Разработка физико-химических процессов формирования материалов на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Нгуен Зоан Тунг Лам

• Нгуен Зоан Тунг Лам
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Зоан Тунг Лам

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Гидратация портландцемента, алюмината и сульфоалюмината кальция

1.2 Гидратация портландцемента с активными минеральными добавками

1.3 Механизм расширения и контракции цементного камня

1.4 Влияние различных факторов на расширение и контракцию цементного камня

1.5 Вещественные составы вяжущего с расширяющимися и активными минеральными добавками

1.6 Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы, используемые в исследовании

2.2 Методология и методы исследования

2.2.1 Физико-химические методы анализа

2.2.2 Методы испытаний цементов и бетонов

2.2.3 Математические методы исследования и оптимизации составов КВВ

2.3 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ КОМПЛЕКСНОЙ ПУЦЦОЛАНОВОЙ И РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ДОБАВКИ

3.1 Оптимальный состав комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе алюмината кальция

3.2 Оптимальный состав комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе сульфоалюмината кальция

3.3 Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ, ЗАТВЕРДЕВШЕЙ ЦЕМЕНТНОЙ ПАСТЫ С КОМПЛЕКСНОЙ ПУЦЦОЛАНОВОЙ И РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ДОБАВКОЙ

4.1 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на технические характеристики цементной пасты

4.1.1 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе алюмината кальция на технические характеристики цементной пасты

4.1.2 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе сульфоалюмината кальция на технические характеристики цементной пасты

4.2 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на прочностные характеристики

4.2.1 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе алюмината кальция на прочностные характеристики

4.2.2 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе сульфоалюмината кальция на прочностные характеристики

4.3 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на деформационные характеристики

4.3.1 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе алюмината кальция на деформационные характеристики

4.3.2 Влияние комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе сульфоалюмината кальция на деформационные характеристики

4.4 Кинетические закономерности формирования структуры твердеющей цементной пасты в присутствии комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки

4.5 Выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОЙ ПУЦЦОЛАНОВОЙ И РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ДОБАВКИ

5.1 Бетоны с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой

5.2 Сухие строительные смеси с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой

5.3 Влияние условий твердения на эксплуатационные свойств строительных материалов на основе комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки

5.4 Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. РЕКОМЕНДАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка физико-химических процессов формирования материалов на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Необходимость создания строительных материалов со специальными техническими свойствами диктуется необходимостью производства эффективных строительных материалов с высокими показателями строительно-технических свойств, работающих в условиях эксплуатации жаркого и влажного климата и при различных видах агрессивных воздействий, что характерно для Вьетнама. Создание таких материалов позволяет изготавливать разнообразные строительные конструкции, которые дадут развитие промышленного производства сборных обычных и преднапряженных железобетонных конструкций в строительстве. Они с успехом могут применяться в строительстве морских сооружений, гидроэлектростанций, а также автомобильных дорог и аэродромов, что является актуальным для развития промышленности Российской Федерации и Вьетнама.

В настоящее время производству цементов со специальными свойствами, не смотря на их эффективность уделяется незначительное внимание. Это касается, в частности, расширения ассортимента специальных цементов и использование для их создания различных видов добавок, обусловливающих различные процессы при гидратации и твердении цементных паст. Поэтому исследования совместного влияния расширяющихся добавок в сочетании с пуццолановыми добавками является актуальным.

Степень разработанности темы. Вопросам механизмов твердения, кинетики гидратации и процессов формирования структуры цементного камня в различных видах строительных материалов с раздельным использованием расширяющимися и пуццолановых добавок посвящены множества работ отечественных и зарубежных ученых.

В настоящее время большое внимание в научной литературе уделяется композиционным вяжущим веществам (КВВ), сочетающим в себе компоненты различного действия, которые в композиции позволяют придавать строительным конструкциям повышенные свойства. Однако остается открытым вопрос о совместном использовании в составе таких композиций расширяющихся и

пуццолановых добавок. Разработка композиций на основе таких добавок позволит обеспечить направленное регулирование структуры камня с помощью технологических приемов, что позволит получать изделия, обладающие повышенными техническими характеристиками, которые могут работать в различных условиях эксплуатации.

Применение расширяющихся добавок на основе глиноземистого цемента или сульфоалюмнатного цемента позволяет решить проблему усадочных деформаций цемента, что подтверждается многими известными исследованиями. Также для активного управления структурной и свойствами цемента, наряду с химическими добавками широко применяют природные минеральные добавки. Однако аспекты, связанные с совместным использованием комплексных расширяющихся и пуццолановых добавок для модифицирования свойств цементного теста остаются нерешенными. Это касается как эффективного использования совместных комплексных расширяющихся и пуццолановых добавок в портландцементе, с получением безусадочных или расширяющихся КВВ, так и улучшения стойкости к коррозии в морской среде, что требует проведения научных исследований.

Научная гипотеза: Направленное формирование кристаллизационной структуры в твердеющей цементной пасте в начальный момент в сочетании с развивающейся коагуляционной структурой в сформированном каркасе структуры цементного камня может приводить к созданию плотной, прочной, а следовательно, коррозионностойкой структуры твердеющего материала, обладающего повышенными специальными строительно-техническими свойствами.

Цель исследования. Разработка физико-химических процессов формирования материалов посредством использования комплексной добавки на основе расширяющейся и пуццолановой добавок.

Задачи исследования.

1. Изучить влияние пуццолановой добавки трепела на процессы гидратации и твердения алюмината и сульфоалюмината кальция и установить оптимальный

состав КВВ с применением комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки.

2. Установить физико-химические закономерности формирования структуры, затвердевшей цементной пасты с комплексной расширяющейся и пуццолановой добавкой;

3. Изучить кинетические закономерности формирования структуры твердеющей цементной пасты в присутствии комплексной расширяющейся и пуццолановой добавки;

4. Установить зависимости прочности на сжатие и деформационных характеристик, том числе реологические и технологические характеристики цементной пасты композиционного вяжущего вещества (КВВ) от рецептурного состава комплексных добавок.

5. Разработать технологию получения строительных материалов на основе КВВ, разработать составы мелкозернистого бетона и сухих строительных смесей на кварцевом песке с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой;

6. Определить влияние условий твердения (повышенная температура и влажность, воздействие морской воды) на эксплуатационные свойства строительных материалов на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавок.

7. Разработать рекомендации по изготовлению и применению строительных материалов на основе КВВ, состоящих из комплексных добавок и портландцемента.

Объектом исследования являются строительные материалы со специальными техническими свойствами на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавок.

Предметом исследования является установление физико-химических процессов формирования материалов на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавки и разработка составов строительных материалов со специальными техническими свойствами.

Научная новизна работы:

Научно обоснованно и экспериментально доказано, что при оптимальном соотношении расширяющейся добавки (алюминатного или сульфоалюминатного цемента с природным гипсом) и пуццолановой добавки (природной минеральной добавки - трепела) возможно управлять физико-химическими процессами формирования материалов обеспечивающими создание регулируемой безусадочной, расширяющейся структуры, не ухудшающими прочностные характеристики цементного камня и обеспечивающие повышение эксплуатационных свойств твердеющего материала (коррозионностойкая структура в агрессивной среде). С помощью цифровых технологий получен оптимальный состав композиционного вяжущего с применением комплексной пуццолановой и расширяющейся добавки на основе алюмината и сульфоалюмината кальция и разработаны составы строительных материалов, характеризующиеся повышенными прочностными и коррозионными свойствами. Доказано, что создание плотной, прочной, коррозионностойкой структуры твердеющего материала, обладающего специальными и повышенными строительно-техническими свойствами, достигается за счет направленного формирования кристаллизационной структуры в твердеющей цементной пасте в начальный период твердения в сочетании с развивающейся коагуляционной структурой в сформированном каркасе структуры цементного камня.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Теоретическая значимость работы заключается в расширении представлений о закономерности влияния комплексных добавок и их содержания, на основе расширяющихся (алюминатного или сульфоалюминатного цемента с природным гипсом) и пуццолановой (трепела) добавок при замене части портландцемента на физико-механические, технические характеристики и физико-химические процессы формирования структуры цементных композиций.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- создан эффективный состав добавки для КВВ, состоящей из алюминатного цемента (на основе моноалюмината кальция), природного гипса и трепела для

придания материалу безусадочности и повышенных строительно-технических свойств;

- создан эффективный состав добавки для КВВ, состоящей из сульфоалюминатного цемента, природного гипса и трепела, для придания материалу расширяющейся характеристики и повышения строительно-технических свойств;

- разработаны составы мелкозернистого бетона на основе КВВ с пропорцией цемента к песку равной 1:2, обладающие специальными, повышенными строительно-техническими свойствами и рекомендации подходящего состава для производства;

- разработаны составы сухих строительных смесей на основе КВВ с пропорцией цемента к песку равной 1:3, обладающие специальными и повышенными строительно-техническими свойствами и рекомендации подходящего состава для производства;

- разработаны рекомендации по изготовлению и применению строительных материалов на основе КВВ, и технологические схемы производства мелкозернистого бетона, сухих строительных смесей с комплексной добавкой;

- осуществлено производственное внедрение результатов диссертационного исследования и определены рациональные области применения мелкозернистого бетона и сухих строительных смесей на основе композиционного материала с расширяющейся и пуццолановой добавками.

Методология и методы исследования. Методологическую основу диссертационной работы составляет применение системно-структурного подхода материаловедения: «состав-структура-свойства». Информационной базой являются опубликованные разработки отечественных и зарубежных ученых по исследуемой теме. С применением цифровых технологий разработаны композиционные материалы. Для определения эффективных содержаний комплексных добавок в КВВ использована многокритериальная оптимизация (метод изменения ограничений). Исследование структуры и свойств композиционных материалов, мелкозернистых бетонов и сухих строительных

смесей, оптимальных составов КВВ производилось с использованием современного испытательного оборудования, методик исследований и методов анализа, регламентированных действующими межгосударственными и национальными стандартами.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты экспериментальных исследований физико-химических закономерностей формирования структуры, затвердевшей цементной пасты с комплексным вяжущим на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавкой;

- разработанные с помощью цифровых технологий составы добавки для КВВ, состоящей из пуццолановой и расширяющейся добавки на основе алюмината или сульфоалюмината кальция для получения безусадочного или расширяющейся цементного камня с максимальными полученными значениями прочности на сжатие;

- результаты экспериментальных исследований влияния добавки для КВВ на реологические, технологические, прочностные, деформационные характеристики цементной пасты, кинетических закономерности формирования структуры, твердеющей цементных композиций;

- разработанные составы мелкозернистого бетона и сухих строительных смесей на кварцевом песке с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой. Результаты экспериментальных исследований влияния условий твердения на эксплуатационные свойства строительных материалов с композиционной добавкой.

- технология производства строительных материалов с использованием комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой в качестве КВВ, рекомендации по изготовлению и применению строительных материалов на основе КВВ и портландцемента.

Степень достоверности результатов. Достоверность результатов обеспечивается рациональным выбором современных методов исследования,

воспроизводимостью результатов, использованием апробированных и стандартных методов, обеспечивающих достаточную точность.

Апробация результатов. Основные положения работы доложены на 6 всероссийских и международных научно-практических конференциях и семинарах, в том числе: на XXIII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера (ХХТ, 2022 г.), III национальной научной конференции «Актуальные проблемы строительной отрасли образования» (2022 г.), IV Национальной научной конференции «Актуальные проблемы строительной отрасли образования» (2023 г.), III всероссийской научной конференции «Строительное материаловедение: настоящее и будущее» (2023 г.), XII Международном научно-практическом форуме «Экологически устойчивые города и поселения: проблемы и решения» - XII International Scientific and Practical Forum «Environmentally sustainable cities and settlements: problems and solutions» (ESCP-2023), Международной научно-практической конференции «Эффективное обеспечение научно-технического прогресса: исследование задач и поиск решений» (2024 г.).

Публикации. Материалы диссертации достаточно полно изложены в 11 научных публикациях, в том числе 2 работы опубликованы в изданиях индексируемых международными базами данных, перечень которых определен в соответствии с рекомендациями ВАК РФ, 4 публикации, опубликованные в рецензируемых научных изданиях и 5 работ, опубликованные в сборниках трудов конференций, индексируемых в международной реферативной базе Scopus, Web of Science и других.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследований, в разработке программы диссертационного исследования, в выборе методов исследований, в анализе и обобщении исследований отечественных и зарубежных ученых и специалистов в области исследования и разработки КВВ. В изучении процессов гидратации и твердения портландцемента с добавками из специальных цементов и природных минералов, в проведении экспериментов, анализе,

обработке и моделировании результатов, формулировании выводов, в написании статей для публикации, в оформлении и демонстрации результатов исследования на научных конференциях различного уровня.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, пять глав, заключение, список литературы и три приложения. Работа изложена на 204 страницах машинописного текста, содержит 75 таблиц, 60 рисунков и список литературы, состоящий из 179 наименований.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Гидратация портландцемента, алюмината и сульфоалюмината кальция

Мировая цементная промышленность ежегодно выпускает различные виды цемента, включая портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, специальные цементы (декоративные, тампонажный, глинозёмистый, сульфатостойкий, цемент для гидротехнических сооружений, быстротвердеющий цемент и другие. Выбор конкретного типа цемента зависит от области его применения и конкретных условий эксплуатации. Цемент остается основным строительным материалом в мире на протяжении последних двух столетий [1-6]. Портландцемент, который состоит главным образом из высокоосновных силикатов кальция, является самым распространенным видом цемента. Он производится путем тонкого помола цементного клинкера с гипсом и другими добавками.

Процесс взаимодействия цементных минералов с водой, который приводит к образованию гидратных соединений и формированию структуры цементного камня, называется гидратацией цемента [5, 7-11]. Существующие представления о гидратации портландцемента и процессе твердения цементного камня основаны на исследованиях, показывающих, что поверхность кристаллов цементных минералов СзБ, С2Б, СзА, C4AF, а также их твердых растворов, содержит различные дефекты, такие как линейные, точечные и объемные дефекты. Эти дефекты влияют на химическую активность кристаллов и могут приводить к различным процессам и явлениям, таким как разложение молекул воды на ионы Н+ и ОН- при их адсорбции на поверхности кристаллов. Эти ионы и диполи воды взаимодействуют с ионами Са2+ в составе клинкерного минерала, что приводит к формированию сначала слабых, а затем укрепляющихся химических адсорбционных связей. Это увеличивает рН среды (12,5...13,5). С расширением обмена ионами на поверхности цементного зерна ионный состав частей структурных кристаллов переходит к другим ионам, диполи воды к другим структурным элементам кристалла, и

формируются первичные зародыши гидратных соединений, таких как Са(ОН)2, С-Б-Н и С-А-Н [12-15]. В работах [16-21] показано, что двумерные зародыши могут развиваться в трехмерные структуры, причем скорость их роста зависит от наличия ступеней, вызванных дислокациями и дефектами кристаллов, а также от наличия примесей, адсорбированных на ступенях растущего кристалла. При постепенном уменьшении концентрации ионов Са2+ в жидкой фазе меняются составы и морфология образующихся гидратных соединений. Далее происходят интенсивные переходы в раствор гидратных ионов, что приводит к насыщению и перенасыщению водного раствора соответствующими ионами, а затем к кристаллизации пересыщенных растворов. Данные процессы могут протекать как последовательно, так и параллельно или в более сложных комбинациях [1, 15, 2225].

Скорость гидратации различных минералов в составе портландцемента определяет формирование разнообразных кристаллических структур. Минералы располагаются в следующем порядке убывания скорости их гидратации: на ранних этапах сначала гидратируются СзА и С4АБ, затем СзБ и С2Б, а в поздние периоды -СзБ, СзА, С4АБ и С2Б. Это означает, что на начальных стадиях кристаллизации более интенсивно гидратируются СзА и С4АБ, а на более поздних этапах наибольшее влияние на кристаллическую структуру оказывает гидратация СзБ [18, 26-32].

При изучении процесса набора прочности цементного камня, его физические, механические, деформационные и другие свойства анализируются с учетом кристаллохимических особенностей исходных фаз, определяющих степень гидратации цемента, а также состав гидратных соединений. Они определяются типом цементных минералов, температурными условиями и продолжительностью процесса твердения. В дополнение к этому, информация о гидросиликатах, гидроалюминатах и других компонентах, присутствующих в твердеющем цементе, также имеет значение [15].

Глиноземистый цемент (ГЦ) или алюминатный цемент — это вяжущее вещество, которое быстро твердеет при затворении водой и обладает высокой

прочностью на воздухе. Его свойства определяются преобладанием в его составе низкоосновных алюминатов кальция, которые получаются путем тонкого измельчения обожженной до плавления или спекания сырьевой смеси, содержащей известняк и бокситы [29, 33]. В соответствии с ГОСТ 969-2019, глиноземистый цемент подразделяется в зависимости от содержания в нем AhOз на несколько видов: глиноземистый цемент (с содержанием >35% масс. AhOз), высокоглиноземистый цемент (с содержанием >60% масс. AhOз), а также особочистый высокоглиноземистый цемент.

Основные фазы глиноземистого цемента включают алюминат кальция различных составов: однокальцевый алюминат СаО- AhOз - СА (основной минерал), трехкальцевый алюминат 3СаО- Al2Oз - С3А, двенадцатикальциевый семиалюминат ^СаО^А^з - Cl2A7 и диалюминат кальция СаО-А^з - CA2. При гидратации алюминатных цементов в зависимости от состава исходной безводной фазы и условий твердения могут образовываться различные гидроалюминаты кальция: 12CaO•7AhOз•10H2O - CAHlo, 2CaO•AhOз•8H2O - C2AH8, 4CaO•Al2Oз•aH2O, где а = 13...19 - C4AHa, а также кубический гидроалюминат 3CaO•Al2Oз•6H2O - CзAH6. Кроме того, в результате гидратации могут образовываться различные модификации гидроксида алюминия - Al(OH)з, такие как диаспор, бемит, тодит, нордстрандит, байерит и гиббсит, а также гидроксид кальция - Ca(OH)2 [12, 34].

На первых этапах гидратации глиноземистого цемента происходит адсорбция молекул воды на поверхности его кристаллов, в результате чего происходит образование слоя жидкости на определенных участках этих кристаллов. Роль активных цементов могут играть следы дислокации, выходящие на поверхность кристалла, а также атомы кальция, которые занимают особое положение в кристаллической решетке алюмината кальция. В структуре алюмината кальция присутствуют три различных вида атомов кальция (Са1, Ca2, Caз), и особенность состоит в том, что атом Са1 находится ближе к одному из концов вытянутого октаэдра. Атом Са1 является свободным и может служить активным центром.

В первые минуты взаимодействия алюмината кальция с водой на отдельных участках поверхности кристаллов образуются небольшие неровности, которых становится все больше по мере продолжительности гидратации. После трех часов гидратации значительная часть поверхности кристаллов покрыта этими выпуклостями, которые со временем объединяются в единые слои новообразований, перемежающиеся с поверхностью исходных кристаллов. Эти слои изгибаются и формируются в виде трубок, которые отделяются от поверхности и расклинивают зерно на блоки.

Через сутки гидратации на поверхности образовавшихся сколов кристаллов гидратированного алюмината кальция, помимо трубчатых кристаллов, можно наблюдать четкие шарообразные структуры геля и гексагональные пластины. К седьмым суткам большая часть поверхности цементного камня представлена глобулами геля, между которыми находятся гексагональные пластины, часть из которых начинает перестраиваться к двадцать восьмым суткам, что сопровождается образованием трещин и полостей, имеющих пористую структуру. На рентгенограммах гидратированных образцов к этому времени можно наблюдать характерные дифракционные линии СзАНб с межплоскостными расстояниями 0,51; 0,445; 0,336 нм [12, 13, 34-36].

Между минералами алюминатных цементов и водой, согласно актуальным представлениям, происходят следующие реакции и превращения при температуре 25оС (А0298 < 0) [34, 35]:

4СА + 22Н20 - - 6А1(0Н)3 + С4АН13 (1.1)

СА + 10Н20 - САН10 (1.2)

СА2 +13Н20 - 2А1(0Н)3 + САН10 (1.3)

2СА2 +17Н20 - - 6А1(0Н)3 + С2АН8 (1.4)

4СА2 + 34Н20 - 14А1(0Н)3 + С4АН13 (1.5)

С3А + 6Н20 - С3АН6 (16)

4С3А + 42Ш0 - 2А1(0Н)3 + 3С4АН13 (1.7)

С12А7 + 33Н20 - 6А1(0Н)3 + 4С3АН6 (1.8)

С12А7 + 54Ш0 - 8А1(0Н)3 + 3С4АН13 (19)

CAHlo + Ca(OH)2 - 3Н20 + C2AH8 (1.10)

2CAHlo - 2А1(ОН)з + 3Н2О + C2AH8 (1.11)

2C2AH8 - 2А1(ОН)з + C4AHlз (1.12)

3C2AH8 - 2А1(ОН)з + 9Н20 + 2CзAH6 (1.13)

Появление портландита в качестве отдельной фазы возможно при взаимодействии соединений С12А7 и СзА с водой.

Сульфоалюминатные цементы (САЦ) представляют собой вяжущее вещество, которое в процессе гидратации образует гидросульфоалюминаты кальция, играющие важную роль в формировании свойств затвердевшего цементного камня. Для них свойственен быстрый набор прочности, а также расширение и самонапряжение цементного камня в процессе твердения. Базой для данных цементов служит сульфоалюминатный клинкер, который содержит сульфоалюминат кальция (САК) - CзAзCS, C2S, а также в небольших количествах алюминат кальция и алюмоферрит кальция [33, 35, 37, 38].

В системе CaO - АЬОз - CaSO4 - Н2О известны два основных гидрата: моносульфоалюминат кальция (МГСАК) - 3Ca0•Al20з•CaS04•bH20, где Ь = 12...18, и тригидросульфоалюминат кальция (эттрингит) - 3CaO•Al2Oз•3CaSO4•31H2O. Моносульфоалюминат кальция кристаллизуется в виде гексагональных пластинчатых кристаллов, соответствующих химическому составу 3CaO•Al2Oз•CaSO4•12H2O. Трехсульфатная форма гидросульфоалюмината кальция (ТГСАК), известная как эттрингит, по химическому составу соответствует формуле 3CaO•Al2Oз•3CaSO4•31H2O. Однако содержание кристаллизационной воды может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды. Ниже приведены реакции гидратации сульфоалюминатных цементов (А0298 < 0) [33, 37, 39]:

CзAзCS + 18Н2О - 4А1(ОН)з + CзACSHl2 (1.14)

3CзAзCS + 70Н20 - 10А1(0Н)з + 3C2AH8 + CзA(CS)зHзl (1.15)

3CзAзCS + 97Н20 - 4А1(ОН)з + 6CAHlo + CзA(CS)зHзl (1.16)

2^0^102) + 6Н2О - 3Ca(OH)2 + 3CaO•SiO2• Н2О (1.17)

3CзAзCS + 10Ca(0H)2 + 85Н2О - 8C2AH8 + CзA(CS)зHзl (1.18)

Сульфоалюминатный цемент широко используется для производства быстросхватывающихся и быстротвердеющих составов, а также для напрягающих и расширяющихся цементов. Начало и конец схватывания таких цементов могут происходить до 10 минут от начала затворения цемента водой. Благодаря своей высокой прочности, способности к самонапряжению, а также повышенной плотности и сульфатостойкости, изделия из бетона и железобетона на основе сульфоалюминатного цемента широко используются при строительстве гидротехнических объектов [40].

1.2 Гидратация портландцемента с активными минеральными добавками

При изучении процесса твердения портландцемента и других вяжущих веществ следует учитывать, что происходят реакции гидролиза (разложение вещества водой) и гидратации (присоединение молекул воды) [14, 41]. Важно отметить, что основные минералы (клинкеры), такие как C2S (алит) и CзS (белит), которые составляют примерно 70-80% общего состава портландцемента, активно реагируют с водой в процессе гидратации, определяя в значительной степени свойства конечного продукта [10]:

2(3Са0-8Ю2) + 6Н20 - 3Са(0Н)2 + 3Са0-28Ю2-3Н20 (1.19)

2(2Са0-БЮ2) + 4Ш0 - Са(0Н)2 + 3Са0-28Ю2-3Ш0 (1.20)

По современным представлениям двухкальциевый силикат (C2S) составляет около 20-30% состава обычного портландцемента, где представлен в виде минерала белита с незначительными примесями Fe20з, Ва0, ТЮ2, Сп03, MgO, а также в нечистой форме Р-С2Б (разновидности С2S: а; а' и инертной у -модификации). Продукты гидратации белита аналогичны продуктам гидратации основного минерала цемента - алита (трехкальциевый силикат, CзS). Цементы с высоким содержанием белита обычно обладают повышенными механическими свойствами после достаточной гидратации. Кроме того, для образования С2Б требуется меньше известняка и более низкие температуры обжига, чем для CзS, что делает цементы с высоким содержанием белита потенциально более экологически эффективными. Однако C2S обычно менее реактивен по сравнению с CзS, что

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Зоан Тунг Лам, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волженский А. В. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат. 1986. 464 с.

2. Ерофеев В. Т., Родин А. И., Бикбаев Р. Р., Пиксайкина А. А. Исследование свойств портландцементов с активной минеральной добавкой на основе трепела // Вестник ПГТУ. 2019. № 3. С. 7-17. DOI: https://doi.org/10.25686/2542-114X.2019.3.7.

3. Нгуен З. Т. Л., Самченко С. В. Изучение влияния комплексных добавок на свойства цемента. XXIII Международной научно - практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера. 2022. T. 1. C. 121-122.

4. Фереферов М. Ю., Татарникова Е.В. Влияние минеральных добавок на вод-оотделение цемента // Современные технологии и научно-технический прогресс. 2020. Т. 1. № 7. С.79-80.

5. Przemyslaw Czapik, Justyna Zapala-Slaweta, Zdzislawa Owsiak, Piotr St^pien. Hydration of cement by-pass dust // Construction and Building Materials. 2020. Volume 231. 117139. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117139.

6. Фунг Ван Лы, Фам Зуи Хыу, Фан Кхак Чи. Строительные материалы. Ханой: Издательство Образования. 2007. 347 с. (На Вьетнамском).

7. Ashraf A. Bahraq, Mohammed A. Al-Osta, Omar S. Baghabra Al-Amoudi, I.B. Obot, Mohammed Maslehuddin, Habib-ur-Rehman Ahmed, Tawfik A. Saleh. Molecular Simulation of Cement-Based Materials and Their Properties // Engineering. 2022. Vol. 15. pp. 165-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.06.023.

8. Baltakys K., Dambrauskas T., Rubinaite D., Siauciunas R., Grineviciene A. Formation and hydration of eco-friendly cement using industrial wastes as raw materials // Scientific reports. 2021. Vol. 11. 14742. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-94148-x.

9. Zichen Lu, Xiangming Kong, Daniel Jansen, Chaoyang Zhang, Jian Wang, Xiaofan Pang, Jianhao Yin. Towards a further understanding of cement hydration in the presence of triethanolamine // Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 132. 106041. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106041.

10. Ву Динь Дау, Буй Зань Дай. Неорганические вяжущие вещества. Ханой: Издательство Строительства. 2012. 275 с. (На Вьетнамском).

11. Мчедлов-Петросян О. П. Химия неогранических строительных материалов. М.: Стройиздат. 1971. 244 с.

12. Самченко С.В. Формирование и генезис структуры цементного камня: монография. М.: МГСУ, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ. 2016. 248 с.

13. Тейлор Х. Ф. У. Химия цемента. М.: Мир. 1996. 530 с.

14. John Elisabeth, Lothenbach Barbara. Cement hydration mechanisms through time-a review // Journal of Materials Science. 2023. Vol. 58. Pp. 9805-9833. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-023-08651-9.

15. Кривобородов Ю. Р., Самченко С. В. Цементные минералы и их твердые растворы. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева. 2020. 176 с.

16. Бакли Г. Рост кристаллов. М.: Издательство иностранной литературы. 1954. 401 с.

17. Козлова О. Г. Рост и морфология кристаллов. М.: Изд-во МГУ. 1972. 303 с.

18. Кузнецова Т. В., Самченко С. В. Микроскопия материалов цементного производства. М.: МИКХиС. 2007. 304 с.

19. Самченко С. В. Роль эттрингита в формировании и генезисе структуры камня специальных цементов: монография. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева. 2005. 154 с.

20. Zhidong Zhang, George W. Scherer, Alexandre Bauer. Morphology of cem-entitious material during early hydration // Cement and Concrete Research. Vol. 107. 2018. pp. 85-100. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.02.004.

21. Deyu Kong, Senle Huang, David Corr, Yang Yang, Surendra P. Shah. Whether do nano-particles act as nucleation sites for C-S-H gel growth during cement hydration? // Cement and Concrete Composites. 2018. Vol. 87. pp. 98-10. DOI: https://doi.org/10.10 16/j.cemconcomp.2017.12.007.

22. Scrivener K. L., Notnat A. Hydration of cementitious materials, present and future // Cement and Concrete Research, special issue. 2011. Vol. 41. pp. 651-655.

23. Бутт Ю. М., Тимашев В.В. Портландцемент. М.: Стройиздат. 1974. 326 с.

24. Jeffrey W. Bullard, Hamlin M. Jennings, Richard A. Livingston, Andre Nonat, George W. Scherer, Jeffrey S. Schweitzer, Karen L. Scrivener, Jeffrey J. Thomas. Mechanisms of cement hydration // Cement and Concrete Research. 2011. Vol. 41. Iss. 12. pp. 1208-1223. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.09.011.

25. Ellis Gartner, Ippei Maruyama, Jeffrey Chen. A new model for the C-S-H phase formed during the hydration of Portland cements // Cement and Concrete Research. 2017. Vol. 97. pp. 95-106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.03.001.

26. Ларсен О. А., Гальцева Н. А., Александрова О. В., Соловьев В. Г. Вяжущие вещества. М.: Изд-во МГСУ. 2018. 111 с.

27. Николаев А. П., Кондращенко Е. В. Вяжущие свойства портландцемента. Контроль и анализ: монография. Х.: ХНУГХ им. А. Н. Бекетова. 2017. 82 с.

28. Таймасов Б. Т. Технология производства портландцемента: Учебное пособие. Шымкент: Изд-во ЮКГУ. 2003. 297 с.

29. Кузнецова И. Н., Ращупкина М. А., Косач А. Ф., Гутарева Н. А. Гидравлические вяжущие вещества. Омск: СибАДИ. 2012. 74 с.

30. Бутт Ю. М., Сычев М. М., Тимашев В. В. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа. 1980. 472 с.

31. Каушанский В.Е. Физико-химические основы гидратационной активности портландцемента. М.: РХТУ им Д. И.Менделеева. 2009. 86 с.

32. Полак А. Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ. М.: Госст-ройиздат. 1966. 207 с.

33. Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. М: Строй-издат. 1986. 208 с.

34. Кузнецова Т.В., Талабер Й. Глиноземистые цементы. М.:Стройиздат. 1988. 272 c.

35. Кузнецова Т. В., Сычев М. М., Осокин А. П., Корнеев В. И., Судакас Л. Г. Специальные цементы. СПб.: Стройиздат. 1997. 314 с.

36. Старосельский А. А., Ольгинский А. Г., Спирин Ю. А. Электрокинетические свойства цементного камня // Труды шестого международного конгресса по химии цемента. 1976. Т. П. кн. 2. С.192 -194.

37. Кузнецова Т. В. Состав, свойства и применение сульфоалюминатного цемента // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2018. Т . 4. №. 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sostav-svoystva-i-primenenie-sulfoalyuminatnogo -tsementa (дата обращения: 22.02.2024).

38. Королев В. К., Бурлов И. Ю. Синтез и исследование свойств сульфоалюминатного цемента // Успехи в химии и химической технологии. 2021. №4 (239). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-i-issledovanie-svoystv-sulfoalyuminatnogo -tsementa (дата обращения: 22.02.2024).

39. Попов К.Н., Каддо М. Б., Строительные материалы: учебник. М.: Студент. 2012. 440 с.

40. Danying Gao, Qifeng Che, Yang Meng, Lin Yang, Xiaoli Xie. Properties evolution of calcium sulfoaluminate cement blended with ground granulated blast furnace slag suffered from sulfate attack // Journal of materials research and technology. 2022. Vol. 17. Pp. 1642-1651.

41. Макридин Н. И., Максимова И. Н. Структура и механические свойства цементных дисперсных систем: монография. Пенза: ПГУАС. 2013. 340 с.

42. Jeffrey J. Thomas, Sam Ghazizadeh, Enrico Masoero. Kinetic mechanisms and activation energies for hydration of standard and highly reactive forms of в-dicalcium silicate (C2S) // Cement and Concrete Research. 2017. Vol. 100. Pp. 322-328. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.06.001.

43. Popescu C.D., Muntean M., Sharp J.H. Industrial trial production of low energy belite cement // Cement and Concrete Composites. 2003. Vol. 25. Iss. 7. Pp. 689-693. DOI: https://doi.org/10.1016/S0958-9465(02)00097-5.

44. Linnu Lu, Congyang Xiang, Yongjia He, Fazhou Wang, Shuguang Hu. Early hydration of C3S in the presence of Cd2+, Pb2+ and Cr3+ and the immobilization of heavy metals in pastes // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 152. Pp. 923932. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.026.

45. Kaiyuan Mei, Xiaowei Cheng, Hua Zhang, Yongjin Yu, Xianshu Gao, Feng Zhao, Jia Zhuang, Xiaoyang Guo. The coupled reaction and crystal growth mechanism of tricalcium silicate (C3S): An experimental study for carbon dioxide geo-sequestration

wells // Construction and Building Materials. 2018 Vol. 187. Pp. 1286-1294. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.080.

46. Groves G. W., Brough A., Richardson I. G., Dobson C. M. Progressive changes in the structure of hardened C3S cement pastes due to carbonation // Journal of the American Ceramic Society. 1991.Vol. 74. Iss. 11. Pp. 2891-2896. DOI: https://doi.org/ 10.1111/j.1151-2916.1991.tb06859.x.

47. Liming Huang, Luping Tang, Haitao Gu, Zhen Li, Zhenghong Yang. New insights into the reaction of tricalcium silicate (C3S) with solutions to the end of the induction period // Cement and Concrete Research. 2022. Vol. 152. 106688. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106688.

48. L. Nicoleau, A. Nonat, D. Perrey, The di- and tricalcium silicate dissolutions // Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 47. Pp.14-30. https://doi.org/10.1016/j. cemconres.2013.01.017.

49. Тейлор Х.Ф.У. Гидросиликаты кальция // Химия цементов. Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Стройиздат. 1969. С. 104-166.

50. Аниканова Т.В., Рахимбаев Ш.М., Кафтаева М.В. К вопросу о механизме углекислотной коррозии строительных материалов // Фундаментальные исследования. 2015. Ч. 1. №. 5. С. 19-26.

51. Харченко Е.А., Свидерский В.А., Глуховский И.В. Синтез и свойства низкоосновных гидросиликатов кальция нестабильной кристаллической структуры // World science. 2015. Vol. 1.№. 3(3). С. 50-54.URL: https://cyberleninka.ru/article/ n/sintez-i-svoystva-nizkoosnovnyh-gidrosilikatov-kaltsiya-nestabilnoy-kristallicheskoy-struktury (дата обращения: 24.10.2023).

52. Young J.F., Hansen W. Volume relationships for C-S-H formation based on hydration stoichiometries // MRS Online Proceedings Library. 1986. Vol. 85. Pp. 313322. DOI: https://doi.org/10.1557/PROC-85-313.

53. Karen Scrivener, Alexandre Ouzia, Patrick Juilland, Aslam Kunhi Mohamed. Advances in understanding cement hydration mechanisms // Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 124. 105823. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019. 105823.

54. Kuma Abhishek, Walder Brennan J, Kunhi Mohamed Aslam, Hofstetter Albert, Srinivasan Bhuvanesh, Rossini Aaron J, Scrivener Karen, Emsley Lyndon; Bowen Paul. The Atomic-Level Structure of Cementitious Calcium Silicate Hydrate // The Journal of Physical Chemistry C. 2017. 121(32). Pp. 17188-17196. DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b02439.

55. Markus Schönlein, Johann Plank. A TEM study on the very early crystallization of C-S-H in the presence of polycarboxylate superplasticizers: Transformation from initial C-S-H globules to nanofoils // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 106. Pp. 33-39. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.01.017.

56. Nina Krautwurst, Luc Nicoleau, Michael Dietzsch, Ingo Lieberwirth, Christophe Labbez, Alejandro Fernandez-Martinez, Alexander E. S. Van Driessche, Bastian Barton, Sebastian Leukel, Wolfgang Treme. Two-Step Nucleation Process of Calcium Silicate Hydrate, the Nanobrick of Cement // Chemistry of Materials. 2018. 30(9). Pp. 2895-2904. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b04245.

57. A. R. C. W. C. Ouzia. Modeling the Kinetics of the Main Peak and Later Age of Alite Cand. Diss. Switzerland. 2019. 292 p. DOI: https://doi.org/10.5075/epfl-thesis-9499.

58. Нгуен З. Т. Л., Швецова В. А., Самченко С. В. Влияние комплексных добавок на основе глиноземистого цемента и трепела на свойства портландцемента // Строительные материалы. 2023. №. 4. С. 65-72. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-65-72.

59. Radoslav Novotny, Eva Bartonickova, Jiri Svec, Miroslava Moncekova. Influence of active alumina on the hydration process of portland cement // Procedia Engineering. 2016. Vol. 151. Pp. 80-86. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07. 383.

60. José S. Andrade Neto, Erich D. Rodriguez, Paulo J.M. Monteiro, Angeles G. De la Torre, Ana Paula Kirchheim. Hydration of C3S and Al-doped C3S in the presence of gypsum // Cement and Concrete Research. 2022. Vol. 152. 106686. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.cemconres.2021.106686.

61. L. Nicoleau, E. Schreiner, A. Nonat. Ion-specific effects influencing the dissolution of tricalcium silicate // Cement and Concrete Research. 2014. Vol. 59. Pp. 118138. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2014.02.006.

62. Elizaveta Pustovgar, Ratan K. Mishra, Marta Palacios, Jean-Baptiste d'Espinose de Lacaillerie, Thomas Matschei, Andrey S. Andreev, Hendrik Heinz, Rene Verel, Robert J. Flatt. Influence of aluminates on the hydration kinetics of tricalcium silicate // Cement and Concrete Research. 2017. Vol. 100. Pp. 245-262. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.cemconres.2017.06.006.

63. Самченко С. В., Кривобородов Ю. Р. Агрегатное состояние и размалывае-мость алюмоферритов кальция // Цемент. 1992. №. 1. С. 11-14.

64. Самченко С.В., Суворова А.А. Влияние CO2 на гидратацию алюмоферритов кальция // Техника и технология силикатов. 2005. Т. 12. №. 3-4. С. 31.

65. Самченко С. В. Сульфатированные алюмоферриты кальция и цементы на их основе. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева. 2004. 120 с.

66. Samchenko S. V., Makarov E. M. The influence of the different factors on the stability of the AFt and AFm phases // American Concrete Institute, ACI Special Publication. 2018. Vol. 326.

67. Самченко С. В., Кривобородов Ю. Р., Кудряшов Н. И. Экспериментальная и теоретическая оценка процессов образования алюмоферритов и сульфо-алюмоферритов кальция // Техника и технология силикатов. 2020. Т. 27. №. 3. С. 90-94.

68. Москвин В.М. Коррозия бетона. М.: Госстройиздат. 1952. 342 с.

69. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В. Методы математической физики в приложениях к проблемам коррозии бетона в жидких агрессивных средах. М.: АСВ. 2021. 244 с.

70. Нго Суан Хунг. Коррозионностойкоский бетон с модифицированной структурой для морских сооружений. Дисс. канд. техн. наук. Москва. 2022. 145с.

71. Москвин В. М., Иванов Ф. М., Алексеев С. Н., Гузеев Е. А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М: Стройиздат. 1980. 536с.

72. Федосов С.В., Базанов С.М. Сульфатная коррозия бетона. М.: АСВ. 2003. 198 c.

73. Алексеев С. Н., Розенталь Н. К. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде. М: Стройиздат. 1976. 205с.

74. Танг Ван Лам, Нгуен Зоан Тунг Лам, Булгаков Б. И. Повышение стойкости бетона к коррозии в морской среде. Строительство-формирование среды жизнедеятельности: Сборник трудов XX Международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Москва. 2018. С. 896-898.

75. Ферронская А. В. Долговечность конструкций из бетона и железобетона. М.: Изд. ACB. 2006. 335 с.

76. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд. АСВ. 2011. 528 с.

77. Степанова В.Ф. Долговечность бетона. М.: Ассоциация строительных вузов. 2014. 126 с.

78. Bonen D., Cohen M. D. Magnesium Sulfate Attack on Portland Cement Paste.

I. Microstructural Analysis // Cement and Concrete Research. 1992. Vol. 22. Iss. 1. Pp. 169 - 180. DOI: https://doi.org/10.101/0008-8846(92)90147-N.

79. Bonen D., Cohen M. D. Magnesium Sulfate Attack on Portland Cement Paste.

II. Chemical and Mineralogical Analysis // Cement and Concrete Research. 1992. Vol. 22. Iss. 4. Pp. 707 - 718. DOI: https://doi.org/10.1016/0008-8846(92)90023-O.

80. Gollop R. S., Taylor H. F. W. Microstructural and microanalytical studies of sulfate attack I. Ordinary cement paste // Cement and Concrete Research. 1992. Vol. 22. Iss. 6. Pp. 1027-1038. DOI:https://doi.org/10.1016/0008-8846(92)90033-R.

81. Gollop R. S., Taylor H. F. W., Microstructural and microanalytical studies of sulfate attack. II. Sulfate-resisting Portland cement: Ferrite composition and hydration chemistry // Cement and Concrete Research. 1994. Vol. 24. Iss. 7. Pp. 1347-1358. DOI: https://doi.org/10.1016/0008-8846(94)90120-1.

82. Gollop R. S., Taylor H.F.W. Microstructural and microanalytical studies of sulfate attack III. Sulfate-resisting portland cement: Reactions with sodium and magnesium

sulfate solutions // Cement and Concrete Research. 1995. Vol. 25. Iss. 7. Pp. 1581-1590. https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00151-2.

83. Shamsad Ahmad, Omar S. Baghabra Al-Amoudi, Saad M.S. Khan, Mohammed Maslehuddin. Effect of silica fume inclusion on the strength, shrinkage and durability characteristics of natural pozzolan-based cement concrete // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17. e01255. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01255.

84. Deepankar Kumar Ashish, Surender Kumar Verma. Robustness of self-compacting concrete containing waste foundry sand and metakaolin: A sustainable approach // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 401. 123329. DOI: https://doi.org /10.1016/j.jhazmat.2020.123329.

85. Deepankar K. Ashish, Bhupinder Singh, Surender K. Verm. The effect of attack of chloride and sulphate on ground granulated blast furnace slag concrete // Advances in Concrete Construction. 2016. Vol. 4. No. 2. Pp. 107-121. DOI: https://doi.org/10.12989 /acc.2016.4.2.107.

86. Lenka S., Panda K.C. Effect of metakaolin on the properties of conventional and self compacting concrete // Advances in Concrete Construction. 2017. Vol. 5. No. 1. Pp. 31-48. DOI: https://doi.org/10.12989/acc.2017.5.1.031.

87. Jena T., Panda K. C. Mechanical and durability properties of marine concrete using fly ash and silpozz // Advances in Concrete Construction. 2018. Vol. 6. No. 1. Pp. 47-68. DOI: https://doi.org/10.12989/acc.2018.6.1.047.

88. Hussein M. Hamada, Farid Abed, Herda Yati Binti Katman, Ali M. Humada, Mohammed S. Al Jawahery, Ali Majdi, Salim T. Yousif, Blessen Skariah Thomas. Effect of silica fume on the properties of sustainable cement concrete. Journal of Materials Research and Technology. 2023. Vol. 24. Pp. 8887-8908. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.jmrt.2023.05.147.

89. Shanmugapriya T., Uma Dr. R. N. Experimental investigation on silica fume aspartial replacement of cement in high performance concrete // The International Journal Of Engineering And Science. 2013. Vol. 2. Iss. 5. Pp. 40-45.

90. Reni Suryanita, Harnedi Maizir, Rizki Zulapriansyah, Yon Subagiono, Mohd Fadzil Arshad. The effect of silica fume admixture on the compressive strength of the

cellular lightweight concrete // Results in Engineering. 2022. Vol. 14. 100445. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100445.

91. Hamed Ahmadi Chenarboni, Seyed Hamid Lajevardi, Hossein MolaAbasi, Ehs-anollah Zeighami. The effect of zeolite and cement stabilization on the mechanical behavior of expansive soils // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 272. 121630. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121630.

92. Танг Ван Лам, Нго Суан Хунг, Ву Ким Зиен, Булгаков Б. И. Влияние комплексной органо-минеральной добавкина деформацию гидротехнических бетонов // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2019. №. 1(79). С. 719. DOI: 10.18720/CUBS.79.1.

93. Divsholi B. S., Lim T. Y. D., Teng S. Durability Properties and Microstructure of Ground Granulated Blast Furnace Slag Cement Concrete. International Journal of Concrete Structures and Materials. 2014. Vol. 8. Pp. 157-164. DOI: https://doi.org/ 10.1007/s40069-013-0063-y.

94. Ву Ким Зиен. Ячеистые бетоны с использованием плазмомодифициро-ванного доменного шлака. Дисс. канд. техн. наук. Москва. 2023. 168 с.

95. Huiwen Wan, Zhonghe Shui, Zongshou Lin. Analysis of geometric characteristics of GGBS particles and their influences on cement properties // Cement and Concrete Research 2004. Vol. 34, Iss. 1. Pp. 133-137. DOI: https://doi.org/10.1016/ S0008-8846(03)00252-7.

96. Jihui Zhao, Zhangheng Li, Dongmin Wang, Peiyu Yan, Lu Luo, Hewu Zhang, Haiming Zhang, Xiaobo Gu. Hydration superposition effect and mechanism of steel slag powder and granulated blast furnace slag powder // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 366. 130101. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130101.

97. Johannes Pfingsten, Joerg Rickert, Klaus Lipus. Estimation of the content of ground granulated blast furnace slag and different pozzolanas in hardened concrete // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 165. Pp 931-938. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.conbuildmat.2018.01.065.

98. Ankur Gupta. Investigation of the strength of ground granulated blast furnace slag based geopolymer composite with silica fume // Materials Today: Proceedings. 2021 Vol. 44. P. 1. Pages 23-28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.06.010.

99. Sai Surya Sree Aparna Nedunuri, Seifemichael Getachew Sertse, Salman Muhammad. Microstructural study of Portland cement partially replaced with fly ash, ground granulated blast furnace slag and silica fume as determined by pozzolanic activity // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 238. 117561. DOI: https://doi.org/10. 1016/j.conbuildmat.2019.117561.

100. Ruitang Kou, Ming-Zhi Guo, Lin Han, Jiang-Shan Li, Bo Li, Hongqiang Chu, Linhua Jiang, Lin Wang, Weizhun Jin, Chi Sun Poon. Recycling sediment, calcium carbide slag and ground granulated blast-furnace slag into novel and sustainable cementitious binder for production of eco-friendly mortar // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 305. 124772. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021. 124772.

101. Aliakbar Gholampour, Junai Zheng, Togay Ozbakkaloglu. Development of waste-based concretes containing foundry sand, recycled fine aggregate, ground granulated blast furnace slag and fly ash // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 267. 121004. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121004.

102. L. Ponraj Sankar, Sivasankar S., Shunmugasundaram M., Praveen Kumar A. Investigation on binder and concrete with fine grinded fly ash and silica fume as pozzolanic combined replacement // Materials Today: Proceedings. 2020. Vol. 27. P. 2. Pp. 1157-1162. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.01.607.

103. Nguyen Van Tuan, Quoc Tri Phung, Suresh Seetharam, Nguyen Cong Thang. Synergistic effects of ground granulated blast furnace slag and silica fume on the hydration and compressive strength of extremely low w/b ratio cement pastes // Materials Today Communications. 2022. Vol. 33. 104531. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm. 2022.104531.

104. Moreira K. M. V., Ribeiro F. R. C., de Deus E. P., Cabral A. E. B. Fly Ash and Granulated Blast Furnace Slag to Mitigate the Alkali Silica Reaction in Concretes //

Durability of Concrete Structures. 2021. Vol. 16. Pp. 103-114. DOI: https://doi.org/10. 1007/978-3-030-62825-3_7.

105. Zhenhai Xu, Jianming Gao, Yasong Zhao, Shujun Li, Zhaoheng Guo, Xu Luo, Gaofeng Chen. Promoting utilization rate of ground granulated blast furnace slag (GGBS): Incorporation of nanosilica to improve the properties of blended cement containing high volume GGBS // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 332. 130096. DOI: https://doi.org/10.1016/jjclepro.2021.130096.

106. Mohamed Heikal, Zaki M.E.A., Sahar M Ibrahim. Preparation, physico-mechanical characteristics and durability of eco-alkali-activated binder from blastfurnace slag, cement kiln-by-pass dust and microsilica ternary system // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 260. 119947. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2020.119947.

107. Ping Duan, Zhonghe Shui, Wei Chen, Chunhua Shen. Enhancing microstructure and durability of concrete from ground granulated blast furnace slag and metakaolin as cement replacement materials // Journal of Materials Research and Technology. 2013. Vol. 2. Iss. 1. Pp. 52-59. DOI: https://doi.org/10.1016/jjmrt.2013. 03.010.

108. M. Anwar, Dina A. Emarah. Resistance of concrete containing ternary cemen-titious blends to chloride attack and carbonation // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. Iss. 3. Pp. 3198-3207. DOI: https://doi.org/10.1016/jjmrt.2020 .01.066.

109. Singh N. B., Middendorf B. Geopolymers as an alternative to Portland cement: An overview // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 237. 117455. DOI: https: //doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117455.

110. Damtoft J. S. , Lukasik J.,Herfort D., Sorrentino D., Gartner E. M. Sustainable development and climate change initiatives // Cement and Concrete Research. 2008. Vol. 38. Iss. 2. Pp. 115-127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.09.008.

111. Dahanni H., Ventura A., Le Guen L., Dauvergne M., Orcesi A., Cremona C. Life cycle assessment of cement: Are existing data and models relevant to assess the cement industry's climate change mitigation strategies? A literature review // Construc-

tion and Building Materials. 2024. Vol. 411. 134415. https://doi.org/10.1016/j.conbuild-mat.2023.134415.

112. Adeyemi Adesina. Recent advances in the concrete industry to reduce its carbon dioxide emissions // Environmental Challenges. 2020. Vol. 1. 100004. DOI: https://doi. org/10.1016/j.envc.2020.100004.

113. Shamsad Ahmad, Omar S. Baghabra Al-Amoudi, Saad M.S. Khan, Mohammed Maslehuddin. Effect of silica fume inclusion on the strength, shrinkage and durability characteristics of natural pozzolan-based cement concrete // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17. e01255. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01255.

114. Ekaterina Potapova, Yury Krivoborodov, Svetlana Samchenko, Tamara Kou-znetsova. Properties of cement with addition of volcanic tuffs and zeolite // SPbWOSCE-2016. MATEC Web of Conferences 106. 2017. 03026. DOI: 10.1051/matecconf/ 201710603026.

115. Rehbinder P. A. Formation of structures in disperse systems // Pure and Applied Chemistry. 1965. Vol. 10. Iss. 4. Pp. 337-357. DOI: https://doi.org/10.1351/pac 196510040337.

116. Khroustalev B. M., Veranko U. A., Zankavich V. V., Aliakseyeu Yu. G., Xuej-un Yue, Shang Bo, Shi Jicun. Structure formation and properties of concrete based on organic hydraulic binders // Наука и техника. 2020. №3. С. 181-194. DOI: https://doi. org/10.21122/2227-1031-2020-19-3-181-194.

117. Евстратова К. И., Купяна Н. А., Малахова Е. Е. Физическая и коллоидная химия. М.: Высш. шк. 1990. 487с.

118. Панченко А. И., Харченко И. Я., Васильев С. В. Долговечность бетонов с компенсированной химической усадкой // Строительные материалы. 2019. №. 8. С. 48-53. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-773-8-48-53.

119. Орехова А. А. Новые расширяющие добавки для цемента. Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова, посвященная 300-летнию Российской академик наук: Сборник докладов Национальной конференции с международным участием. Белгород. 2022. Т. 11. С. 135-139.

120. Ибе Е. Е., Шибаева Г. Н., Миронов С. Е., Литвин Д. А. Предпосылки использования многокомпонентных вяжущих на основе зол-унос для бетонов ультравысоких технологий // Вестник евразийской науки. 2021. Т. 13. №. 5. URL: https://cyberleninka.rU/article/n/predposylki-ispolzovaniya-mnogokomponentnyh-vyazh uschih-na-osnove-zol-unos-dlya-betonov-ultravysokih-tehnologiy (дата обращения: 03. 02.2024).

121. Мчедлов-Петросян О. П., Филатов Л. Г. Расширяющиеся составы на основе портландцемента. М.: Стройиздат. 1965. 139 с.

122. Панченко А. И. Собственные деформации и долговечность бетона. Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке кадров Республики Беларусь: Сборник трудов VII Международного научно-методического семинара. Брест. 2001. С. 332-338.

123. Кузнецова Т.В., Френкель Д.Я., Кривобородов Ю.Р. Модифицирование портландцемента для устранения усадки бетона // Цемент и его применение. 2007. №. 4. C. 54-55.

124. Кривобородов Ю. Р., Самченко С. В. Химия и технология напрягающих цементов: учебное пособие. М.: РХТУ им Д. И. Менделеева. 2019. 80 с.

125. Рояк С. М., Рояк Г. С. Специальные цементы. М.: Стройиздат. 1983. 279с.

126. Julien Bizzozero, Christophe Gosselin, Karen L. Scrivener. Expansion mechanisms in calcium aluminate and sulfoaluminate systems with calcium sulfate // Cement and Concrete Research. 2014. Vol. 56. Pp. 190-202. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cem-conres.2013.11.011.

127. Кравченко И. В. Расширяющиеся цементы. М.: Госстройиздат. 1962. 164с.

128. Шейкин А. Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: 1974. 192 с.

129. Kamile Tosun, Bulent Baradan. Effect of ettringite morphology on DEF-related expansion // Cement and Concrete Composites. 2010. Vol. 32. Iss. 4. Pp. 271-280. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.01.002.

130. Jebli M., Jamin F., Pelissou C., Lhopital E., El Youssoufi M. S. Characterization of the expansion due to the delayed ettringite formation at the cement paste-aggregate

interface // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 289. 122979. DOI: https://doi .org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122979.

131. Кузнецова Т. В., Кудрящов И. В., Тимашев В. В. Фмизическая химия вяжущих материалов. М.: Высш. шк.1989. 384 с.

132. Кривобородов Ю. Р., Самченко С. В. Состав и свойства расширяющихся цементов: учебное пособие. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева. 2004. 54с.

133. Зорин Д. А. Влияние вида и дисперсности расширяющегося компонента на свойства цементов. Дисс. канд. техн. наук. Белгород. 2013. 181 с.

134. Кривобородов Ю. Р., Бурлов И. Ю. Свойства расширяющегося цемента в зависимости от параметров производства // Сухие строительные смеси. 2015. №. 2. С. 39-41.

135. Михайлов В. В., Литвер С. Л. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции. М.: Стройиздат. 1974. 312 с.

136. Самченко С. В., Зорин Д. А. Свойства расширяющихся цементов различной дисперсности // Успехи в химии и химической технологии. 2007. Т. XXI. №. 7. С. 59-61. Самченко С. В., Зорин Д. А. Свойства расширяющихся цементов различной дисперсности // Успехи в химии и химической технологии. 2007. №7 (75). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-rasshiryayuschihsya-tsementov-razlichnoy-dispersnosti (дата обращения: 08.01.2024).

137. Daniela Gastaldi, Federica Bertola, Sara Irico, Geo Paul, Fulvio Canonico. Hydration behavior of cements with reduced clinker factor in mixture with sulfoaluminate binder // Cement and Concrete Research. 2021. Vol. 139. 106261. DOI:https://doi.org/10. 1016/j.cemconres.2020.106261.

138. Vaishnav Kumar Shenbagam, Rolands Cepuritis, Piyush Chaunsali. Influence of exposure conditions on expansion characteristics of lime-rich calcium sulfoaluminate-belite blended cement // Cement and Concrete Composites. 2021. Vol. 118. 103932. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.103932.

139. Samchenko S. V., Nguyen D. T. L., Shvetsova V. A., Kim D. V. Influence of complex additives based on sulfoaluminate cement on the properties of composite binder

// E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 403. p. 03006. DOI:https://doi.org/10.1051/e3sc-onf/202340303006.

140. Кузнецова Т. В., Кривобородов Ю. Р. Состав, свойства и применение специальных цементов // Технология бетонов. 2014. №. 2. С. 8-11.

141. Craig W. Hargis, Ana Paula Kirchheim, Paulo J.M. Monteiro, Ellis M. Gartner. Early age hydration of calcium sulfoaluminate (synthetic ye'elimite, C4A3S) in the presence of gypsum and varying amounts of calcium hydroxide // Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 48. Pp. 105-115. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013. 03.001.

142. Gwenn Le Saofit, Barbara Lothenbach, Akihiro Hori, Takayuki Higuchi, Frank Winnefeld. Hydration of Portland cement with additions of calcium sulfoaluminates // Cement and Concrete Research. 2013 Vol. 43. Pages 81-94. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.cemconres.2012.10.011.

143. Кузнецова Т. В. Производство и применение сульфоалюминатных цементов // Строительные материалы. 2010. №. 3. URL: https://cyberleninka.ru/article /n/proizvodstvo-i-primenenie-sulfoalyuminatnyh-tsementov (дата обращения: 08.12.2023).

144. Mouli M., Khelafi H. Performance characteristics of lightweight aggregate concrete containing natural pozzolan // Building and Environment. 2008. Vol. 43. Iss. 1. Pp. 31-36. DOI:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.11.038.

145. Abdullah M. Zeyad, Afzal Husain Khan, Bassam A. Tayeh. Durability and strength characteristics of high-strength concrete incorporated with volcanic pumice powder and polypropylene fibers // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. Iss. 1. Pp. 806-818. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.11.021.

146. Adnan Qolak. Characteristics of pastes from a Portland cement containing different amounts of natural pozzolan // Cement and Concrete Research. 2003. Vol. 33. Iss. 4. Pp. 585-593. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)01027-X.

147. Jamal Shannag M., Asim Yeginobali. Properties of pastes, mortars and concretes containing natural pozzolan // Cement and Concrete Research. 1995. Vol. 25. Iss. 3. Pp. 647-657.https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00053-F.

148. Meysam Najimi, Jafar Sobhani, Babak Ahmadi, Mohammad Shekarchi. An experimental study on durability properties of concrete containing zeolite as a highly reactive natural pozzolan // Construction and Building Materials. Vol. 35. Pp. 1023-1033. DOI: https ://doi .org/ 10.1016/j.conbuildmat.2012.04.038.

149. N. Kaid, M. Cyr, S. Julien, H. Khelafi. Durability of concrete containing a natural pozzolan as defined by a performance-based approach // Construction and Building Materials. 2009. Vol. 23. Iss. 12. Pp. 3457-3467. DOI:https://doi.org/10.1016/ j.conbuildmat.2009.08.002.

150. Пустовгар А. П. Эффективность применения активированного диатомита в сухих строительных смесях // Строительные материалы. 2006. №. 10. С.62-65.

151. Рахимов Р.З., Камалова З.А., Ермилова Е.Ю., Стоянов О.В. Термически обработанный трепел как активная минеральная добавка в цемент // Вестник Казанского технологического университета. 2014. №. 13. С. 99-101.

152. Пьяе Соне Лвин, Сычева Л.И. Влияние активных минеральных добавок на свойства гипсоцементно-пуццолановых вяжущих // Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. XXXV. №. 4. С. 95-97.

153. Трофимов К. В. Исследование свойств цементного камня с добавкой трепел. Научный поиск: материалы восьмой научной конференции аспирантов и докторантов. Челябинск. 2016. С. 41-46.

154. Черкасов В. Д., Бузулуков В. И., Емельянов А. И., Черкасов Д. В. О химическом модифицировании диатомита и возможности его дальнейшего использования в качестве активной минеральной добавки // Вестник ВолгГАСУ. 2013. Вып. 31(50). Ч. 2. С. 207 - 210.

155. Строкова В. В., Жерновский И. В., Максаков А. В., Соловьева Л. Н., Оргу-цова Ю. Н. Экспресс-метод определения актовности кремнеземного сырья для получения гранцлированного наноструктурирующего заполнителя // Строительные материалы. 2013. №. 1. С. 38-39.

156. Танг Ван Лам. Эффективный мелкозернистый бетон с комплексной орг-ано-минеральной добавкой. Дисс. канд. техн. наук. Москва. 2019. 164 с.

157. Нго Суан Хунг. Коррозионностойкий бетон с модифицированной структурой для морских сооружений. Дисс. канд. техн. наук. Москва. 2022. 146 с.

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

159. Шейкин А. Е., Чеховский Ю. В., Бруссер М. И. Структура и свойства цем-ентны бетонов. М.: Стройиздат. 1979. 344 с.

160. Хартман К., Лецкий Э. К., Шефер В., Лецкая Н. С., Фомин Г. А. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир. 1977. 552 с.

161. Nguyen Minh Tuyen. Quy hoach thuc nghiem [Experimental Planning]. Hanoi: Science and Technology Publishing House. 2007. 264 p. (In Vietnamese).

162. Александрова О. В., Мацеевич Т. А., Кирьянова Л. В, Соловьев В. Г. Статистические методы решения технологических задач: учебное пособие. М.: Изд-во МГСУ. 2017. 153 с.

163. Нгуен Зоан Тунг Лам, Самченко С. В. Многокритериальная оптимизация состава вяжущего вещества с комплексной добавкой на основе алюмината кальция. Сборник докладов IV Национальной научной конференции «Актуальные проблемы строительной отрасли и образования - 2023». Москва. 2024. С. 288-292.

164. Нгуен Зоан Тунг Лам, Самченко С.В. Комплексный модификатор на основе алюминатного цемента и пуццолановой добавки // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 5. С. 709-716. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.5.709-716.

165. Лам Н. З. Т., Самченко С. В., Шветцова В.А., Булгаков Б.И. Влияния комплексных добавок на прочность цементного камня в раннем возрасте // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 5. C. 52 - 29. DOI: 10.33622/08697019.2023.05.52-59.

166. Лам Н. З. Т., Самченко С.В., Лам Т.В., Щвецова В.А. Оптимизация пропорций композиционного вяжущего с комплексными добавками // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 3. С. 427-437. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.427-437.

167. Hiroshi Sasano, Ippei Maruyama. Mechanism of drying-induced change in the physical properties of concrete: A mesoscale simulation study // Cement and Concrete

Research. 2021. Vol. 143. 106401. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021. 106401.

168. Wioletta Soja, Fabien Georget, Hamed Maraghechi, Karen Scrivener. Evolution of microstructural changes in cement paste during environmental drying // Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 134. 106093. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cemc-onres.2020.106093.

169. D. P. Bentz, M. R. Geiker, K. K. Hansen. Shrinkage-reducing admixtures and early-age desiccation in cement pastes and mortars // Cement and Concrete Research. 2001. Vol. 31. Iss. 7. Pp. 1075-1085. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)005 19-1.

170. Peiliang Shen, Linnu Lu, Yongjia He, Fazhou Wang, Jianxin Lu, Haibing Zheng, Shuguang Hu. Investigation on expansion effect of the expansive agents in ultra-high performance concrete // Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 105. 103425. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.cemconcomp.2019.103425.

171. Shuling Gao, Zhe Wang, Wenchang Wang, Huafang Qiu. Effect of shrinkage-reducing admixture and expansive agent on mechanical properties and drying shrinkage of Engineered Cementitious Composite (ECC) // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 179. Pp. 172 - 185. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.203.

172. Самченко С.В., Зорин Д.А., Лам Н. З. Т., Лам Т.В. Влияние содержания комплексных добавок на деформационные характеристики цемента // Строительство: наука и образование. 2023. Т. 13. Вып. 1. Ст. 10. URL: http://nso-journal.ru. DOI: 10.22227/2305-5502.2023.1.10.

173. Нгуен Зоан Тунг Лам, Самченко С. В., Зорин Д. А., Сизяков И. Д., Ву Ким Зиен. Исследование деформационных характеристик вяжущего с комплексной добавкой на основе сульфоалюмината кальция // Техника и технология силикатов. 2024. Т. 31. No. 1. С. 47-58.

174. Торшин А. О., Боровикова С. О., Потапова Е. Н. Изменение реологических свойств цементных растворов в присутствии добавок // Успехи в химии и химической технологии. 2017. №1 (182). С. 46-48.

175. Нгуен Зоан Тунг Лам. Микроструктура продутов гидратации композиционного вяжущего. Сборник статей Международной научно-практической конференции «Эффективное обеспечение научно-технического прогресса: исследование задач и поиск решений». Оренбург. 2024. С. 20-22.

176. Renne N., Kara De Maeijer P., Craeye B., Buyle M., Audenaert A. Sustainable Assessment of Concrete Repairs through Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost Analysis (LCCA) // Infrastructures. 2022. No. 10. 128. DOI: https://doi.org/10.3390/ infrastructures7100128.

177. Дроздов В. В. Общая экология. СПб: РГГМУ, 2011. 412 p.

178. Mehta P.K. Concrete in the Marine Environment. 1st ed. 1991. 224 p.

179. Нгуен Зоан Тунг Лам, Сизяков И. Д., Самченко С. В. Моделирование морской среды для исследования процессов коррозии бетонов в лабораторных условиях. Сборник материалов III Всероссийской научной конференции, посвящённой девяностолетию кафедры строительного материаловедения «Строительное материаловедение: настоящее и будущее». Москва. 2023. С. 206209.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. РЕКОМЕНДАЦИИ

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СОВЕТ

УТВЕРЖДАЮ Проректор А.З. Тер-Мартиросян Ч 2024

Рекомендации по изготовлению и применению строительных материалов с комплексным вяжущим на основе расширяющейся добавки из

алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой

добавкой

1. Область применения

Настоящие рекомендации распространяются на применение комплексного вяжущего на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавки при изготовлении сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций и изделий из мелкозернистого бетонов плотного строения, предназначенных для использования на предприятиях строительной индустрии и строительных площадках.

Комплексное вяжущее на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавкой может применяться в качестве ремонтных составов для восстановления и усиления существующих бетонных конструкций, а также в качестве сухих строительных смесей.

В составе комплексного вяжущего расширяющиеся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановая добавка применяется с

Москва - 2024

целью:

- придания композиции безусадочных или расширяющихся свойств;

- повышения физико-механических свойств бетона (прочности при сжатии,

изгибе);

- улучшение технологических свойств бетонной смеси (удобоукладываемость);

- экономии материальных, трудовых, энергетических ресурсов (цемента,

электроэнергии и т.д.).

Для регулирования подвижности и водопотребности бетонных или строительных растворов применяются химические добавки в виде пластификаторов. К рекомендуемым химическим добавкам относятся: продукт поликонденсации нафаталинсульфокислоты и формальдегида, например, С-3 по ТУ 5870-00558042865-05 или суперпластификаторы на основе поликарбоксилатных эфиров, например 0]Ш-604

Применение конкретного вида пластификатора определяется в зависимости от технической целесообразности и должно быть обосновано технико-экономическими расчётами.

Комплексное вяжущее готовится совместным помолом всех компонентов: портландцементного клинкера, алюминатного или сульфоалюминатного клинкеров, гипса и пуццолановой добавки, или смешением предварительно измельченных портландцемента, алюминатного или сульфоалюминатного клинкеров с гипсом и пуццолановой добавки во вращающемся барабане. Также допускается смешение портландцемента, алюминатного или сульфоалюминатного цемента и предварительно измельченных гипса и пуццолановой добавки после дозирования в бетонном смесителе.

Использование комплексного вяжущего без пластифицирующей добавки не допускается из-за увеличения водопотребности, приводящего к снижению прочности конечного продукта.

Для получения строительных материалов на основе комплексного вяжущего с расширяющейся добавкой из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавками должны соблюдаться требования к исходным материалам, бетонным смесям или сухим строительным смесям и производству работ,

предусмотренные действующими стандартами, нормативно-техническими документами и положениями настоящих рекомендаций.

2. Требования к материалам для приготовления бетонных смесей:

- Для приготовления бетонов с комплексным вяжущим рекомендуется применять портландцементы, отвечающие требованиям ГОСТ 31108-2020, ГОСТ 30515-2013, глиноземистый цемент ГЦ 40 по ГОСТ 969-91, сульфоалюминатный цемент (САЦ) по ТУ 5745-008-00281306-18 с содержанием сульфоалюмината кальция (САК или С3А3С81 > 50%, содержанием белита С28 < 35%, а С4АГ < 10%. Возможность использования различных цементов в комплексной добавке и в приготовляемом бетоне определяется предварительными испытаниями в лаборатории.

- В качестве компонента расширяющейся добавки применяется природный гипс (Г) на основе Са804.2Н20 по ГОСТ 4013-2019.

- В качестве пуццолановой добавки используется трепел с содержанием оксида, 8Ю2 не менее 60 % масс.

- В качестве мелкого заполнителя для мелкозернистых бетонов по ГОСТ 266332012 рекомендуется применять пески по ГОСТ 8736-2014;

- Для легких бетонов: плотные пески по ГОСТ 8736-2014, для использования пористых песков по ГОСТ 32496-2013 требуется провести дополнительные исследования;

- При проведении дополнительных исследований для изготовления тяжёлого бетона по ГОСТ 26633-2012 в качестве крупного заполнителя следует применять щебень и гравий, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8267-93;

- Вода для приготовления рабочих растворов химических добавок, бетонных смесей с добавками должна отвечать требованиям ГОСТ 23732-2011;

- Пластифицирующие добавки должны удовлетворять требованиям действующих стандартов и технических условий.

3. Эффективность применения комплексного вяжущего с расширяющейся добавкой из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавками.

Введение комплексной добавки на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавки позволяет достичь следующих показателей:

- Увеличить начальную прочность мелкозернистого бетона или ССС на 30 -60% на 2 сутки нормального твердения;

-Не ухудшить прочность мелкозернистого бетона или ССС на 28 сутки нормального твердения при не значительном отклонении от прочности ПЦ;

- Получить безусадочные составы бетона с компенсированной усадкой, обладающих относительно небольшой деформацией расширения до 0,146%, или расширяющиеся составы бетона с увеличением объема до 0,756%;

- Снизить пористость цементного камня на 10-14 %, понизить водопоглощение по объему на 5,43% и 6,07%;

- Сократить скорость схватывания (изменение марки с медленно схватывающегося на нормально схватывающегося);

- Сократить время и энергетические затраты на уход за бетоном;

- Увеличить оборачиваемость форм;

- Сократить технологические перерывы связанные с набором прочности монолитного бетона.;

- Позволяет снизить расход цемента.

4. Проектирование и подбор состава комплексного вяжущего с расширяющейся добавкой из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавками

4.1 Подбор состава комплексной добавки на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавки осуществляется согласно уравнениям регрессии, которые отображают зависимости прочности на сжатие и деформационной характеристики композиционного вяжущего вещества (КВВ) в возрасте 2 и 28 сут. с использованием комплексных добавок. На основании этих уравнений, с помощью компьютерных программ Excel и Matlab, получают оптимальные составы цементных композиций

Уравнения регрессии при использовании глиноземистного цемента: Упроч.28 = 52,650 - 2,550X2 - 1,265х3 - 3,051х32

Удеф.28 —2,195 + 0,212x1 + 2,014x2 + 0,708х3 + 0,687х,х2 + 0,226х,х3 + 0,340х2х3 + 0,309х!х2х3 + 0,269х22 + 0,398х32

Уравнения регрессии при использовании сульфоалюминатного цемента Упроч.28 = 55,784 - Ъ,121гг~ 1,630г3 + 1,660^ - 2,Шъггъ Удеф.28 = 2,253 + 0,394г, + 2,511г2 + 0,769г,22 - + 0,621г32

4.2 Подбор состава бетона с комплексной добавкой на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавки заключается в корректировке рабочего состава бетона без добавки или применяемых на производстве составов с добавкой с учётом целей максимального обеспечения требуемых параметров бетонной смеси и бетона.

Опытные замесы бетона с комплексной добавкой на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавки должны быть приготовлены на тех же заполнителях и цементе, которые приняты при расчёте состава бетона без добавки.

При проектировании составов мелкозернистого бетона более ответственно подходить к подбору состава, в частности при недостаточном, количестве цемента прочность получаемого бетона будет значительно ниже запроектированной. После каждого подбора состава мелкозернистого бетона необходимо изготавливать опытные образцы, по результатам испытания которых необходимо откорректировать состав.

5. Технологическая схема производства мелкозернистого бетона с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой.

Изготовление МЗБ производится непосредственно на строительном объекте. Приготовление МЗБ осуществляется по следующим порядке:

5.1 - дозирование всех компонентов (Портландцемента, глиноземистого цемента или сульфоалюминатного цемента, песка, воды и пластификатора).

5.2 - смешивание ПЦ с ГЦ (САЦ), Г и Тр в смесителе для получения КВВ.

5.3 - песок высыпается в бетоносмеситель, включается вал мешалки. Через небольшое время высыпается КВВ и также мешается, затем выливаются одновременно вода, пластифицирующая добавка и все это вместе перемешивается необходимое время (в течения не менее 50 с).

5.4 - после готовности смесь выгружается для использования. Технологическая схема изготовления МЗБ с комплексной пуццолановой и

расширяющейся добавкой представлена на рис.1.

Заливка бетонной

смеси на ^ремонтное место у

Рисунок 1. Технологическая схема изготовления МЗБ с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой

6. Технологическая схема производства сухих строительных смесей с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой.

Изготовление ССС производится непосредственно на производстве. Создание ССС включает следующие этапы: подготовка сырьевых материалов; дозирование компонентов ССС; принудительное смешивание и расфасовка.

6.1 Исходные материалы для КВВ (Портландцемент, глиноземистый цемент, сульфоалюминатый цемент, природный гипс, пуццолановая добавка -трепел) поступают в силосы автотранспортам. Подачи сырьевых материалов для КВВ из силоса в дозаторы осуществляются шнекам.

6.2 Кварцевый песок поступает со склада в приемный бункер фронтальным погрузчиком. Далее ленточный конвейер передает песок в

сушильный барабан, циклон применяется для очистки отходящего воздуха (остаточная влажность песка менее 0,1 %). Затем ковшовый транспортер забирает и подает сухой песок предварительно сквозь сита виброгрохота (для классификации и разделения песка на фракции), после этого фракционный песок хранится в силосы. Песок из силосов подается в дозаторы через шнеки.

6.3 Суперпластификатор доставляют на завод автотранспортом. Подачи добавки в микродозаторы по шнеку.

6.4 Все компоненты для производства ССС поступают в весовые дозаторы с количеством, указанным в рецептуре. После дозирования сырьевые материалы смешиваются до однородности в смесителе.

6.5 Готовые сухие строительные смеси передаются в накопительный бункер и оттуда начинается фасовка. Для фасовки в бумажные мешки применяются специальные фасовочные машины. Подбирающая фасовка зависит от выходных продукций и требований производители.

Технологическая схема производства ССС с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавкой представлена на рис.2

7. Хранение

Комплексная добавка на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавки не рекомендуется к длительному хранению. В воздушно-влажной среде добавка может быстро терять свои свойства и схватываться, поэтому её следует применять сразу после приготовления.

8. Техника безопасности и охрана труда

В процессе приготовления и транспортирования бетонных смесей или ССС, изготовления изделий сборного железобетона, бетонирования монолитных бетонных и железобетонных конструкций или при производстве ремонтных работ по восстановлению зданий и сооружений необходимо соблюдать правила техники безопасности при производстве строительно-монтажных работ, согласно требованиям, СНиП 12-04-2002, а также руководствоваться указаниями действующих документов по технике безопасности в строительстве.

При попадании смеси на кожу место попадания необходимо промыть обильным количеством воды с мылом.

«Рекомендации по изготовлению и применению строительных материалов с комплексным вяжущим на основе расширяющейся добавки из алюмината кальция или сульфоалюмината кальция и пуццолановой добавкой» утверждены на заседании секции 2.2 отделения 2 Технология производства строительных материалов и изделий Научно-технического совета (НТС) НИУ МГСУ от 06 марта 2024 года.

Рязработпно:

Самченко Светлана Васильевна Член-корр. РААСН, доктор технических наук, профессор

Нгусн Зоан Тунг Лам Аспирант

Утверждено: Председатель секции 2.2 отделения 2 Технология производства строительных материалов и изделий

(НТС) НИУ МГСУ /)--^Бурьянов Александр Федорович доктор технических наук

секретарь секции Алпацкий Дмитрий Геннадьевич

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Заместитель генерального директора АО «ДОНГ ТХАНЬ ХА НОЙ» Нгуен Хоанг Хай «14» марта 2024 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Нгуен Зоан Тунг Лам, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук

Акционерное общество «ДОНГ ТХАНЬ ХА НОЙ» (Вьетнам) принимает к внедрению результаты диссертационной работы Нгуен Зоан Тунг Лам на тему «Разработка физико-химических процессов формирования материалов на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавки», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук обладают актуальностью и представляют практический интерес.

В рамках диссертационной работы разработаны составы и рекомендации по изготовлению сухих строительных смесей и мелкозернистого бетона на основе композиционых вяжущих веществ с комплексной пуццолановой и расширяющейся добавой, обладающих специальными и повышенными строительно-техническими свойствами.

Использование полученных результатов позволяет повысить коррозионную стойкость строительных материалов в агресивной среде, что позволяет решить ряд строительнных проблем и способствует улучшению экологической обстановки за счет сокращения расхода портландцемента.

Результаты диссертационной работы Нгуен Зоан Тунг Лам, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук рассмотрены на научно-техничеком совещании АО «ДОНГ ТХАНЬ ХА НОЙ» «14» марта 2024 г.

Заместитель генерального АО «ДОНГ ТХАНЬ ХА

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Директор АО «ВИНАЛУК» Нгуен Хоанг Данг «12» февраля 2024 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Нгуен Зоан Тунг Лам

Акционерное общество инвестиции «ВИНАЛУК», принимает к внедрению результаты диссертационной работы Нгуен Зоан Тунг Лам на тему «Разработка физико-химических процессов формирования материалов на основе комплексной расширяющейся и пуццолановой добавки», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук актуальны и представляют практический интерес.

Результаты диссертационного исследования, включая моделирование свойств вяжущего вещества в зависимости от содержания исходных материалов, с помощью математических выражений позволяют прогнозировать, корректировать и проектировать состав строительного материала со свойствами, подходящими для эксплуатационных условий и требований проекта. Использование натуральных минеральных добавок пуццолана, природного гипса, алюминатного и сульфоалюминатного цемента в качестве замена части портландцемент для улучшения коррозионной стойкости бетона в морской среде подходит для условий применения во Вьетнаме, позволяя минимизировать негативное воздействие на окружающую среду и улучшить качество с

Директор АО «ВИНАЛУК»

Нгуен Хоанг Данг