Исследование влияния многокомпонентной добавки на структурообразование и твердение цементных композитов
Аннотация
Разработка и применение многокомпонентных добавок полифункционального действия для цементных композитов является актуальным направлением, так как использование таких добавок позволяет регулировать и реологические свойства свежеприготовленной смеси, и физико-механические характеристики готового композита.
В данной работе для модифицирования цементных композиционных материалов на основе песка и известняковой муки предложена многокомпонентная полифункциональная добавка состава «наночастицы SiO2 –суперпластификатор – полипропиленовое волокно». Рассмотрены особенности влияния данной добавки на технологические характеристики смесей (пластичность и формоустойчивость), процессы схватывания, гидратации, структурообразования и набора прочности композиционных материалов.
Показано, что введение данной добавки позволяет повысить предел пластичности и структурную прочность, снизить относительные пластические деформации цементной смеси на стадии изготовления. Одновременно данная добавка способствует ускорению процессов схватывания, гидратации и набора прочности цементных композитов. Доказано, что повышение прочности обусловлено формированием плотной структуры гидратных новообразований
цементирующего вещества, образованной фазами низко- и высокоосновных гидросиликатов кальция различного состава и морфологии, а также отсутствием фазы портландита.
Оптимальное соотношение показателей пластичности, формоустойчивости цементных смесей и прочности композитов, полученных с применением исследованной добавки, на их основе позволяет рекомендовать ее для использования в инновационной технологии строительной 3D-печати.
Скачивания
Литература
Artamonova O. V., Chernyshov E .M. Concepts and foundations of nanomodification technologies for structures of building composites. Part 1. General problems of fundamentality, the main directions of research and development. Stroitel’nye materialy = Building Materials. 2013;9: 82–90. (In Russ.). Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=20278771
Artamonova O. V., Chernyshov E. M. To the problem of conceptual models of management of the evolutionary route of formation of nanomadified solid systems in tht structure of construction composites. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Stroitel’stvo = News of Higher Educational Institutions. Construction. 2018;5(713): 44–57. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=35618470
Nizina T. A., Selyaev V. P., Balykov A. S., Volodin V. V., Korovkin D. I. Optimization of compositions of multicomponent fine-grained fiber-reinforced concrete modified at various scale levels. Nanotekhnologii v stroitel’stve: nauchnyj internetzhurnal = Nanotechnologies in construction: an online scientific journal. 2017;9(2): 43–65. (In Russ.). https://doi.org/10.15828/2075-8545-2017-9-2-43-65
Kalpana M., Vaidevi C., Vijayan D. S., Benin S. R. Benefits of metakaolin over microsilica in developing high performance concrete. Materials Today: Proceedings. 2020;33(1): 977–983. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.06.566
Ratinov V. B., Rozenberg T. I. Additives in concrete. Moscow: Stroyizdat Publ.; 1989. 188 p. (In Russ.)
Izotov V. S., Sokolova Yu. A. Chemical additives for concrete modification. Moscow: Paleotip Publ.; 2006. 244 p. (In Russ.)
Kakooei S., Akil H. M., Jamshidi M., Rouhi J. The effects of polypropylene fibers on the properties of reinforced concrete structures. Construction and Building Materials. 2012;27(1): 73–77. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.08.015
Shaikh F. U. A., Luhar S., Arel H. S., Luhar I. Performance evaluation of Ultrahigh performance fibre reinforced concrete – A review. Construction and Building Materials. 2020;232: 117152. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117152
Zeyad A. M. Effect of fibers types on fresh properties and flexural toughness of self-compacting concrete. Journal of Materials Research and Technology. 2020;9(3): 4147–4158. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.02.042
Artamonova O. V. Synthesis of nanomodifying additives for the technology of building composites. Voronezh: Voronezhskij GASU Publ.; 2016. 100 p. (In Russ.)
Plank J., Sakai E., Miao C. W., Yu C., Hong J. X. Chemical admixtures – chemistry, applications and their impact on concrete microstructure and durability. Cement and Concrete Research. 2015;78: 81–99. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.05.016
Kalashnikov V. I., Tarakanov O. V. About the use of complex additives in new generation concrete. Stroitel’nye materialy = Building materials. 2017;1-2: 62–67. (In Russ., abstract in Eng). Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=28392793
Kaprielov S. S., Shejnfel’d A. V., Dondukov V. G. Cements and additives for the production of highstrength concrete. Stroitel’nye materialy = Building materials. 2017;11: 4–10. . (In Russ., abstract in Eng). Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=30744332
Tao Y., Rahul A. V., Lesage K., Yuan Y., K. V. Tittelboom, De Schutter G. Effects of colloidal nanosilica/polycarboxylate ether superplasticizer nanocomposite and graphene oxide on properties of fly ash blended cement. Construction and Building Materials. 2020;262: 120767. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120767
Liu J., Yu C., Shu X., Ran Q., Yang Y. Recent advance of chemical admixtures in concrete. Cement and Concrete Research. 2019;124: 105834. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105834
Artamonova O. V., Slavcheva G. S., Chernyshov E. M. Effectiveness of combined nanoadditives for cement systems. Inorganic Materials. 2017:53(10): 1080–1085. https://doi.org/10.1134/S0020168517100028
Slavcheva G. S., Artamonova O. V., Shvedova M. A., Britvina E. A. Effect of viscosity modifiers on structure formation in cement systems for construction 3D printing. Inorganic Materials. 2021;57: 94–100. https://doi.org/10.1134/S0020168521010143
Russel N., Lanos C. Plastic fluid flow parameters identification using a simple squeezing test. Applied Rheology. 2003;13(3): 3–5. https://doi.org/10.1515/arh-2003-0009
Perrot A., Rangeard D., Pierre A. Structural built-up of cement-based materials used for 3D-printing extrusion techniques. Materials and Structures. 2016;49: 1213–1220. https://doi.org/10.1617/s11527-015-0571-0
Slavcheva G. S., Babenko D S., Shvedova M. A. Analysis and criteria evaluation of rheological behavior of mixtures for 3D construction printing. Stroitel’nye materialy = Building materials. 2018;12: 34–40. (In Russ.). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-766-12-34-40
Lootens D., Joussett O., Matinie L., Roussel N., Flatt R. J. Yield stress during setting of cement pastes from penetration test. Cement and Concrete Research. 2009;39: 401–408. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.01.012
JCPDS – International Centre for Diffraction Data. © 1987 – 1995. JCPDS – ICDD. Newtown Square, PA. 19073. USA. Available at: https://www.icdd.com/
Bullard J. W., Jennings H. M., Livingston R. A.Mechanisms of cement hydration. Cement and Concrete Research. 2011;41: 1208–1223. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.09.011
Copyright (c) 2022 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
