Научная статья на тему 'ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ БЕТОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА'

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ БЕТОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
133
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРАФИТ / ОКИСЛЕННЫЙ ТЕРМОРАСШИРЯЮЩИЙСЯ ГРАФИТ / УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ГРАФИТА / ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ БЕТОН

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Селезнёва Ольга Игоревна, Орлов Виктор Сергеевич, Шустов Павел Александрович

Актуальной задачей строительной индустрии является снижение расхода цемента в производстве бетонных смесей. Цель исследования заключается в оптимизации структуры бетонного камня путем подбора гранулометрического состава компонентов, вплоть до наноразмерных величин. К подобным микронаполнителям относятся микрокремнезем, метакаолин, золы, нанографит/графен и т.д. Перспективным направлением является получение добавок комплексного действия - обладающих пластифицирующей способностью, а также содержащих в своем составе тонкодисперсные наполнители, образующие соединения с вяжущими свойствами. При помощи ультразвуковой ванны с генератором мощностью 80 Вт была выполнена диспергация в водной среде терморасширяющегося графита и его ультразвуковая обработка. Анализ гранулометрического состава графитсодержащей суспензии проводился на лазерном дифракционном приборе измерения размера частиц FritschNanoTeс с блоком диспергирования в жидкой среде (диапазон измерения от 0,01 до 2100 мкм). Микроскопическое исследование проводилось с применением сканирующего (растрового) электронного микроскопа TESCAN Mira 3 с диапазоном увеличения до 1 000 000 крат. В статье приведены данные исследований физико-механических характеристик тяжелого бетона с введением модифицированного окисленного терморасширяющегося графита. Представлены результаты микроскопического анализа и изучения гранулометрического состава графитсодержащей суспензии. Проведенные исследования свидетельствуют об эффективности ультразвуковой обработки графитсодержащей суспензии и ее влиянии на прочностные характеристики бетона. Представленные результаты позволяют сделать вывод о возможности применения ультразвуковой обработки для дополнительного измельчения частиц графита в графитсодержащей суспензии и об улучшении физико-механических характеристик бетонного камня при введении данной суспензии в его состав.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Селезнёва Ольга Игоревна, Орлов Виктор Сергеевич, Шустов Павел Александрович

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

HIGH-PERFORMANCE HEAVYWEIGHT CONCRETE CONTAINING CARBON MODIFIER

Reducing the consumption of cement in the production of concrete mixtures has been a topical issue in the construction industry. The study aims to optimise the structure of concrete stone by selecting the particle size distribution of the components to nanoscale values. Such microfillers include silica fume, metakaolin, ashes, nanographite/graphene, etc. Thus, producing additives of complex action having a plasticising ability, as well as containing finely dispersed fillers forming binding material, is promising. Expandable graphite was dispersed in an aqueous medium and subjected to ultrasonic treatment using an ultrasonic bath with an 80 W generator. The particle size distribution in the graphite-containing suspension was studied using a laser diffraction particle analyser FritschNanoTeс with a wet dispersion system (measuring range of 0.01 to 2100 μm). Microscopic examination was carried out using a scanning electron microscope TESCAN Mira 3 with a magnification range of up to 1,000,000 times. In the present work, the physical-mechanical properties of heavyweight concrete containing modified oxidised expandable graphite were investigated. The results of microscopy and particle size distribution analysis of the graphite-containing suspension are presented. The research indicates the efficiency of ultrasonic treatment of a graphite-containing suspension and its effect on the strength characteristics of concrete. The presented results demonstrate the potential of ultrasonic treatment for additional disintegration of graphite particles in a graphite-containing suspension improving the physical and mechanical characteristics of a concrete stone by adding this suspension to its composition.

Текст научной работы на тему «ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ БЕТОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА»

Научная статья УДК 691.33

http://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-4-654-661

Высокоэффективный тяжелый бетон с использованием углеродсодержащего модификатора

Ольга Игоревна Селезнёва1^, Виктор Сергеевич Орлов2, Павел Александрович Шустов3

1,2Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень, Россия 3Ангарский государственный технический университет, г. Ангарск, Россия 3Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия

1sel_olga@mail.ruH

2orlovvs1@tyuiu.ru 3shustovpa@mail.ru

Аннотация. Актуальной задачей строительной индустрии является снижение расхода цемента в производстве бетонных смесей. Цель исследования заключается в оптимизации структуры бетонного камня путем подбора гранулометрического состава компонентов, вплоть до нано-размерных величин. К подобным микронаполнителям относятся микрокремнезем, метакаолин, золы, нанографит/графен и т.д. Перспективным направлением является получение добавок комплексного действия - обладающих пластифицирующей способностью, а также содержащих в своем составе тонкодисперсные наполнители, образующие соединения с вяжущими свойствами. При помощи ультразвуковой ванны с генератором мощностью 80 Вт была выполнена диспергация в водной среде терморасширяющегося графита и его ультразвуковая обработка. Анализ гранулометрического состава графитсодержащей суспензии проводился на лазерном дифракционном приборе измерения размера частиц FritschNanoTec с блоком диспергирования в жидкой среде (диапазон измерения от 0,01 до 2100 мкм). Микроскопическое исследование проводилось с применением сканирующего (растрового) электронного микроскопа TESCAN Mira 3 с диапазоном увеличения до 1 000 000 крат. В статье приведены данные исследований физико-механических характеристик тяжелого бетона с введением модифицированного окисленного терморасширяющегося графита. Представлены результаты микроскопического анализа и изучения гранулометрического состава графитсодержащей суспензии. Проведенные исследования свидетельствуют об эффективности ультразвуковой обработки графитсодержащей суспензии и ее влиянии на прочностные характеристики бетона. Представленные результаты позволяют сделать вывод о возможности применения ультразвуковой обработки для дополнительного измельчения частиц графита в графитсодержащей суспензии и об улучшении физико-механических характеристик бетонного камня при введении данной суспензии в его состав.

Ключевые слова: графит, окисленный терморасширяющийся графит, ультразвуковое диспергирование графита, высокоэффективный бетон

Для цитирования: Селезнёва О. И., Орлов В. С., Шустов П. А. Высокоэффективный тяжелый бетон с использованием углеродсодержащего модификатора // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2021. Т. 11. № 4. С. 654-661. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-4-654-661.

Original article

High-performance heavyweight concrete containing carbon modifier

Olga I. Selezneva1^, Victor S. Orlov2, Pavel A. Shustov3

1,2Industrial University of Tyumen, Tyumen, Russia 3Angarsk State Technical University, Angarsk, Russia 3Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia

1sel_olga@mail.ruH

2orlovvs1@tyuiu.ru 3shustovpa@mail.ru

Том 11 № 4 2021

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 654-661 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 11 No. 4 2021 _pp. 654-661

ISSN 2227-2917

есл (print)

654 ISSN 2500-154X (online)

Abstract. Reducing the consumption of cement in the production of concrete mixtures has been a topical issue in the construction industry. The study aims to optimise the structure of concrete stone by selecting the particle size distribution of the components to nanoscale values. Such microfillers include silica fume, metakaolin, ashes, nanographite/graphene, etc. Thus, producing additives of complex action having a plasticising ability, as well as containing finely dispersed fillers forming binding material, is promising. Expandable graphite was dispersed in an aqueous medium and subjected to ultrasonic treatment using an ultrasonic bath with an 80 W generator. The particle size distribution in the graphite-containing suspension was studied using a laser diffraction particle analyser FritschNanoTec with a wet dispersion system (measuring range of 0.01 to 2100 ^m). Microscopic examination was carried out using a scanning electron microscope TESCAN Mira 3 with a magnification range of up to 1,000,000 times. In the present work, the physical-mechanical properties of heavyweight concrete containing modified oxidised expandable graphite were investigated. The results of microscopy and particle size distribution analysis of the graphite-containing suspension are presented. The research indicates the efficiency of ultrasonic treatment of a graphite-containing suspension and its effect on the strength characteristics of concrete. The presented results demonstrate the potential of ultrasonic treatment for additional disintegration of graphite particles in a graphite-containing suspension improving the physical and mechanical characteristics of a concrete stone by adding this suspension to its composition.

Keywords: graphite, oxidized thermally expandable graphite, ultrasonic dispersion of graphite, high performance concrete

For citation: Selezneva O. I., Orlov V. S., Shustov P. A. High-performance heavyweight concrete containing carbon modifier. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2021 ;11 (4):654-661. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-4-654-661.

Введение

В настоящее время актуальным вопросом является получение высокоэффективных бетонов с заданными свойствами [1-5].

Применение тонкодисперсных углеродсо-держащих модификаторов позволяет улучшить физико-механические и эксплуатационные характеристики бетонного камня [6-10]. Так как получение чистого графена в производстве проблематично, его применение в качестве добавки в цементные композиты экономически нецелесообразно. Согласно литературным данным, существуют различные способы получение нанографита (содержащего графен) из графита [11-14]. Перспективным является направление, связанное с управлением свойствами тяжелого цементного бетона на микроуровне: таким образом повышаются физико-механические и эксплуатационные характеристики конечного продукта [15-17].

Открытым остается вопрос об оптимальном способе получения тонкодисперсной уг-леродсодержащей добавки для достижения максимального положительного эффекта в производстве тяжелого бетона.

Методы

В исследовании применялись следующие сырьевые материалы:

- портландцемент Сухоложского цементного завода марки ЦЕМ 11/В-Ш 32,5Н;

- гранитный щебень фракций 5-10 мм, 10-20 мм Курманского каменного щебеночного месторождения;

- кварцевый песок с карьера ООО «Тю-меньнеруд» с модулем крупности 2,3;

- окисленный терморасширяющийся графит;

- диспергированный с применением ультразвука (УЗ) графит.

Базовый состав без добавки и составы с исследуемыми добавками были приготовлены вручную.

Отдозированные щебень, песок и портландцемент перемешивались в сухом состоянии до однородной смеси и затворялись водой. Далее полученная смесь тщательно перемешивалась в течение 5 мин. У бетонной смеси определялись плотность и технологические свойства.

Из свежеприготовленных бетонных смесей формовались образцы-кубы размером 100x100x100 мм, которые в дальнейшем твердели при нормальных условиях (температура 20 ± 2 °С и относительная влажность воздуха не менее 90 %). Через двое суток образцы были расформованы и помещены в камеру нормального твердения до достижения ими классового возраста. В 28 суток исследовались

Том 11 № 4 2021 ISSN 2227-2917

с. 654-661 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) СЦЦ Vol. 11 No. 4 2021 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 655 pp. 654-661_(online)_

плотность и прочность бетона при сжатии в соответствии с ГОСТ 10180-20121.

Исследование структуры полученной угле-родсодержащей добавки выполнено с использованием электронного сканирующего микроскопа TESCAN Mira 3 с диапазоном увеличения до 1 000 000 крат2.

Результаты и их обсуждение

Изучены физико-механические свойства бетонной смеси и бетона. Проектирование состава бетона произведено с использованием эмпирических формул, связывающих прочность бетона со свойствами вяжущего, заполнителей и водоцементным отношением. Характеристики базового состава представлены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики базового состава бетонной смеси и бетона

Table 1. Charac teristics of the basic composition of concrete mix and concrete

Сырьевые материалы Количество компонентов, кг Плотность бетонной 3 смеси, кг/м Подвижность бетонной смеси, см Плотность бетона, кг/м3 Прочность при сжатии, МПа

Цемент 410 2310 11,5 2470 42,86

Песок 800

Щебень 1040

Вода 205

Далее бетонная смесь была модифицирована синтезированным окисленным терморасширяющимся графитом путем кратковременного воздействия, не превышающего 10 секунд, электромагнитного (СВЧ) излучения (частота 2450МГц) мощностью 1000 Вт [18]. Полученное

вещество представляет собой вытянутые высокопористые хлопья с большим содержанием пустот. Окисленный терморасширяющийся графит содержит до 99,9 % углерода без посторонних примесей. Результаты электронной микроскопии представлены на рис. 1 а, Ь [19].

a b

Рис. 1. Микроструктура окисленного терморасширяющегося графита Fig. 1. Microstructure of oxidized thermally expanding graphite

Следующим этапом эксперимента являлось исследование реологических характеристик и физико-механических свойств состава с добавкой окисленного терморасширяющегося графита. Была проанализирована совместная работа цементного композита и углеродсодержащего вещества. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Добавление данного вещества не оказало выраженного эффекта.

Увеличение прочностных характеристик незначительно. Можно заключить, что окисленный терморасширяющийся графит в материале является только микронаполнителем, не меняющим структуру цементных композитов. Также остается открытым вопрос об однородном перемешивании бетонной смеси и вкраплении в нее добавки.

1ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: Стандартинформ, 2018.

2Зимакова Г. А., Селезнева О. И., Радаев С. С., Орлов В. С. Методы исследования состава и свойств строитель-

ных материалов: учеб. пособ. Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2021. 126 с.

ISSN 2227-2917

(print) ISSN 2500-154X (online)

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate

Том 11 № 4 2021

с. 654-661 Vol. 11 No. 4 2021 pp. 654-661

Таблица 2. Характеристики модифицированного окисленным терморасширяющимся графитом состава бетонной смеси и бетона

Table 2. Characteristics of the concrete mix and concrete composition modified by oxidized thermally expanding graphite_

Сырьевые материалы Количество компонентов, кг Плотность бетонной смеси, кг/м Подвижность бетонной смеси, см Плотность бетона, кг/м3 Прочность при сжатии, МПа

Цемент 410 2315 11 2480 44,95

Песок 800

Щебень 1040

Вода 205

Окисленный терморасширяющийся графит 0,41

По результатам исследования сделаны выводы, что применение окисленного терморасширяющегося графита является экономически нецелесообразным. Расщепление графита путем термоактивации оказалось малоэффективным. Вероятно, необходимо создать более жесткие условия деструкции. При термическом воздействии происходит механическое разрушение по слабым местам, дефектам. В жидкой среде, в присутствии ультра-

звука диспергирование существенно увеличивает дробление и по прочно соединенным слоям, создавая тем самым разрушения в местах спайности. Следует отметить, что в случае отключения источника УЗ-воздействия в течение десяти минут происходит агрегация частиц порошка в суспензии практически до первоначальных значений. График распределения частиц после их агрегации представлен на рис. 2.

Рис. 2. Гранулометрический состав агрегированных частиц графита в суспензии без ультразвукового

воздействия

Fig. 2. Granulometric composition of aggregated graphite particles in suspension without ultrasonic action

Результаты испытаний бетонной смеси и бетона с использованием диспергированного с применением ультразвука графита представлены в табл. 3. На рис. 3 a, Ь изображено

определение технологических характеристик бетона. На рис. 4 a, Ь приведены фотографии микроструктуры модифицированного добавкой бетона.

a b

Рис. 3. Оценка технологических характеристик бетона Fig. 3. Assessment of technological characteristics of concrete

Том 11 № 4 2021

с.654-661 Vol. 11 No. 4 2021 pp. 654-661

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate

ISSN 2227-2917

(print) ISSN 2500-154X (online)

a b

Рис. 4. Микроструктура бетона с добавкой суспензии обработанного ультразвуком терморасширяющегося графита Fig. 4. Microstructure of concrete with the addition of a suspension of sonicated thermally expanding graphite

Таблица 3. Характеристики модифицированного диспергированным с применением ультразвука графитом состава бетонной смеси и бетона

Table 3. Characteristics of the modified concrete mixture and concrete composition dispersed with the

use of ultrasound gra phite

Сырьевые материалы Количество компонентов, кг Плотность бетонной смеси, кг/м Подвижность бетонной смеси, см Плотность бетона, кг/м3 Прочность при сжатии, МПа

Цемент 410 2365 13 2520 50,11

Песок 800

Щебень 1040

Вода 205

Диспергированный с применением ультразвука графит 0,41

Заключение

В результате изучения графита и его различных модификаций, которые применяются в качестве добавки в бетон, можно сделать вывод о том, что использование углеродсодер-жащих компонентов улучшает физико-механические и, как следствие, эксплуатационные характеристики композитов. Добавление окисленного терморасширяющегося графита не произвело заметного эффекта. Свой-

ства материала увеличились незначительно, на 4,8 % относительно контрольного состава. Использование данной добавки является экономически нецелесообразной. Применение суспензии графита, диспергированной в присутствии ультразвука, дало увеличение прочностных показателей на 16,9 %. Это показывает возможность использования модификации графита в качестве добавки в состав тяжелых бетонов на цементном вяжущем.

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

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Pan Z., He L., Qiu L., Korayem A. H., Li G., Zu J. W., et al. Mechanical properties and mi-

crostructure of a grapheme oxide - cement composit // Cement and Concrete Composites. 2015. Vol. 58. p. 140-147.

https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2015.02. 001.

2. Chuah S., Pan Z., Sanjaan J. G., Wang C. M., Duan W. H. Nano reinforced cement and concrete composites and new perspective from grapheme oxide // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 73. p. 113-124. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.09.040.

ISSN 2227-2917 Том 11 № 4 2021 eco (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 654-661

658 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 11 No. 4 2021 _(online)_pp. 654-661

3. Миляев И. В. Оптимизация свойств модифицированного цементного камня // Научный вестник ВГАСУ. 2009. № 5. С. 102-104.

4. Федорова Г. Д., Александров Г. Н., Смагу-лова С. А. Исследование устойчивости водной суспензии оксида графена // Строительные материалы. 2015. № 2. С. 15-21.

5. Федорова Г. Д., Александров Г. Н., Смагу-лова С. А. К вопросу применения оксида графена в цементных системах // Строительные материалы. 2016. № 1-2. С. 21-26.

6. Moxmmed A., Sanjayn J. G., Duan W. H., Nazari A. Incorporating grapheme oxide in cement composites: A study of transport properties // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 84. p. 341-347. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.01.083.

7. Sedaghat A., Ram M. K., Zayed A., Kamal R., Shanahan N. Investigation of Physical Properties of Graphene-Cement Composite for Structural Applications // Open Journal of Composite Materials. 2014. Vol. 4. № 1. p. 41685. https://doi.org/10.4236/ojcm.2014.41002.

8. Баженов Ю. М., Алимов Л. А., Воронин В. В. Развитие теории формирования структуры и свойств бетонов с техногенными отходами // Известия вузов. Строительство. 1996. № 4. С. 55-58.

9. Al Muhit B. A., Nam B. H., Zhai Lei, Zuyus J. Effects of microstructure on the compressive strength of graphene oxide-cement composites // Nanotecnology in Construction. 2015. URL: https://pantherfile.uwm.edu/sobolev/www/NICO M-5/13_Nam.pdf (23.11.2015).

10. Хархардин А. Н. Структурная топология дисперсных систем взаимодействующих микро- и наночастиц // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2011. № 5. С. 119-125.

11. Raki L., Beaudoin J. J., Alizadeh R., Mak-ar J. M., Sato T. Cement and concrete nanosci-ence and nanotechnology // Materials. 2010. Vol. 3. p. 918-942. https://doi.org/10.3390/ma3020918.

12. Horszczaruk E., Mijowska E., Ka-lenczuk R. J., Aleksandrzak M., Mijowska S. Nanocomposite of cement/graphene oxide - Impact on hydration kinetics and Young's modulus // Construction and Building Materials.

2015. Vol. 78. p. 234-242. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.009.

13. Wang Q., Wang J., Lu C., Lie B., Jang R., Li C. Influence of grapheme oxide additions on the microstructure and mechanical strength of cement // New Carbon Materials. 2015. Vol. 30. Iss. 4. p. 349-359. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(15)60194-9.

14. Pan Z., Duan W. H., Li D., Collins F. Graphene oxide reinforced cement and concrete. Patent WO2013096990A1. Declared 21.12.2012. Published 04.07.2013.

15. Selezneva O., Orlov М., Shustov P. Oxidized thermally expanded graphite as a raw material for the production of cement composites // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific Conference "Investments. Construction. Real estate: new technologies and targeted development priori-ties-2020" (Irkutsk, 23-24th April 2020). Vol. 880. Irkutsk, 2020. p. 012019. https://doi.org/10.1088/1757-899X/880/1/012019.

16. Кожухова Н. И., Бондаренко А. И., Строкова В. В. Зависимость механизма структуро-образования от химического состава как ключевого фактора вяжущей системы // Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика: мат-лы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию ВосточноСибирского государственного университета технологий и управления и строительного факультета (г. Улан-Удэ, 11-14 июля 2012 г.). Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. С. 162-164.

17. Фаликман В. Р. Наноматериалы и нано-технологии в современных бетонах // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2011. №5-6. С. 34-48.

18. Voiry D., Yang J., Kupferberg J., Fullon R., Lee C., Jeong H. Y., et al. High-quality graphene via microwave reduction of solution-exfoliated graphene oxide // Science. 2016. Vol. 353. Iss. 6306. p. 1413-1416. https://doi.org/10.1126/science.aah3398.

19. Орлов В. С., Селезнева О. И., Шустов П. А. Структура и гранулометрический состав углеродсодержащей добавки в тяжелых бетонах // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 4. С. 594-601. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-4-594-601.

REFERENCES

1. Pan Z, He L, Qiu L, Korayem AH, Li G, Zu JW, et al. Mechanical properties and microstructure of a grapheme oxide - cement composit. Cement and Concrete Composites.

2015;58:140-147. https://doi.Org/10.1016/j.cem concomp.2015.02.001.

2. Chuah S, Pan Z, Sanjaan JG, Wang CM, Duan WH. Nano reinforced cement and con-

Том 11 № 4 2021

с.654-661 Vol. 11 No. 4 2021 pp. 654-661

Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate

ISSN 2227-2917

(print) ISSN 2500-154X (online)

crete composites and new perspective from grapheme oxide. Construction and Building Materials. 2014;73:113-124. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.09.040.

3. Milyaev IV. Optimization of the properties of modified cement stone. Nauchnyi vestnik VGASU. 2009;5:102-104. (In Russ.).

4. Fedorova GD, Aleksandrov GN, Smagulo-va SA. Research of Stability of Water Suspension of Graphene Oxide. Stroitel'nye materialy. 2015;2:15-21. (In Russ.).

5. Fedorova Gd, Aleksandrov GN, Smagulo-va SA. The study of graphene oxide use in cement systems. Stroitel'nye materialy. 2016; 1-2:21-26. (In Russ.).

6. Moxmmed A, Sanjayn JG, Duan WH, Nazan A. Incorporating grapheme oxide in cement composites: A study of transport properties. Construction and Building Materials. 2018;84:341-347.

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.01.083.

7. Sedaghat A, Ram MK, Zayed A, Kamal R, Shanahan N. Investigation of Physical Properties of Graphene-Cement Composite for Structural Applications. Open Journal of Composite Materials. 2014;4(1):41685. https://doi.org/10.4236/ojcm.2014.41002.

8. Bazhenov YuM, Alimov LA, Voronin VV. Development of the theory of the formation of the structure and properties of concrete with industrial waste. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. 1996;4:55-58. (In Russ.).

9. Al Muhit BA, Nam BH, Zhai Lei, Zuyus J. Effects of microstructure on the compressive strength of graphene oxide-cement composites. Nanotecnology in Construction. 2015. Available from: https://pantherfile.uwm.edu/sobolev/www/ NICOM-5/13_Nam.pdf [Accessed 23rd November 2015].

10. Kharkhardin AN. Structural topology of dispersed systems of interacting micro- and nano-particles. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo. 2011;5:119-125. (In Russ.).

11. Raki L, Beaudoin JJ, Alizadeh R, Makar JM, Sato T. Cement and concrete nanoscience and nanotechnology. Materials. 2010;3:918-942. https://doi.org/10.3390/ma3020918.

12. Horszczaruk E, Mijowska E, Kalenczuk RJ, Aleksandrzak M, Mijowska S. Nanocomposite of cement/graphene oxide - Impact on hydration kinetics and Young's modulus. Construction and

Building Materials. 2015;78:234-242. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.009.

13. Wang Q, Wang J, Lu C, Lie B, Jang R, Li C. Influence of grapheme oxide additions on the microstructure and mechanical strength of cement. New Carbon Materials. 2015;30(4): 349-359. https://doi.org/10.1016/S1872-5805 (15)60194-9.

14. Pan Z, Duan WH, Li D, Collins F. Graphene oxide reinforced cement and concrete. Patent W02013096990A1. Declared 21.12.2012. Published 04.07.2013.

15. Selezneva O, Orlov M, Shustov P. Oxidized thermally expanded graphite as a raw material for the production of cement composites. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific Conference "Investments. Construction. Real estate: new technologies and targeted development priorities-2020" (Irkutsk, 23-24th April 2020). Vol. 880. Irkutsk, 2020. p. 012019. https://doi.org/10.1088/1757-899X/880/1Z012019.

16. Kozhukhova NI, Bondarenko AI, Stroko-va VV. Dependence of the mechanism of structure formation on the chemical composition as a key factor in the binding system. Stroitel'nyi kompleks Rossii. Nauka. Obrazovanie. Praktika: materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennye 50-letiyu Vostochno-Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta tekhnologii i upravleniya i stroitel'nogo fakul'teta (Ulan-Ude, 11-14 July 2012). Ulan-Ude: ESSUTM, 2012. p. 162-164. (In Russ.).

17. Falikman VR. Nanomaterials and nanotech-nologies in advanced concrete. ALITinform: Tsement. Beton. Sukhie smesi. 2011 ;5-6: 34-48. (In Russ.).

18. Voiry D, Yang J, Kupferberg J, Fullon R, Lee C, Jeong HY, et al. High-quality graphene via microwave reduction of solution-exfoliated graphene oxide. Science. 2016;3539(6306): 1413-1416.

https://doi.org/10.1126/science.aah3398.

19. Orlov VS, Selezneva OI, Shustov PA. Structure and granulometric composition of a carbon-containing additive for heavy concrete. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2020;10(4):594-601. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-4-594-601.

ISSN 2227-2917 Том 11 № 4 2021 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 654-661

660 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 11 No. 4 2021 _(online)_pp. 654-661

Информация об авторах О. И. Селезнёва,

кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов, Тюменский индустриальный университет, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, Россия,

ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0002-0178-7509 В. С. Орлов,

заведующий лабораторией кафедры строительной механики, Тюменский индустриальный университет, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, Россия,

ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0001-5583-6989 П. А. Шустов,

кандидат технических наук, доцент кафедры строительного производства, Ангарский государственный технический университет,

665835, г. Ангарск, ул. Чайковского, 60, Россия,

Иркутский национальный исследовательский технический университет,

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия,

ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0003-2547-3579

Information about the authors Olga I. Selezneva,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Building Materials, Industrial University of Tyumen, 38 Volodarskogo St., Tyumen, 625000, Russia, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0178-7509

Victor S. Orlov,

Head of the Laboratory of the Department of Structural Mechanics, Industrial University of Tyumen, 38 Volodarskogo St., Tyumen, 625000, Russia, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5583-6989

Pavel A. Shustov,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Construction Production, Angarsk State Technical University, 60 Chaikovskogo St., Angarsk, 665835, Russia, Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2547-3579

Вклад авторов

Селезнёва О. И., Орлов В. С., Шустов П. А. имеют равные авторские права. Селезнева О. И. несет ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Статья поступила в редакцию 20.10.2021. Одобрена после рецензирования 17.11.2021. Принята к публикации 19.11.2021.

Contribution of the authors

Selezneva O. I., Orlov V. S., Shustov P. A. have equal author's rights. Selezneva O. I. bears the responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

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

The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.

The article was submitted 20.10.2021. Approved after reviewing 17.11.2021. Accepted for publication 19.11.2021.

Том 11 № 4 2021 ISSN 2227-2917

с. 654-661 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 11 No. 4 2021 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 661 pp. 654-661_(online)_

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.