалов играет важную роль в создании материально-технической базы, обеспечении дальнейшего роста материального и культурного уровня жизни народа, успешной и своевременной реализации программы строительных работ. Объем выпуска строительных материалов и изделий в значительной мере определяет экономический потенциал страны, а от темпов роста их выпуска зависят масштабы капитального строительства, его экономичность и технический уровень.

Современное строительство немыслимо без бетона. 2 млрд. м3 в год -таков сегодня мировой объем его применения. Это один из самых массовых строительных материалов, во многом определяющий уровень развития цивилизации. Вместе с тем, бетон - самый сложный искусственный композиционный материал, который может обладать совершенно уникальными свойствами. Он применяется в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с окружающей средой, имеет неограниченную сырьевую базу и сравнительно низкую стоимость. К этому стоит добавить высокую архитектурно-строительную выразительность, сравнительную простоту и доступность технологии, возможность широкого использования местного сырья и утилизации техногенных отходов при его изготовлении, малую энергоемкость, экологическую безопасность и эксплуатационную надежность. Именно поэтому бетон останется основным конструкционным материалом и в обозримом будущем [1].

Благодаря своим превосходным свойствам — отличному соотношению прочности к объемной плотности, высокой плотности и долговечности — высокопрочный бетон все чаще используется для решения различных практических задач строительства. В последние годы высокопрочный бетон был включен в нормативные строительные документы Германии и Европы с

присвоением класса прочности до С100, что заложило прочную основу для применения подобных бетонов.

С точки зрения современной технологии, производство высокопрочного бетона сегодня не представляет принципиальных трудностей. Тем не менее, непременное достижение проектных характеристик свежего и затвердевшего бетона, а также выбор технологически и экономически оптимального состава бетона требуют серьезной научной и практической подготовки. Еще в большей степени это относится к производству и применению сверхпрочного бетона — сверхкоррозионностойкого плотного материала, прочность на сжатие которого превышает 150 МПа.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ВЫСОКОПРОЧНЫМ

БЕТОНАМ

1.1 Современное состояние и перспективы производства высокопрочного бетона

За последние 10 лет из высококачественных бетонов изготовлено свыше 250 тыс. куб. м. конструкций. Получение высокопрочных и высококачественных бетонов с комплексом механических и эксплуатационных свойств успешно решается модифицированием его структуры добавками различного функционального назначения. В ближайшем будущем произойдет постепенное замещение обычных традиционных бетонов многокомпонентными бетонами различного функционального назначения. В последних используются химические и минеральные модификаторы структуры, в том числе комплексные, включающие порой несколько десятков индивидуальных химических добавок и активных минеральных компонентов различной дисперсности (от 2000 до 25000 см /г), различные органические и неорганические расширяющие добавки, волокнистые наполнители и другие специальные компоненты, придающие бетону улучшенные функциональные свойства. Многокомпонентность бетонной смеси позволяет эффективно управлять структурообразованием на всех этапах технологии и получать универсальные бетоны с различными свойствами. В последнее время наряду с новым строительством, ведется реставрация и реконструкция старых объектов.

Концепция бетонов высокого исполнения или высококачественных бетонов (High Performance Concrete, НРС) впервые была сформулирована в 1986 году. В высококачественных бетонах суммируются свойства бетонов с отдельными высокими свойствами. По оценкам японских исследователей прогнозируемый срок службы таких бетонов - около 500 лет. Несмотря на некоторые отличия в подходах различных школ, можно полагать, что основными критериями высококачественных бетонов являются:

высокая прочность, включая высокую раннюю прочность (Я28=50...120 МПа и выше);

- высокая морозостойкость (Б400 и выше);

- низкая проницаемость по отношению к воде и химическим ионам (\\П2 и выше)

- высокое сопротивление истираемости (не более 0,4 г/см )

- низкое водопоглощение (менее 2,5% по массе);

- низкая адсорбционная способность;

- низкий коэффициент диффузии;

- высокая химическая стойкость;

- высокий модуль упругости;

- бактерицидность и фунгицидность;

- регулируемые показатели деформативности (в том числе с компенсацией усадки в возрасте 14...28 суток естественного твердения).

Технология высококачественных бетонов основывается на управлении структурообразованием бетона на всех этапах его производства. Для этого используются высококачественный портландцемент или композиционные вяжущие, комплексы химических модификаторов структуры и свойств бетонов, активные дисперсные минеральные компоненты и наполнители, расширяющие добавки. При производстве бетона используется интенсивная технология, обеспечивающая точность дозирования, тщательное перемешивание и гомогенизация смеси, ее качественное уплотнение и твердение. При необходимости используется механохимическая активация смеси.

Выдающимся примером реализации концепции НРС является построенная в 1995 году в Норвегии платформа для добычи нефти на месторождении Тролл в Северном море. Ее полная высота - 472 м, что в полтора раза превышает высоту Эйфелевой башни, в том числе высота железобетонной части - 370 м. Платформа установлена на участке моря глубиной более 300 м и рассчитана на воздействие ураганного шторма с

максимальной высотой волны 31,5 м. Расчетный срок эксплуатации платформы - 70 лет.

Аналогичные платформы на океаническом шельфе Северного Ледовитого океана в 200...400 км от берегов Аляски рассчитаны на эксплуатацию в зоне сплошного многолетнего ледового покрова, подвижки которого развивают огромные срезающие усилия. В конструкции платформ

о

при рекордно густом армировании (800 кг стали на 1 м железобетона) уложен бетон прочностью 120 МПа с использованием 12-компонентных модификаторов.

Одним из основных направлений технического прогресса в области строительства является создание бетонов высокого качества и долговечности. Эта задача во многих случаях решается с помощью химических добавок -модификаторов разной природы и механизма действия.

Высокопрочные бетоны использованы при строительстве моста через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом 1990 м (мировой рекорд 1990 г). Мост через пролив Нордамберленд в Восточной Канаде длиной 12,9 км сооружен на опорах, которые на глубину более 35 м погружены в воду. При крайне суровых условиях эксплуатации (ежегодно бетон подвержен 100 циклам замораживания и оттаивания) конструкции этого моста рассчитаны на срок службы 100 лет [4].

Понятно, что для возведения столь ответственных конструкций и сооружений необходимы новые материалы, новая технология бетона и железобетона, новая культура производства и мышления.

В таблицах 1.1 - 1.3 приведены статистические данные из ежегодного отчета Европейской организации бетона (ЕЯМСО) по общему расходу цемента, виду и расходу добавок за последние три года.

Таблица 1.1- Потребление и расход цемента

Страна Общий расход Содержание Общее содержание

цемента, млн. т. цемента в готовой Л цемента, кг/м

смеси, %

2010 2011 2012 2010 2011 2012 2010 2011 2012

Австрия 4,5 4,7 4,5 62 62 60 260 260 260

Бельгия 5,8 6,6 6,4 56 57 55 260 260 270

Чехия 3,7 3,8 3,1 55 56 65 276 275 272

Дания 1,1 1,5 1,3 38 40 42 255 280 282

Финляндия 1,9 2 1,8 50 50 50 345 345 345

Франция 19,8 21,4 20 56,2 56,8 58,2 298 294 298

Германия 24,6 28 26,7 50,5 50,7 51 296 296 298

Ирландия 1,4 0,8 0,7 95 85 85 330 320 300

Италия 38,3 32,8 25,4 49 49 50,8 305 310 305

Нидерланды 4,8 5,4 4,4 49 45 52 305 303 303

Польша 15,3 18,7 16,1 34,9 34,9 35,2 288,2 288,2 288,2

Португалия 5,8 4,9 3,3 37 31,5 24 260 240 210

Словакия 1,9 1,8 1,6 45 45 42 315 310 310

Испания 22,4 20,2 13,5 49 44 45,3 295 289 284

Швеция 2,3 2,3 2,3 53 53 53 378 378 378

Великобритания 9,8 10,3 9,6 55 54 56 250 250 250

Общее по Европе 163,5 165,2 140,8 49,8 48,7 50,2 292,4 290,9 290

Израиль 4,2 4,5 5,3 72 72 72 278 280 280

Норвегия 1,7 1,9 1,9 69 71 71,3 378 378 386

Швейцария 5 4,6 4,7 86 76,9 77,5 280 280 280

Турция 47,7 52,3 54 49 55 55 295 290 290

Общее по Европейской организации бетона (ЕЬ*МСО) 222 228,4 206,8 51 51,4 52,8 292,8 290,8 290,3

Россия 45 45 65 50 50 30 350 350 370

США 70 72 79 73 72 73 270 270 270

Япония 41 41,9 56,3 71,4 71,7 71,8 349 349 339

Таблица 1.2 - Потребление и расход добавок в бетонную смесь

Страна Наиболее применяемые добавки Общий расход Общее содержание

добавок, млн. т. добавок, кг/м3

2010 2011 2012 2010 2011 2012 2010 2011 2012

Австрия ЗУ/ДГШ ЗУ/ДГШ ЗУ/ДГШ 0,7 0,7 0,7 45 45 45

Бельгия ЗУ - - 0 0 0 20 20 21

Чехия ЗУ ЗУ ЗУ 0,6 0,3 0,3 56 57 55

Дания ЗУ ЗУ ЗУ 0,2 0,2 0,2 55 55 58

Финляндия ЗУ ЗУ ЗУ од 0,1 0,1 40 40 40

Франция ЗУ ЗУ ЗУ 0,5 0,6 0,6 90 90 90

Германия ЗУ ЗУ ЗУ 1,9 2,1 2,0 45 44 40

Ирландия ДГШ ДГШ ДГШ 0,2 0,1 0,1 - 42 48

Италия ЗУ ЗУ ЗУ 0,2 0.2 0,2 30 29 29

Нидерланды ЗУ ЗУ - 0,1 0,5 0,5 57 60 60

Польша ЗУ ЗУ ЗУ 0,8 0,8 0,7 45 45 45

Португалия ЗУ ЗУ ЗУ 0,2 0,5 0,3 30 70 80

Словакия ЗУ ЗУ ЗУ 0,2 0,2 0,2 55 55 55

Испания - ЗУ ЗУ - - - - - -

Швеция ЗУ ЗУ ЗУ 0 0 0 20 20 20

Великобритания ЗУ/ДГШ ЗУ/ДГШ ЗУ/ДГШ 1,5 1,6 1,3 75 75 70

Общее по - - - 7,2 7,8 7,1 47,4 49,8 50,4

Европе

Израиль ЗУ - - 0,5 0,5 0,5 100 100 100

Норвегия ЗУ ЗУ ЗУ 0 0 0 25 25 25

Швейцария - - - - - - - - -

Турция ЗУ ЗУ/ДГШ ЗУ/ДГШ 1,0 1,5 1,5 50 50 50

Общее по Европейской организации бетона (ЕКМСО) 87 9,8 9,1 49,3 51,2 51,7

Россия - - МК - - 0,1 - - 40

США ЗУ ЗУ ЗУ 12 12 13 70 70 75

Япония ДГШ ДГШ ДГШ 3,5 3,5 3,5 4,1 4 4

Примечание: ЗУ - зола уноса, ДГШ - доменный гранулированный шлак, МК - микрокремнезем

Таблица 1.3 - Соотношение объемов производства бетона по странам в зависимости от класса по прочности бетона и марки по удобоукладываемости

Страна % Производства в зависимости от класса по прочности % производства в зависимости от удобоукладываемости

<С 16/20 С16/20-С20/35 С25/30-С30/35 >С35/45 П1 П2-ПЗ П4-П5 Самоуплотн. бетоны

Австрия 5 50 40 5 7 75 17 1

Бельгия 0 9 59 32 10 45 44,5 0,5

Чехия 18 32 31 19 19 63 17 1

Дания 4 45 38 13 5 45 15 35

Финляндия 5 20 65 10 3 48 48 1

Франция 2 41 50 7 8 70 16 6

Германия 7 22 60 И И 70 18 1

Ирландия 8 20 38 34 17 68 14 1

Италия 7 21 68 4 0 11 88 1

Нидерланды 1 51 32 16 0 59 39 2

Польша 11 19 52 18 10 79 10 1

Португалия 10 40 40 10 0 80 20 0

Словакия 24 24 35 17 13 63 24 0

Испания 5 5 82 8 1 4 94 1

Швеция 0 10 50 40 0 33 60 7

Великобритания 11 25 54 10 10 71 17 2

Общее по Европе 6,3 25,4 57 11^ 6,8 52,3 38,6 га

Израиль 1 7 72 20 0 2 97 1

Норвегия 0 7 82 11 1 0 95 4

Швейцария - - - - - - - -

Турция 2 16 77 5 2 39 58 1

Общее по Европейской организации бетона (ЕЬШСО) 5,1 22,6 62,8 9,5 5,4 48 44,7 1,9

Россия 10 35 40 15 5 9 85 1

США 40 25 25 10 - - - 1

Япония 0 40 47 13 0,5 41,6 56,9 1

Анализ статистических данных позволяет сделать вывод, что в России за последние три года существенно выросло общее потребление ГГЦ для производства бетонных смесей (на 40-45%), в то же время общее количество цемента в готовой бетонной смеси уменьшилось по сравнению с предыдущими годами на 20%. Это связано по-видимому с тем, что согласно данным в 2012 году вырос расход введения добавок, в частности микрокремнезема. В целом по общему расходу добавок Россия значительно уступает по этому показателю, другим развитым странам (США, Япония).

Анализ данных по производству бетона в зависимости от удобоукладываемости свидетельствует, что в России в основном производят бетоны с подвижностью П4-П5, в то время как % производства, например, самоуплотняющихся бетонов очень низок. Тем не менее, в целом наблюдается положительная динамика увеличения производства бетонов повышенной прочности и применения модифицирующих добавок по сравнению с предыдущими годами.

1.2 Сырьевые материалы для производства высокопрочных бетонов

Для производства высокопрочного бетона к материалам предъявляются значительно более высокие требования, чем для обычного бетона. При разработке состава высокопрочного бетона большое внимание имеет правильный выбор цемента, расход которого обычно является довольно высоким и составляет 400-500 кг/м3 [6, 11, 14, 42, ]. Во всем мире ведутся работы по созданию высокопрочных цементов (до 100 МПа и выше) [ 4].

Повышение качества бетонов требует применения вместо обычного ПЦ новых композиционных вяжущих, обладающих улучшенными физико-механическими характеристиками.

В производстве композиционных вяжущих широко применяют отходы производства (золы уноса, золошлаковые отходы) в качестве активных минеральных добавок [ ].

Тонкое измельчение различных горных пород вулканического (туфы, шлаки, пеплы, цеолиты, перлиты) или осадочного (диатомит, трепел, опока) происхождения приводит к получению эффективных композиционных вяжущих [26, 27, 39].

Заполнители для высокопрочного бетона должны быть чистыми и обладать хорошим зерновым составом и малой пустотностью, не содержать по возможности слабых зерен. Предел прочности крупного заполнителя должен быть на 20% выше заданной прочности бетона. С повышением прочности бетона влияние заполнителя на структуру бетона и результаты испытаний постепенно увеличиваются. Для каждого заполнителя имеется предельное значение прочности бетона, выше которого на данном заполнителе получить бетон трудно и экономически невыгодно, так как незначительное повышение прочности бетона сопровождается значительным увеличением расхода цемента. Обычно этот предел наступает, когда прочность на растяжение бетона приближается к прочности заполнителя. Для особовысокопрочных бетонов применяют заполнители повышенной прочности из диабаза, базальта и других прочных горных пород.

В современной технологии высокопрочного бетона химические добавки-модификаторы являются таким же обязательным компонентом бетонной смеси, как вяжущее, заполнители и вода. Применение добавок является наиболее эффективным способом повышения качества бетона, не требующим больших капитальных затрат [9, 10, 12, 13, 15, 17]. Высокая прочность, низкая проницаемость, повышенная морозостойкость и долговечность бетонов могут быть достигнуты с применением высокоподвижных бетонных смесей, содержащих современные добавки.

В индустриально развитых странах мира практически весь выпускаемый бетон изготовляется с применением модификаторов различного вида. Проведенные научные и практические разработки позволили ведущим фирмам создать широкий ассортимент

суперпластификаторов, регуляторов структуры и твердения, а также комплексных модификаторов.

ГОСТ 24211-03 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» классифицирует модификаторы по основному эффекту их действия. Он выделяет три основных класса модификаторов, которые позволяют регулировать реологические свойства бетонных смесей, схватывание и твердение бетонов, кинетику их тепловыделения, создать бетоны повышенной стойкости, особо низкой водо- и диффузионной проницаемости, а также с некоторыми специальными свойствами. В стандарте регламентированы технические требования, предъявляемые для каждого вида модификаторов.

Разработан и действует ГОСТ 30459-96 «Добавки для бетонов. Методы определения эффективности». В нем излагаются способы испытания модификаторов по существующим стандартам и методикам.

Установлено, что основные направления модифицирования цементных систем поверхностно-активными веществами (ПАВ) определяются характером строения последних.

Установленные закономерности изменения свойств цементных систем от строения ПАВ лежат в основе модифицирования бетонных смесей и получения бетонов, заданных строительно-технических параметров.

Наиболее широко в технологии бетона применяются модификаторы структурирующего, пластифицирующего действия, регуляторы твердения бетона, а также комплексные модификаторы полифункционального действия.

Начиная с 70-80х годов XX века в технологии бетона стали использоваться некоторые из ультрадисперсных видов кремнезема 8Ю2. Применение таких кремнеземов, распределяющихся в бетонной смеси в виде частиц, размеры которых мельче зерен цемента, и которые вступают во взаимодействие с Са(ОН)2, представляет собой путь к получению очень плотных и прочных материалов [71, 72, 73]. Наиболее изученным и

распространенным на практике представителем ультрадисперсных кремнеземов является микрокремнезем, образующийся попутно в результате конденсации из газовой фазы при выплавке кремниевых сплавов (ферросилиция, силикохрома, силикомарганца). Микрокремнезем (МК) является отходом производства, который получается в результате окисления в газовой фазе монооксида кремния 8Ю, образуемого при выплавке кремнийсодержащих сплавов в электродуговых печах, конденсации из газовой фазы микрочастиц 8Ю2 и их улавливания из печных газов в рукавных фильтрах. В первоначальном (неуплотненном) состоянии МК состоит из сферических частиц (~ 100 нм), объединенных в цепочки и кластеры, числом от нескольких единиц до нескольких сотен единиц, изолированные частицы встречаются крайне редко. Размер кластеров находится в пределах от 300 нм до 1 мкм и более. Образование кластеров происходит в результате слипания отдельных капель БЮг, образовавшихся при конденсации из газовой фазы, и последующего охлаждения. Широкое применение МК в цементных бетонах на определенном этапе сдерживалось их относительно высокой стоимостью, однако, этот фактор стал менее значимым на фоне удорожания всех компонентов бетонной смеси. Кроме того, в последние годы существенно возрос интерес к высокопрочным бетонам, в производстве которых МК является одним из основных компонентов состава [72].

Положительное влияние МК на структуру и физико-механические характеристики бетона обусловлено двумя причинами: пуццоланической активностью МК, а также высокой дисперсностью его частиц. В неуплотненном состоянии частицы МК в 50-100 раз мельче зерен цемента; удельная поверхность МК составляет 13000-25000 м2/кг. Кремнезем в таком виде способен вступать в реакцию с гидроксидом кальция, высвобождаемым в процессе гидратации силикатных фаз цемента, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция с соотношением СаО/8Юг 0,9-1,3:

Сзв (Сгв) + ШО -> С-в-Н + Са(ОН)2

Са(ОН)2+ 8102+ ШО -»> С-в-Н

Менее изучены применительно к цементной технологии ультрадисперсные кремнеземы - нанокремнеземы (НК), эти материалы обладают еще большей дисперсностью по сравнению с МК.

В последние годы ученые разных стран ведут исследования в области получения и применения ультрадисперсных материалов. Известно, что уменьшение размеров структурных элементов (зерен, частиц, кристаллитов) ниже некоторой пороговой величины приводит к значительному изменению свойств всего композита, в состав которого входят такие частицы. Поведение наночастиц и механизм их действия на такие комплексные материалы, как цемент, должны быть подробно изучены, чтобы в полной мере использовать эффект от их введения в состав вяжущих веществ и бетонов.

В работах [120-122] рассматривается перспективность использования комплексного углерод-кремнеземистого модификатора на основе шунгитосодержащих пород для получения высокоэффективного бетона.

Наноструктурирование воды путем введения фуллеренсодержащих добавок сверхмалых дозировках отмечается в работах [34-36, 49, 55, 67] и приводит к изменению и упрочнению структуры цемента и бетона.

Добавление НК в цементное тесто и бетон имеет различные эффекты воздействия. В литературе можно найти много обсуждений о механизме действия НК. Можно выделить два основных возможных механизма, при введении НК в цемент или бетон. Первый — размерный эффект, то есть в зависимости от природы частиц, НК может быть использован в качестве наполнителя, и второй - повышение пуццолановой активности кластерных соединений. Получение нанокремнезема возможно с использованием различных методов, которые разработаны несколькими авторами [69, 74- 87]. К основным методам, используемых для синтеза нанокремнезема являются: золь-гель метод, электродуговой метод, биологический метод, метод осаждения, и альтернативный метод. Нанокремнезем может быть получен из биоотходов, таких как зола рисовой шелухи.

1.3 Теоретические и технологические основы получения высокопрочных

бетонов

Для получения высокопрочных бетонов необходимо выполнение следующих условий:

— применение высокопрочных цементов и композиционных вяжущих веществ;

— предельно низкое водоцементное отношение, обеспечивающее высокую первоначальную плотность структуры;

— правильный подбор соотношения различных компонентов твердой фазы, позволяющий получить особо плотную структуру материала;

— высокий предельно допустимый расход цемента, обеспечивающий надежное заполнение порового пространства новообразованиями цемента;

— применение суперпластификаторов и комплексных добавок, способствующих повышению плотности бетона и управлению его структурообразованием;

— использование супертонких минеральных наполнителей, например, микрокремнезема для повышения плотности и тонкозернистости структуры цементного камня;

— введение наноэлементов для улучшения межфазового взаимодействия и упрочнения контактной зоны;

— особо тщательное перемешивание и уплотнение бетонной смеси для обеспечения его гомогенизации, однородности полученной структуры и благоприятных условий взаимодействия составляющих бетона;

— создание наиболее благоприятных условий твердения бетона.

Для получения высокопрочных бетонов необходимо применять более

низкие В/Ц, что требует использования специальных приемов, позволяющих плотно укладывать бетонные смеси в этом случае. К таким приемам относится применение композиционных вяжущих веществ или

суперпластификаторов и комплексных добавок, содержащих повышенную дозу пластификатора, регуляторы твердения, микрокремнезем и антивоздухововлекающий компонент. Существенное значение для технологии высокопрочного бетона имеет тот факт, что при низких В/Ц нарушается закон постоянства водопотребности бетонной смеси, т.е. при увеличении расхода цемента свыше 400 кг/м приходится для получения равно подвижных смесей увеличивать одновременно и расход воды, чтобы компенсировать резкое повышение вязкости цементного теста. Соответственно возрастает расход цемента, что приводит к ухудшению структуры бетона, увеличению тепловыделения и усадки, к росту вредных внутренних напряжений и деструктивных явлений. В результате снижается эффективность использования цемента. Дальнейшее увеличение расхода цемента сверх 550...600 кг/м практически мало повышает прочность бетона и экономически нецелесообразно. Наиболее эффективно применение в высокопрочных бетонах не отдельных модификаторов, а специально подобранных комплексов в зависимости от назначения бетона и предъявляемых к нему требований. Обязательным компонентом комплексов обычно является суперпластификатор, как наиболее эффективная добавка, к которому добавляются антивоздухововлекающие или наоборот воздухововлекающие или микрогазообразующие добавки, добавки управляющие структурообразованием, в частности кинетикой схватывания и твердения, расширяющие добавки, активные минеральные компоненты и супертонкие наполнители, волокнистые добавки, наноэлементы и другие добавки. Состав комплекса должен соответствовать выбранной технологии и заданным свойствам бетона. Следует особо отметить, что применение низких водоцементных отношений обеспечивает быстрый рост прочности высокопрочных бетонов в раннем возрасте. Уже через 8-10 часов прочность может достигать 10-20 МПа, с достаточно высоким расходом цемента, а через сутки 30-100 МПа. При этом такие бетоны обладают повышенным

выделением тепла вследствие быстрой гидратации цемента в раннем возрасте. Это значительно упрощает введение бетонных работ в зимний период: достаточно применение подогретых смесей и кратковременного термосного выдерживания без проведения специальных мероприятий, обычно применяемых при зимнем бетонировании. Быстрый набор прочности также резко ускоряет возведение монолитных конструкций и сооружений [4].

Введение суперпластификаторов особенно эффективно снижает расход цемента, так как этому способствуют не только резкое повышение подвижности и улучшение уплотняемости бетонной смеси, но и тот факт, что в этом случае постоянство водопотребности сохраняется при высоких расходах цемента (до 550 кг/м3), то есть в этом случае не требуется дополнительного расхода цемента для компенсации повышенной вязкости бетонной смеси. В результате повышается эффективность использования цемента в высокопрочных бетонах.

Применение композиционных вяжущих веществ, например ВНВ, суперпластификаторов, микрокремнезема, активных минеральных наполнителей, органо-минеральных добавок и интенсивной технологии позволяет не только повысить эффективность использования цемента в бетонах с его повышенными расходами, но и получить особо высокопрочные бетоны с прочностью свыше 100 МПа, в том числе на основе литых бетонных смесей для монолитного строительства [48-51].

В композиционных вяжущих веществах модификаторы, например, суперпластификаторы, и активные минеральные компоненты вводятся непосредственно при помоле вяжущего. За счет этого удается увеличить оптимальную дозировку суперпластификатора до 1-2% и получить вяжущее с повышенной удельной поверхностью (5000-6000 см /г), высокой однородностью и оптимальным для получения плотного цементного камня соотношением между различными элементами твердой фазы. В результате

бетонная смесь может укладываться при предельно низких водоцементных отношениях, в то время как для обычной доброкачественной бетонной смеси минимальное В/Ц составляет приблизительно 0,4. Бетоны на композиционном вяжущем обладают наивысшей плотностью структуры и прочностью. Дальнейшее снижение В/Ц может быть получено за счет применения прессования. В этом случае с использованием сложных тонкозернистых композиционных составов можно уменьшить В/Ц -отношение до 0,12-0,15 и получить композиты с прочностью до 200 МПа и выше. Наоборот, использование композиционных вяжущих и оптимальных составов бетона, содержащих не менее 1/3 тонкозернистых частиц по объему, позволяет получать высокопрочные бетоны из литых самоуплотняющихся бетонных смесей с прочностью до 180 МПа [1,4].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лхасаранов, Солбон Александрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баженов, Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов - М.: Изд-во АСВ, 2002. - 500 с.

2. Баженов, Ю.М. Технология бетона, строительных изделий и конструкций / Ю.М. Баженов, J1.A. Алимов, В.В. Воронин - М.: Изд-во АСВ, 2004.

3. Баженов, Ю.М. Технология и свойства мелкозернистых бетонов / Ю.М. Баженов, JI.A. Алимов, В.В. Воронин - г. Алматы, 2000.

4. Баженов Ю.М. Модифицированные высококачественные бетоны / Ю.М. Баженов, B.C. Демьянова, В.И. Калашников / - М.: Изд-во АСВ, 2002. -368 с.

5. Жерновой, Ф.Е. Композиционные вяжущие с использованием перлита/ Ф.Е. Жерновой - Белгород, 2010

6. Батраков, В.Г. Модификаторы бетона: новые возможности и перспективы/ В.Г. Батраков// Строительные материалы - 2006. - №10

7. ГОСТ 24211-03. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

8. ГОСТ 30459-96. Добавки для бетонов. Методы определения эффективности

9. Вовк, А.И. Современные добавки в бетон для современного строительства/ А.И. Вовк// Строительные материалы - 2006. - №10

10.Ратинов, В.Б. Добавки в бетон/ В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг - М: Стройиздат. 1989. 188 с.

11. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-ое изд/ В.Г. Батраков - М.: Стройиздат 1998. 768 с.

12. Ушеров-Маршак, A.B. Оценка эффективности влияния химических и минеральных добавок на ранние стадии гидратации цементов/ A.B. Ушеров-Маршак//Неорганические материалы. 2004. Т. 40. №8. С. 10141019.

13. Баумгартнет, Я. Добавки к бетону для эффективных решений при производстве сборного железобетона / Я. Баумгартнет// Бетонный завод. 2005. № 1.С. 4-7.

14. Каприелов, С. С. Модифицированные высокопрочные мелкозернистые бетоны с улучшенными характеристиками/ С.С. Каприелов// Бетон и железобетон. - 2006. - N 2. - С.. 2-7.

15. Сахибгареев, P.P. Управление процессами структурообразования модифицированных бетонов / P.P. Сахибгареев - Уфа, 2010.

16. Сахибгареев, P.P. Управление структурой цементных композитов и модифицированных бетонов на их основе/ P.P. Сахибгареев// Строительный вестник Российской инженерной академии: труды секции «Строительство» Российской инженерной академии. - М., 2009. - С. 8798.

17. Бабков, В.В. Возможности модифицированных бетонов в современнов строительстве / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, Г.С. Колесник и др. // Опыт и перспективы использования модифицированных бетонов с суперпластификаторами Компании «Полипласт». Эффективность их применения в строительной практике: материалы регион, науч.-техн. конф. - Уфа: УГНТУ, БашНИИстрой, 2006. - С. 20-32.

18. Бабков, В.В. Твердение и деструкция цементного камня при длительных условиях / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, А.Е. Чуйкин и др. // Материалы Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и

стройиндустрии». - (Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: научно-теоретический журнал). - Белгород, 2005. - №9 - С. 14-20.

19. Сахибгареев, P.P. Обеспечение подвижности и жизнеспособности бетонных смесей в монолитной технологии строительства/ P.P. Сахибгареев, В.В. Бабков// Опыт применения пластифицирующих и противоморозных добавок в сборном и монолитном строительстве на объектах РБ: материалы семинара. - Уфа, 2008. - С. 59-67.

20. Толмачев, С.Н. Беличенко Е.А., Холодный А.Г. Технологические, механические и структурные характеристики цементных систем с углеродными коллоидными частицами/ С.Н. Толмачев, Е.А. Беличенко, А.Г Холодный// Строительные материалы - 2010. - №9.

21. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии/ А.И. Гусев -М., Физматлит, 2005. 416 с.

22. Беличенко, Е.А. Закономерности изменения свойств цементных композиций, содержащих углеродные наночастицы/ Е.А. Беличенко, С.Н. Толмачев// Сб. тезисов докладов Всероссийской конференции «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение». Москва НИФХИ им. Л.Я. Карпова. Октябрь-ноябрь. 2009. С. 10-19.

23. Данзанов, Ц.М. Перлиты Мухор-Талы и эффективность их комплексного использования/ Ц.М. Данзанов - Улан-Удэ: Бурят.кн.изд-во, 1976. - 48 с.

24.Лесовик, B.C. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород/ B.C. Лесовик - Москва: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006.

25. Магдеев, У.Х. Энергосберегающие технологии вяжущих и бетонов на основе эффузивных пород/ У.Х. Магдеев, Ю.М. Баженов, А. Д. Цыремпилов- М., РААСН, 2002. - 348 с.

26. Хардаев, П.К. Эффективные вяжущие и бетоны на основе эффузивных пород / П.К. Хардаев, А.Д. Цыремпилов, М.Е. Заяханов // - Улан-Удэ, 1999.-348 с.

27. Хардаев, П.К. Коррозионностойкий бетон на основе перлитового вяжущего / П.К. Хардаев, JI.A. Урханова, Е.Д. Балханова // Сб. тр. междунар. конф. «Долговечность и защита конструкций от коррозии». М.: НИИЖБ, 1999. - С 445-448

28. Буянтуев, С.Л. Фуллерены как конденсированная фаза при обработке угольной пыли низкотемпературной плазмой/ C.JI. Буянтуев, Б.Б. Дамдинов, A.C. Кондратенко// Наноматериалы и технологии. Наноразмерные структуры в физике конденсированного состояния. Технологии наноразмерных структур: сб. трудов 2-ой научно-практ конф.

- Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2009. - С. 230-232.

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

30. Урханова, Л.А. Мелкозернистый цементный бетон с нанодисперсным модификатором/ J1.A. Урханова, С.А. Лхасаранов //Научный Интернет -журнал «Нанотехнологии в строительстве». - №4. - 2010. - С.42-52.

31. Королев, Е.В. Параметры ультразвука для гомогенизации дисперсных систем с наноразмерными модификаторами/ Е.В. Королев, М.И. Кувшинова// Строительные материалы. - 2010. - №9. - С.85-88.

32. Королев, Е.В. Технология наномодифицирования строительных материалов / Е. В. Королев, В. А. Смирнов, А.И. Альбакасов, О. В. Королева, А.Н. Гришина // Материалы XV Академических чтений РААСН

- междунар науч.-техн. конф.: Достижения и проблемы материаловедения и модернизация строительной индустрии. - Казань, КазГАСУ, 2010. - Том 1.-С. 280-285.

33. Королев, E.B. Эффективность физических воздействий для диспергирования наноразмерных модификаторов / Е.В. Королев, A.C. Иноземцев // Строительные материалы. - 2012. - №4. - С. 76-88

34. Староверов, В.Д. Структура и свойства наномодифицированного цементного камня/ В.Д. Староверов - Санкт-Петербург - 2009.

35. Староверов, В.Д. Опыт промышленного применения наномодифицированных бетонных смесей/ А.Ю. Ковалева, И.У. Аубакирова, В.Д. Староверов// Вестник гражданских инженеров. - 2008. -№3(16). - С. 74-76. - (из списка ВАК).

36. Староверов, В.Д. Опыт промышленного применения наномодифицированных бетонных смесей/ А.Ю. Ковалева, Ж.В. Беляева, И.У, Аубакирова, В.Д. Староверов// Популярное бетоноведение . - 2008. -№3(23). - С. 28-29.

37. Лесовик, B.C. Генетические основы энергосбережения в промышленности строительных материалов/ B.C. Лесовик// Изв. вузов. Строительство. -1994.-№7.-С. 96-100.

38. Лесовик, B.C. Снижение энергоемкости производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: автореф. дисс. ... докт. техн. наук: 08.00.05: защищена 29.12.06: утв. 17.05.07/ Лесовик Валерий Станиславович. - М., 1997. - 38 с.

39.Лесовик, B.C. Использование природного перлита в составе смешанных цементов / B.C. Лесовик, Ф.Е. Жерновой, Е.С. Глаголев // Строительные материалы. - 2009. - №6. - С. 84-87

40. Баженов, Ю.М. Мелкозернистые бетоны/ Ю.М.Баженов - М., 1998

41. Баженов, Ю.М. Технология бетонных и железобетонных изделий/ Ю.М. Баженов, А.Г. Комар - М., 1984.

42. Горчаков Г.И. Строительные материалы / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов -М., 1986.

43. Глаголев, Е.С. Высокопрочный мелкозернистый бетон на композиционных вяжущих и техногенных песках для монолитного строительства: Автореферат диссертации на соискание уч.ст. канд. техн.наук. - Белгород: Изд-во БГТУ им. Шухова, 2010. - 20 с.

44. ГОСТ 10181.1-81. Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости

45. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

46. ГОСТ 12730.3-78. Бетоны. Метод определения водопоглощения

47. ГОСТ 10060.3-95 Бетоны. Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости

48. Баженов, Ю.М. Технология наномодифицирования строительных материалов/ Ю.М. Баженов, Е.В. Королев: Сб. докладов участников круглого стола «Наносистемы в строительстве и производстве строительных материалов. - М.: Изд-во АСВ, 2007. - С. 33-38.

49. Пухаренко, Ю.В. Структура и свойства наномодифицированных цементных систем/ Ю.В. Пухаренко, И.У. Аубакирова, В.А. Никитин// Наука и инновации в строительстве. Современные проблемы строительного материаловедения и технологии: сб. трудов междунар. конф. - Воронеж, 2008. - Т.1. - Кн.2. - С.424-429.

50. Берг, О.Я. Физические основы прочности бетона и железобетона/ О.Я. Берг - М., 1974.

51. Ицкович, С.М. Технология заполнителей бетонов / С.М. Ицкович, Л.Д. Чумаков, Ю.М. Баженов - М., 1991.

52. Малинина, Л.А. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона/ Л.А. Малинина- М., 1977.

53. Руководство по подбору тяжелого бетона. М., 1979.

54. Патент БШ № 2233254, МПК С04В 28/02, опубл. 27.07.2004.

55. Староверов, В Д. Особенности структурирования воды затворения углеродными наночастицами/ В.Д. Староверов //Доклады 65-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных руководителей, инженеров и аспирантов университета. - СПб.: СПбГАСУ, 2008. - 4.1. -С. 210-213.

56. ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

57. ГОСТ 310.2-76. Цементы. Методы определения тонкости помола

58. Никулин, АД. Проектирование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций/ А.Д Никулин, Е.И Шмитько, Б.М. Зуев - СПб: Проспект науки, 2006. - 352 с.

59. Рубан, В.А. Строительный комплекс Республики Бурятия и перспективы его развития// Строительный комплекс Росси: наука, образование и практика: материалы междунар. научно-практической конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006.

60. Урханова, Л.А. О комплексном использовании основных и сопутствующих пород Мухор-Талинского месторождения перлитов для производства эффективных строительных материалов / Л.А. Урханова, В.Н. Струганов, Б.А. Зубакин, Н.Ю. Рузавин //Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика: Сб. матер, междунар. науч.-практ. конф. - Улан-Удэ, 2006. - С. 176-180.

61. Строительные материалы: Справочник / A.C. Болдырев, П.П. Золотов, А.П. Люсов и др.; Под ред. A.C. Болдырева. - М.: Стройиздат, 1989. -567с.

62. Монфред, Ю.Б. Организация, планирование и управление предприятиями стройиндустрии/ Ю.Б. Монфред, Б.В. Пыкин // - М.: Стройиздат, 1989 г.

63. Чернышов, Е.М. Модифицирование структуры цементного камня микро-и наноразмерными частицами кремнезема/ Е.М. Чернышов, Д.Н. Коротких // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. №5. С. 30-32.

64. Чернышов, Е.М. Приложения нанохимии в технологии твердофазных строительных материалов: научно-инженерная проблема, направления и примеры реализации / Е.М. Чернышов, О.В. Артамонова, Д.Н. Коротких, А.И. Макеев, Н.Д. Потамошнева, Г.С. Славчева // Строительные материалы. 2008. - №2. - С. 32-36

65. Баженов, Ю.М. Технология наномодифицирования строительных материалов / Ю.М. Баженов, Е.В. Королев // Сб. докладов участников круглого стола «Наносистемы в строительстве и производстве строительных материалов. -М.: Изд-во АСВ. 2007. С. 33-38.

66. В. Bhuvaneshwari, Saptarshi Sasmal, Т. Baskaran, Nagesh R. Iyer Role of nano oxides for improving cementitious building materials /Journal of Civil Engineering and Science. Volume 1, Issue 2, June 2012, - PP. 52-58

67. Пухаренко, Ю.В. Наноструктурирование воды затворения как способ повышения эффективности пластификаторов бетонных смесей / Ю. В. Пухаренко, В. А. Никитин, Д. Г. Летенко // Строительные материалы -Наука. - 2006. - №8 [приложение к научно-техническому журналу «Строительные материалы». - 2006. - №9]. - С. 11-13.

68.Патент РФ № 2067077, 27.09.1996 Лукашов В.П., Бардаханов С.П., Салимов P.A., Корчагин А.И., Фадеев С.Н., Лаврухин A.B. Способ получения ультрадисперсной двуокиси кремния, устройство для его осуществления и ультрадисперсная двуокись кремния // Патент России № 2067077. 1996. Бюл. № 27.

69. Бардаханов, С.П. Получение нанопорошков испарением исходных веществ на ускорителе электронов при атмосферном давлении / С.П. Бардаханов, А.И. Корчагин, Н.К. Куксанов, A.B. Лаврухин, P.A. Салимов, С.Н. Фадеев, В.В. Черепков // Доклады Академии Наук. 2006. т. 409. №3. С. 320-323.

70. Чикова А.О. Самопроизвольное диспергирование в процессах сплавообразования как причина микрорасслоения металлических расплавов // Расплавы. - 2008. - №9. - С. 54-64.

71. Камалиев, Р.Т. Портландцемент с добавкой ультрадисперсных кремнеземов / Р.Т. Камалиев, В.И. Корнеев, А.С.Брыков // Цемент и его применение. - 2009. -№1. С. 86-89

72. Брыков, A.C. Ультрадисперсные кремнеземы в технологии бетонов: учебное пособие / А.С.Брыков. - СПб.:СПбГТИ(ТУ), 2009. - 27 с.

73. Баранова, Г.П. Смешанные вяжущие на основе композиций цементов с сульфобелитоалюминатными и микрокремнеземистыми добавками. Автореф. дис. канд. техн. наук. - Красноярск, 2004. - 18 с.

74. S. Sakka and H. Kosuko, Handbook of sol-gel science and technology, Volume I: Solgel Processing, Kluwer Academic Publisher, New York, USA, pp.9-10, 2000.

75. K. Sobolev, I. Flores and R. Hermosillo, Nanomaterials and Nanotechnology for Highperformance cement composites, Proceedings of ACI Session on,

Nanotechnology of Concrete: Recent Developments and Future Perspectives, November 7, Denver, USA, pp. 91-118, 2006.

76. K. Sobolev and M. Ferrara, How nanotechnology can change the concrete word-Part 1, American Ceramic Bulletin, Vol. 84, pp. 15-17, 2005.

77. R. C. L. Jonckbloedt, The dissolution of olivine in acid, a cost effective process for the elimination of waste acids, Ph.D. Thesis, Utrecht University, The Netherlands, pp.114, 1997.

78. M. Estevez, S. Vargas, V. M. Castaño, and R. Rodriguez, Silica nano-particles produced by worms through a bio-digestion process of rice husk, J. Non-Cryst. Solids, vol.355, pp.844-850, 2009.

79. D. J. Lieftink, The preparation and characterization of silica from acid treatment of olivine, PhD. Thesis, Utrecht University, The Netherlands.pp.175, 1997.

80. R. K. Iler, the Colloid Chemistry of Silica and Silicate. Edit. Ithaca, New York, pp. 1-250, 1955.

81. R. R. Zaky, M. M. Hessien, A. A. El-Midany, M. H. Khedr, E. A. Abdel-Aal and K. A. El- Barawy, Preparation of silica nanoparticles from semi-burned rice straw ash, powder technol., vol.185, pp.31-35, 2008.

82. N. Thuadaij and A. Nuntiya, Synthesis and Characterization of Nanosilica from Rice Husk Ash Prepared by Precipitation Method, J.Nat.Sci. Special Issue on Nanotechnology, Vol.7, pp.59-65, 2008.

83. R. D. Schuiling, A method for neutralizing waste sulphuric acid by adding a silicate, Utrecht University, European Patent Application no 8590343.5. 1986.

84. R. C. L. Jonckbloedt, Olivine dissolution in sulphuric acid at elevated temperatures—implications for the olivine process, an alternative waste acid neutralizing process, J. Geochem. Explor. Vol.62, pp.337-346, 1998.

85. A. Lazaro, Nano-silica production by a sustainable process; application in building materials, 8th fib PhD Symposium in Kgs. Lyngby, Denmark, pp. 1-6, 2010.

86. C. Real., M. D. Alteala and J. M. Criado, Preparation of silica from rice husks, Journal of the American ceramic society, vol.79, pp.2012-2016, 1996.

87. Deepa G. Nair, Alex Fraaij, Adri A. K. Klaassen, Arno P. M. Kentgens, A Structural investigation relating to the pozzolanic activity of rice husk ashes, Cem. Concr. Res, vol.38, pp.861-869, 2008.

88. Ekaphan Swatsitang, Supaluck srijaranai and Pornthip Arayarat, Preperation of silicon from Rice Hulls, Technical Digest of the International PVSEC-14, Banglore, Thailand.

89. Davinder mittal, Silica from Ash, A valuable product from waste material, Resoanance. July 1997.

90. Tzong-Horng Liou, Preparation and characterization of nanostructrued silica from rice husk", Mats. Sci. and Engineering, A, vol. 364, pp.313-323, 2004.

91. Takanori Watari, Hiroshi Tsubira, Toshio Torikai, Mitsunori Yada and Sachiko Furuta, Preparation of porous carbon/silica composites from rice husk powder, Journal of Ceramic Processing Research, vol.4, pp. 177-180, 2003.

92. Sivakumar. G and R. Ravibaskar, Investigation on the hydration properties of the Rice Husk Ash cement using FTIR and SEM, Appl. Phys. Res.Vol.l, pp.7177, 2009.

93. Rajan K. Vempati, Sirish C. Musthyala, M. Yousuf, A. Mollah and David L. Cocke, Surface analyses of pyrolysed rice husk using Scanning Force Microscopy, Fuel, Vol.74, pp.1722-1725, 1995.

94. Chandrasekhar. S, K. G. Satyanarayana, P. N. Pramada, P. Raghavan, Review Processing, properties and applications of reactive silica from rice husk an overview, Mat. Science, Vol.38, pp.3159-3168, 2003.

95. K. Amutha, R. Ravibaskar and G. Sivakumar, Extraction, Synthesis and Characterization of Nanosilica from Rice Husk Ash, International Journal of Nanotechnology and Applications, Vol.4, pp. 61-66, 2010.

96. Y. Qing, Z. Zenan, K. Deyu and Ch. Rongshen, Influence of nano-SiC>2 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume, Constr. Build. Mater, vol.21, pp. 539-545, 2007.

97. K. L. Lin, W. C. Chang, D. F. Lin, H. L. Luo and M. C. Tsai, Effects of nano-Si02 and different ash particle sizes on sludge ash-cement mortar, J. Environ. Manage, vol.88, pp.708-714, 2008.

98. L. Senff, D. Hotza, W.L. Repette, V.M. Ferreira, and J.A. Labrincha, Mortars with nano- Si02 and micro- Si02 investigated by experimental design, Constr Build Mater, doi:10.1016/j.conbuildmat.2010.01.012.

99. D. F. Lin, K. L. Lin, W. C. Chang, H. L. Luo and M. Q. Cai, Improvements of nano Si02 on sludge/fly ash mortar, Waste Management, Vol.28, pp. 1081-1087, 2008.

100. Byung-Wan Jo, Chang-Hyun Kim, Ghi-ho Tae, Jong-Bin Park, Characteristics of cement mortar with nano- Si02 particles, Constr. Build. Mater, vol.21, pp.1351-1355, 2007.

101. Byung Wan Jo, Chang Hyun Kim, and Jae Hoon Lim, Investigations on the Development of Powder Concrete with Nano- Si02 Particles, KSCE Journal, Vol.1 l,pp.37-42, 2007.

102. JO Byung-Wan, KIM Chang-Hyun, LIM Jae-Hoon, Characteristics of cement mortar with nano- Si02 particles, ACI Materials journal Vol. 104, pp. 404-407, 2007.

103. Y Qing, Z N Zhang, S Li, R S Chen, A comparative study on the pozzolanic activity between nano- SiC>2 and silica fume, Journal of Wuhan University of Technology, Materials Science Edition, Vol.21, pp. 153-157, 2006.

104. J. Bjornstrom, A. Martinelli, A. Matic, L. Borjesson, and I. Panas, Accelerating effects of colloidal nano-silica for beneficial calcium-silicate-hydrate formation in cement, Chem. Phys. Lett, vol.392, pp.242-248, 2004.

105. G. Quercia and H. J. H. Brouwers, Application of nano-silica (nS) in concrete mixtures, 8th fib PhD Symposium in Kgs, Lyngby, Denmark, June 20 -23,2010.

106. J. J. Gaitero, I. Campillo and A. Guerrero, Reduction of the calcium leaching rate of cement paste by addition of silica nanoparticles, Cem. Concr. Res, vol.38, pp.1112-1118, 2008.

107. L. Senff, J. A. Labrincha, V. M. Ferreira, D. Hotza, and W. L. Repette, Effect of nanosilica on rheology and fresh properties of cement pastes and mortars, Constr. Build. Mater, vol.23, pp.2487-2491, 2009.

108. K. Sobolev, I. Flores and R. Hermosillo, Nanomaterials and Nanotechnology for High performance cement composites, Proceedings of ACI Session on, Nanotechnology of Concrete: Recent Developments and Future Perspectives, November 7, Denver, USA, pp.91-118, 2006.

109. T. Ji, Preliminary study on the water permeability and microstructure of concrete incorporating nano- Si02, Cem. Concr. Res, vol.35, pp.1943 - 1947, 2005.

110. G. Li, Properties of high-volume fly ash concrete incorporating nano- Si02, Cem. Concr. Res, vol.34, pp 1043-1049, 2004.

111. Byung Wan Jo, Chang Hyun Kim, and Jae Hoon Lim, Investigations on the Development of Powder Concrete with Nano- Si02 Particles' KSCE Jl.of .Structural Engineering ,Vol.11, pp.37-42, 2007.

112. Jorge S. Dolado, Igor Campillo, Edurne Erkizia, José A. Ibanez, Antonio Porro, Ana Guerrero, and Sara Gon, Effect of Nanosilica Additions on Belite Cement Pastes Held in Sulfate Solutions, J. Am. Ceram. Soc, vol.90 pp.39733976, 2007.

113. W. Baomin, W. Lijiu, F C Lai, Freezing Resistance of HPC with Nano-SÍO2, Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. Vol.123, pp.85-88, 2008.

114. P. Hosseini, A. Booshehrian, S. Farshchi, Influence of Nano- SÍO2 Addition on Microstructure and Mechanical Properties of Cement Mortars for Ferrocement, Journal of the Transportation Research Board, Vol.2141, pp. 1520, 2010.

115. Mostafa. Khanzadi, Mohsen.Tadayon, Hamed. Sepehri and Mohammad. Sepehri, Influence of Nano-Silica Particles on Mechanical Properties and Permeability of Concrete, Second International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, Universita Politécnica delle Marche, Ancona, Italy, June 28-30, 2010.

116. Ali Danesh-Yazdi, M. R Sohrabi, M. R. Ghasemi, Mohammad Danesh-Yazdi, Investigation of Nano- SÍO2 Effects on High-Volume Fly Ash Concrete , 1 st International Conference on Concrete Technology.

117. A. Sadrmomtazi, A. Barzegar , Assessment of the effect of Nano- Si02 on physical and mechanical properties of self-compacting concrete containing rice husk ash, Second International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, Universita Politécnica delle Marche, Ancona, Italy, June 28-30, 2010.

118. Ali Nazari and Shadi Riahia, Splitting tensile strength of concrete using ground granulated blast furnace slag and SÍO2 nanoparticles as binder, Energy Build.,Vol.43, pp.864-872, 2011.

119. Ye Qing, Zhang Zenan, Kong Deyu, Chen Rongshen, Influence of nano-Si02 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume, Constr. Build. Mater, vol.21, pp.539-545, 2007.

120. Dujian Zou, Tiejun Liu and Jun Teng, Improving the damping ability by the addition of Nano Si02 to the concrete materials, Proc. SPIE 7493, 74933C 2009; doi:10.1117/12.839202.

121. Ali Nazari, Shadi Riahi, Shirin Riahi, Seyedeh Fatemeh Shamekhi and A. Khademno, Assessment of the effects of the cement paste composite in presence Ti02 nanoparticles, Journal of American Science, Vol.6, pp.43-46, 2010.

122. Ali Nazari, Shadi Riahi, Shirin Riahi, Seyedeh Fatemeh Shamekhi and A. Khademno, Improvement the mechanical properties of the cementitious composite by using Ti02 nanoparticles, Journal of American Science, Vol.6, pp. 98-101,2010.

123. Ali Nazari, The effects of curing medium on flexural strength and water permeability of concrete incorporating Ti02 nanoparticles, Mater. Struct,Vol. 44, pp.773-786, 2011.

124. Amal R. Jayapalan, Yeon Lee, Sarah M. Fredrich, Kimberly E. Kurtis lume ,Influence of Additions of Anatase Ti02 Nanoparticles on Early-Age Properties of Cement-Based Materials, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol.2141, pp. 41-46, 2010.

125. Пыкин, А.А. Высокоэффективный мелкозернистый бетон с добавкой углерод-кремнеземистого наномодификатора. - Автореф. дис. канд. техн. наук. - Белгород, 2012. -24 с.

126. Лукутцова, Н.П. Применение нанодисперсного шунгита в качестве эффективной добавки доя бетонов / Н.П. Лукутцова, А.А. Пыкин //

Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. ст. междунар. конф. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2011. - С. 76-79

127. Лукутцова, Н.П. Особенности процессов структурообразования цементного камня с углерод-кремнеземистой нанодисперсной добавкой / Н.П. Лукутцова, A.A. Пыкин, Е.Г. Карпиков // Строительные материалы. -2011. №9.-С. 66-67

128. Номоев, A.B. Механизмы образования, строение и физические свойства наноразмерных структур, полученных облучением электронными пучками. - Автореф. дисс. д-ра ф.-м. наук. - Улан-Удэ, 2012- 35 с.

129. Яковлев, Г.И. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нанотрубками / Г.И. Яковлев, Т.Н. Первушин, А. Корженко, А.Ф. Бурьянов, И.А. Пудов, A.A. Лушникова // Строительные материалы. -2011. №2.-С. 47-51

130. Королев, Е.В. Проблемы и перспективы нанотехнологии в строительстве / Е.В. Королев // Известия КазГАСУ. - 2011. №2. - С. 200 -208