Научная статья на тему 'Опыт применения добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства в бетонных технологиях'

Опыт применения добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства в бетонных технологиях Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
1977
237
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРОСИЛИКА / МИКРОКРЕМНЕЗЕМ / ОТХОДЫ / НАНОДИСПЕРСНАЯ ДОБАВКА / ЦЕМЕНТОБЕТОН / УГЛЕРОД / СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ / ЦЕМЕНТНЫЙ КАМЕНЬ / СТРОИТЕЛЬСТВО

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Мункхтувшин Д., Балабанов В. Б., Пуценко К. Н.

Цель. Представлен обзор зарубежной и отечественной литературы за период с 1950 по 2017 годы, посвященной исследованиям микрокремнезема, получаемого из отходов производства ферросплавных и кремниевых заводов. Методы. Проведен сопоставительный анализ основных характеристик микрокремнезема из разных источников. Осуществлено исследование обширного опыта использования микрокремнезема в качестве модифицирующей добавки в строительные материалы. Результаты. На основании анализа различных составов бетона с использованием микрокремнезема и без него был определен диапазон значений по каждому показателю. Выполнена сравнительная характеристика себестоимости 1 м3 смеси представленных рецептур. Выводы. Установлено, что введение микрокремнезема в бетонную смесь будет эффективным только в сочетании с суперпластификатором С-3. Целесообразнее использовать пыль рукавных фильтров, что позволит достичь удобоукладываемости за счет того, что частицы данной пыли имеют гладкую поверхность и сферическую форму, благодаря чему возникает эффект подшипников.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Мункхтувшин Д., Балабанов В. Б., Пуценко К. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Опыт применения добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства в бетонных технологиях»

Оригинальная статья / Original article

УДК 693.33, УДК 691.54

DOI: 10.21285/2227-2917-2017-3-107-115

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ДОБАВОК МИКРО- И НАНОСИЛИКИ ИЗ ОТХОДОВ КРЕМНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА В БЕТОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

© Д. Мункхтувшин3, В.Б. Балабановь, К.Н. Пуценко0

аЦентр дорожно-транспортного развития Монголии, Монголия, г. Улан-Батор, Хороо 20.

^Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Резюме. Цель. Представлен обзор зарубежной и отечественной литературы за период с 1950 по 2017 годы, посвященной исследованиям микрокремнезема, получаемого из отходов производства ферросплавных и кремниевых заводов. Методы. Проведен сопоставительный анализ основных характеристик микрокремнезема из разных источников. Осуществлено исследование обширного опыта использования микрокремнезема в качестве модифицирующей добавки в строительные материалы. Результаты. На основании анализа различных составов бетона с использованием микрокремнезема и без него был определен диапазон значений по каждому показателю. Выполнена сравнительная характеристика себестоимости 1 м3 смеси представленных рецептур. Выводы. Установлено, что введение микрокремнезема в бетонную смесь будет эффективным только в сочетании с суперпластификатором С-3. Целесообразнее использовать пыль рукавных фильтров, что позволит достичь удобоукладываемости за счет того, что частицы данной пыли имеют гладкую поверхность и сферическую форму, благодаря чему возникает эффект подшипников. Ключевые слова: микросилика, микрокремнезем, отходы, нанодисперсная добавка, цементобетон, углерод, структурообразование, цементный камень, строительство.

Формат цитирования: Мункхтувшин Д., Балабанов В.Б., Пуценко К.Н. Опыт применения добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства в бетонных технологиях // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2017. Т. 7, № 3. С. 107-115. DOI: 10.21285/2227-2917-2017-3-107-115

EXPERIENCE OF USE OF ADDS OF MICRO- AND NANOSILICA FROM THE WASTES OF SILICONE

PRODUCTION IN CONCRETE TECHNOLOGIES

© D. Munkhtuvshin, V.B. Balabanov, K.N. Putsenko

Center for Road and Transport Development of Mongolia, 20 Khoroo, Ulan Bator, Mongolia Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk 664074, Russian Federation

Abstract. Purpose. We present survey of foreign and native literature for the period of 1950 and 2017, dedicated to the investigations of microsilicasuspension, received from the wastes of production of ferro-aloy furnace and silicone factories. Methods. We performed comparative analyses of the main characteristics of microsilicasuspension from different sources. We performed research of the wide experience of use of microsilicasuspension as a means of modified additive to the building materials. Results. Based on the analyses of different contents of concrete with the use of microsilicasuspension and without it, we defined the range of the meanings of the each index. We performed comparative characteristics of prime cost of 1 m3 of the mixture of the presented procedures. Conclusions. It is stated that introduction of microsilicasuspension into the concrete mixture will be effective only in combination with superplasticizing

аМункхтувшин Дамдинсурен, заведующий дорожно-строительной центральной лабораторией, e-mail: [email protected]

Damdinsuren Munkhtuvshin, head of the road-building central laboratory, e-mail: [email protected] ьБалабанов Вадим Борисович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой автомобильных дорог, тел.: +7 (3952) 40-51-39, e-mail: [email protected]

Vadim B. Balabanov, candidate of technical sciences, associate professor, Head of the Department of automobile roads, tel.: +7 (3952) 40-51-39, e-mail: [email protected]

пуценко Ксения Николаевна, аспирант, кафедра автомобильных дорог, e-mail: [email protected]

Kseniya N. Putsenko, postgraduate, Department of automobile roads, e-mail: [email protected]

agent C-3. It is more practical to use dust of filter socks, that will allow to achieve placeability because the particles of this dust have smooth surface and spherical shape, due to what there occurs the effect of pillows.

Keywords: microsilica, microsilicasuspension, wastes, nanodisperse additive, cement concrete, car-bonium, structurization, cement rock, development

For citation: Munkhtuvshin D., Balabanov V.B., Putsenko K.N. Experience of use of adds of micro- and nanosilica from the wastes of silicone production in concrete technologies. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' [Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate], 2017, vol. 7, no. 3, pp. 107-115. (In Russian) DOI: 10.21285/2227-2917-2017-3-107-115

Введение

В настоящее время, в век стремительного развития строительной индустрии, строительное материаловедение ставит перед собой цель разработки новых технологий получения бетона с повышенными эксплуатационными характеристиками при условии минимизации сырьевых, энергетических и трудовых затрат.

На технико-эксплуатационные характеристики бетонов оказывают влияние такие показатели, как: марка и класс цемента, вид, свойства и количество крупного и мелкого заполнителя, что, в свою очередь, влияет на плотность, пористость, прочность, адгезионную способность и т.д.

В связи с этим актуальность данной работы обусловлена следующим:

1. Существует необходимость в разработке новых технологий получения высококачественных и долговечных цементных композитов в условиях минимизации материальных, энергетических и трудовых затрат.

2. Стоимость композитных материалов определяется стоимостью вяжущего.

3. Вяжущее имеет огромный потенциал повышения механических характеристик за счет изменения структуры матрицы посредством модификаторов.

4. При разработке цементных бетонов в качестве модификатора рационально использовать микро- и наносилику.

С учетом вышесказанного проблемой исследования является следующее:

1. Экономия вяжущего - цемента.

2. Интенсификация гидратации вяжущего.

3. Применение нано- и микросилики не получило в России широкого распространения, в то время как за рубежом она успешно применяется 45 лет.

4. Большие объемы отходов кремниевого производства, которые нигде не используются, несмотря на положительные свойства, приобретаемые бетонами после введения микрокремнезема.

Одним из решений данной проблемы может быть:

1. Модифицирование структуры цементного камня посредством микро- и нано-силики из отходов кремниевого производства.

2. Разработка технологии получения цементного композита (высокопрочного тяжелого цементобетона, модифицированного микро- и наносиликой) с повышенными характеристиками: прочность, низкая проницаемость, усиленная коррозионная и химическая стойкость, морозостойкость.

Целью научно-исследовательской работы является:

1. Исследование влияния микро- и наносилики на структурообразование и прочность цементного камня.

2. Разработка технологии производства высокопрочного тяжелого цементобетона с повышенными противокоррозионными и морозостойкими свойствами на основе добавок микро- и наносилики из отходов кремниевого производства.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Применение наносилики из пыли газоочистки кремниевого производства предлагается впервые ввиду того, что сухая газоочистка до сих пор не использовалась на кремниевых заводах России.

2. Разработка широкого спектра рецептур для высокопрочных бетонов со специальными свойствами.

3. Возможность расширения использования разрабатываемой технологии, а именно ее применения для других видов бетона (легкие бетоны, газо-, пенобетоны).

Материал и методы исследования

В последние несколько десятилетий происходило интенсивное изучение ультрадисперсных минеральных добавок с высоким содержанием диоксида кремния с целью развития бетонных технологий посредством добавления микрокремнезема в бетонную смесь.

Микрокремнезем - побочный продукт производства кремния или ферросилиция, представляющий собой аморфный диоксид кремния - SiO2 в виде шарообразных частиц [1].

Микрокремнезем как модифицирующая добавка нашел применение в бетоне. Из-за своей химической природы и физических свойств микрокремнезем - высокоактивный пуццолан. Бетон, его содержащий, может обладать повышенными прочностными характеристиками.

Отправной точкой отсчета исследований микрокремнезема (МК) можно считать 1944 год, когда научные деятели Университета технических и естественных наук в городе Тронхейм (Норвегия) начали заниматься изучением МК в качестве добавки в строительные материалы.

В 1950 году в норвежском городе Кри-стиансанн на заводе Fiskaa установили первые экспериментальные фильтры для улавливания микросилики. В 1952 году были проведены первые испытания МК в качестве добавки в портландцементные бетоны. Также в этом году появилась первая публикация об использовании микросилики в бетоне. 1971 год можно считать началом коммерческих продаж микросилики заводам по производству бетона. В 1974 году инженеры завода Fiskaa (которые позже образовали организацию Elkem) кардинально перепроектировали промышленный рукавный фильтр. Обширное применение МК в бетонах привело к тому, что в 1976-1978 годах в Норвегии были приняты стандарты для микрокремнезема в цементе, а чуть позже в бетоне. В 1981 году началось использование МК в Канаде и Исландии [2].

В 1990 году мировое сообщество признало микрокремнезем как добавку для бетонов, обеспечивающую улучшенные свойства конечного продукта. На данном этапе акцент делался на надежность и длительность срока эксплуатации.

2000-й год знаменуется международной доступностью стандартов по применению МК в бетонных технологиях. Микрокремнезем начинает использоваться в большинстве промышленно развитых стран.

Высокопрочный бетон на основе МК применялся при возведении таких ответственных зданий и сооружений, как: высотные здания в Чикаго, тоннель под Ла-Маншем, мост через пролив Нортумберленд в Канаде, норвежские морские буровые платформы в Северном море и т.д. На территории России также шло строительство зданий и сооружений с использованием МК, но с опозданием на несколько десятков лет.

Яркими примерами таких сооружений являются: транспортные тоннели на Кутузовском, Ленинском, Нахимовском проспектах, мост на улице Братиславская, путепровод на улице Олений Вал, нефтяные платформы гравитационного типа для проекта «Сахалин-2» и т.д.

Как уже упоминалось выше, МК является отходом кремниевого производства. Кремний перерабатывается в электропечах. Сырьем могут являться: кварц, уголь, щепа. МК образуется в результате окисления в газовой фазе монооксида кремния SiO, образуемого при выплавке кремнийсодержащих сплавов в электродуговых печах, конденса-

ции из газовой фазы микрочастиц SiO2 и их улавливания из печных газов.

В 1993 году в Америке международными организациями, такими как ASTM International (American Society for Testing and Materials - Американское общество по испытанию материалов) были разработаны (а 1 июля 2005 года переутверждены) стандарты по использованию микрокремнезема, например американский стандарт Standard Specification for Silica Fume Used in Cementitious Mixtures («Стандартные технические нормативы для двуокиси кремния, используемой в цементных смесях»). В нем обозначена область применения: «Настоящий технический норматив предназначен для микрокремнезема, образующегося после переработки кремния, с последующим использованием его в бетонах и других смесях, содержащих гидравлическое вяжущее - цемент».

Далее приведен перечень сопутствующих нормативных документов (стандартов). Затем указан химический состав и физические требования к микросилике. После это описана методика испытаний и проведения химического анализа и испытания образцов. В «Приложениях» приведена краткая информация о микросилике, это раздел, посвященный проблемам, которые могут возникнуть в процессе разработки рецептуры и дальнейшего испытания образцов и т.д. [3].

В соответствии с европейскими и американскими стандартами (ЕК 13263, ASTM С 1240) содержание SiO2 в МК должно быть не менее 85 %. Уникальные свойства микрокремнезема, отличающиеся от свойств природных пуццолановых материалов, обусловлены высокой удельной поверхностью его пористых частиц с размерами от 0,01 до 1 мкм [4].

Сажу, которая возникает в результате работы электропечи, собирают из рукавных фильтров и прочих улавливающих систем и продают как добавку (МК) вместо ее захоронения на шламовых полях. Пожалуй, наиболее важным аспектом использования микрокремнезема является то, что его можно использовать в качестве минеральной добавки в бетон.

В основном МК состоит из аморфного (некристаллического) диоксида кремния (SiO2). Отдельные частицы чрезвычайно малы, их размер равен примерно 1/100 средней частицы цемента. Из-за малых размеров частиц микрокремнезема и высокого содержания SiO2 он обладает очень высокой реакционной способностью (как пуццолан) при использовании в бетоне [5].

На сегодняшний день главная причина разрушения бетона с использованием МК - это коррозия, которая образуется из-за обледенения или морских солей. Таким обра-

зом, одна из главных задач - сделать конечный продукт сульфатостойким.

На рисунке представлена карта ферросплавных и алюминиевых заводов, кото-

рые располагают побочными кремниевого производства.

продуктами

Карта ферросплавных и алюминиевых заводов Map of ferroalloy and aluminium plants

На основании данных рисунка можно сделать вывод о том, что на территории России есть как минимум 5 заводов, у которых можно приобретать МК. Выбор завода будет зависеть от географического положения.

Далее представлена табл. 1, в которой приведена сравнительная характеристика (по основополагающим признакам) микрокремнезема различных российских и одного зарубежного заводов.

Таблица 1

Сравнительная характеристика микрокремнезема различных заводов

Table 1

Comparative characteristics of microsilicasuspension of different plants

Название предприятия / Name plants Назначение микрокремнезема / Intention Марка / Class Химический состав / Chemical composition

Elkem Microsilica® Grade 920 ASTM (Norway) Для бетонов и строительных растворов / For concretes and construction solutions Класс 920 выпускается в двух формах: неуплотненной (920 U), насыпная плотность обычно 200350 кг/м3; и прессованной (920 D), насыпная плотность обычно 500-700 кг/м3 / Class 920 is available in the two forms: unsealed (920 U), bulk density, which is usually 200350 kg/m3; and pressed (920 D), bulk density -500-700 kg/m3 SiO2: 85-90 %; SO3: 1-2 %; Cl: 0,1-0,3 %; CaO: 1,0 %; Si: 0,20,4 %; Na2O: 1-1,5 %; C: 1,5-2,0 %

Название предприятия / Name plants Назначение микрокремнезема / Intention Марка / Class Химический состав / Chemical composition

ОАО «Кузнецкие ферросплавы» / Kuznetsk Ferroalloys, Ltd. Для получения бетонов со специальными свойствами: сверхвысокопрочных, с повышенной морозо-, суль-фато- и коррозийной стойкостью, водонепроницаемостью / For obtaining concretes with special properties: ultrahigh-strength, improved (i) frost, (ii) sulphate and (iii) corrosion resistance, watertightness Неуплотненный - МК-85, МК-65; уплотненный -МКУ-85, МКУ-65; в виде суспензии - МКС-85 / Unsealed - MS-85, MS-65; compacted - MSC-85, MSC-65; in the form of a suspension - ISS-85 SiO2: 90-92 %; Al2O3: 0,6-0,8 %; Fe2O3: 0,4-0,7 %; CaO: 0,4-0,9 %; MgO: 0,8-1,0 %; Na2O: 0,6-0,8 %; K2O: 1,21,4 %; C: 0,9-1,2 %; S: 0,2-0,3 %

ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат» / Chelyabinsk Electrometallur-gical Plant, Ltd. Добавка к бетону для повышения эксплуатационных характеристик / Additive to concrete for improved performance Неуплотненный - МК-85, МК-65; уплотненный -МКУ-85, МКУ-65; в виде суспензии - МКС-85 / Unsealed - MS-85, MS-65; compacted - MSC-85, MSC-65; in the form of a suspension - ISS-85 SiO2: 90-92 %; Al2O3: 0,6-0,8 %; Fe2O3: 0,4-0,7 %; CaO: 0,4-0,9 %; MgO: 0,8-1,0 %; Na2O: 0,6-0,8 %; K2O: 1,21,4 %; C: 0,9-1,2 %; S: 0,2-0,3 %

АО «Серовский завод ферросплавов» / Serov Ferroalloy Plant, Ltd. ФС65, ФС45 / FS65, FS45 ФС65^65 (Si: 6368 %; C: 0,1 %; S 0,02 %; P: 0,05 %; Al 2,5 %; Mg: 0,4 %; Cr 0,4 %); ФС45^45 (Si: 4147 %; C: 0,2 %; S 0,02 %; P: 0,05 %; Al 2,0 %, Mg: 1,0 %; Cr 0,5 %)

ООО «Братский завод ферросплавов» / Bratsk Ferroalloy Plant, Ltd. Добавка к бетону, которая широко используется при изготовлении марок бетонов, подвергающихся эрозионному истиранию и обладающих повышенной водонепроницаемостью / Additive to concrete, which is widely used in the manufacture of classes of concrete subject to erosive abrasion and possessing improved water resistance ФС 65, ФС 75 / FS 65, FS 75 ФС 65 (Si: 63-68 %; C: 0,1 %; S: 0,02 %; P: 0,05 %; Al: 2,5 %; Mg: 0,4 %; Cr: 0,4 %); ФС 75 (Si: 74-80 %; C: 0,1 %; S: 0,02 %; P: 0,04 %; Al: 3,0 %; Mg: 0,4 %; Cr: 0,3 %)

ЗАО «Кремний» (г. Шелехов), «РУСАЛ» / Kremniy (Shelekhov), RUSAL, Ltd. Для предприятий химической и электротехнической промышленности / For the needs of chemical and electrical industry enterprises На данный момент нет официальной информации / No information Na2O: 0,04 %; MgO 0,13 %; Al2O3 0,14 %; SiO2: 98,99 %; P2O5 0,0060 %; S 0,0038 %; K2O 0,28 %; CaO: 0,47 % TiO2 <0,001 %; MnO 0,015 %; Fe2O3 0,034 %

Согласно данным таблицы можно заключить, что:

1. Химический состав МК в представленном перечне практически одинаковый.

2. В некоторых составах присутствуют примеси металлов, таких как №, Fe, Mg, что является не совсем благоприятным фактором.

3. Наиболее предпочтительными будут составы, в которых содержится только № или

Mg (Elkem, Серовский завод ферросплавов, Братский завод ферросплавов).

4. Решающим критерием выбора будет являться количественное содержание диоксида кремния и минимальный объем железистых примесей.

5. Целесообразно использовать МК с завода, который находится ближе всего к месту исследований и дальнейшего производства.

Говоря о свойствах, приобретаемых бетонами после использования микрокремнезема, стоит сказать о технико-эксплуатационных характеристиках [6-8]. Рассмотрим их в табл. 2.

Таблица 2 Table 2

Сравнение эксплуатационных характеристик Comparison of exploitation characteristics

Показатель / Indicator Стандартный состав / Standard composition Состав с применением микрокремнезема / Composition using MS

Расход цемента, кг/м3 / Cement consumption, kg/m3 470-530 200-450

Прочность на сжатие, Мпа / Compressive strength, MPa 30-35 60-80

Ранняя прочность при твердении в нормальных условиях, Мпа (в 1 сут.) / Early strength when hardened under normal conditions, MPa (1 day) 9-12 25-40

Подвижность (осадка конуса, см) / Mobility (cone sedimentation, cm) 16-20 22-24

Антикоррозионная стойкость / Anticorrosion resistance - Снижение водопроницаемости до 50 %, повышение сульфа-тостойкости на 100 % / Reduction of water permeability down to 50 per cent, elevation of sulfate resistance by 100 per cent

Проницаемость для воды и газов / Permeability for water and gases W2-W12 W12-W16

Морозостойкость / Frost resistance F50-F500 F200-F600 (до F1000 со специальными добавками) / F200-F600 (up to F1000 with special additives)

Согласно данным таблицы можно сделать вывод о том, что добавление микрокремнезема в рецептуру бетона оказывает положительное влияние на свойства конечного продукта: увеличиваются показатели прочности, моро-зо-, износо-, сульфостойкости и химической стойкости, проницаемости при пониженном расходе цемента [6].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Результаты исследования и их обсуждение

При разработке рецептур бетонных смесей используют вторичное сырье промыш-

ленности, в частности МК, применение которого дает положительные экономический и экологический эффекты. Были проанализированы различные составы бетона с использованием микрокремнезема и без него. На основании этих данных был определен диапазон значений по каждому показателю. Ю.М. Баженов приводит ориентировочный состав высокопрочного бетона [9-10] (табл. 3), который был взят за основу для выполнения сравнительной характеристики себестоимости 1 м двух рецептур.

Ориентировочный типовой состав высокопрочного бетона [6] Approximate type composition of concrete of a high quality [6]

Таблица 3

Table 3

Компоненты / Components Расход, кг/м3 бетона / Consumption of concrete, kg/m

Портландцемент / Portland cement 400,0

Микрокремнезем / MS 133,0

Кварцевый песок 0,25-1 мм / Quartz sand 0,25-1 мм 141,0

Кварцевый песок 1-4 мм / Quartz sand 1-4 мм 566,0

Компоненты / Components Расход, кг/м3 бетона / Consumption of concrete, kg/m

Крупный заполнитель / Larger filler 1153,0

Нафталиновый суперпластификатор пророшкообразной форме / Naphthalene superplasticizer in the pro-powder form в 13,5

Вода / Water 100,0

Очень важную роль играет нафталиновый суперпластификатор - комплексная добавка «Пластификатор С-3» (далее С-3). В рекомендациях по применению говорится, что данный пластификатор предназначен для бетонных смесей и строительных растворов.

Использование С-3 позволяет достичь следующих эффектов:

- увеличение подвижности,

- повышение удобоукладываемости,

Для составления таблицы был проанализирован рынок строительных материалов, определено среднее значение цены портландцемента, микрокремнезема, песка, крупного заполнителя, пластификатора и воды.

Согласно данным таблицы можно заключить, что использование МК приводит к положительным результатам - экономии це-

- увеличение прочностных характеристик,

- снижение расхода цемента и воды,

- повышение трещиностойкости и морозостойкости.

Также был произведен анализ себестоимости конечного продукта (табл. 4) согласно ориентировочной рецептуре, представленной в книге Ю.М. Баженова «Технологии бетона» [11-12].

Таблица 4 Table 4

мента и, как следствие, удешевлению конечного продукта.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что введение микрокремнезема в бетонную смесь будет эффективным только в сочетании с суперпластификатором С-3, благодаря чему удастся сократить производственные нормы расхода цемента, снизить расход воды, увеличить под-

Сравнительная характеристика себестоимости 1 м смеси

3

Comparative characteristics of prime cost of 1 m of blender

Статья расходов / Expenditures Стоимость одной тонны материала / Cost per ton of material Расход материала (стандартный состав) / Material consumption (standard composition) Расход материала (с применением микрокремнезема) / Material consumption (using MS) Стоимость материала (стандартный состав) / Material cost (standard composition) Стоимость материала (с учетом использования микрокремнезема) / Material cost (using MS)

Портландцемент / Portland cement 5000,0 470,0 400,0 2350,00 2000,0

Микрокремнезем / MS 832,0 - 133,0 - 110,66

Кварцевый песок 0,25-1 мм / Quartz sand 0,25-1 мм 2920,0 760,0 141,0 2219,20 411,72

Кварцевый песок 1-4 мм / Quartz sand 1-4 мм 2120,0 - 566,0 - 1199,92

Крупный заполнитель / Larger filler 720,0 1000,0 1153,0 720,00 830,16

Нафталиновый суперпластификатор в пророшкообраз-ной форме / Naphthalene superplasticizer in the pro-powder form 83,0 13,5 13,5 1,12 1,12

Вода / Water 12,37 176,0 100,0 2,18 1,24

Итого / Total - 5292,50 4554,81

вижность и получить высокие прочностные показатели.

Целесообразнее использовать пыль рукавных фильтров, что позволит достичь удобоукладываемости за счет того, что:

• размер частиц пыли рукавных фильтров в среднем составляет 0,1-0,2 микрон (то есть они в 50-100 раз мельче цемента),

• данные частицы имеют гладкую поверхность и сферическую форму, благодаря чему возникает эффект подшипников.

Заключение

Отходы кремниевого производства стали получать сравнительно недавно. Их свойства как самостоятельного материала и как добавки в бетон еще до конца не изучены, поэтому целесообразно вести работу над изучением свойств добавок в виде микро- и наносилики (микрокремнезема) и их взаимодействия с портландцементом.

В век стремительно развивающихся технологий возрастают и требования к строительным материалам, конструкциям и сооружениям, поэтому необходимость в разработке строительных материалов с повышенными технико-эксплуатационными характеристиками является актуальной задачей, решающей проблемы:

а) импортозамещения;

б) нанотехнологий;

в) экономии посредством удешевления конечного продукта;

г) применения экологичных строительных материалов.

Авторы выражают искреннюю благодарность Фонду содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд содействия инновациям) за оказание материальной помощи на проведение исследований.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Холин С. Применение микрокремнезема на бетонных производствах [Электронный ресурс]. URL: http://library.stroit.ru/articles/kremzem/index.html (18.01.2017)

2. History & Manufacturing process. European Silica Fume Committee. [Электронный ресурс]. URL: http://www.microsilicafume.eu/ web/history%20and%20manufacturing%20proce ss/1011306087/list1187970101/f1 .html (18.01.2017).

3. ASTM International [Электронный ресурс]. URL: https://www.astm.org/cis/ru/ index.html (29.01.2017).

4. Holland T.C. Silica Fume User's Manual. Technical Report. Silica Fume Association -2005, 193 p.

5. What is Silica Fume? (Silica Fume Association) [Электронный ресурс]. URL: http://www.silicafume.org/general-silicafume.html (12.02.2017).

6. Mamlouk M.S., Zaniewski J.P. Materials for Civil and Construction Engineers. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall, 2006. 465 p.

7. Bergna H.E. The Colloid Chemistry of Silica. American Chemical Society, 1994. 718 p.

8. Mann D.A. The effects of utilizing silica fume in portland cement pervious concrete // Masters Abstracts International. 2014. Vol. 53-04. P. 98.

9. Баженов Ю.М. Технологии бетона. М.: Изд-во АСВ, 2003. 500 с.

10. Hewlett P.C. Lea's Chemistry of Cement and Concrete. 5th Edition. Oxford, UK, 2017. 1000 p.

11. Суперпласт. Добавки для бетона [Электронный ресурс]. URL: http://superplast.su (09.03.2017).

12. Суперпласт. Испытательные лаборатории по бетону [Электронный ресурс]. URL: http://www.himdobavki.ru (09.03.2017).

REFERENCES

1. Kholin S. Primenenie mikrokremne-zema na betonnykh proizvodstvakh [Use of mi-crosilicasuspension at concrete manufactures]. Available at: http://library.stroit.ru/articles/kremzem/index.html (accessed 18.01.2017).

2. History and Manufacturing process. European Silica Fume Committee. Available at: http://www.microsilicafume.eu/web/history%20a nd%20manufacturing%20process/1011306087/li st1187970101/f1 .html (accessed 18.01.2017).

3. ASTM International. Available at: https://www.astm.org/cis/ru/index.html (accessed 29.01.2017).

4. Holland T.C. Silica Fume User's Manual. Technical Report. Silica Fume Association, 2005. 193 p.

5. What is Silica Fume? Silica Fume Association. Available at: http://www.silicafume.org/general-silicafume.html (accessed 12.02.2017).

6. Mamlouk M.S., Zaniewski J.P. Materials for Civil and Construction Engineers. Upper Saddle River, NJ, Pearson Prentice Hall, 2006. 465 p.

7. Bergna H.E. The Colloid Chemistry of Silica. American Chemical Society, 1994. 718 p.

8. Mann D.A. The effects of utilizing silica fume in portland cement pervious concrete.

Masters Abstracts International, 2014, vol. 53-04, p. 98.

9. Bazhenov Yu.M. Tekhnologii betona [Concrete technologies]. Moscow: ASV Publ., 2003. 500 p.

10. Hewlett P.C. Lea's Chemistry of Cement and Concrete. 5th Edition. Oxford, UK, 2017. 1000 p.

Критерии авторства

Мункхтувшин Д., Балабанов В.Б., Пуценко К.Н. имеют равные авторские права. Балабанов В.Б., Пуценко К.Н. несут ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Статья поступила 09.06.2017 г.

11. Superplast. Dobavki dlya betona [Super layer. Adds for concrete]. Available at: http://superplast.su (accessed 9.03.2017).

12. Superplast. Ispytatel'nye laboratorii po betonu [Super layer. Laboratories to test concrete]. Available at: http://www.himdobavki.ru (accessed 09.03.2017).

Contribution

Munkhtuvshin D., Balabanov V.B., Putsenko K.N. have equal author's rights. Balabanov V.B., Putsenko K.N. bear the responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.

The article was received 09 June 2017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.