СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
УДК 666.9.015.7:541.18
САРКИСОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор, yu-s-sarkisov@yandex. ru
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА НА ОСНОВЕ ОКСИДНЫХ СИСТЕМ
В работе проведён анализ многолетних исследований вяжушдх веществ и материалов на основе оксидных систем. Показаны достижения в методах синтеза вяжущих веществ и разработке теории структурообразования, а также предлагаются приоритетные, на взгляд автора, направления развития фундаментальных и прикладных исследований в этой области.
Ключевые слова: оксиды; вяжущие вещества; структурообразование; гидратация; нанотехнологии.
Sarkisov, Yuri Sergeyevich, Prof. Dr. Tech. Sc., yu-s-sarkisov@yandex. ru
Tomsk State University of Architecture and Building,
2 Solyanaya sq., Tomsk; 634003, Russia
BINDING MATERIALS BASED ON OXIDE SYSTEMS
The analysis of long-term studies of organic binding materials based on oxide systems is given. Achievements in methods of synthesis of organic binding materials and the theory of structure formation development are shown. The priority directions of fundamental and applied research progress in this area are suggested.
Key words: oxides; organic binding materials; structure formation; hydration; nanotechnology.
Вяжущие вещества представляют собой гетерогенные дисперсии с непрерывно изменяющимися физическими, химическими и реологическими свойствами в процессе их твердения, т. е. постепенного перехода от пластично-подвижного к твердообразному состоянию, характеризующемуся возник-
© Ю.С. Саркисов, 2013
новением и упрочнением пространственной структуры. В разное время были предприняты многочисленные попытки классификации вяжущих материалов, не получившие, однако, общего признания. Наиболее полно систематизация вяжущих веществ дана в работах М.М. Сычева [1], Н.Ф. Федорова [2], Д.И. Чемоданова [3]. Все многообразие вяжущих материалов, например по Чемоданову, предлагается разделять: по типу химических реакций, лежащих в основе формирования структур твердения; числу исходных компонентов; числу, природе и состоянию структурообразующих веществ, а также механизму структурообразования. По типу химических реакций вяжущие можно разделить на две группы: материалы, в основе формирования структур твердения которых лежит один тип химических процессов, и композиции, в основе формирования структур твердения которых лежат два и более типов химических реакций.
Вяжущие первой группы формируют структуры твердения на основе реакций гидратации, обмена, гидролиза, кислотно-основного взаимодействия и окислительно-восстановительных реакций, среди второй группы - на основе реакций гидратации и гидролиза (твердение портландцемента), гидратации и кислотно-основного взаимодействия (вяжущие, рассматриваемые в данной работе), реакций гидратации и образования двойных солей и оксосоединений (например, вещества на основе алюминатов кальция, твердеющих в присутствии добавок электролитов).
По числу исходных компонентов предлагается различать вяжущие вещества, формирующие структуры твердения в двух-, трех-, четырех-, пятикомпонентных и более сложных системах. По числу структурообразующих веществ выделяются простые и сложные вяжущие вещества. К простым относятся вяжущие вещества, в которых формирование структур происходит в результате образования одного структурообразующего вещества. В зависимости от природы выделяются вяжущие вещества, формирующие структуры твердения на основе реакций образования боратов, алюминатов, силикатов и т. д. Вяжущие вещества, структуры твердения которых формируются в результате двух и более структурообразующих веществ, называются сложными вяжущими веществами. В зависимости от их природы целесообразно выделить вяжущие вещества алю-минатно-силикатного, боратно-алюминатного твердения и т. д.
Структурообразующие вещества могут находиться в двух состояниях: кристаллическом и гелеобразном. В зависимости от этого в первом случае формирование структур твердения будет протекать по кристаллизационному механизму, а во втором - по коагуляционному. В ряде случаев, по-видимому, структурообразование протекает по смешанному кристаллизационнокоагуляционному и коагуляционно-кристаллизационному механизму в зависимости от преобладания того или иного вида структурообразования.
По мнению В.И. Соломатова [4], классификацию вяжущих и композиционных материалов необходимо производить с учетом их полиструктурности, т. е. как на уровне связующих (микроструктуры), так и на уровне композитов (макроструктуры). По природе твердения все связующие и композиты он предлагает разделять:
- на твердеющие при понижении температуры - термопластичные (вода и наполненные водные растворы, металлические, асфальтовые и битумные, полимерные на основе термопластов, стекол, каменного литья, серы);
- твердеющие в результате удаления части компонентов жидкой фазы растворителей и разжижителей (лакокрасочные составы, водоэмульсионные связующие, высыхающие мастики и замазки);
- твердеющие при физико-механическом воздействии с газообразными средами, например воздухом, углекислым газом, кислородом (связующие на основе воздушной извести, жидкое стекло и др.);
- твердеющие при физико-химическом воздействии с жидкими средами - водой, растворами кислот, щелочей, солей с образованием новых солевых соединений и комплексов (связующие на основе портландцементов и других гидравлических вяжущих, фосфатные цементы);
- твердеющие в результате полимеризационных и поликонденсацион-ных процессов - композиты на основе термореактивных и термопластичных синтетических смол (замазки, клеи, связующие полимербетонов, стеклопластиков и деревопластиков);
- твердеющие при высокотемпературном нагреве (обжиге) в результате превращений минералов и других компонентов (керамические и др.).
Общий анализ показывает, что из 120 открытых к настоящему времени элементов только половина образует оксиды, которые могут быть использованы в качестве исходного вяжущего при синтезе новых материалов гидрата-ционного твердения. Остальные 50 % оксидов элементов либо неустойчивы при обычных условиях, либо находятся в газообразном состоянии (фтор, хлор, углерод, азот и т. д.); либо обладают радиоактивностью (актиноиды), либо представляют собой соединения инертных газов и, наконец, редких и благородных металлов, отличающихся недоступностью и дороговизной. Более того, из имеющихся 55 элементов в практике могут быть использованы не более 30! Производство вяжущих и композиционных материалов на основе остальных оксидов элементов либо в настоящее время принципиально невозможно, либо такое производство даже при малых объемах экономически не всегда оправданно. Исключение составляют те сферы человеческой практики, которые связаны со здоровьем людей либо имеют ограниченное и специальное применение. Таким образом, в ближайшее время (30-50 лет) могут быть освоены в широком производстве не более 30 оксидов элементов периодической системы Д.И. Менделеева. В этой связи целесообразно хотя бы в общих чертах наметить основные направления синтеза оксидных искусственных конгломератов гидратационного твердения. На наш взгляд, поиск должен быть связан с подбором оптимальных составов композиций, оптимальных условий твердения, оптимальных режимов физических, механических, химических, биологических и комбинированных воздействий на оксиды с целью повышения их реакционной способности по отношению к воде.
Безусловно, это же касается и самой жидкости затворения как равноправного компонента вяжущей системы. Другим направлением является осуществление процесса твердения в экстремальных условиях (высокие давления, низкие температуры, вакуум, магнитные поля и др.). Пожалуй, на этом
исчерпываются возможности синтеза материалов в системах типа ЭО - Н2О. Дальнейшие пути связаны с заменой жидкости затворения на водные растворы и суспензии, с одной стороны, и сплавы, неводные затворители или комбинированный затворитель - с другой, не исключая, если это целесообразно, специальной обработки жидкости затворения. В таких системах (ЭО - жидкость затворения) механизм структурообразования может существенно отличаться от систем первого типа.
Эффективным может оказаться поиск на пути усложнения состава дисперсий. Правда, переход от двухкомпонентных композиций к трех-, четырех-либо к многокомпонентным системам в подавляющем большинстве случаев означает переход от материалов гидратационного твердения к материалам кислотно-основного взаимодействия.
Наконец, остается открытой возможность разработки вяжущих систем гидратационного твердения на принципиально новой основе, включая неизвестные сегодня технологии. Безусловно, со временем получение и производство многих оксидов станет более доступным и дешевым, и это откроет новые возможности для синтеза материалов гидратационного твердения.
Актуальность этих исследований подтверждается тем, что большинство материалов из альтернативных источников сырья как природного, так и искусственного происхождения (отходы промышленности) можно рассматривать как сложные оксидные смеси и композиции.
Проблема структурообразования в рамках коллоидной химии и физикохимической механики дисперсных систем, составляющих основу современного материаловедения, является одной из важнейших и требует ее всестороннего решения как на макро-, так и на микроуровнях. Существующие представления в этой области позволяют констатировать, что твердые тела могут формироваться двумя принципиально отличными в физико-химическом смысле путями: особенности взаимодействия твердых фаз с дисперсной средой обусловливают закономерности возникновения либо коагуляционных, либо конденсационно-кристаллизационных структур, определяющих конечную прочность готового изделия [5-7]. Некоторые исследователи выделяют промежуточные виды структурной организации твердого вещества, выражающиеся в различном сочетании коагуляционно-кристаллизационных взаимодействий [8, 9]. Каждому типу структур соответствует свой доминирующий тип контактов срастания (коагуляционный, точечный, фазовый), склонных к взаимным превращениям под действием как внутренних, так и внешних факторов [10]. Отражением этих взаимодействий являются кинетические кривые структурообразования, характеризующие изменение многочисленных экспериментальных данных как отечественных, так и зарубежных ученых; анализ, проведенный нами в работе [11], показывает, что многообразие кинетических классов процессов структурообразования может быть сведено к четырем основным типам кинетических кривых (рис. 1, а, б).
Наиболее распространенной из них является сигмоида (рис. 1, а, кривая 1) имеющая, S-образный характер, на которой обычно различают период индукции (А), ускорения (Б) и замедления (В). Такие процессы описываются логической функцией; им, как правило, предшествует индукционный период,
в течение которого применяемыми методами не удается обнаружить признаков протекания процесса.
&
^_У о
X "- © А—
©
у\А^
а б Время >
Рис. 1. Основные типы кинетических кривых структурообразования:
а - наиболее распространенный вид кривой; б - возможные варианты;
1 - индукционный; 2 - нарастающий; 3 - экстремальный; 4 - волнообразный (колебательный)
Относительно способов определения этого периода и его названия, равно как и названий других типов кинетических кривых, в литературе нет полного единства. При этом возможно повторение площадок, соответствующих индукционному периоду, и протекание реакции по законам периодических процессов (рис. 1, б, кривые 1). Кривые 2 (рис. 1, а, б) соответствуют законам первого, второго или дробного порядков. Реакция протекает без самоускоре-ния с периодом нарастания (А) и замедления (В). Экстремальный характер кинетической кривой 3 обусловлен спадом прочности в более поздние сроки структурообразования, вызванным действием определенных сил как внутреннего, так и внешнего происхождения. Кривые 4 встречаются довольно редко и еще мало изучены.
В то же время волнообразный (колебательный), со временем затухающий характер кинетики твердения представляет с теоретической точки зрения наибольший интерес. Сегодня необходимо однозначно доказать, является ли характер универсальным, присущим любой кинетической кривой, или представляет самостоятельное явление, свойственное отдельным системам.
При этом каждому из перечисленных выше типов контактов срастания соответствует своя характерная кривая структурообразования или специальный участок на ней.
В 70-е гг. И.Г. Гранковским [12] была предложена так называемая полная кривая кинетики структурообразования и дана ее физико-химическая ха-
рактеристика. Она (рис. 2) разделена им на четыре специфические стадии, отражающие коллоидно-химические и деформационные состояния дисперсной системы с учетом современных воззрений.
Время -----------►
Рис. 2. Полная кривая кинетики структурообразования вяжущих веществ 1-4 стадии структурообразования [12]
Первая стадия представляет собой процесс интенсивной гидратации, сопровождающийся образованием пространственного каркаса коагуляционной структуры, содержащей покрытые гидратными новообразованиями частички исходных веществ (например, клинкера). Такая перестройка системы сопровождается ростом электропроводности и рН среды, тепловыделения и уплотнения системы (повышение концентрации). Последнее связано с тем, что малые частички и структурные элементы проникают в пространство между громоздкими агрегатами сетки, вследствие чего повышается компактность дисперсий. В этот период реакция лимитируется скоростью химического взаимодействия вяжущего с водой. Дисперсная система характеризуется агрегативной неустойчивостью и диспергированием зерен вяжущего до коллоидных размеров.
Вторая стадия - развитие пространственной коагуляционной структуры. Процессы структурообразования и гидратации в начале стадии замедленны, степень гидратации незначительна, появляются деструктивные явления.
Рост рН и электропроводности свидетельствует о наличии большого количества свободных ионов. Замедление рассматриваемого процесса во второй
стадии обусловлено образованием вокруг цементных частиц оболочек из продуктов гидратации, которые препятствуют последующему поступлению воды и свободных ионов к непрогидратированным частицам клинкера. Таким образом, индукционный период соответствует гетерогенно-диффузному массооб-мену через оболочку из гидратов. Реакция протекает в диффузионной области. В этот период проявляются деструктивные явления: спад значений модуля быстрой эластичной деформации и переход гидратных новообразований в термодинамические, более устойчивые формы. Агрегативная устойчивость системы несколько повышается. Коагуляционная структура термодинамически устойчива и существует на протяжении всего индукционного периода.
Третья стадия - образование пространственного каркаса коагуляционной структуры, о чем свидетельствует рост модуля упругости и тепловыделения. Коагуляционные контакты перерастают в кристаллизационные, при этом значительно повышается степень гидратации. Величина рН и электропроводности падает, поскольку свободные ионы Н+ и ОН- вступают в гидратные кристаллические соединения. Разрыв оболочек и ускоренный период реакции вновь лимитируется лишь скоростью химического взаимодействия вяжущего с водой. Агрегативная устойчивость вновь снижается. Энергия активации процесса структурообразования минимальна.
Четвертая стадия характеризуется незначительным ростом упругости и прочности при наименьшей скорости гидратации. Процесс вновь протекает в диффузионной области. Система стремится к равновесному состоянию. Таким образом, наблюдается периодическая смена областей протекания реакций, агрегативной устойчивости возникающих структур новой фазы, энергии активации структурообразования, возмущенного и невозмущенного состояний дисперсии. Конечная прочность определяется сложившейся структурой, оптимальным соотношением геля, кристаллов и микропор [13]. Автору настоящей работы представляется, что в случае достижения композицией максимальной прочности, массы геля и длинноволокнистых кристаллов должны соответствовать пропорции золотого сечения. Следует заметить, что проблема золотого сечения еще не нашла своего должного отражения в строительном материаловедении, хотя ранее в строительстве, особенно в древнем зодчестве
[19], принцип золотого сечения широко использовался. Кинетика химических реакций и структурообразования связана с механизмом происходящих процессов. Современные представления о механизме твердения и закономерностях формирования прочности вяжущих материалов являются результатом многолетних коллективных усилий как отечественных, так и зарубежных ученых. Однако до настоящего времени единая теория твердения еще не разработана. Остаются в значительной мере не выясненными самые начальные стадии взаимодействия вяжущего с водой, определяющие физическую сущность индукционного периода структурообразования. Необходимо детально изучить механизм возникновения, генерации и значение образующихся в процессе растворения электронов и, возможно, других видов элементарных частиц [14, 15], а также особенности их массопереноса на всем протяжении процесса структурообразования. Практически не изучена возможность и основные принципы когерентного структурообразования, роль и характер кооперативных
явлений, протекающих по мере формирования структур твердения [15, 16]. Важнейшим из нерешенных, на наш взгляд, является вопрос о механизме и закономерностях передачи наследственных признаков (и информации) от пересыщенного раствора к будущему камню. До сих пор не выработаны четкие критерии прогнозирования вяжущих свойств и работоспособности дисперсий в конкретных условиях эксплуатации. До сих пор считается дискуссионным вопрос о соответствии скоростей кинетики структурообразования и кинетики химических реакций, протекающих в системе. По нашему мнению, наиболее благоприятные предпосылки для формирования структур твердения максимальной прочности создаются при условии синхронизации скоростей рассматриваемых процессов, устанавливающихся через определенное время после начала взаимодействия вяжущего с водой [11]. Л.Х. Циммерманис и Д.И. Шта-кельберг придерживаются противоположного мнения [17, 18].
Расхождения во взглядах носят, по-видимому, кажущийся характер, т. к. выводы авторов касаются различных форм кинетических кривых. Из этих данных следует, что при изучении влияний тех или иных факторов на кинетику процессов структурообразования и химических реакций необходимо учитывать возможность изменения формы кинетических кривых и делать оговорку, к какой стадии относится выявленный эффект. Учет формы кинетических кривых имеет существенное значение при оценке долговечности материалов и выявлении резерва структурообразования.
Анализ последних достижений в сфере строительного материаловедения позволяет выделить, на наш взгляд, следующие приоритетные направления в области фундаментальных исследований:
- развитие теории зародышеобразования и выяснение механизма передачи информации и наследственных признаков от пересыщенного раствора к будущему камню;
- раскрытие физической природы индукционного периода гидратации и твердения на микро-, и макроуровне; количественное прогнозирование его продолжительности; выявление эффективных методов управления индукционным периодом;
- развитие и прогнозирование механизма элементарных актов гидратаций и структурообразования, особенно в ранние сроки взаимодействия вяжущего с дисперсионной средой;
- выявление механизма генерации и изучения роли короткоживущих частиц и состояний в процессах гидратации, структурообразования и разрушения дисперсных систем;
- разработка термодинамической теории структурообразования и выявление факторов, обусловливающих принципиальную возможность формирования структур твердения, в том числе с позиций неравновесной термодинамики коллоидных систем;
- изучение взаимосвязи процессов гидратации и структурообразования, структурообразования и разрушения, а также выявление механизма ритмики внутренних процессов и ее взаимосвязи с периодическими явлениями в окружающей среде;
- выявление условий и механизма самоорганизации дисперсных систем; иерархия процессов структурообразования; когерентное структурообразова-ние; роль кооперативных явлений при твердении;
- синтез прочности и построение количественной теории прочности дисперсных систем;
- выявление макроскопических признаков прогнозирования свойств дисперсных систем и определение надежных ориентиров проектирования материалов с заданными свойствами; управление процессами структурообразо-вания дисперсных систем.
К весьма заманчивым, но пока еще довольно экзотическим направлениям следует отнести возможность использования эффектов памяти формы и имитации внутренних напряжений в твердеющих композициях, а также изучение роли микроорганизмов и биологически активных соединений в процессах структурообразования, использование элементов бионики и биотехнологии, а также отходов биологических производств и их природных аналогов в химии и химической технологии вяжущих веществ.
Огромные перспективы и прогресс в химии вяжущих веществ открываются в связи с бурным развитием нанохимии и нанотехнологий. Направленный синтез функциональных материалов различного технического назначения, включая биосовместимые и природно-сбалансированные материалы, создание привитых поверхностных слоев и пленок, включая метаматериалы
[20], позволит уже в ближайшем будущем кардинально изменить и дополнить саму парадигму строительного материаловедения.
Все перечисленные аспекты в полной мере характерны для оксидных систем, которые во многом можно считать модельными при изучении реальных цементных (минеральных) композиций, а также при разработке научно обоснованных методов переработки многокомпонентного оксидосодержащего сырья техногенного и природного происхождения. Уже по этой причине исследование физико-химических свойств оксидов, особенно элементов второй группы периодической системы - одних из самых распространенных на Земле, представляет огромный интерес для физико-химической механики дисперсных структур и строительного материаловедения, для построения единой теории твердения вяжущих веществ и материалов.
Библиографический список
1. Сычев, М.М. Методы разработки новых вяжущих систем / М.М. Сычев // Журн. прикл. Химии. - 1979. - Т. 49. - № 10. - С. 2131-2132.
2. Федоров, Н.Ф. О классификации вяжущих веществ / Н.Ф. Федоров // Цемент. - 1970. -№ 10. - С. 8-10.
3. Чемоданов, Д.И. М+Исследование в области вяжущих веществ, формирующих структуры твердения на основе реакции кислотно-основного взаимодействия: дис. ... докт. хим. наук. - Томск, 1973. - 54 с.
4. Соломатов, В.И. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов / В.И. Соломатов, В.П. Селяев. - М. : Стройиздат, 1987. - 264 с.
5. Саркисов, Ю.С. О некоторых методических аспектах современной химии вяжущих веществ / Ю.С. Саркисов // Изв. вузов. Строительство. - 1992. - № 3. - С.74-78.
6. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. Избранные труды / П.А. Ребиндер. - М. : Наука, 1979. - 384 с.
7. Круглицкий, Н.Н. Основы физико-химической механики / Н.Н. Круглицкий. - Киев: Вища школа, 197б. ч. 2. - 208 с.
8. Андреева, Е.П. Роль коллоидно-химических процессов при гидратированном твердении вяжущих веществ / Е.П. Андреева, А.Ф. Полак // Успехи коллоидной химии и физикохимической механики. - М. : Наука, 1992. - 231 с.
9. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества / А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников. - М. : Стройиздат, 1979. - 472 с.
10. Ли, Ф.М. Химия цемента и бетона / Ф.М. Ли. - М. : Госстройиздат, 19б1. - б45 с.
11. Чемоданов, Д.И. Физико-химическая механика оксидных систем / Д.И. Чемоданов,
Н.Н. Круглицкий, Ю.С. Саркисов. - Томск : Изд-во ТГУ, 1989. - 3б0 с.
12. Гранковский, И.Г. О кинетике твердения минеральных вяжущих веществ / И.Г. Гранков-ский, Н.Н. Круглицкий // Докл. АН СССР. - Т. 194. - 1970. - № 1. - С. 147-148.
13. Тимашев, В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов / В.В. Ти-машев. - М. : Наука, 198б. - 424 с.
14. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона / И.Н. Ахвердов. - М. : Стройиздат, 1981. - 4б4 с.
15. Ротенберг, З.А. Гидратированный электрон в химии / З.А. Ротенберг. - М. : Знание, 1979. - б3 с.
16. Сычев, М.М. Современные представления о механизме гидратации цементов / М.М. Сычев // Промышленность строительных материалов. Сер. 1, Цементная промышленность. Вып. 3. - М. : ВНИЭСТИ, 1984. - 51 с.
17. Цимерманис, Л.-Х.Б. Термодинамика влажностного состояния и твердения строительных материалов / Л.-Х.Б. Цимерманис. - Рига : Зинатне, 1985. - 247 с.
18. Штакельберг, Д.И. Термодинамика структурообразования водно-силикатных дисперсных материалов / Д.И. Штакельберг. - Рига : Зинатне. - 200 с.
19. Шевелев, И.Ш. Золотое сечение: три взгляда на природу гармонии / И.Ш. Шевелев, М.А. Мусутаев, И.П. Шмелев. - М. : Стройиздат, 1990. - 343 с.
20. Суздалев, И.П. Нанотехнологии. Физико-химия наноструктур и наноматериалов / И.П. Суздалев. - М. : КомКнига, 200б. - 589 с.
References:
1. Sychev M.M. Metody razrabotki novykh vyazhushchikh system [Methods of working out the new binding systems] // Zhurn. prikl. Khimii. - 1979. T. 49. - No. 10. - P. 2131-2132.
2. Fedorov N.F. O klassifikatsii vyazhushchikh veshchestv [The classification of binding materials] // Tsement [Cement] - 1970. - No. 10. - P. 8-10.
3. Chemodanov D.I. M+Issledovanie v oblasti vyazhushchikh veshchestv, formiruyushchikh struktury tverdeniya na osnove reaktsii kislotno-osnovnogo vzaimodeystviya [Research in binders forming the structure of hardening based on the reaction of acid-base interactions]: dis. ... dokt. khim. nauk. - Tomsk, 1973. - 54 p.
4. Solomatov V.I., Selyaev V.P. Khimicheskoe soprotivlenie kompozitsionnykh stroitel'nykh materi-alov [Chemical resistance of composite building materials]. - Moscow : Stroyizdat, 1987. - 264 p.
5. Sarkisov Yu.S. O nekotorykh metodicheskikh aspektakh sovremennoy khimii vyazhushchikh veshchestv [Some methodological aspects of modern chemical binders] // Izv. vuzov. Stroitel'stvo [News of High Education Institutions. Construction]. - 1992. - No. 3. - P. 74-78.
6. Rebinder P.A. Poverkhnostnye yavleniya v dispersnykh sistemakh. Fiziko-khimicheskaya mekhanika [Surface phenomena in disperse systems. Physicochemical Mechanics] Izbrannye trudy. - Moscow : Nauka, 1979. - 384 p.
7. Kruglitskiy N.N. Osnovy fiziko-khimicheskoy mekhaniki [Bases of Physico-chemical mechanics]. - Kiev: Vishcha shkola, 1976. ch. 2. - 208 p.
8. Andreeva E.P., Polak A.F. Rol' kolloidno-khimicheskikh protsessov pri gidratirovannom tverdenii vyazhushchikh veshchestv [Role of colloid chemical processes in hydrated hardening binders] // Uspekhi kolloidnoy khimii i fiziko-khimicheskoy mekhaniki [Success of Colloid Chemistry and physicochemical mechanics]. - Moscow : Nauka, 1992. - 231p.
9. Volzhenskiy A.V., Burov Yu.S., Kolokol’nikov V.S. Mineral'nye vyazhushchie veshchestva [Mineral binders]. - Moscow : Stroyizdat, 1979. - 472 p.
10. Li F.M. Khimiya tsementa i betona [Chemistry of cement and concrete]. - Moscow : Goss-troyizdat, 1961. - 645 p.
11. Chemodanov D.I., Kruglitskiy N.N., Sarkisov Yu.S. Fiziko-khimicheskaya mekhanika oksid-nykh system [Physical-chemical mechanics of oxide systems]. - Tomsk : Izd-vo TGU [Proceedings of Tomsk State University], 1989. - 360 p.
12. Grankovskiy I.G., Kruglitskiy N.N. O kinetike tverdeniya mineral'nykh vyazhushchikh veshchestv [Kinetics of hardening of mineral binders] // Dokl. AN SSSR. - V. 194. - 1970. -No. 1. - P. 147-148.
13. Timashev V.V. Izbrannye trudy. Sintez i gidratatsiya vyazhushchikh materialov [Selected works. Synthesis and hydration of binders]. - Moscow : Nauka, 1986. - 424 p.
14. Akhverdov I.N. Osnovy fiziki betona [Bases of physics of concrete ]. - Moscow : Stroyizdat, 1981. - 464 p.
15. Rotenberg Z.A. Gidratirovannyy elektron v khimii [Hydrated electron in chemistry]. - Moscow : Znanie, 1979. - 63 p.
16. Sychev M.M. Sovremennye predstavleniya o mekhanizme gidratatsii tsementov [Modern conceptions on the mechanism of hydration of cement] // Promyshlennost' stroitel'nykh materi-alov. Ser. 1, Tsementnaya promyshlennost [Industry of building materials. Ser. 1, Cement Industry]. Vyp. 3. - Moscow : VNIESTI, 1984. - 51 p.
17. Tsimermanis L.-Kh.B. Termodinamika vlazhnostnogo sostoyaniya i tverdeniya stroitel'nykh materialov [Thermodynamics of moisture condition and hardening of building materials]. -Riga : Zinatne, 1985. - 247 p.
18. Shtakel’berg D.I. Termodinamika strukturoobrazovaniya vodno-silikatnykh dispersnykh mate-rialov [Thermodynamics of structure formation of water-dispersed silica materials]. - Riga : Zinatne. - 200 p.
19. Shevelev I.Sh., Musutaev M.A., Shmelev I.P. Zolotoe sechenie: tri vzglyada na prirodu garmo-nii [Golden Section: Three Sights on the Nature of Harmony]. - Moscow : Stroyizdat, 1990. -343 p.
20. Suzdalev I.P. Nanotekhnologii. Fiziko-khimiya nanostruktur i nanomaterialov [Nanotechnology. Physics and Chemistry of Nanostructures and Nanomaterials]. - Moscow : KomKniga, 2006. - 589 p.