Кристалохімічні аспекти процесів структуроутворення білого портландцементу в присутності нанокарбонатних добавок
Анотація
Досліджено влив карбонатних добавок мікро та нанорівня на формування фазового складу гідратних новоутворень. Для цього використовувався білий цемент, оскільки у порівнянні зі звичайним сірим портландцементом, за мінералогічним складом він є прикладом відносно чистої системи, в якій можна прослідкувати особливості гідратації окремих мінералів, в тому числі С3S та С3А і оцінити їх вплив на синтез міцності штучного каменю. В систему додавались карбонатні добавки з різним ступенем дисперсності, в тому числі нанокарбонатні добавки різного агрегатного стану (порошок, дисперсія). Для поліпшення формування структури штучного каменю та його фізико-механічних характеристик було застосовано пластифікатор на основі полікарбоксилатів MC PowerFlow 3100.
За результатами досліджень встановлено, що введення до складу білого портландцементу нанокарбонатних добавок сприяє стабілізації міцності у часі отриманого штучного каменю. Це відбувається за рахунок зміни складу новоутворень, а також їх габітусу, що має визначальний вплив на особливості мікроармування матриці композиційного матеріалу.
Мікроскопічні дослідження показали, що при введені нанокарбонату у вигляді порошку на ранніх стадіях твердіння відбувається утворення гексагональних гідроалюмінатів кальцію, які є підкладкою для направленої кристалізації пластинчастих гідросилікатів кальцію. При використанні нанокарбонату у вигляді дисперсії має місце гальмування процесу перекристалізації етрингіту в моносульфатну форму та утворення карбонатного етрингіту, що надалі виступає як підкладка для направленої кристалізації волокнистих гідросилікатів кальцію. Ці речовини сприяють мікроармуванню цементної матриці та забезпечують стабільний набір міцності штучного каменю у часі. При додаванні нанокарбонатних добавок, як у вигляді порошку, так і дисперсії в пізні терміни твердіння (після 28 діб) має місце новоутворення типу скоутиту, що гарантує стабільність міцності у часі, а також стійкість інших експлуатаційних властивостей отриманих матеріалів на їх основі.
Завантаження
Посилання
Kropyvnytska T. P. (2013). The effect of carbonate additives on the properties of composite Portland cement. T. P. Kropyvnytska, M. A. Sanitsky, I. M. Gevyuk. Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic": Theory and practice of construction, 755, 214-220.
Pushkarova K.K. (2019). Features of modification of Portland cement with carbonate additives of varying degrees of dispersion. Pushkarova K.K., Kaverin K.A., Gaidachuk D.R. Collection of scientific works "Building materials, products and sanitary equipment". № 60, 28-33.
Pushkareva K.K. (2019). Features of hydration of the C3A mineral in the presence of nanocarbonate additives. Pushkareva K.K., Gadaichuk D.R., Kushnerova L.A., Mazur V.O, Ionov D.S. Collection of scientific works "Building materials, products and sanitary equipment", № 60.
Pushkarova K.K. (2019). Crystal chemical aspects of the hydration process of the C3S mineral in the presence of nanocarbonate additives. Pushkarova K.K., Gadaichuk D.R., Kushnerova L.A., Mazur V.O., Ionov D.S. Collection of scientific works "Building materials, products and sanitary equipment", № 60, 34-44.
Zubekhin A.P., Golovanova S.P., Kirsanova P.V. (2004). In A.P. Zubekhin (Ed.), White Portland cement.
Kuznetsova T.V. (1986). Aluminate and sulfoaluminate cements. Moscow: Stroyizdat.
Kuznetsova T.V., Sychev M.M., Osokin A.P., Korneev V.Y., Sudakas L.G. (1997). Special cements: textbook for universities. St. Petersburg: Stroyizdat.
Benshtein, Yu. I. (1974). Crystallization of hydrated new formations of cement stone on a carbonate substrate. Yu. I. Benshtein. Proceedings of the D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia. Moscow: Moscow State University. № 68, 16–22.
G.Kakali, S. Tsivilis, E. Aggeli, M.Bati, Hydration products of C3A, C3S and Portland cement in the presence of CaCO3. Cement and Concrete Research, 30, 2000, 1073-1077.
Elmer T. Carlson and Horace A. Berman. (1960 Jul-Aug). Some Observations on the Calcium Aluminate Carbonate Hydrates. J Res Natl Bur Stand A Phys Chem., 64A(4), 333–341. Doi: https://doi.org/10.6028/jres.064A.032
Cao, M.; Ming, X.; He, K.; Li, L.; Shen, S. (2019). Effect of Macro-, Micro- and Nano-Calcium Carbonate on Properties of Cementitious Composites. A Review. Materials 2019, 12, 781. Doi: https://doi.org/10.3390/ma12050781
Carlson E.T. and Berman H.A. (1960 Jul- Aug). Some Observations on the Calcium Aluminate Carbonate Hydrates/ J Res Natl Bur Stand A Phys Chem.; 64A(4), 333–341.
S.Merlino, E.Bonaccorsi, T.Armbruster. (1999). Tobermorites: Their real structure and order-disorder (OD) character. American Mineralogist, Volume 84, 1613–1621.
Joel D. Grice. (2005). The structure of spurrite, tilleyite and scawtite, and relationships to other silicate–carbonate minerals. The Canadian Mineralogist, Vol. 43, 1489-1500
Sivkov S.P. (2009). Thermodynamic analysis of phase formation during hardening of carbonate-containing cements. Cement and its application, 4, 112-115.
R. I. Harker. (1965). Scawtite and its synthesis. Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society, Volume 34, Issue 268, 232 – 236 Doi: https://doi.org/10.1180/minmag.1965.034.268.18
Переглядів анотації: 176 Завантажень PDF: 2
Авторське право (c) 2021 K.K. Pushkarova, L.O. Sheinich, D.R. Gadaichuk, L.O. Kushnierova, V.O. Mazur
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.png){kind=logo}
