CC BY
66
СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
УДК 666.971 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.999-1006
Свойства цементных композитов на основе известняка в зависимости от его гранулометрического состава
С.В. Самченко, О.В. Александрова, А.Ю. Гуркин
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Использование известняка в качестве дополнительного цементирующего материала в цементных композициях позволяет решать как вопросы экологии, так и экономические вопросы снижения затрат на строительство. В этой связи все более актуальным становится изучение свойств цементных композитов на основе известняка в зависимости от его гранулометрического состава и объемного содержания. Цель исследования — оптимизация свойств композиционных материалов на основе портландцемента и известняка посредством изменения гранулометрического состава молотого известняка.
Материалы и методы. Использовали известняк с тремя различными удельными поверхностями по Блейну: 250, 300 и 450 м2/кг, с их содержанием 10, 15, 25 и 35 %. Испытания проводили на цементно-песчаных растворах. Определяли влияние гранулометрического состава известняка на удобоукладываемость и прочность композиционного цемента на сжатие.
Результаты. Влияние известняка на предельное напряжение сдвига становится более выраженным, когда возрастает количество известняка до 25 и 35 %. Наиболее это ощутимо для известняка с высоким содержанием тонких фракций 5-20 мкм. Использование известняка тонкого помола повышает начальную прочность композиционного материала. При введении 10 и 15 % такого известняка прочность возрастает на 16-20 %, а 25-35 % — на 5-8 %. Повышение прочности обусловлено проявлением химической активности известняка и образованием гидрокарбоалюмината кальция 3СаОА1203 СаСО312Н20, который способствует формированию кристаллического каркаса цементной матрицы. Дополнительное образование в начальной формирующейся коагуляционной структуре кристаллических кристаллогидра- ^ е тов приводит к ухудшению удобоукладываемости строительного раствора, но повышает его прочность. ¡я О
Выводы. Использование известняка грубого помола значительно улучшает удобоукладываемость раствора. Из- з j вестняк тонкого помола позволяет увеличить его содержание без снижения прочности. Для оптимизации свойств * композиционных материалов на основе портландцемента и известняка гранулометрический состав молотого из- 3 ^ вестняка должен быть как можно более близким к гранулометрическому составу цемента. S Г
со
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: гранулометрический состав известняка, композиционный цемент на основе известняка, прочность, удобоукладываемость, предельное напряжение сдвига, карбоалюминаты кальция, кристаллический каркас цементной матрицы, коагуляционная структура 3 Со
1 2
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Самченко С.В., Александрова О.В., Гуркин А.Ю. Свойства цементных композитов на осно- ^ 9
ве известняка в зависимости от его гранулометрического состава // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 7. С. 999-1006. и -
DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.999-1006 п 9
0 2 =! (
2 2 о п
со со "Z. 2
СО
О —
Г 6
Properties of cement composites based on limestone depending on their
granulometric composition
Svetlana V. Samchenko, Olga V. Alexandrova, Anton Yu. Gurkin
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);
Moscow, Russian Federation c o _;__i o
ABSTRACT U i
Introduction. The use of limestone in cement compositions as an additional cementing agent solves both environmental • )
and economic problems, namely, reduction of construction costs. In this regard, the study of the properties of the granulo- ^ •
metric composition and volumetric content of cement composites, containing limestone, becomes increasingly important. O 0
The mission of this research is to optimize the properties of composite materials containing Portland cement and limestone m g
by changing the granulometric composition of flour limestone. g 5
Materials and methods. Limestone, having three different Blaine milling fineness values of 250, 300 and 450 m2/kg, was 1 5" used; its content reached 10, 15, 25 and 35 %. Cement and sand mortars were applied for testing purposes. The influence of .01
the granulometric composition of limestone on the workability and compressive strength of composite cement was determined. s □
Results. The effect of limestone on the limit shear stress becomes more pronounced when the amount of limestone in- «1 c creases to 25 and 35 %. This is most noticeable for limestone with a high content of fine fractions of 5-20 |jm. The use of g §
finely milled limestone increases the initial strength of the composite material. By adding 10 and 15 % of such limestone we , ,
can increase the strength by 16-20 %, and supplementary 25-35 % of limestone increases strength by 5-8 %. Strength en- 2 2
hancement is due to the reactivity of limestone and formation of calcium hydrocarbon aluminate 3Ca0Al203 CaC0312H20, O O
which promotes formation of the crystal framework of the cement matrix. Additional formation of crystalline hydrates in the o O
© С.В. Самченко, О.В. Александрова, А.Ю. Гуркин, 2020
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
Conclusions. The use of coarse-grained limestone significantly improves mortar workability, while the use of fine-grained limestone increases its content without reducing its strength. The granulometric composition of ground limestone shall be as close as possible to the granulometric composition of cement for the properties of composite materials containing Portland cement and limestone to be optimized.
KEYWORDS: limestone granulometric composition, composite cement containing limestone, strength, workability, shear stress limit, calcium carboaluminate, crystalline frame of the cement matrix, coagulation structure
FOR CITATION: Samchenko S.V., Alexandrova O.V., Gurkin A.Yu. Properties of cement composites based on limestone depending on their granulometric composition. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(7):999-1006. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.999-1006 (rus.).
ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных, а в некоторых странах и главным решением ресурсо- и энергосбережения в строительной отрасли является использование композиционных портландцементов с минеральными добавками [1-5], что сопряжено с сокращением выбросов СО2 [6, 7].
В современном научном мире активно изучаются дополнительные цементирующие материалы (Supplementary cementitious materials — SCM's) [1, 8], минералогический состав этих добавок представлен алюмосиликатами кальция. Их поведение в составе цементных композиций обусловлено вза-(ч ° имодействием гидроксида кальция, образующегося (ч ° при гидратации алита, основного минерала порт-|С|чГ ландцемента, с образованием гидроалюмосилика-g ® тов кальция и низкоосновных гидросиликатов кальция [1, 7, 8-11].
2 Расширение номенклатуры композиционных
to in
. *- портландцементов за счет применения доступного
"> м
*- g минерального сырья в качестве дополнительных це-
| з ментирующих материалов актуально для строитель-
Н ной отрасли. Ресурсы существующих минеральных
-у щ добавок не удовлетворяют растущим потребностям
Л отрасли. В качестве альтернативы существующим
С Q
О ф на сегодняшний день минеральным добавкам ис-
§ о пользуются прокаленные глины [1, 5, 7, 9, 12].
со ^ Наибольший эффект в цементных композициях
о § достигается при введении метакаолина — продук-
™ § та прокаливания каолиновых глин [8-10]. Однако
от "S использование каолиновых глин в цементной проел Е
— -{д мышленности ограничивается малыми запасами
о и высокой потребностью этого материала в других
Sb с отраслях промышленности (керамика, целлюлоз-
со но-бумажная и др.) [13]. В связи с этим вернулись
9 [= к рассмотрению возможности получения минераль-
g ° ных вяжущих композиций с применением карбо-
j= ната кальция, который эффективно использовался
от § в Советском Союзе в 60-80 гг. XX в. Тогда же было
Т ^ доказано, что карбонат кальция является не только
Э микронаполнителем в составе цемента, но и прояв-
^ ц ляет свою химическую активность, образуя гидро-
¡г Ё карбоалюминат кальция 3CaO^Al2O3^CaCO3^12H2O.
£ Проведенными многочисленными исследова-
¡3 ниями как зарубежных ученых [1-4, 6-8], так и рос-
IB ¡¡> сийских исследователей [9, 10, 13-15], показано, что введение карбоната кальция, а также совмест-
ное использование термоактивированных полиминеральных глин и известняков приводит к повышению физико-технических показателей получаемых цементов и бетонов. Во многих работах определялись составы продуктов гидратации как в начальный период, так и в возрасте 28 суток твердения композиционного цементного камня с карбонатом кальция [3, 11, 15] и с комплексной добавкой на основе термоактивированных глин и карбонатной породы [8, 13], или зол и известняка [12]. В некоторых трудах продемонстрировано, что карбонат кальция в малых количествах может вступать в реакцию с алюминатами клинкера, образуя гидрокарбоалю-минаты [11, 16, 17], которые, в свою очередь, повышают стойкость эттрингита [16, 17]. Однако при высоком содержании известняка явление химической активности минералов клинкера остается невыясненным. Химия процесса влияния карбоната кальция [8] или взаимодействие карбонатных добавок с продуктами гидратации цемента, описанное в работе [11], изучено недостаточно.
Известняк как дополнительный компонент обычно размалывается вместе с клинкером и имеет меньшую твердость, чем портландцементный клинкер, вследствие чего он накапливается в составе тонкой фракции [18]. В определенных пределах эти тонкие частицы известняка могут увеличивать плотность структуры и благодаря этому повышать удобоукладываемость и стойкость бетона. Но оптимизация плотности структуры — сложный процесс [19], который зависит среди прочего от таких параметров, как тонкость помола цемента и объем молотого известняка [20].
В этой связи все более актуальным становится изучение свойств цементных композитов на основе известняка в зависимости от его гранулометрического состава и объемного содержания. Цель исследования — оптимизация свойств композиционных материалов на основе портландцемента и известняка посредством изменения гранулометрического состава молотого известняка.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования — цементные композиции на основе портландцемента и молотого известняка. Предмет исследования — изучение влияния гранулометрического состава известняка на удобо-
С.999-1006
в зависимости от его гранулометрического состава
укладываемость и прочность композиционного цемента на сжатие.
Использовался портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Н, характеристика которого представлена в табл. 1. Химический и минералогический составы портландцементного клинкера приведены в табл. 2.
Табл. 1. Характеристика портландцемента Table 1. Characteristics of Portland cement
Свойства / Properties
Удельная поверхность (по Блейну), м2/кг / Blaine specific surface, m2/kg 340
Плотность цемента, кг/м3 / Cement density, kg/m3 3090
Насыпная плотность, кг/м3 / Bulk density, kg/m3 1100
Нормальная густота, % / Standard consistency, % 26
Начало схватывания, мин / Time of initial setting, min 175
Конец схватывания, мин / Time of final setting, min 255
В качестве известняка применялась плотная карбонатная порода, характеристика которой показана в табл. 3. Минералогический состав известняка представлен кальцитом.
В исследованиях известняк был размолот в лабораторной шаровой мельнице до удельных поверхностей по Блейну: 250; 300 и 450 м2/кг. Выбор указанных значений удельной поверхности обусловлен следующим: S^ = 250 м2/кг — материал заведомо грубомолотый, S^ = 300 и 450 м2/кг соответствует дисперсности рядового и высокопрочного портландцемента. Гранулометрический состав определяли на лазерном гранулометре Mastersizer. Испытания проведены на цементных композициях, содержащих портландцемент и массовые доли 10, 15, 25, и 35 % измельченного известняка. Исследования осуществляли на цементных растворах при соотношении композиционный цемент : песок 1:3. Определялось влияние гранулометрического состава известняка на удобоукладываемость, 2-, 7-и 28-суточную прочность композиционного цемента на сжатие. Прочность раствора на сжатие определяли по ГОСТ 310.4.
Влияние гранулометрического состава известняка на реологические свойства цементных паст оценивали по изменению динамического напряжения сдвига и пластической вязкости. Измерения динамического напряжения сдвига и пластической вязкости проводились ротационным вискозиметром «Реотест-4» при скоростях сдвига от 27 до 437 с-1 через 10 минут после приготовления смеси.
< п
i H *к
G Г
S 2
Табл. 2. Химический и минералогический составы клинкера Тable 2. Clinker chemical and mineralogical composition
Химический состав, % / Chemical composition, % Минералогический состав, % / Mineralogical composition, %
CaO 64,89 Алит / Alite 63
SiO2 21,63
AlA 5,62 Белит / Belite 11
Fe2O3 5,15
MgO 1,68 Трехкальциевый алюминат / Tricalcium aluminate 6
SO3 0,59 Алюмоферрит кальция / Calcium alumoferrite 15
0 со n со
1 О
y 1
J to
u-
^ I
n °
О 3 o
zs (
О i о n
CO CO
l\J CO
о о 66
r §6 c я
h о
c n
Табл. 3. Характеристика известняка Тable 3. Characteristics of limestone
0)
Свойства / Properties Химический состав, % / Chemical composition, %
Твердость по шкале Мооса / Hardness according to the Mohs scale 3 CaO 53,89
Плотность, кг/м3 / Density, kg/m3 2800 SiO2 1,03
Предел прочности при сжатии, МПа / Ultimate compressive strength, MPa 300 Al2O3 0,2
Водопоглощение, % / Water absorption, % 0,1 Fe2O3 0,15
Пористость, % / Porosity, % 1,5 MgO 1,62
Морозостойкость, циклы / Frost resistance, cycles 350 Потери при прокаливании / Losses on ignition 43,11
о )
[M
® (Л
(Л В ■ т
s У с о [ к ,,
M 2 О О 10 10 о о
о о
сч N
о о
N N
к ш
U 3
> (Л
с и to in
Ю щ
ц
ф <D
О S
---' "t^
о
о У
от 13 от Е
Е о ^ с
ю о о Е
СП ^ т- ^
от от
S2 =3
S!
О И
РЕЗУЛЬТАТЫ И ДИСКУССИЯ
Определение гранулометрического состава известняка
Как и ожидалось, при определении гранулометрического состава известняка, размолотого до различных удельных поверхностей, было получено (рис. 1): у известняка с удельной поверхностью 250 м2/кг основное количество частиц сосредоточено в крупных фракциях, но при этом имеются и мелкие фракции, что обусловлено легкой разма-лываемостью известняка. С увеличением удельной поверхности размер основной фракции смещается к мелким фракциям. Сравнивая гранулометрический состав известняка с удельной поверхностью 300 м2/кг и портландцемента, необходимо отметить, что основная фракция частиц имеет размер 25-40 мкм. Для портландцемента характерно равномерное распределение частиц в этом диапазоне, а в образце известняка присутствует еще фракция с размером частиц 5-15 мкм.
Влияние гранулометрического состава известняка на реологические свойства
В качестве критерия для оценки рабочих свойств строительного раствора было выбрано предельное напряжение сдвига. Предельное напряжение сдвига использованного портландцемента составляло 17,5 Н/м2.
Замена до 10-15 % части цемента известняком не приводит к резкому ухудшению рабочих характеристик, хотя при этом снижается число частиц химически активного клинкера (рис. 2). Использование известняка грубого помола значительно улучшает удобоукладываемость раствора. Известняк с гранулометрическим составом, близким к портландцементу, не оказывает существенного влияния на изменение удобоукладываемости раствора. Тонкомолотый известняк при невысоких содержаниях в составе композиционного вяжущего несколько увеличивает предельное напряжение сдвига раствора. Влияние известняка на предельное напряжение сдвига становится все более выраженным, когда возрастает количество известняка до 25 и 35 % (рис. 3). Причем наиболее это ощутимо для известняка с высоким содержанием тонких фракций 5-20 мкм.
Влияние гранулометрического состава известняка на прочность
В результате снижения количества частиц химически активного клинкера при его замене известняком ожидается снижение прочности на сжатие. Результаты определения прочности на сжатие представлены в табл. 4. Для определения прочностных характеристик цементных композиций изготавливались образцы-балочки из цементного раствора с В/Ц = 0,40 и консистенцией, характеризуемой расплывом конуса 106-115 мм.
Анализ полученных данных позволяет заключить следующее. Использование известняка тон-
b
Рис. 1. Гранулометрический состав известняка и портландцемента: а — дифференциальное; b — интегральное распределение частиц
Fig. 1. Granulometric composition of limestone and Portland cement: a — differential distribution of particles; b — integral distribution of particles
Рис. 2. Предельное напряжение сдвига строительного раствора через 10 мин после приготовления, как функция содержания известняка
Fig. 2. Ultimate Shear stress of the mortar 10 minutes after the preparation as a function of the limestone content
а
С.999-1006
в зависимости от его гранулометрического состава
Рис. 3. Предельное напряжение сдвига строительного раствора через 10 мин после приготовления, как функция удельной поверхности известняка
Fig. 3. Ultimate shear stress of the mortar 10 minutes after the preparation as a function of the specific surface of limeston
кого помола с удельной поверхностью 450 м2/кг повышает прочность композиционного материала через 2 сут твердения во всем диапазоне его введения. Причем 10 и 15 % такого известняка повышают прочность на 16-20 %, а 25-35 % повышают прочность на 5-8 %. Такое повышение прочности обусловлено тем, что тонкомолотый известняк в композиционных материалах проявляет химическую активность. Это позволяет увеличить его содержа-
ние без значительного снижения прочности в возрасте 28 сут (рис. 4).
Взаимодействуя с трехкальциевым алюминатом, тонкомолотый известняк образует гидрокар-боалюминат кальция 3Са0-А1203-СаС03Т2Н20. который способствует формированию кристаллического каркаса цементной матрицы. Дополнительное образование в начальной формирующейся коагуля-ционной структуре кристаллических кристаллогидратов может объяснять повышение предельного напряжения сдвига, что приводит к ухудшению удо-боукладываемости строительного раствора.
Использование известняка грубого помола с удельной поверхностью 250 м2/кг приводит к снижению прочности во все сроки твердения и во всем диапазоне его введения (рис. 4). Такой известняк не проявляет химическую активность, а играет роль инертного наполнителя. Инертный наполнитель разрыхляет коагуляционную структуру, что приводит к улучшению удобоукладываемости строительного раствора.
Известняк с удельной поверхностью 300 м2/кг содержит как мелкие, так и крупные частицы. Мелкие частицы известняка способствуют формированию структуры затвердевшего композиционного материала, при этом снижение прочности во всем диапазоне его введения в 2 сут составляет 5,6-12 %, а в 28 сут — 1,8-11 %. Крупные частицы такого известняка несколько снижают предельное напряжение сдвига, т.е. не ухудшают рабочие свойства строительного раствора.
< п
iH *к
G Г
со со
Табл. 4. Прочность композиционных материалов Тable 4. Strength of composite materials
Удельная поверхность известняка, м2/кг / Specific surface of limestone, m2/kg Количество известняка, % / Limestone quantity, % Расплыв конуса цементного раствора (В/Ц = 0,40), мм / Cement mortar flow (W/C = 0.40), mm Прочность на сжатие, МПа / Compressive strength, MPa
2 сут / 2 days 7 сут / 7 days 28 сут / 28 days
— — 112 26 32,5 46,5
250 10 113 24,6 29,8 42,3
250 15 113 23,4 26,7 40,6
250 25 114 20,1 23,6 38,5
250 35 114 18,4 21,1 36,1
300 10 112 25,8 33,7 45,7
300 15 111 25,1 31,8 44,3
300 25 110 23,4 30,6 42,8
300 35 110 22,9 29,8 42,2
450 10 110 31,2 35,8 46,2
450 15 109 30,1 34,8 45,3
450 25 109 28,1 32,5 44,2
450 35 108 27,4 31,6 43,9
y -» J to
u-
^ I
n ° О 3 o о =s (
О i о n
CO CO
Q)
|\J CO О О 66
r §6 c я
h о
c n
0 )
ii
01 В
■ T
(Л У
с о
1 к
О О
2 2 О О
Рис. 4. Прочность на сжатие, как функция содержания известняка: а — через 2 сут твердения; b — через 28 сут твердения Fig. 4. Compressive strength as a function of the limestone content: a — after 2 days of curing; b — after 28 days of curing
о о
N N О О N N
К ш U 3
> (Л
с и
to in j
ф ф
о S
---' "t^
о
О У
ОТ
от Е
Е о ^ с
ю о
о Е
fe °
СП ^
т- ^
от от
2 3
S!
О (Я
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
• лабораторными испытаниями установлено, что тонкость помола известняка влияет на эксплуатационные свойства изготовленного из него цементного композита. Оптимизация свойств композиционных материалов на основе портландцемента и известняка может быть достигнута посредством изменения гранулометрического состава молотого известняка;
• известняк грубого помола проявляет свойства инертного наполнителя. Его использование в составе композиционного материала значительно улучшает рабочие свойства строительного раствора. Но при этом снижает прочность на сжатие, особенно при большом содержании (25-35 %);
• использование известняка тонкого помола позволяет увеличить его содержание без снижения
прочности. Тонкомолотый известняк проявляет химическую активность и способствует формированию кристаллического каркаса цементной матрицы. Образование в начальной формирующейся коагуля-ционной структуре дополнительных кристаллических кристаллогидратов приводит к повышению предельного напряжения сдвига, что приводит к ухудшению удобоукладываемости строительного раствора;
• оптимизация свойств композиционных материалов на основе портландцемента и известняка может быть достигнута при использовании известняка, гранулометрический состав которого близок к гранулометрическому составу цемента. Тонкая фракция известняка проявляет химическую активность, при этом не снижая прочности, а крупная фракция способствует улучшению рабочих свойств строительного раствора.
ЛИТЕРАТУРА
1. Lothenbach B., Scrivener K., Hooton R.D. Supplementary cementitious materials // Cement and Concrete Research. 2011. Vol. 41. Pp. 1244-1256. DOI: 10.1016/j.cemconres.2010.12.001
2. Zhang S., Lu D., Xu Z. Effect of dolomite powders on the hydration and strength properties of cement mortars // Proc. XIV International Congress on the Chemistry of cement. Beijing, China, 2015. Pp. 320-328.
3. Nocun-Wczelik W., Szybilski M., Zugaj E. Hydration of Portland cement with Dolomite // Proc. XIV International Congress on the Chemistry of cement, Beijing, China. 2015. Pp. 154-162.
4. Штарк Й. Гидратация цемента и микроструктура бетона // Цемент и его применение. 2011. № 2. С. 90-94.
5. Калашников В.И., Тараканов О.В. О применении комплексных добавок в бетонах нового поколения // Строительные материалы. 2017. N° 1-2. С. 62-67. DOI: 10.31659/0585-430x-2017-745-1-2-62-67
6. Ludwig H.-M. CO2-arme Zemente furnach-haltige Betone: Ibausil. Weimar. Deutschland, 2015. Band 2. Pp. 7-32.
7. Scrivener K.L., John V.M., Gartner E.M. Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry // Cement and Concrete Research. 2018. Vol. 114. Pp. 2-26. DOI: 10.1016/j.cemconres.2018.03.015
8. Antoni M., Rossen J., Martirena F., Scrivener K. Cement substitution by a combination of metakaolin and limestone // Cement and Concrete
С.999-1006
в зависимости от его гранулометрического состава
Research. 2012. Vol. 42. Issue 12. Pp. 1579-1589. DOI: 10.1016/j.cemconres.2012.09.006
9. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р. Строительство и минеральные вяжущие прошлого, настоящего и будущего // Строительные материалы. 2013. № 2. C. 202-210.
10. Ермилова Е.Ю., Камалова З.А., Рахимов Р.З., Стоянов О.В., Савинков С.А. Термически-активированная глина как альтернативная замена метакаолина в композиционных портландцемен-тах // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 4. С. 175-178.
11. Козлова В.К., Маноха А.М., Скакун В.П., Малова Е.Ю., Божок Е.В. Особенности состава продуктов гидратации композиционных портланд-цементов с карбонатсодержащими добавками // Цемент и его применение. 2014. № 4. С. 102-105.
12. Radlinski M., Olek J. Investigation into the synergistic effects in ternary cementitious systems containing portland cement, fly ash and silica fume // Cement and Concrete Composites. 2012. Vol. 34. Issue 4. Рр. 451-459. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2011.11.014
13. Ермилова Е.Ю., Камалова З.А., Рахимов Р.З., Щелконогова Я. В. Определение состава продуктов гидратации композиционного цементного камня с комплексной добавкой термоактивированной полиминеральной глины и известняка // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 4 (42). С. 289-295.
14. Ермилова Е.Ю., Камалова З.А., Рахимов Р.З., Хантимиров А.Г., Габбасов Д.А. Иссле-
Поступила в редакцию 6 февраля 2020 г. Принята в доработанном виде 17 марта 2020 г. Одобрена для публикации 26 июня 2020 г.
Об авторах: Светлана Васильевна Самченко — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 653449, Scopus: 56575166100, ResearcherlD: E-9534-2017, ORCID: 0000-0002-3523-593X; [email protected];
Ольга Владимировна Александрова — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии вяжушдх веществ и бетонов; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 790072, Scopus: 57194450051, 57192372475, ORCID: 0000-0003-1791-8515; [email protected];
Антон Юрьевич Гуркин — аспирант кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 995814; [email protected].
дование влияния добавок карбонатных пород на физико-механические свойства композиционного цемента // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 4 (38). С. 351-358.
15. Тараканов О.В., Калашников В.И., Белякова Е.А., Стешкина К.А. Оценка влияния карбонатного микронаполнителя на кинетику начального структурообразования и состав гидратных фаз цементных систем // Региональная архитектура и строительство. 2014. № 2. С. 40-46.
16. Zajac M., Rossberg A., Le Saout G., Lothen-bach B. Influence of limestone and anhydrite on the hydration of Portland cements // Cement and Concrete Composites. 2014. Vol. 46. Pp. 99-108. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2013.11.007
17. Samchenko S.V., Kouznetsova T.V. Resistance of the calcium sulphoaluminate phases to carbonation // Cement, Wapno, Beton. 2014. № 5. Рp. 317-322.
18. Больте Г., Заяц М. Требования к известняку для цементов с высоким содержанием известняка // Цемент. Известь. Гипс. 2016. № 1. С. 42-49.
19. Самченко С.В. Формирование и генезис структуры цементного камня: монография. М. : Московский государственный строительный университет; Ай Пи Эр Медиа; ЭБС АСВ, 2016. 284 с. URL: http://www.iprbookshop.ru/49874
20. Samchenko S., Larsen O., Gurkin A. The effect of dispersion of limestone on the properties of cement mortar // Materials Today: Proceedings. 2019. Vol. 19. Pp. 2068-2071. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.07.076
REFERENCES
1. Lothenbach B., Scrivener K., Hooton R.D. Supplementary cementitious materials. Cement and Concrete Research. 2011; 41:1244-1256. DOI: 10.1016/j.cemconres.2010.12.001
2. Zhang S., Lu D., Xu Z. Effect of dolomite powders on the hydration and strength properties of cement
mortars. Proc. XIVInternational Congress on the Chemistry of cement, Beijing, China. 2015; 320-328.
3. Nocun-Wczelik W., Szybilski M., Zugaj E. Hydration of Portland cement with Dolomite. Proc. XIV International Congress on the Chemistry of cement. Beijing, China, 2015; 154-162.
< П
i H * к
G Г
S 2
0 ся § СЛ
1 z y 1
J со
u-
^ I
n °
O 3 o
=¡ ( o H
o §
E M § 2
n 0
o 6
Г ra t (
0 )
ii
Oí В ■ £
s У с о
1 к
M 2 О О 10 10 о о
o o
N N
o o
N N
n o
U 3
> in
E M
to in j
<D <u
O g
---' "t^
o
O u
4. Stark J. Hydration of cement and microstructure of concrete. Cement and its Application. 2011; 2:90-94. (rus.).
5. Kalashnikov V.I., Tarakanov O.V. On the use of complex additives in new generation concrete. Construction Materials. 2017; 1-2:62-67. (rus.). DOI: 10.31659/0585-430x-2017-745-1-2-62-67
6. Ludwig H.-M. CO2-arme Zemente fürnachhaltige Betone: Ibausil. Weimar. Deutschland, 2015; 2:7-32.
7. Scrivener K.L., John V.M., Gartner E.M. Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry. Cement and Concrete Research. 2018; 114:2-26. DOI: 10.1016/j.cemconres.2018.03.015
8. Antoni M., Rossen J., Martirena F., Scrivener K. Cement substitution by a combination of metakaolin and limestone. Cement and Concrete Research. 2012; 42(12):1579-1589. DOI: 10.1016/j.cem-conres.2012.09.006
9. Rakhimov R.Z., Rakhimova N.R. Construction and mineral binding the past, present and future. Construction Materials. 2013; 2:202-210. (rus.).
10. Ermilova E.Yu., Kamalova Z.A., Rakhimov R.Z., Stoyanov O.V., Savinkov S.A. Thermally activated clay as an alternative substitute for metakaolin in composite Portland cement. HeraldKTU. 2015; 18(4):175-179. (rus.).
11. Kozlova V.K., Manokha A.M., Skakun V.P., Malova E.Y., Bozhok E.V. Composition of hydration products of composite portland cement with carbonate-containing additives. Cement and its Applications. 2014; 4:102-105. (rus.).
12. Radlinski M., Olek J. Investigation into the synergistic effects in ternary cementitious systems containing portland cement, fly ash and silica fume. Cement and Concrete Composites. 2012; 34(4):451-459. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2011.11.014
13. Ermilova E.Yu., Kamalova Z.A., Rakhimov R.Z., Shchelkonogova Y.V. Hydration products composition of blended cement stone with a complex additive calcined polymineral clay and limestone. Proceedings of the Kazan State University of architecture and construction. 2017; 4(42):289-295. (rus.).
14. Ermilova E.Yu., Kamalova Z.A., Rakhimov R.Z., Khantimirov A.G., Gabbasov D.A. The research of the influence of carbonate additives on the physico-mechanical properties of the blended cement. Proceedings of the Kazan State University of architecture and construction. 2016; 4(38):351-358. (rus.).
15. Tarakanov O.V., Kalashnikov V.I., Belyako-va E.A., Steshkina K.A. Evaluation of the effect of carbonate microfiller on the kinetics of initial structure formation and the composition of the hydrated phases of cement systems. Regional Architecture and Construction. 2014; 2:40-46. (rus.).
16. Zajac M., Rossberg A., Le Saout G., Lothenbach B. Influence of limestone and anhydrite on the hydration of Portland cements. Cement and Concrete Composites. 2014; 46:99-108. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2013.11.007
17. Samchenko S.V., Kouznetsova T.V. Resistance of the calcium sulphoaluminate phases to carbon-ation. Cement, Wapno, Beton. 2014; 5:317-322.
18. Bolte G., Zayats M. Limestone requirements for cements with high limestone content. Cement. Lime. Gypsum. 2016; 1:42-49. (rus.).
19. Samchenko S.V. Formation and genesis of the structure of cement stone: monograph. Moscow, Moscow State University of Civil Engineering; IPP Media; DIA EDS, 2016; 284. URL: http://www.iprbookshop.ru/49874 (rus.).
20. Samchenko S., Larsen O., Gurkin A. The effect of dispersion of limestone on the properties of cement mortar. Materials Today: Proceedings. 2019; 19:2068-2071. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.07.076
S c
w « ot E
Received February 6, 2019
Adopted in a revised form on March 17, 2020.
Approved for publication June 26, 2020
E o
CLU c
Ln O
S g
o E
fee
CD ^
M M
N
r
S!
O M
B ionotes : Svetlana V. Samchenko — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Technology of Binders and Concretes; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RISC: 653449, Scopus: 56575166100, ResearcherID: E-9534-2017, ORCID: 0000-0002-3523-593X; [email protected];
Olga V. Alexandrova — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Technology of Binders and Concretes; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RISC: 790072, Scopus: 57194450051, 57192372475, ORCID: 0000-0003-1791-8515; [email protected];
Anton Yu. Gurkin — graduate student of the Department of Technology of Binders and Concretes; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RISC: 995814; [email protected].
