CC BY
3
РАЗДЕЛ III
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
Научная статья
УДК 691.54 TD Check for updates
DOI: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-1-158-166 EDN: NYKJTH
КИНЕТИКА НАБОРА ПРОЧНОСТИ СМЕШАННОГО ВЯЖУЩЕГО
А. В. Явинский, И. Л. Чулкова
Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)
г. Омск, Россия
121qqz@mail.ru, http://orcid.org/0000-0003-1717-9302 le5@inbox.ru, 0000-0002-2378-3947 ответственный автор
АННОТАЦИЯ
Введение. Хранение золы гидроудаления на золоотвалах негативно сказывается на экологической ситуации в близлежащих населенных пунктах, отвалы постоянно пылят и загрязняют источники воды. Для решения данной проблемы предлагается использовать золу гидроудаления в качестве компонента смешанного вяжущего. Поскольку удельная поверхность золы гидроудаления различна на всей территории отвала, необходимо изучить её влияние на набор прочности смешанного вяжущего при различных условиях твердения.
Материалы и методы. Перечислено оборудование, на котором выполнялся эксперимент. Для определения удельной поверхности использовался прибор ПСХ-12, сушка золы осуществлялась в сушильном шкафу. Хранение образцов проводилось в камере нормального твердения. Представлен химический состав золы гидроудаления с ТЭЦ-5 г. Омска.
Результаты. Приведены экспериментальные данные о прочности образцов смешанного вяжущего в возрасте 1,3,7,14,21,28,90 сут нормального твердения и данные о прочности образцов, прошедших тепловлажностную обработку. Прочность материала смешанного вяжущего с удельной поверхностью золы гидроудаления 460-490 м2/кг при нормальных условиях твердения составляет 42,57 МПа, что не уступает контрольному образцу. У образца с использованием золы гидроудаления 460-490 м2/кг после тепловлажностной обработки наблюдается повышение прочности на 12% по сравнению с контрольным образцом. Образцы, в которые вводилась зола гидроудаления с удельной поверхностью 220-250, 340370, 650-700 м2/кг, показывают результаты по прочности ниже, чем контрольный беззольный образец независимо от условий твердения.
Обсуждение и заключение. Обосновано, что рациональным является использование золы гидроудаления с удельной поверхностью 460-490 м2/кг. Его прочность при нормальных условиях твердения составляет 42,57 МПа, что не уступает контрольному беззольному образцу. У образца с использованием золы гидроудаления 460-490 м2/кг после тепловлажностной обработки наблюдается повышение прочности на 12% по сравнению с контрольным образцом. Повышение прочности образцов из смешанного вяжущего связано с ускорением в них прохождения пуццолановой реакции, продукты которой положительно влияют на прочность получаемых изделий.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: цемент, зола гидроудаления, смешанное вяжущее, прочность, экология, строительство, удельная поверхность
Статья поступила в редакцию 22.12.2022; одобрена после рецензирования 08.02.2023; принята к публикации 20.02.2023.
Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах и методах. Конфликт интересов отсутствует.
Для цитирования: Явинский А. В., Чулкова И. Л. Кинетика набора прочности смешанного вяжущего // Вестник СибАДИ. 2023. Т 20, № 1 (89). С. 158-166. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-1-158-166
© Явинский А. В., Чулкова И. Л., 2023
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE
PART III
Original article
DOI: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-1-158-166 EDN: NYKJTH
KINETICS OF MIXED BINDER STRENGTH GAIN
Aleksander V. Yavinsky, Irina L. Chulkova
Siberian State Automobile and Highway University (SibADI),
Omsk, Russia
121qqz@mail.ru, http://orcid.org/0000-0003-1717-9302 le5@inbox.ru, 0000-0002-2378-3947 Corresponding author
ABSTRACT
Introduction. The storage of pond ash at ash dumps has a negative impact on the environmental situation in the nearby settlements, dumps constantly dust and pollute water sources. To solve this problem, it is proposed to use ash from pond ash as a component of mixed binder. Since the specific surface area of pond ash is different throughout the dump, it is necessary to study its influence on the strength set of mixed binder under different curing conditions.
Materials and methods. The equipment on which the experiment was carried out is listed. To determine the specific surface ПСХ-12 device was used, ash drying was carried out in a desiccator. The samples were stored in a normal solidification chamber. The chemical composition of pond ash from TPP-5 of Omsk was presented. Results. Experimental data on the strength of samples of mixed binder at the age of 1,3,7,14,21,28,90 days of normal hardening and data on the strength of samples after heat and humidity treatment are presented. Durability of mixed binder composition with specific surface of hydraulic ash of 460-490 m2/kg under normal hardening conditions amounts to 42.57 MPa which corresponds to natural strength. The composition with the use of pond ash 460-490 m2/kg after water removal increased strength by 12% in comparison with the control composition. Compositions with specific surface of wet pond ash 220-250, 340-370, 650-700 m2/kg show durability results lower than the control ashless composition irrespective of hardening conditions.
Discussion and conclusions. It is proved that the use of pond ash with a specific surface of 460-490 m2/kg is rational. Its strength under normal conditions of hardening is 42,57 MPa, which corresponds to the strength of the concrete. The composition with the use of wet pond ash 460-490 m2/kg after heat and moisture treatment has an increase in strength by 12% compared to the control composition. Increased strength of mixed binder compositions is associated with acceleration of pozzolanic reaction in them, the products of which have a positive effect on the strength of the products.
KEYWORDS; cement, pond ash, mixed binder, strength, construction, ecology, specific surface area
The article was submitted 22.12.2022; approved after reviewing 08.02.2023; accepted for publication 20.02.2023.
The authors have read and approved the final manuscript.
Financial transparency: the authors have no financial interest in the presented materials or methods. There is no conflict of interest.
For citation: Yavinsky A. V., Chulkova I. L. Kinetics of mixed binder strength gain. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2023; 20 (1): https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-1-158-166
© Yavinsky A. V., Chulkova I. L., 2023
Content is available under the license Creative Commons Attribution 4.0 License.
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
159
СЗОЗ 4 ON ‘03 |ОД C303 ' l °N ‘03 woi
leujnop Aj)snpu| Лемцбщ pue 9|!qoujo}nv uejssny aqj. ИЬ\/9ИЭ мин±ээд C303-W03 ®
09 U
sjomne aq}Aq paijdujoo :aojnos
9)sем ddl pedui! lejuauiuojMua ащ jo auiai/os - L ajnBy nwedo±ae онэивеюоо :минм)±эи
Agado сн/СтснежМно ен }~ie± аодохшо unauionagsoa ei/vaxo - j, хонАэп^
gAd tT'duiAi |,gg oHauabiaa OLrisg j 2202 a ‘Jodob oaioauaiModio и iHoiAiad вн 1Я1Л11Л|Ао эитяиод HoiomuaBduBH онЬо^жа NHBdio в1ЭжЬснд ей oj0h аиаюЬаиэа ‘[ц,] сняю -o>moiooeodoi/\i и сняюонквасииоЬ нэюшниию 0н в!яивфов ей ьт^яои HMiiadaou oJoнжod -ob oJOHh0aoJLrob и oJOHH0aio0hB» oaioauai -Modio нэюниан MoiAiaugodu ионжва ‘MdMgMQ
MOHbBUBg ‘MIOOHlOBh Э ‘И MMOOOd HLfb 0ЖЯВ1 boi0bH0iAiMdu BHoxNdoio» а ‘иииаЬеи яюо!Л1и -oio и ‘оняо01ваоЬ0оо в ‘яюо1Л1иою 00 Я1иеинэ iMLroaeou июонжвоа ионнааюаюа иинноюоэ a KMH0LfBbAodbMJ 1яоое аинваоеяиоиэи нэювт -laaou nadiao яюо1Л1иою OJ0h аиаюЬаиэа ‘ошИ -Bdauo otAHiBdiBeojdaHe иодоэ laHuaBiobadu KMH0LfBbAodbMJ 1яоое вятЛо нинэивЬАс^Ьш Лиое о)Лнн0тЛо1яа OHauaindBabadu иои воонЛ Лиое юнАеяиоиэи [оU ‘6 ‘8 ‘L ‘9 ‘S ‘Р ‘8] хвюд
-Bd xiaHH0LraBiob0du д [oi, ‘6 ‘8l MLroBdio ион -auaiModio a aoboxio M^iogBdadau июводо а и1Л1кинваоЬаиээи яэиив1лшнве aiadoio^ ‘ladoiaB aiaHHoaioohaio и ииээна Ьвояа иотяиод [/ ‘д ‘д] вноюд bihohouiaio^ эаюэьвя a aoboxio аинваоеяиоиэи ииваоЬаиээи ииЬни ‘нв!и>| ей 01ян0ьЛ 0и_1он|/\| ‘g] аЬиа iaioxAo a hCl aobox
-10 xiaHHOJOHxai a^iogBdadau а ияио MiaiBJog laAdndioHoiAiab B>iMi>iBdu HBaodn|/\| 1 a>mAoHd вн BH0LraBiob0du Abado o^Ah^o^вжAdяo вн hCl aoboxio ниаюиэЬеоа biaioxq [2 4] xtwdoiMd -dai хиЬ1вж0оеиод вн Аяаонвюдо о^жээьиюи -ояе вн юнииа онаиююн хвиваюоиое вн hCl aoboxio aMHOHBdx (hCl) naoBdiHahodi^aije xiaaoLruai aoboxio a^iogBdadau 0 ooduoa но -1эв1Л1инЬои abiBh aoa mAiada aabinoioBH g
зинatfaaa
VdAl>l31HXdV И 0ai04LJ31H0dl0
III Lf3tf£Vd
CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE
PART III
Дорожное покрытие из бетона обладает рядом преимуществ перед асфальтом, например, повышенной прочностью и морозостойкостью, но вследствие высоких затрат на строительство не пользуется популярностью в нашей стране [12]. Также важно отметить, что по асфальтовому покрытию можно ездить сразу после укладки, а цементобетонному необходимо время, чтобы набрать прочность.
Замене цемента и песка в бетонной смеси на золу гидроудаления посвящены работы [13, 14, 15, 16, 17, 18], однако их авторы делают акценты на химическом составе отходов ТЭЦ, а не на их удельной поверхности.
Использование золы гидроудаления во влажном виде в составе тяжелого бетона может позволить снизить его стоимость, а также улучшить экологическую обстановку в России.
Целью работы является исследование набора прочности смешанного вяжущего с заменой части цемента золой гидроудаления при различной удельной поверхности золы гидроудаления.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для изучения кинетики твердения смешанного вяжущего были запроектированы 5 составов, которые отличались удельной поверхностью золы гидроудаления, а также контрольный беззольный образец. Рациональное количество вводимой золы гидроудаления было установлено в ранее проводимых исследованиях и составляет 20% от массы цемента1. Зола гидроудаления применялась в состоянии естественной влажности, влажность находилась высушиванием до постоянной массы и составила 42%. Удельная поверхность золы гидроудаления определялась прибором ПСХ-12, после ее высушивания до постоянной массы. Составы представлены в таблице 2.
В работе использовалась зола гидроудаления с ТЭЦ-5 г. Омска, точки отбора представлены на рисунке 2. Отбор образцов золы гидроудаления проводился из 4 точек с помощью мобильной буровой установки.
Рисунок 2 - Точки отбора золы гидроудаления с отвала ТЭЦ-5
Источник: составлено авторами.
Figure 2 - Ash extraction points from the ash dump of TPP-5 Source: compiled by the authors.
1 Явинский А. В., Чулкова И. Л., Кацарский Р С. Исследование водонепроницаемости и морозостойкости тяжелого бетона с золой гидроудаления для дорожного покрытия // Сборник материалов V Национальной научно-практической конференции. Образование. Транспорт. Инновации. Строительство. 2022. С. 514-517.
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
161
РАЗДЕЛ III
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
Таблица 1
Химический состав золы гидроудаления
Источник: составлено авторами.
Table 1
Chemical composition of pond ash
Source: compiled by the authors.
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 ППП*
57,83 1,11 23,29 7,26 0,13 0,78 1,66 0,50 0,69 0,42 6,33
* ППП - потери при прокаливании.
Талица 2
Кинетика набора прочности образцов
Источник: составлено авторами.
Table 2
Kinetics of specimen strength gain
Source: compiled by the authors.
№ состава Золо- цементное отношение, % S золы уд гидро- удаления, м2/кг Водовяжущее отношение % Прочность на сжатие R , МПа сж
Время твердения образцов, сут После ТВО
1 3 7 14 21 28 90
1 0:100 - 29 4,00 12,54 23,25 30,58 39,01 43,22 54,33 35,46
2 20:80 220-250 32 3,08 9,84 20,04 27,06 34,05 37,12 59,23 33,85
3 20:80 340-370 32 3,60 11,04 21,06 28,10 35,92 39,80 61,37 35,07
4 20:80 460-490 32 3,78 12,22 23,12 29,82 37,32 42,57 65,41 36,35
5 20:80 650-700 32 3,17 9,97 20,50 27,15 34,41 38,10 62,11 33,43
В составах 2, 3, 4 применялась зола гидроудаления в естественном состоянии с различных точек отвала. Для достижения удельной поверхности 650-700 м2/кг зола гидроудаления подвергалась помолу в мельнице. Помол золы гидроудаления проводился в планетарной мельнице. Зола гидроудаления подвигалась помолу в высушенном состоянии.
Химический состав определялся с помощью рентгенофлуоресцентного метода и представлен в таблице 1.
По химическому составу золы гидроудаления можно сделать вывод, что она не обладает собственной активностью и является ульт раки слой (модуль основности <1).М одуль основности Мо -предстаоайек овношлове оумм оснвиоыхуксвдов ькислотным оосидом:
Мп = 22 (1)
SiO2 +А12 О3
Потери при прокаливании составили более 6%, что может быть следствием спекания угольного топлива, из-за чего в золе может находиться много крупных частиц несгоревшего топлива, что может негативно сказаться на ранних сроках твердения. Также негативное
влияние может оказывать неоднородность золы гидроудаления [19].
Для изготовления тяжелого бетона использовался цемент ЦЕМ I 42,5 Н, который был исследован в лаборатории СибАДИ и показал соответствие всем требованиям ГОСТ 31108-2020. Удельная поверхность цемента определялась на приборе ПСХ-12 и составила 310 м2/кг.
Из смешанного вяжущего изготавливались образцы - кубики с ребром 2 см, которые твердели в камере нормального твердения (при температуре 20 0С ± 2). Часть образцов подверглась тепловлажностной обработке (ТВО) в пропарочной камере. Режим ТВО составил 4 ч, подъем температуры - 6 ч, изотермической выдержки при температуре 60 0С и 4 ч плавного остывания. Для пропаривания образцов использовалась камера нормального твердения. Режим тепловлажностной обработки изделий выбирался исходя из ГОСТ 33148-2014, так как запроектированные составы планируется использовать при производстве дорожных плит.
Прочность при сжатии образцов определяли на универсальной испытательной машине серии UGT-AI-7000LA в возрасте 1,3, 7,14, 21, 28 сут. У образцов, прошедших ТВО, прочность определялась после их изъятия из пропарочной камеры через сутки после остывания.
162
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE
PART III
РЕЗУЛЬТАТЫ
В таблице 2 представлены результаты исследования на прочность при сжатии образцов кубиков в нормальных условиях твердения, а также после ТВО.
Проанализировав результаты, представленные в таблице № 2, можно сделать следующие выводы. В первые сутки образцы с золой гидроудаления характеризуются снижением прочности по сравнению с контрольным беззольным образцом. Наиболее заметен данный эффект при удельной поверхности золы 220250 м2/кг (образец № 2), снижение прочности составляет 23%. Это может быть следствием микропористости золы и наличия в ней агрегированных частиц, которые не позволяют полноценно прогидратировать портландцементу. Поскольку зола гидроудаления использовалась в состоянии естественной влажности, то часть воды осталась в её микропорах, непро-реагировав с портландцементом.
У образцов № 2 наблюдается наибольшее снижение прочности по сравнению с контрольным беззольным образцом в любом возрасте, что является следствием повышенной водопотребности смешанного вяжущего вследствие пористой структуры золы гидроудаления. Стоит заметить, что скорость набора прочности у данного образца меньше, чем у остальных образцов с золой гидроудаления при любом сроке твердения. Так, в возрасте 28 сут прочность образца на 15% меньше, чем у контрольного образца. Из чего можно сделать вывод, что применение золы с удельной поверхностью 220-250 м2/кг при нормальных условиях твердения не является рациональным.
Образец № 3, в котором использовалась зола гидроудаления с удельной поверхностью 340-370 м2/кг, показывает результаты на прочность при сжатии лучше, чем образца № 2, хотя и уступает контрольному образцу. Так, у образца № 3 прочность в 1 сут твердения значительно выше, чем у образца № 2 (больше на 15%), но все еще ниже, чем у контрольного образца (ниже на 10%). Однако к более поздним срокам твердения прочность образцов № 3 соизмерима с образцами № 2. Например, в возрасте 7 сут у образца № 3 прочность при сжатии выше, чем у образца № 2 всего на 5%. По сравнению с контрольным образцом № 1 у образца № 3 заметно снижение прочности
на ~10% на всех этапах твердения. Снижение прочности также может быть негативным эффектом золы гидроудаления вследствие наличия в ней частиц несгоревшего топлива, хотя и меньшем, чем в образце № 2.
По показателям образцов № 4 можно сказать, что применение золы гидроудаления в составе смешанного вяжущего с удельной поверхностью 460-490 м2/кг является наиболее рациональным, поскольку образцы № 4 имеют значения прочности лучше, чем у остальных зольных образцов в любом возрасте. Так, в возрасте 3 сут образец № 4 имеет прочность всего на 3% ниже, чем у контрольного образца. Повышение прочности у образца № 4 при сравнении с другими образцами смешанного вяжущего может быть следствием микронаполняющего эффекта золы гидроудаления. Также, поскольку при повышении удельной поверхности золы гидроудаления в ней наблюдается повышение содержания гладких частиц шарообразной форы, может наблюдаться «шарикоподшипниковый эффект»2, вследствие чего улучшается скольжение частиц цемента по поверхности зольных частиц.
Образец № 5, в котором использовалась молотая зола гидроудаления с удельной поверхностью 650-700 м2/кг показал значения по прочности ниже, чем образцы № 3 и № 4, а также значительно ниже контрольного образца. Прочность образцов № 5 в возрасте 1 и 3 сут ниже, чем у контрольного образца на 21 и 20% соответственно. Повышение удельной поверхности золы гидроудаления до значений 650-700 м2/кг вызывает слипание частиц при помоле вследствие воздействия на них поверхностных сил.
Поскольку удельная поверхность золы значительно выше, чем у цемента, частицы золы агрегируются на частицах цемента и препятствуют ему полноценно вступить в реакцию с водой.
После 90 сут твердения все составы с золой гидроудаления показывают прочность выше, чем контрольный беззольный состав. Например, состав № 4 показывает прочность на 17% выше, чем контрольный беззольный образец. Состав № 2, который на 28 сут показывал наименьшую прочность из испытуемых образцов, имеет прочность на 9% выше, чем состав № 1. Повышение прочности образцов, содержащих золу гидроудаления, является следствием пуццоланового эффекта золы.
2 Безродных А. А., Строкова В. В. Теоретическое обоснование использования модифицированных вяжущих для укрепления грунтов // V Международный студенческий строительный форум-2020. 2020. 126-131.
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
163
РАЗДЕЛ III
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
Снизить негативное влияние золы гидроудаления на набор прочности смешанного вяжущего можно использованием пластифицирующих добавок, что будет в дальнейшем изучаться.
Важно заметить, что зола гидроудаления не обладает собственными вяжущими свойствами, но при взаимодействии с цементом она вступает в пуццолановую реакцию, результатом которой становится образование гидросиликатов кальция. Гидросиликаты кальция характеризуются повышенной прочностью и нерастворимостью, что положительно сказывается на прочности всех образцов с золой гидроудаления. Однако нс натнльнош отелях овецдения ир>оущяго данный сЦзфегв неинсаи-вснол, дооаюляеося п> и Нонса позцнна лрнк а>и тг^Д1од^ния [^Я,^> ,Ио]. Ускя|Ктео протоканос н^^ц> ннлаоона6 ацязL[[гт можно е плмощтю "ЗЕВО [оТ].
Цаамoaитввцция нюfеLK<И■п^Е■|[]i3oИ^ цеетоио апосо1нц^ [[oотl(бияр паяноость ацт)aзlеoм н 0-лаИ по cpцитpвию с яонтрольныс беатяншрым oЦpaлцoл. оен, cfC]H^;-pm Ч° би № Н тоово пса-яяжястoя ТВО ое астяпаюс по прочнтеянкос -тpооилoуa бенсоньному образцуа еакжо яд пронтостс удораачнсряел зpяабмцвиpеl ГОСба б-ровность после ТВПР о оя% масасноИ яаон-"^<^сеги). о аЯтанна № и янотюдантая повышение провнос™ оа Г2% ео есцвсянию с овт-и^|:)а.пнн]]lм обвооцом.
Повышенле пнюнвастн яoляииlц офазцов гг^сл^ В"ИО он’нооо беляво ко во^енса го цбц тви ipa по cяоинnиию о тЦястнвми, тиeсдeишиpи с каеяре нгргильнонн тверде2ня, пoивoляeи нднлатв вниисн чтя пeбмоо>тннaция пуцволс: ибпoи ацязL^ин зясы гидооудаленляповвооя-ят дсбитев пст|3(]cоц 2аочноcги oбpaпцяя. М васе пуццоланолой бмo|иЛ"ны][
иг>цоняpeм,яoapцжaщвиоa о яоло dидpoодолa-ли я, изцляo1я ейнвуня ев гlац ооояидом сaлыоPИ[ , чтеиясня1цил т аС|яоРЯнанию нидроселикаоср pяоыпия:
хСа(ОНЪ + ySiOs + ПН2О =
, (2)
= хСаО • ySiOo • z№ О + (n + х - z) #2 О.
Данные новообразования благоприятно влияют на качество вяжущего, так как они повышают прочность и уменьшают пористость. Образование гидросиликатов кальция благоприятно влияет на долговечность золоцемент-ныхизделий[24,25].
По результатам испытаний образцов, твердеющих в нормальных условиях и подвергшихся ТВО, можно сделать вывод, что помол золы гидроудаления до удельной поверхности
более 490 м2/кг является нецелесообразным, так как при повышении удельной поверхности наблюдается снижение прочности смешанного вяжущего. В составе смешанного вяжущего рекомендуется применять золу гидроудаления с удельной поверхностью 460-490 м2/кг, так как образцы с ней показали наибольшую прочность по сравнению с остальными.
ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведение испытаний смешанного вяжущего с заменой 20% цемента на ультракислую золу гидроудаления позволило установить нвлияние удельной поверхности золы гидроудаления на кинетику набора прочности. Установлено, что применение золы гидроудаления с удельной поверхностью 220-250 м2/ кг и 650-700 м2/кг негативно влияет на ранний набор прочности смешанного вяжущего (в 1 и 3 сут). Установлено, что образцы, в которых применялась зола гидроудаления с удельной поверхностью 220-250, 340-370, 650-700 м2/ кг не достигают прочности контрольного беззольного образца в возрасте 28 сут.
Установлено, что рациональным является использование золы гидроудаления с удельной поверхностью 460-490 м2/кг. Образец с данной удельной поверхностью золы гидроудаления продемонстрировал показатели по прочности, наиболее близкие к контрольному беззольному образцу в любые сроки твердения, а также соответствует марочной прочно-стиввозрасте28 сут.
Подтверждено, что ТВО оказывает благоприятное влияние на прочность при сжатии смешанного вяжущего с золой гидроудаления. Образцы с использованием золы гидроудаления с удельной поверхностью 220-250, 340-370 м2/кг показали прочность, незначительно уступающую контрольному беззольному образцу. У образца с использованием золы гидроудаления 460-490 м2/кг после ТВО наблюдается повышение прочности на 12% по сравнению с контрольным образцом. Повышение прочности образцов из смешанного вяжущего связано с ускорением в них прохождения пуццолановой реакции, продукты которой положительно влияют на прочность получаемых изделий.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Федюк Р С., Смоляков А. К., Тимохин Р А. Применение золошлаковых отходов в строительстве как фактор улучшения экологической обстановки // Экологический сборник 6: труды молодых ученых Поволжья. 2017. С. 391-395.
обсн
© 2HИB-2ИЗЗ BеcтнзкПибC0И
ahe RcosiaaAatomebile
end Tiphwaa laduHtir J>urнзl
Ром во, № 1.2023
он. Ю, No. 1.2023
CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE
PART III
2. Yadav S., Pandey V. C., Singh L. Ecological restoration of fly-ash disposal areas: Challenges and opportunities // Land Degradation & Development. 2021. Т 32. №. 16. С. 4453-4471.
3. Raheel M., Rahman F, Ali Q. A stoichiometric approach to find optimum amount of fly ash needed in cement concrete //SN Applied Sciences. 2020. Т. 2. №. 6. - рр. 1-9.
4. Насруллоев Ф. Х., Кобулиев З. В., Тагоев С. А. Комплексная переработка золошлаковых отходов душанбинской ТЭЦ-2 // Химия и инженерная экологи-я-XX. 2020. С. 128-131.
5. Sowjanya S., Adiseshu S. Statistical analysis of the physical properties of ternary blended concrete // Innovative Infrastructure Solutions. 2022. Т 7. №. 1. рр. 1-9.
6. Divitkumar R. P et al. Rheology of Sustainable Self Compacting Concrete with Triple Blend Cementitious Materials //International Conference on Structural Engineering and Construction Management. Springer, Cham, 2021. р. 905-919.
7. Khan R. A., Ganesh A. The effect of coal bottom ash (CBA) on mechanical and durability characteristics of concrete //Journal of building materials and structures. 2016. Т 3. №. 1. - р. 31
8. Баженов Ю. М. Эффективные бетоны для строительных и восстановительных работ с использованием бетонного лома и отвальных зол ТЭС / Ю. М. Баженов, С. А. Ю. Муртазаев // Вестник МГСУ 2008. № 3. С. 124-127.
9. Толстой А. Д., Лесовик В. С., Загород-нюк Л. Х., Ковалева И. А. Порошковые бетоны с применением техногенного сырья // Вестник МГСУ Москва. 2015. № 11. C. 101-109.
10. Федюк Р С., Мочалов А. В., Пезин Д. Н., Тимохин Р А. Самоуплотняющиеся бетоны с применением отходов растениеводства // Вестник СибАДИ. 2018. Т 15, № 2 (60). С. 294-304.
11. Шейнин А. М., Эккель С. В. Причина долговечности // Строительная техника и технологии. 2004. №1(29). С. 62-65
12. Салимова Б. Д., Худайкулов Р М. Цементобетонные смеси в строительстве автомобильных дорог // Вестник науки и образования. 2020. №. 3-3 (81). С. 9-11.
13. Harle S. M. Experimental Investigation on the use of Pond Ash in the Concrete // International Journal of Scientific Research in Network Security and Communication. 2019. Т 7. №. 3. р. 12-20.
14. Amran M., Debbarma S., Ozbakkaloglu T Fly ash-based eco-friendly geopolymer concrete: A critical review of the long-term durability properties // Construction and Building Materials. 2021. Т 270. С. 121857.
15. Yousuf A. et al. Fly ash: production and utilization in India-an overview // J Mater Environ Sci. 2020. Т. 11. №. 6. pp. 911-921.
16. Jose A. et al. Characterization of cement stabilized pond ash using FTIR spectroscopy // Construction and Building Materials. 2020. Т. 263. pp. 120136.
17. Lal D., Chatterjee A., Dwivedi A. Investigation of properties of cement mortar incorporating pond ash-an environmental sustainable material //Construction and Building Materials. 2019. Т 209. pp. 20-31.
18. Lee J. S. et al. A Study on the Possibility of Using Cement Raw Material through Chemical Composition Analysis of Pond Ash //Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection. 2020. Т. 24. №.
6. pp. 180-188.
19. Махмудов А. М., Трофимов Б. Я., Гафоров Ф. А. Влияние количества и дисперсности золы на формирование структуры и свойства цементного камня // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2021. Т 21, № 4. С. 40-47.
20. Joshi R.C. Fly Ash - Production, Variability and Possible Complete Utilization // Indian Geotechnical Conference. 2010. P 16-18.
21. Коровкин М. О., Петухов А. В. Высокопрочные бетоны с высоким содержанием золы Канско-А-чинского буроугольного бассейна // Инженерный вестник Дона. 2017. № 1. С. 106-112.
22. Siddique R., Khan M. I. Supplementary cementing materials. Springer Science & Business Media, 2011.
23. Zhang Y, Sun Q., Yang X. Changes in color and thermal properties of fly ash cement mortar after heat treatment //Construction and Building Materials. 2018. Т 165. С. 72-81.
24. Явинский А. В., Чулкова И. Л. Влияние золы гидроудаления на свойства тяжелого бетона для строительства дорожного покрытия // Вестник БГТУ им. В.Г Шухова. 2022. № 3. С. 16-24
25. Murtazaiev S. A.Y, Saidumov M. S., Leso-vik V. S., Chernysheva N. V., Bataiev D. K. S. Fine-grainedcellular concrete creep analysis technique with consideration forcarbonation // Modern Applied Science. 2015. Т 9. № 4. pp. 233-245.
REFERENCES
1. Fedyuk R. S., Smolyakov A. K., Timohin R. A. Primenenie zoloshlakovyh othodov v stroitel'stve kak faktor uluchsheniya ekologicheskoj obstanovki [Application of ash and slag waste in construction as a factor in improving the environmental situation]. Jekologicheskij sbornik 6: trudy molodyh uchenyh Povolzhja. 2017: 391395. (In Russ.)
2. Yadav S., Pandey V. C., Singh L. Ecological restoration of fly-ash disposal areas: Challenges and opportunities. Land Degradation & Development. 2021. Vol. 32. No 16: 4453-4471.
3. Raheel M., Rahman F., Ali Q. A stoichiometric approach to find optimum amount of fly ash needed in cement concrete. SN Applied Sciences. 2020; Vol. 2. No 6: 1-9.
4. Nasrulloev F Kh., Kobuliev Z. V., Tagoev S. A. Kompleksnaya pererabotka zoloshlakovyh othodov du-shanbinskoj TEC-2 [Complete reproduction of asholox wasts from dushanbin CHPP-2]. Himija i inzhenernaja jekologija-XX. 2020: 128-131. (In Russ.)
5. Sowjanya S., Adiseshu S. Statistical analysis of the physical properties of ternary blended concrete. Innovative Infrastructure Solutions. 2022; Vol. 7. No 1: 1-9.
6. Divitkumar R. P et al. Rheology of Sustainable Self Compacting Concrete with Triple Blend Cementitious Materials. International Conference on Structural Engineering and Construction Management. Springer, Cham, 2021: 905-919.
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
165
РАЗДЕЛ III
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
7. Khan R. A., Ganesh A. The effect of coal bottom ash (CBA) on mechanical and durability characteristics of concrete. Journal of building materials and structures. 2016; Vol. 3. No 1: 31
8. Bazhenov Yu. M. Effektivnye betony dlya stroi-tel'nyh i vosstanovitel'nyh rabot s ispol'zovaniem beto-nnogo loma i otval'nyh zol TES [Effective concretes for construction and restoration works using concrete scrap and waste ash from TPPs]. Vestnik MGSU. 2008;3: 124-127. (In Russ.)
9. Tolstoy A. D., Lesovik V. S., Zagorodnyuk L. H., Kovaleva I. A. Poroshkovye betony s primeneniem tekhnogennogo syr'ya [Powder concretes using manmade raw materials]. Vestnik MGSU. Moscow, 2015; 11: 101-109. (In Russ.)
10. Fediuk R.S., Mochalov A.V., Pezin D.N., Timokhin R.A. Self-compacting concrete with the use of plant waste. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2018;15(2):294-304. (In Russ.) https://doi. org/10.26518/2071-7296-2018-2-294-304
11. Sheynin A. M., Eckel S. V. Prichina dolgovech-nosti [Reason of durability]. Stroitelnaya tekhnika i tekh-nologii. 2004;1(29): 62-65. (In Russ.)
12. Salimova B. D., Khudaykulov R. M. Cemento-betonnye smesi v stroitel'stve avtomobil'nyh dorog [Cement concrete mixtures in the construction of roads]. Vestnik nauki i obrazovanija. 2020; 3-3 (81): 9-11. (In Russ.)
13. Harle S. M. Experimental Investigation on the use of Pond Ash in the Concrete. International Journal of Scientific Research in Network Security and Communication. 2019; Т 7. №. 3: 12-20.
14. Amran M., Debbarma S., Ozbakkaloglu T Fly ash-based eco-friendly geopolymer concrete: A critical review of the long-term durability properties. Construction and Building Materials. 2021; Т 270: 121857.
15. Yousuf A. et al. Fly ash: production and utilization in India-an overview. J Mater Environ Sci. 2020; Т 11. no. 6: 911-921.
16. Jose A. et al. Characterization of cement stabilized pond ash using FTIR spectroscopy. Construction and Building Materials. 2020; Т 263: 120136.
17. Lal D., Chatterjee A., Dwivedi A. Investigation of properties of cement mortar incorporating pond ash-an environmental sustainable material. Construction and Building Materials. 2019; Т 209: 20-31.
18. Lee J. S. et al. A Study on the Possibility of Using Cement Raw Material through Chemical Composition Analysis of Pond Ash //Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection. 2020; Т. 24. no 6: 180-188.
19. Makhmudov A. M., Trofimov B. Y, Gaforov F. A. Vliyanie kolichestva i dispersnosti zoly na formirovanie struktury i svojstva cementnogo kamnya [The influence of the amount and dispersion of ash on the formation of the structure and properties of cement stone]. Vestnik Juzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. Seri-ja: Stroitel’stvo i arhitektura. 2021; Vol. 21. No 4: 40-47. (In Russ.)
20. Joshi, R.C. Fly Ash - Production, Variability and Possible Complete Utilization. Indian Geotechnical Conference. 2010: 16-18.
21. Korovkin M. O., Petukhov A. V. Vysokoprochnye betony s vysokim soderzhaniem zoly Kansko-Achinsko-go burougol'nogo bassejna [High-strength concretes with high ash content of Kansk-Achinsk brown coal basin]. Inzhenernyj vestnik Dona. 2017; No 1 :106-112. (In Russ.)
22. Siddique R., Khan M. I. Supplementary cementing materials. Springer Science & Business Media, 2011.
23. Zhang Y, Sun Q., Yang X. Changes in color and thermal properties of fly ash cement mortar after heat treatment. Construction and Building Materials. 2018; Vol. 165: 72-81.
24. Javinskij A. V., Chulkova I. L. Vlijanie zoly gidrou-dalenija na svojstva tjazhelogo betona dlja stroitel'stva dorozhnogo pokrytija [Influence of hydraulic removal ash on properties of heavy concrete for road pavement construction]. Vestnik BgTu im. V.G. Shuhova. 2022; 3: 16-24. (In Russ.)
25. Murtazaiev S. A. Y, Saidumov M. S., Lesovik V. S., Chernysheva N. V., Bataiev D. K. S. Fine-grainedcellular concrete creep analysis technique with consideration forcarbonation. Modern Applied Science. 2015; Т 9. no 4: 233-245.
ВКЛАД СОАВТОРОВ
Явинский А. В. Формулировка направления и темы исследования, проведение эксперимента, анализ состояния вопросов и результатов исследования, написание, редактирование и оформление статьи.
Чулкова И. Л. Консультации, формулировка направления и темы исследования, анализ состояния вопросов и результатов исследования, написание, редактирование и оформление статьи.
AUTHOR CONTRIBUTION STATEMENT
Aleksandr V. Yavinsky. Formulation of the direction and topic of the study, conducting the experiment, analysis of the status of the issues and results of the study, writing, editing and design of the article.
Irina L. Chulkova. Consultation, formulation of the direction and topic of the research, analysis of the status of the issues and research results, writing, editing and design of the article.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Явинский Александр Викторович - аспирант кафедры «Промышленное и гражданское строительство», преподаватель кафедры «Техносферная и экологическая безопасность», SPIN-код: 4276-7420.
Чулкова Ирина Львовна - д-р техн. наук, проф. кафедры «Промышленное и гражданское строительство», SPIN-код: 6949-2994.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Aleksander V. Yavinsky - Graduate student of the Industrial and Civil Engineering Department, teacher of the Technosphere and Environmental Safety Department, SPIN-код: 4276-7420.
Irina L. Chulkova - Dr. of Sci., Professor, Industrial and Civil Engineering Department, SPIN-код: 6949-2994.
166
© 2004-2023 Вестник СибАДИ
The Russian Automobile
and Highway Industry Journal
Том 20, № 1.2023
Vol. 20, No. 1.2023
