Свойства и фазовый состав цементных растворов

Введение в состав цементных масс комплексных антифризов на основе формиата кальция, хлорида кальция и суперпластификатора Полипласт СП-1 приводит к изменению фазового состава цементных растворов. Большое значение имеют разработки комплексных модификаторов, которые используются для фазы твердения цементно-измельченных смесей, особенно в условиях низких температур (до –20 °С). Фазовые и структурные особенности цементных растворов изучены в недостаточной степени. В связи с этим в работе исследовалось влияние добавок комплексных антифризов на свойства и фазовый состав при структурировании цементных масс. Прочность при сжатии достигает максимального значения (44.8 МПа) при введении в состав цементных паст добавок формиата кальция, хлорида кальция и суперпластификатора. Рентгеноструктурный анализ проводили с использованием дифрактометра ДРОН-3. Использованные методики стандартные. Рентгенограмма образцов доказывает высокую интенсивность отражений гидросиликата кальция d = 9.69 Å, портландита d = 4.921 Å, d = 2.632 Å, что свидетельствует о высокой степени гидратации портландцемента. Совместное использование формиата кальция и хлорида кальция способствует активации гидролиза, а добавление суперпластификатора СП-1 приводит к снижению соотношения В/Ц до 0.20, что ускоряет процесс твердения. Добавки комплексных антифризов увеличивают процентное отношение кристаллической фазы по отношению к аморфной фазе, таким образом, цементные пасты, содержащие комплексные добавки 6 % (HCOO)₂Ca, 3 % СaCl₂, 2 % СП-1, обладают наибольшим значением степени гидратации (0.70) за счет образования 63%-й кристаллической фазы. Образующиеся новообразования характерны для портландита и гидросиликатов дикальция. Комплексные антифризы в качестве добавки способствуют активизации гидратации в цементных растворах, что подтверждается уровнем степени гидролиза и интегральным значением потери массы. Синергизм процессов структурообразования наблюдается при совместном использовании добавок антифризов в составе цементных масс и, как следствие, повышает прочность цементных растворов, используемых в строительстве при низких климатических температурах. 

1. Исследование влияния формиата кальция на процесс гидратации цемента с учетом фазового состава и температурного режима твердения / А. О. Адамцевич, А. П. Пустовгар, А. В. Еремин, С. А. Пашкевич. – Текст : непосредственный // Строительные материалы. – 2013. – № 7. – С. 59–61.

2. Лотов, В. А. Изменение фазового состава системы цемент-вода при гидратации и твердении / В. А. Лотов. – Текст : непосредственный // Известия Томского политехнического университета. – 2012. – Т. 321, № 3. – С. 42–45.

3. Galkin, Yu. Yu. The phase composition and properties of aluminate cements after early loading / Yu. Yu. Galkin, S. A. Udodov, L. V. Vasil'eva. – DOI 10.18720/Mce.75.11. – Текст : непосредственный // Magazine Of Civil Engineering. – 2017. – No. 7(75). – P. 114–122.

4. Васильев, А. С. Эффективность добавок – ускорителей схватывания и твердения для торкрет-бетона / А. С. Васильев, Ю. Г. Барабанщиков. – Текст : непосредственный // Инженерно-строительный журнал. – 2012. – № 8 (34). – С. 72–78.

5. Исследование влияния формиата натрия на термостойкость крахмалсодержащего глинистого бурового раствора / Г. В. Конесев, Р. Р. Ахаев, Т. Д. Дихтярь [и др.]. – DOI 10.18799/24131830/2020/8/2773. – Текст : непосредственный // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 8. – С. 112–122.

6. Барабанщиков, Ю. Г. Суперпластификатор С-3 и его влияние на технологические свойства бетонных смесей / Ю. Г. Барабанщиков, М. В. Комаринский. – Текст : непосредственный // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2014. – № 6 (21). – С. 58–69.

7. Barabanshchikov, Y. G. Influence of superplasticizer S-3 on the technological properties of concrete mixtures / Y. G. Barabanshchikov, M. V. Komarinskiy. – DOI 10.4028/www.scientific.net/AMR.941-944.780. – Текст : непосредственный // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 941-944. – P. 780–785.

8. Рахимбаев, Ш. М. Обоснование выбора типа вяжущего для агрессивных сред органического происхождения на основе теории гетерогенных физико-химических процессов / Ш. М. Рахимбаев, Н. М. Толыпина. – Текст : непосредственный // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. – 2016. – № 9. – С. 159–163.

9. Тимохин, Д. К. Структурообразование цементного камня, модифицированного гидроксилсодержащими добавками углеводов / Д. К. Тимохин, Н. А. Козлов. – Текст : непосредственный // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. – 2010. – № 19 (38). – С. 69–75.

10. Лукутцова, Н. П. Исследование мелкозернистого бетона, модифицированного наноструктурной добавкой / Н. П. Лукутцова, Е. Г. Матвеева, Д. Е. Фокин. – Текст : непосредственный // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. – 2010. – № 4. – С. 6–11.

11. Шишканова, В. Н. Особенности структуры мелкозернистого бетона и его преимущества / В. Н. Шишканова, М. Н. Путилова. – Текст : непосредственный // Наука и образование: новое время. Научно-методический журнал. – 2018. – № 3 (10). – С. 14–16.

12. Киянец, А. В. Влияние электролитов на твердение бетонов с магнезиальным оксихлоридным цементом при отрицательных температурах / А. В. Киянец. – DOI 10.14529/build190304. – Текст : непосредственный // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. – 2019. – Т. 19, № 3. – С. 24–28.

13. Bentz, D. P. Modelling the leaching of calcium hydroxide from cement paste: effects on pore space percolation and diffusivity / D. P. Bentz, E. J. Garboczi. – DOI 10.1007/bf02472448. – Текст : непосредственный // Materials and Structures. – 1992. – Vol. 25, No. 9. – P. 523–533.

14. Duong, V. B. Effect of leaching on carbonation resistance and steel corrosion of cement-based materials / V. B. Duong, R. Sahamitmongkol, S. Tangtermsirikul. – DOI 10.1016/j.conbuildmat.2012.11.042. – Текст : непосредственный // Construction and Building Materials. – 2013. – Vol. 40. – P. 1066–1075.

15. Chung, D. Review: Improving cement-based materials by using silica fume / D. Chung. – DOI 10.1023/A:1013889725971. – Текст : непосредственный // Journal of Materials Science. – 2002. – Vol. 37, No. 4. – P. 673–682.