CC BY
14УДК 666.942.2 Evgeny A. Shoshin1, Valeria V. Strokova2
Е.А. Шошин1, В.В. Строкова 2
ADSORPTION OF MONO-AND DISACCHARIDES WITH PORTLAND CEMENT HYDRATION PRODUCTS
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Politekhnicheskaya St., 77, Saratov, 410054, Russia V.G. Shukhov Belgorod State Technological University. Kostyukov St., 46, Belgorod, 308012. Russia
The results of a comparative study of the absorption of isomeric mono- and disaccharides - sucrose, lactose, mattose, ribose, xylose and arabinose - with port/and cement hydration products are shown. The degree of absorption was determined by the amount of carbohydrates in the aqueous extracts of the corresponding samples of modified cement hydration products previously dried at 25°C and 110°C. It was found that the adsorption behavior of carbohydrates tends to individuality associated with the features of the spatial structure of their molecular skeleton. The presence of threo-isomeric OH pairs in the molecular composition is significant for monosaccharides: an increase in the number of threo-OH pairs in the monosaccharide molecule increases the degree of irreversible adsorption of carbohydrate. The presence of a cyclic fragment in the composition of molecules and the spatial position of its OH groups are a significant factor for reducing disaccharides: an increase in the drying temperature of the samples increases the degree of irreversible adsorption of the disaccharide. Comparison of the experimental andpub-lished data revealed a relationship between the amount of extracted carbohydrate and the degree of its hydrophobi-city.
Keywords: portland cement, hydration products, isomeric carbohydrates, molecular structure, extraction, photocolor-imetric determination of carbohydrate concentration.
Введение
Способность углеводов к специфическому взаимодействию с минералами цементного клинкера обуславливает хорошо известные эффекты замедления схватывания и гидратации клинкерных минералов [14]. Наиболее широко эта особенность углеводов используется для получения эффекта замедления схватывания цементных бетонов, т.к. преодоление эффекта замедления сопровождается ускорением
АДСОРБЦИЯ МОНО- И ДИСАХАРИДОВ ПРОДУКТАМИ ГИДРАТАЦИИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина, ул. Политехническая, 77, г. Саратов, 420057, Россия
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ул. Костюкова, 46, г. Белгород, 308012, Россия
Приведены результаты сравнительного исследования поглощения продуктами гидратации портландцемента изомерных моно- и дисахаридов: сахарозы, лактозы, мальтозы, рибозы, ксилозы и арабинозы. Степень поглощения определялась по количеству углеводов в водных экстрактах соответствующих образцов модифицированных продуктов гидратации цемента предварительно высушенных при 25°С и 110°С. Обнаружено, что адсорбционное поведение углеводов стремится к индивидуальности, связанной с особенностями пространственного строения их молекулярного скелета. Для моносахаридов значимым является наличие в их молекулярном составе трео-изомерных ОН-пар: с ростом числа трео-ОН-пар в молекуле моносахарида степень необратимой адсорбции углевода увеличивается. Для восстанавливающих дисахаридов значимым фактором является наличие в составе их молекул циклического фрагмента и пространственное положение его ОН-групп; с ростом температуры сушки образцов степень необратимой адсорбции дисахарида увеличивается. Путем сопоставления полученных экспериментальных и литературных данных обнаружена взаимосвязь между количеством экстрагируемого углевода и степенью его гидрофобности.
Ключевые слова: портландцемент, продукты гидратации, изомерные углеводы, молекулярная структура, экстракция, фотоколориметрическое определение концентрации углеводов.
гидратационных процессов и полным восстановлением прочностных характеристик цементного камня [5-7]. В то же время, взаимодействие углеводов с гидратными фазами цементного камня имеет более широкий спектр воздействия углеводов на процессы его структурообразования. Например, адсорбция моносахаридов влияет на фазообразование эттрингита и характер комплексообразования с ионами кальция в зависимости от их стереохимии [8]; адсорбция
1. Шошин Евгений Александрович, канд. техн. наук, доцент каф. Строительные материалы и технологии, Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина, е-mail: shoshin234@mail.ru
Evgeny A. Shoshin, Ph.D (Eng.), associate professor, Department of Building Materials and Technology, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
2. Строкова Валерия Валерьевна, д-р техн. наук, профессор, зав. каф. материаловедения и технологии материалов, e-mail: vvstrokova@gmail.com
Valeriya V. Strokova, Dr Sci. (Eng.), Head of Department of Materials and Materials Technology, V.G. Shukhov Belgorod State Technological University
Дата поступления - 1 апреля 2019 года
сахарозы влияет на реакционную способность отдельных минералов цементного клинкера [9, 10], а ком-плексообразование с ионами кальция приводит к формированию механически прочных полимолекулярных адсорбционных слоев по схеме Сахароза - Са2+ - Сахароза [11]. Помимо этого, авторами [12, 13] обнаружено, что взаимодействие углеводов с продуктами гидратации цемента может сопровождаться эффектами поглощения (окклюдирования) углеводов минеральной матрицей, что может быть использовано, например, при разработке технологических приемов по преодолению замедляющего действия сахаров в технологии древесно-цементных композитов. Способность гидратных фаз связывать углеводы использована авторами [14] при создании ускоряющей комплексной органоминеральной добавки на основе модифицированных углеводами продуктов гидратации цементной пыли. При этом следует пояснить, что минеральная дисперсия, приготовленная по схеме [14] представляет собой механическую смесь модифицированных сахарозой гидратированных алюминатных и не-гидратированных силикатных фаз цементного клинкера [15, 16], гидратацию которых почти полностью ин-гибирует сахароза [10]. При этом влияние структуры углевода на окклюдирующую способность продуктов гидратации цемента остается неясным. Определение закономерностей влияния структуры углевода на степень его поглощения гидратными фазами цемента позволит целенаправленно подбирать углеводы для синтеза высокодисперсных силикатных добавок с комплексом заданных свойств, а также разрабатывать рецептурно-технологические приемы с учетом характера используемого сырья. С целью внести ясность в этот вопрос, было проведено сравнительное исследование окклюдирующей способности продуктов гидратации цемента в отношении изомерных моно- и диса-харидов.
Материалы и методы
В работе использовался портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н ООО «Холсим (Рус)» ГОСТ 10178-85.
В качестве модифицирующих углеводов использовались изомерные дисахариды: сахароза (а-Э-глюкопиранозил-р-Э-фруктофуранозид), мальтоза (4-(а-Э-глюкопиранозил)-Э-глюкоза), лактоза (4-(р-Э-галактопиранозил)-Э-глюкоза), а также изомерные моносахариды рибоза, арабиноза и ксилоза.
Оценка окклюдирования углеводов продуктами гидратации цемента камня проводилась на основании результатов экстракции углеводов из модифицированных продуктов гидратации, высушенных в различных условиях, с последующим определением содержания углеводов в водных экстрактах.
Согласно данным [10] и сахароза и глюкоза являются эффективными замедлителями гидратации цементного клинкера, при этом наибольшая ингибиру-ющая активность углеводов наблюдается в отношении гидратации алита и в меньшей степени - алюминатных фаз. Например, при введении в цементную пасту сахарозы и глюкозы в количестве 1 % скорость гидратации алюминатных фаз снижается на 70 % и 40 % соответственно, тогда как скорость гидратации алита снижается в присутствии сахарозы более чем на 90 %, в присутствии глюкозы - на 80 % [10]. Последнее, а также более высокая концентрация углеводов (2 %) выбранная для настоящего исследования, позволяют
рассматривать получаемые модифицированные гид-ратные фазы цементного клинкера как продукты гидратации с преимущественным содержанием гидроалю-минатных фаз.
Образцы модифицированных продуктов гидратации цемента (ASH-фазы) готовились затворением портландцемента водным раствором соответствующего углевода при В/Ц = 0,5 и эквимолярном содержании углеводов в образцах. Для соблюдения последнего требования дисахариды предварительно растворяли в воде затворения из расчета 2 % от массы цемента, моносахариды - 0,9 %, что составляет соответственно 5,8 и 5,9 ммоль углевода на 100 г цемента. Полученные пасты выдерживались в течение 3 суток при температуре (20±2) °С под гидравлическим затвором. Длительная экспозиция позволяет достичь относительно высокой степени гидратации алюминатных фаз клинкера при одновременно низком уровне гидратации силикатов клинкера [10, 15]. Высокое содержание углеводов препятствует развитию процессов схватывания и твердения цементных паст, благодаря чему они сохраняют исходную консистенцию. Образцы модифицированных гидратированных цементных паст делились на две части, одна из которых высушивалась на воздухе при температуре 20-25 °С, а вторая - при температуре 110 °С до постоянной массы. Полученные таким образом образцы модифицированных ASH-фаз измельчались и подвергались экстракции в воде в течение 3 часов при температуре 95 °С и соотношении масс твердой и жидкой фаз равном 1/10. Объем экстракта составил 100 мл на образец. Твердения образцов модифицированных ASH-фаз в процессе экстрагирования не наблюдалось, что свидетельствует об эффективном подавлении процессов структурообразова-ния цементного камня присутствующими в системе углеводами.
Содержание углеводов в полученных экстрактах определяли фотоколориметрическим методом по фенол-сернокислой реакции с применением фотометра микропланшетного формата Multiscan Ascent (Thermo-Labsystems, Финляндия). Принцип действия метода основан на переведении определяемых сахаров в фурфурольные соединения под действием концентрированной серной кислоты, различающиеся по экстинк-ции при 490 нм в зависимости от их концентрации. Для градуировки использовали растворы глюкозы с известной концентрацией. Для всех измерений стандартное отклонение не превышало 5 %. Исследования проводились в ЦКП «Симбиоз» ИБФРМ РАН (г. Саратов).
Результаты и обсуждение
Экстракция дисахаридов
Таблица 1. Содержание дисахаридов в экстрактах __модифицированных гидратных фаз
Модифицирующий углевод Содержание углево мкг/100 мл (% от изначального да в экстрактах, расхода углевода)
Сушка 25 °С Сушка 110 °С
Сахароза 1574 (2,38 %) 5392 (8,17%)
Мальтоза 5940 (9,00 %) 671 (1,01 %)
Лактоза 646 (0,98 %) 610 (0,92 %)
Образцы, высушенные при 25 °С. В ряду модифицированных образцов высушенных при 25 °С высоким содержанием углевода в экстракте выделяется образец, модифицированный мальтозой (таблица 1).
Следует отметить, что аналогичный эффект проявился и при определении электронно-микроскопическим методом элементного состава модифицированных дисахаридами (2 %) продуктов активированной гидратации цемента [17] - так называемых модифицированных продуктов гидратации (МПГ) (таблица 2). МПГ в отличие от ASН-фаз, получали в ходе помола суспензии цемента в растворе модифицирующего углевода. Такой способ гидратации цемента позволяет преодолеть ингибирующее действие адсорбционных оболочек дисахаридов и получить модифицированные дисахаридом не только гидроалюминаты, но и гидросиликаты. При анализе результатов элементного состава образцов МПГ было сделано предположение, что процедура сушки, являясь элементом подготовки образцов к микроэлектронному исследованию, спровоцировала диффузию углеводов из глубины образца к его поверхности. А представленные в таблице 2 данные показывают поверхностную концентрацию элементов и характеризуют, в том числе, высокую диффузионную подвижность мальтозы в образцах МПГ. Данные по экстракции дисахаридов из модифицированных ASН-фаз приводят к аналогичному выводу: мальтоза удерживается ими значительно хуже по сравнению с сахарозой и лактозой. Опираясь на данные элементного анализа МПГ, дисахариды можно расположить в ряд по увеличению их поверхностной концентрации в образцах МПГ: лактоза < сахароза « мальтоза.
_Таблица 2. Результаты элементного анализа МПГ*[15]
Содержание элемента
Элемент массовый % атомный % массовый % атомный %
Модификатор лактоза Модификатор мальтоза
C 2,84 5,00 17,40 28,13
O 50,39 66,47 40,42 49,05
Д 2,19 1,71 1,58 1,14
Б1 13,14 9,87 9,83 6,80
Ca 25,90 13,64 25,64 12,42
Модификатор сахароза Контрольный образец
C 3,19 5,71 2,35 4,20
O 47,90 64,35 48,99 65,76
Д 2,03 1,62 2,17 1,73
Б1 12,77 9,77 13,47 10,30
Ca 28,35 15,20 27,63 14,81
Примечание: приведен неполный перечень элементов
Данный ряд совпадает с рядом по увеличению содержания дисахаридов в экстрактах модифицированных ASН-фаз: лактоза < сахароза « мальтоза (таблица 1).
Все перечисленные дисахариды являются изомерами, т.е. различаются пространственным строением: в сахарозе и мальтозе присутствует а^-глюкопиранозное кольцо, в лактозе -Р^-галактопиранозное кольцо. При этом лактоза и мальтоза - восстанавливающие дисахариды, т.е. существуют в растворе преимущественно в открытой форме (рисунок 1), тогда как сахароза всегда присутствует в циклической форме и химически устойчива в щелочных растворах [11]. Согласно данным [10], сахароза адсорбируется избирательно на силикатных и гидросиликатных поверхностях (вовлекая в адсорбционную связь две ОН-группы пиранозного и одну ОН-группу фуранозного кольца), способна образовывать ком-
плексы с мономерными частицами Si(OH)4, силикатными поверхностями и образовывать полимолекулярные адсорбционные оболочки типа «Сахароза - Са2+ - Сахароза» при концентрации сахарозы 1 % и более [11].
б)
Рисунок 1. Цикло-оксо-таутомерия дисахаридов в растворах:
а) мальтоза - 4-(а-Э-глюкопиранозил)-0-глюкоза;
б) лактоза - 4-(/3-0-галактопиранозил)-0-глюкоза
Последнее характерно для адсорбции полимолекулярного типа и предполагает высокую чувствительность параметров адсорбционного слоя к температуре.
Лактоза и мальтоза, находясь в растворе в открытой форме, своими пиранозными фрагментами не могут образовывать с силикатной поверхностью три водородные связи как сахароза, а, следовательно, их равновесные концентрации в растворе должны быть выше.
Взаимодействие лактозы и мальтозы с гидроалюминатами может протекать по двум направлениям:
- с участием пиранозного цикла дисахарида путем встраивания органической молекулы в структурные пустоты гидроалюминатных фаз, которые легко окклюдируют значительно большие по объему молекулы пластификаторов различной природы [18-22],
- с участием открытого молекулярного фрагмента D-глюкозы - в щелочных условиях фрагмент глюкозы легко окисляется до соответствующих кислот [11, 23], что обуславливает возможность его взаимодействия с минеральной поверхностью по типу анио-нактивного ПАВ [10].
Однако, только в р^-галактопиранозном цикле лактозы присутствуют ОН-группы как аксиальной (а) (при С4 (рисунок 2)), так и экваториальной (е) (при С2 (рисунок 2)) ориентации относительно плоскости кольца [24], что позволяет лактозе, находясь в межслоевом пространстве гидроалюминатов, выступать сшивающим агентом, а
Рисунок 2. Пространственная структура таутомера лактозы/ в открытой форме
Последнее объясняет столь низкую концентрацию лактозы в экстрактах при любых температурах сушки образов. В молекуле же мальтозы все ОН-
группы пиранозного цикла находятся в экваториальном положении относительно плоскости кольца, что исключает возможность участия мальтозы в качестве сшивающего агента. В итоге мальтоза взаимодействует с гидратными фазами по типу анионного ПАВ, что обуславливает ее эффективную экстракцию из продуктов гидратации.
Образцы, высушенные при 110 °С В процессе тепловой обработки гидроалюминаты дегидратируются и переходят в более компактные формы [25]. Обладая определенной гидрофильностью, т.е. способностью поддерживать (не нарушать) сетку водородных связей воды [24, 26], адсорбированные лактоза и мальтоза могут замещать уходящую воду ОН-группами пираноз-ного кольца, дублируя пространственную сетку водородных связей воды в межслоевом пространстве гидроалюминатов и/или образовывать солевые соединения к-СОО"Д! (по открытому молекулярному фрагменту). Во всех случаях, подвижность указанных дисаха-ридов должна снижаться, что подтверждается экспериментом - содержание лактозы и мальтозы в экстрактах термообработанных образцов оказывается на самом низком уровне (таблица 1).
Обратная ситуация наблюдается с сахарозой -термообработка привела к многократному росту содержания сахарозы в экстракте. Причина, как отмечалось выше, в способности сахарозы образовывать адсорбционные мультислои (полимолекулярные слои). При повышении температуры устойчивость адсорбционных мультислоев сахарозы снижается и наблюдается высвобождение свободной сахарозы. Значительная толщина указанных мультислоев, отмеченная авторами [10], является причиной того, что высвобождение сахарозы из адсорбционных мультислоев становится превалирующим процессом, и содержание сахарозы в экстракте резко увеличивается. Дегидратация адсорбционных комплексов «Сахароза - Б1(ОН)4» должна способствовать иммобилизации сахарозы на поверхности и в объеме гидросиликатных фаз, однако, поскольку гидратация силикатов в присутствии сахарозы почти полностью блокирована [10], этот процесс не оказывает существенного влияния на конечное содержание свободной сахарозы в экстрактах.
Экстракция моносахаридов
Альдопентозы обладают альдегидной группой, которая в щелочной среде легко окисляется кислородом воздуха до соответствующих кислот [11]. Карбоксильная группа определяет характер адсорбции моносахаридов на минеральных поверхностях по типу анионактивных ПАВ [10]. В то же время, обилие близкорасположенных ОН-групп способствует комплексо-образованию моносахаридов с ионами металлов. Авторы [6] при изучении сахароподобных полиолов обнаружили, что среди возможных взаимных ориентаций соседних ОН-групп наибольшее замедляющее действие на гидратацию цемента оказывают трео-ОН-пары при асимметрических (рисунок 3, отмечены *) атомах углерода, т.е. расположенные по одну сторону в проекционной формуле Фишера (рисунок 3).
Их относительная замедляющая эффективность возрастает с увеличением количества трео-ОН-пар в большей степени, чем с увеличением общего числа ОН-групп в молекуле [6]. Исходя из этой логики, моносахариды с наименьшим числом трео-ОН-пар не
будут образовывать стабильных комплексов и, следовательно, будут эффективнее экстрагироваться
СН2ОН
а б в
Рисунок 3. Проекционные формулы Фишера альдопентоз
из состава соответствующих модифицированных образцов. Среди представленных моносахаридов ксилоза вообще не имеет трео-ОН-групп (рисунок 3), тогда как арабиноза и рибоза имеют одну и две трео-ОН-пары соответственно. Т.е. указанные моносахариды образуют ряд по увеличению числа трео-ОН-пар: ксилоза < арабиноза < рибоза. Согласно экспериментальным данным, в этой последовательности уменьшается количество моносахаридов в соответствующих экстрактах образцов ASH-фаз, подвергнутых термообработке 110 °С (таблица 3): ксилоза > арабиноза > рибоза. Т.е. с ростом числа трео-ОН-пар в молекуле моносахарида снижается десорбируемость моносахарида и, соответственно, снижается его способность к экстракции из объема ASH-фаз.
Таблица 3. Содержанте моносахаридов в экстрактах модифи-
Углевод Содержание углевода в экстрактах, мкг/100 мл (% от изначального расхода углевода)
Сушка 25 °С Сушка 110 °С
Арабиноза 2772 (1,54 %) 4770 (2,65 %)
Ксилоза 6516 (3,62 %) 5346 2,97 %)
Рибоза 3294 (1,83 %) 3816 (2,12 %)
Сопоставление экспериментальных результатов с литературными данными показало, что указанный выше ряд по увеличению числа трео-ОН-пар в исследуемых моносахаридах (ксилоза < арабиноза < рибоза) соответствует последовательности увеличения гидрофобности моносахаридов: ксилоза < арабиноза < рибоза [24]. И хотя изучение связи степени гидро-фильности углеводов (т.е. способности поддерживать/не нарушать сетку водородных связей воды) с устойчивостью их адсорбционных комплексов не входило в задачи данного исследования, следует отметить, что среди рассмотренных дисахаридов лактоза также отличается наибольшей гидрофобностью [24, 26] и, также как и рибоза, демонстрирует наибольшую прочность адсорбционной связи с ДБН-фазами.
Следует также отметить, что независимо от структуры моносахарида и температуры сушки модифицированных образцов содержание моносахарида в экстрактах колеблется в области 1,8-3,6 % от изначального расхода углевода, что свидетельствует об эффективной адсорбции моносахаридов ДБН-фазами вне зависимости от их молекулярной структуры. В то же время, колебания концентрации дисахаридов в экстрактах достигают 8% (от 0,978 % -лактоза, до 9,00 % - мальтоза, (таблица 1)), что свидетельствует, с одной стороны, об исключительном влиянии циклического фрагмента в молекуле углевода на характер его ад-
сорбции на ДБН-фазах, а с другой - указывает на определяющее значение характера ориентации ОН-групп (аксиальное, экваториальное) пиранозного кольца дисахарида на прочность адсорбционной связи «Дисахарид - ДБН-фазы».
Выводы
В образцах модифицированных продуктов гидратации цемента высушенных при 25 °С прочность адсорбционной связи изомерных альдопентоз с минеральными фазами пропорциональна количеству трео-ОН-пар в молекулярной структуре моносахарида. Увеличение числа трео-ОН-пар в молекулярной структуре моносахарида с нуля до 2-х сократило содержание соответствующего углевода в водном экстракте почти в 2 раза с 3,62 % (ксилоза) до 1,83 % (рибоза).
Термообработка модифицированных аль-допентозами продуктов гидратации цемента при 110 °С приводит к ослаблению и вырождению адсорбционной связи моносахаридов с минеральными фазами: независимо от числа трео-ОН-пар в молекулярной структуре моносахарида наблюдается выравнивание их концентрации в экстрактах соответствующих образцов модифицированных продуктов гидратации цемента (ксилоза - 2,97 %, рибоза - 2,12 %).
Прочность адсорбционной связи восстанавливающих дисахаридов (мальтоза, лактоза) с продуктами гидратации цемента полностью определяется структурными характеристиками их пиранозного кольца, в частности, наличием аксиальных и экваториальных ОН-групп. Наличие в структуре пиранозного кольца ОН-групп всех типов ориентации резко увеличивает прочность адсорбционной связи дисахарида с минеральными фазами. При этом термообработка (110 °С) модифицированных продуктов гидратации цемента приводит к усилению и вырождению адсорбционной связи изомерных мальтозы и лактозы с гидратными фазами цементного камня - наблюдается снижение и выравнивание концентраций дисахаридов в экстрактах модифицированных образцов, уровень которой становится более чем в 2 раза ниже концентрации моносахаридов в термообработанных образцах.
Обнаружена корреляция концентрации углеводов в экстрактах с гидрофобностью модифицирующего углевода. Обнаружено, что рост прочности адсорбционной связи углевода с продуктами гидратации цемента и снижение концентрации экстрактов соответствующих модифицированных образцов пропорциональны росту гидрофобности модифицирующего углевода. При этом данная закономерность справедлива как для моносахаридов, так и для восстанавливающих дисахаридов.
Обнаружено, что сахароза не подчиняется выявленным закономерностям по причине наличия в ее структуре двух стабильных циклических фрагментов, обуславливающих, с одной стороны, ее селективную адсорбцию на силикатных фазах цементного камня, а с другой - способность к образованию полимолекулярных адсорбционных слоев. Таким образом, структурные характеристики молекул углеводов определяют характер их адсорбционного взаимодействия с продуктами гидратации цемента и величину эффекта окклю-дирования углеводов последними.
Работа выполнена в рамках реализации Гранта Президента для научных школ НШ-2724.2018.8.
Литература
1 Ataie F.F., Juenger M.C.G., Taylor-Lange S.C., Riding K.A. Comparison of the retarding mechanisms of zinc oxide and sucrose on cement hydration and interactions with supplementary cementitious materials // Cement and Concrete Research. 2015. Vol. 72. P. 128-136. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.02.023
2. Juenger M.C. G, Jennings H.M. New insights into the effects of sugar on the hydration and microstructure of cement pastes // Cement and Concrete Research. 2002. Vol. 32. Iss. 3. P. 393-399. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00689-5
3. Kochova K,, Schollbach K, Gauvin F, Brouwers H.J.H. Effect of saccharides on the hydration of ordinary Portland cement // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 150. P. 268-275. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.149
4. von Daake H, Stephan D. Adsorption kinetics of retarding admixtures on cement with time controlled addition // Cement and Concrete Research. 2017. Vol. 102. P. 119-126. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.09.006
5. Zhang H, Wang W, Li Q, Tian Q, Li L, Liu J. A starch-based admixture for reduction of hydration heat in cement composites // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 173. P. 317-322. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.199
6. Zhang L, Catalan L.J.J., Baiec R.J., Larsen A.C., Esmaeili H.H., Kinrade S.D. Effects of saccharide set retarders on the hydration of ordinary Portland cement and pure tricalcium silicate // J. Am. Ceram. Soc. 2010. Vol. 93 [1]. P. 279-287. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03378.x
7. PeschardA, Govin A, Grosseau P., Guilhot B, Guyonnet R. Effect of polysaccharides on the hydration of cement paste at early ages // Cement and Concrete Research. 2004. Vol. 34. Iss. 11. P. 2153-2158. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.04.001
8. NaietC, Nonat A. Impacts of hexitols on the hydration of a tricalcium aluminate-calcium sulfate mixture // Cement and Concrete Research. 2016. Vol. 89. P. 177186. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2016.08.017
9. Martínez-Ramírez S, Gutierrez-Contreras R, Husillos-Rodríguez N, Fernandez-Carrasco L In-situ reaction of the very early hydration of C3A-gypsum-sucrose system by Micro-Raman spectroscopy // Cement and Concrete Composites. 2016. Vol. 73. P. 251-256. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2016.07.020
10. Smttha BJ, Rawala A., Funkhouser G.P., Roberts L.R., Gupta V., Israelachviiia J.N, Chmekka B.F. Origins of saccharide-dependent hydration at aluminate, silicate, and aluminosilicate surfaces // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2011. Vol. 108. № 22. P. 8949-8954. https://doi.org/10.1073/pnas.1104526108
11. Smttha BJ, Funkhouser G.P, Roberts L.R., Gupta V, Chmelka B.F. Reactions and Surface Interactions of Saccharides in Cement Slurries // Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids. 2012. Vol. 28. P. 1420214217. https://doi.org/10.1021/la3015157
12. Шошин ЕА, Казанцева И.Л. Эффект окклюзии сахарозы продуктами термолиза гидратных фаз портландцемента // Строительные материалы. 2018. №7. С. 60-63. DOI: 10.31659/0585-430Х-2018-761-7-60-63.
13. Шошин Е.А. Применение микроволнового излучения для термолиза модифицированных продуктов гидратации портландцемента // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 8. С. 93-100.
14. Тимохин Д.К., Иващенко Ю.Г, Щукин А.И., Шошин Е.А, Зинченко С.М, Козлов Н.А. Комплексная добавка для бетонной смеси: пат. Рос. Федерация. № 2373165. заявл. 27.05.08; опубл. 20.11.09, Бюл. № 32. 5 с.
15. Шошин Е.А., Тимохин Д. К, Обычев Д. О. Формирование нанофазы портландцемента на ранних сроках твердения в присутствие дисахаридов // Научное обозрение. 2015. № 4. С. 159-168.
16. Шошин Е.А, Поляков А.ВВ. Состав и структура гидросиликатов, получаемых механохимическим синтезом из портландцемента, модифицированного сахарозой // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 1. С. 76-81.
17. Шошин Е.А, Иващенко Ю.Г. Исследование состава цементных гидросиликатов, модифицированных изомерными дисахаридами // Региональная архитектура и строительство. 2016. Вып. 3. С. 50-54.
18. Plank J, Dai Z, Zouaoui N. Novel hybrid materials obtained by intercalation of organic comb polymers into Ca-Al-LDH // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2008. Vol. 69. P. 1048-1051. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.10.042
19. Plank J, Dai Z, Keller H, Hoss/e F. V, Seidl W. Fundamental mechanisms for polycarboxylate intercalation into C3A hydrate phases and the role of sulfate present in cement // Cement and Concrete Research. 2010. № 40. P. 45-57. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.08.013
20. Wang Q, Taviot-Gueho Ch, Leroux F, Ballerat-Busserolles K, Bigot C, Renaudin G. Superplasticizer to layered calcium aluminate hydrate interface characterized using model organic molecules // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 110. P. 52-69. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.005
21. Ng S, Metwalii E, Muller-Buschbaum P., Plank J. Occurrence of intercalation of PCE superplasticiz-ers in calcium aluminate cement under actual application conditions, as evidenced by SAXS analysis // Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 54. P. 191-198. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.09.002
22. Geiker M, Justnes H, Lauten R.A, De We-erdt K. The effect of calcium lignosulfonate on ettringite formation in cement paste // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 107. P. 188-205. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.02.021
23. Кочетков Н.К. Химия углеводов. М.: Химия, 1966. 674 с.
24. Научные основы химической технологии углеводов / отв. ред. А.Г. Захаров. М.: ЛКИ, 2008. 528 с.
25. Рамачандран В.С. Применение дифференциального термического анализа в химии цементов / пер. с англ., ред. В.Б. Ратинов. М.: Стройиздат, 1977. 408 с.
26. Структурная самоорганизация в растворах и на границе раздела фаз / Отв. ред. А.Ю. Цивадзе. М.: ЛКИ, 2008. 544 с.
References
1 Ataie F.F, Juenger M.C.G, Taylor-Lange S.C, Riding K.A. Comparison of the retarding mechanisms of zinc oxide and sucrose on cement hydration and interactions with supplementary cementitious materials // Cement and Concrete Research. 2015. Vol. 72. P. 128-136. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.02.023
2. Juenger M.C. G, Jennings H.M. New insights into the effects of sugar on the hydration and microstructure of cement pastes // Cement and Concrete Research. 2002. Vol. 32. Iss. 3. P. 393-399. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00689-5
3. Kochova K, Schollbach K, Gauvin F, Brouwers H.J.H. Effect of saccharides on the hydration of ordinary Portland cement // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 150. P. 268-275. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.149
4. von Daake H, Stephan D. Adsorption kinetics of retarding admixtures on cement with time controlled addition // Cement and Concrete Research. 2017. Vol. 102. P. 119-126. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.09.006
5. Zhang H, Wang W, Li Q, Tian Q, Li L, Liu J. A starch-based admixture for reduction of hydration heat in cement composites // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 173. P. 317-322. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.199
6. Zhang L, Cataaan L.J.J, Balec RJ, Larsen A.C., Esmaeili H.H, Kinrade S.D. Effects of saccharide set retarders on the hydration of ordinary Portland cement and pure tricalcium silicate // J. Am. Ceram. Soc. 2010. Vol. 93 [1]. P. 279-287. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03378.x
7. PeschardA, Govin A, Grosseau P., Guilhot B, Guyonnet R. Effect of polysaccharides on the hydration of cement paste at early ages // Cement and Concrete Research. 2004. Vol. 34. Iss. 11. P. 2153-2158. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.04.001
8. NaletC, Nonat A. Impacts of hexitols on the hydration of a tricalcium aluminate-calcium sulfate mixture // Cement and Concrete Research. 2016. Vol. 89. P. 177186. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2016.08.017
9. Martinez-Ramirez S, Gutierrez-Contreras R, Husillos-Rodriguez N, Fernandez-Carrasco L In-situ reaction of the very early hydration of C3A-gypsum-sucrose system by Micro-Raman spectroscopy // Cement and Concrete Composites. 2016. Vol. 73. P. 251-256. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2016.07.020
10. Smttha BJ, Rawala A., Funkhouser G.P, Roberts L.R., Gupta V, Israeaachviiia J.N, Chmeka B.F. Origins of saccharide-dependent hydration at aluminate, silicate, and aluminosilicate surfaces // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2011. Vol. 108. № 22. P. 8949-8954. https://doi.org/10.1073/pnas.1104526108
11. Smttha BJ, Funkhouser G.P, Roberts L.R., Gupta V, Chmelka B.F. Reactions and Surface Interactions of Saccharides in Cement Slurries // Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids. 2012. Vol. 28. P. 1420214217. https://doi.org/10.1021/la3015157
12. Shoshin EA, Kazanceva I.L. Jeffekt okkljuzii saharozy produktami termoliza gidratnyh faz portlandce-menta // Stroitel'iye materialy. 2018. №7. S. 60-63. DOI: 10.31659/0585-430H-2018-761-7-60-63.
13. Shoshin E.A. Primenenie mikrovolnovogo izlu-chenija dlja termoliza modificirovannyh produktov gid-
ratacii portlandcementa // Vestnik Belgorodskogo gosu-darstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2018. № 8. S. 93-100.
14. Timohin D.K, Ivashhenko Ju.G, Shhukin A.I, Shoshin E.A, Zinchenko S.M., Kozlov N.A. Kompleksnaja dobavka dlja betonnoj smesi: pat. Ros. Federacija. № 2373165. zajavl. 27.05.08; opubl. 20.11.09, Bjul. № 32. 5 s.
15. Shoshin E.A, Timohin D.K, Obychev D.O. Formirovanie nanofazy portlandcementa na rannih srokah tverdenija v prisutstvie disaharidov // Nauchnoe obozre-nie. 2015. № 4. S. 159-168.
16. Shoshin E.A, Poijakov A.V. Sostav i struktura gidrosilikatov, poluchaemyh mehanohimicheskim sintezom iz portlandcementa, modificirovannogo saharozoj // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2018. № 1. S. 76-81.
17. Shoshin E.A, Ivashhenko Ju.G. Issledovanie sostava cementnyh gidrosilikatov, modificirovannyh izomernymi disaharidami // Regional'naja arhitektura i stroitel'stvo. 2016. Vyp. 3. S. 50-54.
18. Plank J, Dai Z, Zouaoui N. Novel hybrid materials obtained by intercalation of organic comb polymers into Ca-Al-LDH // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2008. Vol. 69. P. 1048-1051. https://doi.org/10.1016/jjpcs.2007.10.042
19. Plank J, Dai Z, Keller H, Hoss/e F. V, Seidl W. Fundamental mechanisms for polycarboxylate intercalation into C3A hydrate phases and the role of sulfate present in cement // Cement and Concrete Research. 2010.
№ 40. P. 45-57.
https://doi.Org/10.1016/j.cemconres.2009.08.013
20. Wang Q., Taviot-Gueho Ch., Leroux F, Ballerat-Busserolles K, Bigot C, Renaudin G. Superplasticizer to layered calcium aluminate hydrate interface characterized using model organic molecules // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 110. P. 52-69. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.005
21. Ng S, Metwalii E, Muller-Buschbaum P., Plank J. Occurrence of intercalation of PCE superplasticiz-ers in calcium aluminate cement under actual application conditions, as evidenced by SAXS analysis // Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 54. P. 191-198. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.09.002
22. Geiker M, Justnes H, Lauten R.A., De We-erdt K. The effect of calcium lignosulfonate on ettringite formation in cement paste // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 107. P. 188-205. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.02.021
23. Kochetkov N.K. Himija uglevodov. M.: Himija, 1966. 674 s.
24. Nauchnye osnovy himicheskoj tehnologii uglevodov / otv. red. A.G. Zaharov. M.: LKI, 2008. 528 s.
25. Ramachandran V.S. Primenenie differen-cial'nogo termicheskogo analiza v himii cementov / per. s angl., red. V.B. Ratinov. M.: Strojizdat, 1977. 408 s.
26. Strukturnaja samoorganizacija v rastvorah i na granice razdela faz / Otv. red. A.Ju. Civadze. M.: LKI, 2008. 544 s.
