Сазонова Н.А.

УДК 666.9.017

САЗОНОВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВНА, канд. техн. наук, доцент,

n.a.sazonova@mail.ru

Ангарская государственная техническая академия,

665835, г. Ангарск, ул. Чайковского, 60

СКРИПНИКОВА НЕЛЛИ КАРПОВНА, докт. техн. наук, профессор,

nks2003@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ОТМАХОВ ВЛАДИМИР ИЛЬИЧ, докт. техн. наук, профессор,

otmahov2004@mail.ru

Томский государственный университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, 36

БАДЕНИКОВА МАРГАРИТА ВИКТОРОВНА, доцент,

mvbadenikova@mail.ru

Ангарская государственная техническая академия,

665835, г. Ангарск, ул. Чайковского, 60

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ  ЦЕМЕНТНОГО  КАМНЯ  НА  ОСНОВЕ  ПЛАВЛЕНОГО  ЦЕМЕНТНОГО  КЛИНКЕРА

Произведены исследования структуры цементного камня, полученного на основе цементного клинкера, синтезируемого в условиях низкотемпературной плазмы. Установлено, что в процессе гидратации осуществляется интенсивное тепловыделение, стремительное уменьшение клинкерных минералов и формирование сначала локальных новообразований, имеющих столбчатый габитус, в последующем – волокнистых и дендритоподобных соединений размером 0,21×2,16 мкм и менее 0,1 мкм. Новообразования выполняют армирующую функцию и придают образцам высокую прочность, равную 81,9–84,2 МПа.

Ключевые слова: цементный камень; цементный клинкер; гидратация; гидросиликаты кальция; портландит, низкотемпературная плазма.

Библиографический список

  1. Taylor, H.F.W. Cement Chemistry, 2nd edition /H.F.W. Taylor, Thomas Telford. – London, 1997. – 459 p.
  2. Jartner, E.M. Hydration mechanisms. Part I / E.M. Jartner, J.K. Jaidies // Mater. Sci. Concr. Part I / E.M. Jartner. – Westerville (Ohio), 1989. – P. 95–125.
  3. Jawed, I. Hydration of portland cement / I. Jawed – Cem. Div. Amer. Ctram. Soc. – Westerville (Ohio), 1990. – P. 39–81.
  4. Тимашев, В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов / В.В. Тимашев. – М. : Наука, 1986. – 424 с.
  5. Волокитин, Г.Г. Высокотемпературные способы производства цементного клинкера с использованием низкотемпературной плазмы и электродугового прогрева (джоулев нагрев) / Г.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, Н.А. Позднякова, О.Г. Волокитин, А.В. Луценко // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2008. – № 4(21). – С. 106–112.
  6. Skripnikova, N.K. Synthesis of cement clinker using low-temperature plasma / N.K. Skripnikova, N.A. Sazonova, G.G. Volokitin // Materials of the V international research and practice conference «European Science and Technology». – Munich, 2013. – V. 1. – Р. 476–480.
  7. Структура цементного клинкера при плазмохимическом синтезе и ее влияние на свойства цемента / Н.А. Сазонова, Н.К, Скрипникова, Л.Е. Новикова, А.В. Луценко // Материалы Международной научной конференции молодых ученых «Перспективные материалы в строительстве и технике». – Томск : ТГАСУ, 2014. – С. 159–169.
  8. Constantinides, G. Invariant mechanical properties of calcium–silicate–hydrates (C–S–H) in cement-based materials: Instrumented nanoindentation and microporomechanical modeling / G. Constantinides, F.-J. Ulm // MIT-CEE Res. Rep. R06-01 (PhD thesis). Massachusetts Institute of Technology, Department of Civil and Environmental Engineering, Cambridge MA. – 2006. – 507 p.
  9. Повышение эффективности вяжущих за счет использования наномодификаторов / В.В. Лесовик, В.В. Потапов, Н.И. Алфимова, О.В. Ивашова // Строительные материалы. – 2011. – № 12.– С. 60–62.
  10. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества: технология и свойства / А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников. – 3-е изд. – М. : Стройиздат, 1979. – 476 с.
  11. Sazonova, N.A. Physical and chemical process of hydration of nanostructured binder synthesized in the conditions of low–temperature plasma / N.A. Sazonova, N.K. Skripnikova, G.G. Volokitin // Materials of the I international scientific conference. – Chicago. 2013. – V. II. – P. 463–466.

______________________________

NATAL'YA A. SAZONOVA, PhD, A/Professor,

n.a.sazonova@mail.ru

Angarsk State Technical Academy,

60, Chaikovskii Str., 665835, Angarsk, Russia

NELLI K. SKRIPNIKOVA, DSc, Professor,

nks2003@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

VLADIMIR I. OTMAKHOV, DSc, Professor,

otmahov2004@mail.ru

Tomsk State University,

36, Lenin Ave., 634050, Tomsk, Russia

MARGARITA V. BADENIKOVA, A/Professor,

mvbadenikova@mail.ru

Angarsk State Technical Academy,

60, Chaikovskii Str., 665835, Angarsk, Russia

STRUCTURE  FORMATION  OF  CEMENT  STONE  BASED  ON  FUSED  CEMENT  CLINKER

The paper presents research into the structure of cement stone based oncement clinker, synthesized by the low-temperature plasma. The experiments show that during hydration the intensive heat generation and a rapid decrease of the clinker content occur. Local new formations having a columnar habitus are then formed with the following formation of fibrous and dendrite-like compounds of 0,21×2,16 µm size. These new formations reinforce and strengthen the specimens up to 81,9–84,2 MPa.

Keywords: cement stone; cement clinker; hydration; calcium–silicate–hydrate; Portlandite; low-temperature plasma.

References

  1. Taylor H.F.W. Cement Chemistry, 2nd edition. Thomas Telford, London. 1997. 459 p.
  2. Jartner E.M. Jaidies J.K.  Hydration mechanisms. Mater. Sci. Concr. I. Westerville (Ohio). 1989. Pp. 95–125.
  3. Jawed I. Hydration of Portland cement. J. Amer. Ceram. Soc. Westerville (Ohio), 1990. Pp. 39–81.
  4. Timashev V.V. Izbrannye trudy. Sintez i gidratatsiya vyazhushchikh materialov [Synthesis and hydration of cements]. Moscow: Nauka Publ., 1986. 424 p. (rus)
  5. Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Pozdnyakova N.A., Volokitin O.G., Lutsenko A.V. Vysokotemperaturnye sposoby proizvodstva tsementnogo klinkera s ispol'zovaniem nizkotemperaturnoi plazmy i elektrodugovogo progreva (dzhoulev nagrev) [High-temperature method of manufacturing cement clinker using low-temperature plasma and arc heating (Joule heating)]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2008.No. 4. Pp. 106–112. (rus)
  6. Skripnikova, N.K., Sazonova N.A., Volokitin G.G. Synthesis of cement clinker using low-temperature. Proc. 5th Int. Sci. Conf. ‘European Science and Technology’. Munich. 2013. V. 1. Рp. 476–480.
  7. Sazonova N.A., Skripnikova N.K., Novikova L.E., Lutsenko A.V. Struktura tsementnogo klinkera pri plazmokhimicheskom sinteze i ee vliyanie na svoistva tsementa [Cement clinker structure at plasma-chemical synthesis and its effect on cement properties]. Proc. Int. Sci. Conf. of Young Scientists ‘Advanced Materials in Construction and Engineering’. Tomsk: TSUAB Publ., 2014. Pp. 159–169. (rus)
  8. Constantinides G., Ulm F.-J. Invariant mechanical properties of calcium–silicate–hydrates (C–S–H) in cement-based materials: Instrumented nanoindentation and microporomechanical modeling. MIT-CEE Res. Rep. R06-01 (PhD thesis). Massachusetts Institute of Technology, Department of Civil and Environmental Engineering, Cambridge MA, 2006. 507 p.
  9. Lesovik V.V., Potapov V.V., Alfimova N.I., Ivashova O.V. Povyshenie effektivnosti vyazhushchikh za schet ispol'zovaniya nanomodifikatorov. Stroitel'nye materialy [Cement efficiency improvement due to nanomodifiers]. Construction Materials. 2011. No. 12. Pp. 60–62.(rus)
  10. Volzhenskii A.V., Burov Yu.S., Kolokol'nikov V.S. Mineral'nye vyazhushchie veshchestva: tekhnologiya i svoistva [Cementitious materials: technology and properties]. Moscow : StroyizdatPubl., 1979. 476 p. (rus)
  11. Sazonova N.A., Skripnikova, N.K., Volokitin G.G. Physical and chemical process of hydration of nanostructured binder synthesized in the conditions of low-temperature plasma. Proc. 1st Int. Conf. Chicago. 2013. V. II. Pp. 463–466.

Статья | (1.00 Mб)