Научная статья на тему 'Влияние состава и температуры прокаливания добавок каолиновой и полиминеральной глины в портландцемент на свойства цементного камня'

Влияние состава и температуры прокаливания добавок каолиновой и полиминеральной глины в портландцемент на свойства цементного камня Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
115
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ / ДОБАВКА / ГЛИНА / СОСТАВ / ПРОКАЛИВАНИЕ / ТЕМПЕРАТУРА / СОДЕРЖАНИЕ / ПРОЧНОСТЬ / ЦЕМЕНТНЫЙ КАМЕНЬ / СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ / PОRTLAND CEMENT / ADDITIVE / DAY / СОMPОSITIОN / ROASTING / TEMPERATURE / CONTENT / STRENGTH / CEMENT STONE / AVERAGE DENSITY

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Рахимов Равиль Зуфарович, Рахимова Наиля Равилевна, Гайфуллин Альберт Ринатович, Бикмухаметов Артур Рустэмович, Морозов Владимир Петрович

Постановка задачи. Цель исследования выявить особенности влияния добавок в портландцемент глин различного состава и температуры прокаливания на свойства цементного камня. Результаты. В данной работе приведены результаты исследований влияния состава и температуры прокаливания добавок глин, молотых до 250 м2/кг, на свойства цементного камня. Наиболее значительное повышение показателей свойств цементного камня достигается при введении добавок глинитов каолиновой глины, полученных термоактивацией при температурах 300 и 600 0С, а добавок глинитов полиминеральной безкаолинитовой глины, полученной термоактивацией при температуре 400 0С. Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли заключается в том, что они позволяют сделать вывод о возможности производства экономически и технически эффективных добавок в портландцемент на основе распространенного глинистого сырья при относительно невысоких энергозатратах на их термоактивацию и помол.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Рахимов Равиль Зуфарович, Рахимова Наиля Равилевна, Гайфуллин Альберт Ринатович, Бикмухаметов Артур Рустэмович, Морозов Владимир Петрович

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

Influent of the соmpоsitiоn and temperature of roasting on the additives of kaolin and polymineral clays in pоrtland cement on the properties of сement stоne

Problem statement. The purpose of the study is to identify the features of the effect on the properties of cement stone of adding clays of different composition and roasting temperature to Portland cement. Results. This paper presents the results of studies of the influence of the composition and calcination temperature of clay additives, ground to 250 m2/kg on the properties of cement stone. The most significant increase in the properties of cement stone is achieved with the introduction of additives kaolin clay, obtained by thermo-activation at temperatures of 300 and 600 °C, and the addition of polymineral clay (without kaolin) by thermo-activation at a temperature of 400 °C. Conclusions. The significance of the results obtained for the construction industry lies in the fact that they allow us to conclude that it is possible to produce economically and technically effective additives to Portland cement based on common clay raw materials with relatively low energy consumption for their thermal activation and grinding.

Текст научной работы на тему «Влияние состава и температуры прокаливания добавок каолиновой и полиминеральной глины в портландцемент на свойства цементного камня»

УДК 666.94.9

Рахимов Равиль Зуфарович

доктор технических наук, профессор E-mail: гаЫшоу@к£а8и.гц Рахимова Наиля Равилевна доктор технических наук, профессор E-mail: rahimQva.07@list.ru Гайфуллин Альберт Ринатович кандидат технических наук, доцент E-mail: 447044@list.ru Бикмухаметов Артур Рустэмович аспирант

E-mail: alfbоt@mail.ru

Казанский Государственный Архитектурно-строительный университет

Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1

Морозов Владимир Петрович

доктор гео лого-минералогических наук, профессор

E-mail: vladimir.morozov@kpfu.ru

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Адрес организации: 420008, Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18

Влияние состава и температуры прокаливания добавок каолиновой и полиминеральной глины в портландцемент на свойства цементного камня

Аннотация

Постановка задачи. Цель исследования - выявить особенности влияния добавок в портландцемент глин различного состава и температуры прокаливания на свойства цементного камня.

Результаты. В данной работе приведены результаты исследований влияния состава и температуры прокаливания добавок глин, молотых до 250 м2/кг, на свойства цементного камня. Наиболее значительное повышение показателей свойств цементного камня достигается при введении добавок глинитов каолиновой глины, полученных термоактивацией при температурах 300 и 600 0С, а добавок глинитов полиминеральной безкаолинитовой глины, полученной термоактивацией при температуре 400 0С.

Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли заключается в том, что они позволяют сделать вывод о возможности производства экономически и технически эффективных добавок в портландцемент на основе распространенного глинистого сырья при относительно невысоких энергозатратах на их термоактивацию и помол.

Ключевые слова: портландцемент, добавка, глина, состав, прокаливание, температура, содержание, прочность, цементный камень, средняя плотность.

Введение

Введение тонкомолотых минеральных дoбaвoк - одно из направлений решения проблем ресурсо- энергосбережения и экологии в производстве минеральных вяжущих веществ и материалов на их основе [1-4]. Ожидаемое к 2050-му году производство цемента до 5-6 млрд. т [2, 5] и возрастающие требования сокращения эмиссии СО2 связаны с необходимостью расширения применения объемов и номенклатуры минеральных добавок. Наиболее распространенным, доступным и экологически эффективным в настоящее время и в перспективе расширения объемов производства минеральных добавок является глинистое сырье - различные разновидности глин [6, 7]. Термоактивированные глины с древних времен применялись в качестве минеральных добавок в минеральные вяжущие и материалы на их основе [8, 9]. Наряду с ними для этого стали применяться и получили преимущественное распространение природные пуццоланы - опока, трепел, туф, вулканический пепел, пемза, диатомит, трасс и техногенные продукты - металлургические шлаки и топливные шлаки и золы. Однако неравномерное распределение и запасы месторождений по странам и регионам

источников природных пуццоланов и образования техногенного сырья для использования их в качестве минеральных добавок в последние десятилетия заставили науку и производство направить усилия на исследования эффективности производства и применения глинистого сырья для получения минеральных добавок к вяжущим веществам [6, 10, 11]. Наибольшее распространение исследований и применения из термоактивированных глинистых материалов в настоящее время получил метакаолин - продукт прокаливания каолиновых глин [12, 13]. Метакаолин, несмотря на подтвержденную эффективность, не может производиться в достаточных объемах как пуццолановая добавка для цементов в связи с ограниченностью месторождений и запасов во многих, включая Российскую Федерацию [14], странах и регионах, и высокой потребностью в них в других отраслях, а также высокой стоимостью. Кроме того, отдельными исследованиями [15-18] установлено, что широко распространенные и неограниченные по запасам полиминеральные, в том числе и малокаолинитовые и безкаолинитовые глины, термоактивированные при определенных температурах и даже меньшей удельной поверхности, чем метакаолин, не уступают ему по эффективности в качестве минеральных добавок в портландцемент. Ниже приведены результаты сравнительных исследований влияния на свойства цемента и цементного камня содержания добавок, активированных при различных температурах каолиновой глины и полиминеральной безкаолиновой глины.

Материалы для исследования

а) Портландцемент. Для определения пуццолановой активности термоактивированных глин использовался портландцемент ЦЕМ I.

Химический состав цемента, масс, %:

СаО-63,00; 8^2-20,50; А^Оз-4,50; Бе2Оз-4,50; 8Оз-3,00.

Минералогический состав цемента:

СЗ8-67,00; С28-11,00; СЗА-4,00; С4АБ-15,00.

Показатели портландцемента:

- удельная поверхность (см /г) - 345,00;

- насыпная плотность (г/л) - 1000,00;

- нормальная густота (%) - 27;

- начало / конец схватывания (мин) - 170/250.

б) Характеристика глин. При исследованиях приняты глины:

- Нижне-Увельская (НУГ) - Челябинская область;

- Сарай-Чекурчинская (СЧГ) - Республика Татарстан.

В табл. 1-2 приведены химический и минеральный составы указанных выше глин.

Таблица 1

Химический состав принятых при исследовании глин_

Содержание в % на абсолютно сухую навеску

№ п/п Разновидность глины Н2О О № О 3 № О ¿е Рч О н О й С МвО МпО 0 1 О ^ о: ор СЛ о/ О т п к п Сумма

1 НУГ 0,66 66,79 20,75 3 ЧО 8 СЛ ,0 2 чо ,0 ,0 4 0, ,0 ,3 о" V 5 чо ,0 8 о, ,0 3 ,0 99,73

2 СЧГ 3,41 68,52 13,42 8 ,6 6 00 ,0 3 6 чо ,0 <4 2 00 9 о, ,0 <0,05 2 ЧО ,4 99,8

Таблица 2

Минеральный состав принятых при исследованиях глин_

№ п/п Разновидность глины Минеральный состав, %

Кварц Каолинит Слюда Ортоклаз Плагиоклаз Смешанно-слоистый глинистый минерал Хлорит

1 НУГ 33 62 4 - 1 - -

2 СЧГ 28 - 10 7 8 40 4

В СЧГ смешанно-слоистый разбухающий минерал имеет 40 % неразбухающих слоев. Расчет приведен на 100 % кристаллической фазы без учета возможного содержания рентгеноаморфной составляющей. Рентгенофазовый анализ (РФА) глин проведен с использованием дифрактометра Б8 А^алсе фирмы Бгцкег. НУГ представляет собой каолиновую глину. СЧГ - полиминеральная глина без каолинита.

На рис. 1-2 приведены кривые дифференциально-термического анализа (ДТА) глин НУГ и СЧГ.

bss.c- с -íau-

100 1 200 250 JÍO 350 НаО -150 500 55D Е00 В50 700 750 ЗОО 350 ООО 9501 00п'050с

Рис. 1. Кривые ДТА Нижне-Увельской глины (иллюстрация авторов) m4 ТК mw ■

ido isa'md 2Ёо□□□j'so'4аз 4гакоsoc'éod'Бюта'тм наЬ'вжмвЧм^озопЬЬЬс

Рис. 2. Кривые ДТА Сарай-Чекурчинской глины (иллюстрация авторов)

Приготовление образцов для испытаний и методы исследований

а) Предварительная подготовка добавок глин: глины подвергались термической обработке при температурах 100, 300, 400, 600 и 800 0С до достижения постоянной массы, охлаждались до нормальной температуры. Помол производился с использованием лабораторной планетарной мельницы МПЛ-1 до удельной поверхности 250 м2/кг.

б) Образцы цементного камня на основе портландцемента без добавок и с добавками 5, 10, 15 и 20 % по массе глинитов изготавливались из теста нормальной густоты размерами 20^20^20 мм.

Образцы выдерживались в течение 24 часов в нормально-влажностных условиях, затем подвергались тепловлажностной обработке в пропарочной камере по режиму: 4 часа подогрев до 85 0С, изотермическая выдержка 6 часов, 3 часа охлаждение до 35-40 0С.

Термообработка глин производилась по режиму: подогрев со скоростью 3 0С/мин, изотермическая выдержка до достижения постоянной массы, охлаждение в, отключенных из электросети, сушильной камере и печах до нормальной температуры.

в) Контрольные показатели свойств и методы испытаний:

- исследования проводились с определением изменения свойств цементного теста и камня - нормальной густоты, средней плотности, прочности, водостойкости и водопоглощения;

- прочность цементного камня контролировалась по их показателям испытания на сжатие;

- водостойкость определялась по изменению коэффициента размягчения образцов по соотношению показателей их прочности при сжатии в насыщенном водой и в сухом состоянии;

- водопоглощение образцов определялось по приросту их массы после выдержки в воде при температуре 20-22 0С до полного насыщения, в процентах к их массе до погружения в воду.

Каждый показатель определялся по результатам испытаний 6-ти образцов.

Показатели физико-механических свойств цементного камня с добавками глинитов в сравнении с соответствующими показателями цементного камня без добавок

В табл. 3-4 приведены показатели свойств бездобавочного цемента и цементного камня и с добавками термообработанных глин.

Таблица 3

Показатели свойств цемента и цементного камня с добавками НУГ

Количество добавки, % Показатели свойств

Нормальная густота, % Средняя плотность кг/м3 Предел прочности при сжатии, МПа Водопоглощение, % Коэффициент размягчения

1 2 3 4 5 6

Без добавок

- 26,0 2270 57,3 1,0 0,92

НУГ, высушенная при 100 оС

5 26,7 2198 59.5 4,0 0,90

10 27,2 2160 62,3 4,0 0,86

15 27,6 2100 42,3 6,0 0,84

20 27,9 2100 40,0 8,0 0,84

НУГ, прокаленная при 300 оС

5 27,0 2383 76,5 1,61 0,96

10 27,3 2355 75,5 1,63 0,96

15 27,5 2318 71,1 1,71 0,94

20 28,8 2271 56,1 1,93 0,93

НУГ, прокаленная при 400 оС

5 27,3 2234 68,0 2,0 0,95

10 27,5 2231 70,9 2,1 0,95

15 27,8 2222 59,4 2,3 0,94

20 28,1 2180 46,0 2,9 0,92

НУГ, прокаленная при 600 оС

5 27,3 2259 81,5 1,21 0,96

10 27,6 2264 87,6 1,32 0,96

15 27,8 2266 78,6 1,47 0,94

20 28,2 2177 66,6 2,50 0,94

НУГ, прокаленная при 800 оС

5 27,5 2222 72,3 1,11 0,95

10 27,8 2200 76,5 1,19 0,94

15 28,1 2178 69,2 1,32 0,92

20 28,6 2178 55,8 2,20 0,92

Примечание: жирным шрифтом выделены показатели, показатели которых превышают свойства цементного камня без добавок.

Таблица 4

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

Показатели свойств цемента и цементного камня с добавками СЧГ

Количество добавки, % Показатели свойств

Нормальная густота, % Средняя плотность кг/м3 Предел прочности при сжатии, МПа Водопоглощение, % Коэффициент размягчения

1 2 3 4 5 6

Без добавок

- 26,0 2270 57,3 1,0 0,92

СЧГ, высушенная при 100 оС

5 26,3 2250 54,3 3,2 0,92

10 26,6 2222 51,7 3,4 0,92

15 27,0 2165 49,3 3,6 0,92

20 27,5 2165 42,0 4,0 0,87

СЧГ, прокаленная при 300 оС

5 26,5 2315 60,0 2,4 0,95

10 26,7 2311 58,0 2,4 0,95

15 26,9 2305 50,0 2,6 0,91

20 27,2 2300 43,5 2,9 0,93

СЧГ, прокаленная при 400 оС

5 26,7 2340 83,2 2,00 0,97

10 27,0 2335 79,0 2,23 0,975

15 27,3 2310 70,1 2,25 0,975

20 28,1 2298 64,1 2,01 0,96

СЧГ, прокаленная при 600 оС

5 26,9 2295 64,5 1,1 0,94

10 27,1 2290 63,5 1,2 0,94

15 27,5 2260 60,1 1,1 0,93

20 28,2 2260 56,1 1,0 0,92

СЧГ, прокаленная при 800 оС

5 27,1 2320 74,1 1,8 0,95

10 27,4 2315 70,5 1,8 0,96

15 27,8 2230 68,1 1,85 0,96

20 28,3 2290 60,1 1,85 0,96

Примечание: жирным шрифтом выделены показатели, превышающие показатели свойств бездобавочного цементного камня.

Анализ приведенных в табл. 3-4 данных показал, что подвергнутые сушке при 100 оС добавки 5-10 % НУГ в цемент не снизили прочность при сжатии цементного камня, а добавки 15-20 % снизили ее более, чем на 20 %; добавки 5-20 % снизили плотность цементного камня на 3-6 %, коэффициент размягчения - до 0,9-0,84 и повысили его водопоглощение на 4-8 %.

Подвергнуты сушке при 100 0С: добавки 5-15 % СЧГ не повлияли на водостойкость цементного камня; добавки 5-20 % СЧГ менее значительно, чем аналогичные добавки НУГ, снизили среднюю плотность, увеличили водопоглощение и более значительно снизили прочность цементного камня.

Термоактивированные при 300 0С: добавки 5-15 % НУГ повысили среднюю плотность цементного камня на 2,0-5,0 %, водопоглощение до 1,6-1,7 %, предел прочности при сжатии на 23,0-33,0 %, коэффициент размягчения с 0,92 до 0,94-0,96.

Термоактивированные при 300 0С: добавки 5-10 % СЧГ незначительно повысили прочность цементного камня; добавки 5,0-20,0 % повысили среднюю плотность на 2,0-3,0 %, водопоглощение с 1,0 % до 2,4-2,9 %, коэффициент размягчения - с 0,92 до 0,93-0,96; добавки 15-20 % снизили прочность при сжатии на 12-25 %.

Термоактивированные при 400 0С: добавки 5-15 % НУГ повысили прочность цементного камня на 3,5-20,0 %, водопоглощение до 2,0-2,3 %, коэффициент размягчения до 0,94-0,95; добавки 5-20 % снизили среднюю плотность на 2,0 %; добавка 20 % НУГ снизила прочность на 20 %.

Термоактивированные при 400 0С: добавки 5-20 % СЧГ повысили прочность цементного камня на 11,8-43,4 %, водопоглощение до 2,0-2,25 %, коэффициент размягчения до 0,96-0,975, среднюю плотность на 0,70-3,1 %.

Термоактивированные при 600 0С: добавки 5-20 % НУГ повысили прочность цементного камня на 49,1-16,2 %, водопоглощение до 1,21-2,50 %, коэффициент размягчения до 0,94-0,96 и понизили среднюю плотность на 0,2-4 %.

Термоактивированные при 600 0С: добавки 5-20 % СЧГ повысили прочность цементного камня на 12-0,2 %, водопоглощение до 1,0-1,2 %, коэффициент размягчения до 0,93-0,94, незначительно повлияли на его среднюю плотность.

Термоактивированные при 800 0С: добавки 5-15 % НУГ повысили прочность цементного камня на 33,5-20 %, водопоглощение до 1,11-1,32 %, коэффициент размягчения размягчения до 0,92-0,95 и снизили среднюю плотность на 2-4 %.

Термоактивированные при 800 0С: добавки 5-20 % СЧГ повысили прочность цементного камня на 5-29 %, среднюю плотность на 0,9-2,0 %, водопоглощение до 1,801,85 % и коэффициент размягчения до 0,95-0,96.

Добавки НУГ, прокаленной при 600 0С, приводят к более высоким показателям свойств цементного камня, чем прокаленных при температурах 300 0С, 400 0С и 800 0С; добавки, прокаленной при 300 0С, приводят к более высоким показателям свойств цементного камня, чем прокаленной при температуре 400 0С.

Добавки СЧГ, прокаленной при 400 0С, обеспечивают более высокие показатели свойств цементного камня, чем прокаленные при температурах 300 0С, 600 0С и 800 0С.

Добавки СЧГ, прокаленной при 400 0С и 800 0С обеспечивают более высокие показатели свойств цементного камня, чем добавки НУГ, прокаленной при этих же температурах.

Добавки НУГ, прокаленных при 600 0С обеспечивают более высокие показатели свойств цементного камня, чем добавки СЧГ, прокаленной при этой же температуре.

Заключение

Добавки 5-20 % глинитов каолиновой и полиминеральной безкаолинитовой глины, полученные активацией при температурах 300-800 0С и молотые до 250 м2/кг, приводят, в большинстве случаев, к более высоким показателям свойств цементного камня по сравнению с показателями свойств цементного камня без добавок. Добавки глинитов полиминеральной безкаолинитовой глины, полученные активацией при определенных температурах, обеспечивают большее повышение показателей свойств цементного камня, чем аналогичное количество добавки глинитов каолиновой глины, полученные активацией при таких же температурах.

Эффективность влияния добавок глинитов каолиновой и полиминеральной безкаолинитовой глины на повышение свойств цементного камня не прямо пропорционально повышению их объемов от 5 до 20 % и температурам их активации от 300-800 0С.

Наиболее значительное повышение показателей свойств цементного камня достигается при введении добавок глинитов каолиновой глины, полученных термоактивацией при температурах 300 и 600 0С, а добавок глинитов полиминеральной безкаолинитовой глины, полученной термоактивацией при температуре 400 0С. Это позволяет сделать вывод о возможности производства технически и экономически эффективных добавок в портландцемент на основе распространённого глинистого сырья при относительно невысоких энергетических затратах на их термоактивацию и помол.

Список библиографических ссылок

1. Rama^andran V. S. Соисгйе Admixtures НаМЬоок. 2nd Ed. N-Y. : William Andrew,

1999.964 p.

2. Ludwig H. M. C02-arme Zemente furnaсhhaltige Betone : Jbausil / Weimar.

Deuts^land, 2015. Band 2. P. 7-32.

3. Рахимов Р. З., Рахимова Н. Р. Строительство и строительные материалы прошлого,

настоящего и будущего // Строительные материалы. 2013. № 1. С. 124-128.

4. Халиуллин М. И., Нуриев М. И. Исследование влияния добавки термоактивированной Сарай-Чекурчинской глины на свойства композиционного гипсового вяжущего // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2016. № 7. С. 100-104.

5. Рахимов Р. З., Рахимова Н. Р. Осенний марафон строительного материаловедения // Архитектура и строительство. 2016. № 2. С. 137-141.

6. Proceedings : proc. I Internatfonal Со^егепсе оп Caltined Glays for Sustainable Сопсге!е, ^sanna, 2015. 597 p.

7. Tay1оr-Lange S. С., Lamоn E. L., Riding K. A., Juenger M. С. Ca1сied КлоПпйе-bentonite day blends as supplementary сementatiоns materials // Applied day sd^e. 2015. Vol. 108. P. 30-36.

8. Витрувий М. Десять книг об архитектуре. М. : Архитектура-С, 2006. 326 с.

9. Значко-Яворский И. Л. Очерки истории вяжущих веществ от древнейших времён до середины XIX века. М. : АН СССР, 1963. 453 с.

10. Caste11о L. R., Hemandes H. J. F., Scivener К. L., Antonk M. ЕуоЫйоп оf сa1сined day sоi1s as supplementary сementitiоus materials : pro^ оf a XII Internat^na! Cоngress оf the сhemistry оf сement / Institutо de Gendas de la Cоnstruсtiоn «Eduardо torroja». Madrid, 2011. Р. 117.

11. Proceedings : proc. XIV Internatiоna1 ingress оп the сhemistry оf сement, Beijing, China, 2015. Vol. 1. 704 p.

12. Брыков А. С. Метакаолин // Цемент и его применение. 2012. № 4. С. 36-41.

13. Rashab A. M. Metak^^ as сementiоus material: History, sraurs, produ^ton and соmpоsitiоn. A соmprehensive оverview // Со^й^сйоп and Building Materials. 2013. W. 41. P. 303-318.

14. Горбачёв Б. Ю. Состояние и перспективы развития в Российской Федерации сырьевой базы каолина : мат. Международной научно-практической конференции «Промышленные минералы: проблемы прогноза, поисков и инновационные технологии освоения месторождений» / ЗАО «Издательский дом Казанская недвижимость». Казань, 2015. С. 111-114.

15. Tironi A., Trezza M., Sdan A., Irassar E. Assessment оf pоzzо1aniс artivity different сa1сined day // Cement and Сопо-ete Cоmpоsites. 2013. Vо1. 37. P. 319-327.

16. Рахимов Р. З., Рахимова Н. Р., Гайфуллин А. Р. Влияние добавок в портландцемент прокаленной и молотой глины с содержанием 40 % каолинита на прочность цементного камня // Архитектура и строительство. 2015. № 2. С. 129-131.

17. Rakhimоv R. Z., Rakhimоva N. R., Gaifullin A. R. ЫМепсе оf the additton оf dispersed fine pо1yminera1 сa1сined glay оп the properties Pоrt1and сement paste // Adva^es in Cement Researсh. 2017. № 1. P. 21-32.

18. Рахимов Р. З., Рахимова Н. Р., Гайфуллин А. Р., Морозов В. П. Влияние добавок в портландцемент термоактивированного суглинка на свойства цементного камня // Материаловедение. 2017. № 6. С. 95-101.

Rakhimоv Ravil Zufa^vkh

dосtоr оf te^n^d sсienсes, prоfessоr

E-mail: rahimоv@kgasu.ru

Rakhimоva Nailia Ravilevna

dосtоr оf teсhniсa1 sсienсes, prоfessоr

E-mail: rahimQva.07@1ist.ru

Gaifullin Albert Rinatоviсh

сandidate оf teсhniсa1 sсienсes, assосiate prоfessоr

E-mail: 447044@1ist.ru

Bikmukhametоv Artur Rustemоviсh

pоst-graduate student

E-mail: a1fbоt@mai1.ru

Kazan State University оf Arсhiteсture and Engineering

The оrganizatiоn address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya st., 1

Morozov Vladimir Petrovich

doctor of geologo-mineralogical sciences, professor

E-mail: vladimir.morozov@kpfu.ru

Kazan (Volga region) Federal University

The organization address: 420008, Russia, Kazan, Kremlevskaya st., 18

Influenсe оf the соmpоsitiоn and temperature of roasting on the additives of kaоlin and polymineral clays in pоrtland сement оn the prоperties оf сement stоne

Abstract

Problem statement. The purpose of the study is to identify the features of the effect on the properties of cement stone of adding clays of different composition and roasting temperature to Portland cement.

Results. This paper presents the results of studies of the influence of the composition and calcination temperature of clay additives, ground to 250 m2/kg on the properties of cement stone. The most significant increase in the properties of cement stone is achieved with the introduction of additives kaolin clay, obtained by thermo-activation at temperatures of 300 and 600 °C, and the addition of polymineral clay (without kaolin) by thermo-activation at a temperature of 400 °C.

Conclusions. The significance of the results obtained for the construction industry lies in the fact that they allow us to conclude that it is possible to produce economically and technically effective additives to Portland cement based on common clay raw materials with relatively low energy consumption for their thermal activation and grinding.

Key^rds: portland cement, additive, clay, composition, roasting, temperature, content, strength, cement stone, average density.

Refere^es

1. Ramachandran V. S. Concrete Admixtures Handbook. 2nd Ed. N-Y. : William Andrew, 1999.964 p.

2. Ludwig H. M. C02-arme Zemente furnachhaltige Betone : Jbausil / Weimar. Deutschland, 2015. Band 2. P. 7-32.

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

3. Rakhimov R. Z., Rakhimova N. R. Construction and building materials of the past, present and future // Stroitelnye materialy. 2013. № 1. P. 124-128.

4. Halliulin M. I., Nuriev M. I. Research of influence of additives thermally activated Sarai-Chekurchinsky clay on properties of the composite gypsum binder // Resursoenergoeffektivnye tekhnologii v stroitelnom komplekse regiona. 2016. № 7. P.100-104.

5. Rakhimov R. Z., Rakhimova N. R. Autumn marathon of building materials // Arhitektura i stroitelstvo. 2016. № 2. P. 137-141.

6. Proccedings : proc. I International Conference on Calcined Glays for Sustainable Concrete, Losanna, 2015. 597 p.

7. Taylor-Lange S. C., Lamon E. L., Riding K. A., Juenger M. C. Calcied Kaolinite-bentonite clay blends as supplementary cementations materials // Applied clay scince. 2015. Vol. 108. P. 30-36.

8. Vitruvij M. Ten books about architecture. M. : Arhitektura-S, 2006. 326 p.

9. Znachko-Yavorskij I. L. Essays on the history of binders from ancient times to the middle of the XIX century. M. : AN SSSR. 1963. 453 p.

10. Castello L. R., Hemandes H. J. F., Scrivener K. L., Antonic M. Evolution of calcined clay soils as supplementary cementitious materials : proc. of a XII International Congress of the chemistry of cement / Instituto de Ciencias de la Construction «Eduardo torroja». Madrid, 2011. P. 117.

11. Proccedings : proc. XIV International Congress on the chemistry of cement, Beijing, China, 2015. Vol. 1. 704 p.

12. Brykov A. S. Metakaolin // Cement i ego primenenie. 2012. № 4. P. 36-41.

13. Rashab A. M. Metakaolin as cementious material: History, scours, production and composition. A comprehensive overview // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 41. P. 303-318.

14. Gorbachyov B. Y. The state and prospects of development of the kaolin resource base in the Russian Federation : materials of the International Scientific and Practical Conference «Industrial Minerals: Problems of Forecasting, Prospecting and Innovative Technologies for the Development of Fields» / ZAO «Izdatelskij dom «Kazanskaya nedvizhimost». Kazan, 2015. P. 111-114.

15. Tironi A., Trezza M., Scian A., Irassar E. Assessment of pozzolanic activity different calcined clay // Cement and Concrete Composites. 2013. Vol. 37. P. 319-327.

16. Rakhimov R. Z., Rakhimova N. R., Gajfullin A. R. The effect of additives in portland cement calcined and ground clay containing 40 % kaolinite on the strength of cement stone // Arhitektura i stroitelstvo. 2015. № 2. P. 129-131.

17. Rakhimov R. Z., Rakhimova N. R., Gaifullin A. R. Influence of the addition of dispersed fine polymineral calcined glay on the properties Portland cement paste // Advances in Cement Research. 2017. № 1. P. 21-32.

18. Rakhimov R. Z., Rakhimova N. R., Gajfullin A. R., Morozov V. P. The effect of additives in Portland cement thermoactivated loam on the properties of cement stone // Materialovedenie. 2017. № 6. P. 95-101.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.