Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Мажитов Еркебулан Бисенгалиевич, кандидат технических наук, доцент, Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана, г. Уральск, Республика Казахстан Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-6155-4865 Беляков Андрей Юрьевич, заведующий лабораторией, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0003-0017-1419 Гуляков Евгений Геннадьевич, инженер, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0002-7065-8022 Хохряков Олег Викторович, доктор технических наук, профессор, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-5337-2850 Хозин Вадим Григорьевич, доктор технических наук, профессор, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0003-0874-316X |
| Название статьи. | Цемент низкой водопотребности как малоклинкерное вяжущее для современных бетонов |
| Аннотация. | Постановка задачи. Необходимость снижения содержания клинкера в промышленных цементах для уменьшения энергозатрат и выбросов углекислого газа побуждает шире использовать смешанные вяжущие с высоким содержанием замещающих минеральных добавок. При этом их применение связано не только с уменьшением доли дорогостоящего клинкера, но и с необходимостью придания бетонам улучшенных строительно-технических свойств (водонепроницаемости, морозостойкости, трещиностойкости, стойкости к коррозии). Предлагается направление наиболее эффективного использования минеральных добавок путём производства цементов низкой водопотребности, в которых минимизируется доля клинкера, а по технико-экологическим показателям они превосходят не только смешанные вяжущие, но и все общестроительные портландцементы, выпускаемые мировыми производителями. Целью работы является сравнительная оценка портландцемента и «карбонатного» цемента низкой водопотребности по составу продуктов гидратации и физико-механическим свойствам в тяжелых бетонах. Задачи исследования: сравнение свойств общестроительного портландцемента и «карбонатного» цемента низкой водопотребности; оценка показателей водопотребности бетонных смесей, прочности и клинкероемкости тяжелых бетонов на основе двух типов вяжущих; анализ составов продуктов гидратации цементов с возможностью идентификации образования новых соединений. Результаты. В работе представлены сравнительные результаты физико-механических испытаний цементного камня и бетонов, приготовленных на основе общестроительного портландцемента и цемента низкой водопотребности с карбонатным наполнителем. Применение ЦНВ-50 позволяет снизить нормальную густоту цементного теста на 23,8 %, водоцементное отношение растворной и бетонной смеси на 40 и 36,8 %, соответственно. Прирост прочности на 28 сут. твердения составил: цементного камня на 39 %, цементно-песчаного раствора на 62 %, тяжелого бетона на 23,5 %. По критерию клинкероёмкости, который определяется отношением содержания клинкера в вяжущем, принятого на 1 м3 бетона, ЦНВ-50 в 2,3 раза превосходит портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н. Методом рентгенографического фазового анализа выполнена сравнительная оценка состава кристаллогидратов в микроструктуре образцов цементного камня. Выводы. По показателям водопотребности, прочности и критерию клинкероёмкости «карбонатные» цементы низкой водопотребности превосходят общестроительный цемент. Показано, что при твердении «карбонатного» цемента низкой водопотребности образуются гидрокарбоалюминаты кальция, которые, очевидно, способствуют его раннему интенсивному твердению и повышенной активности в 28-суточном возрасте. |
| Ключевые слова. | клинкероёмкость, эмиссия углекислого газа, цемент низкой водопотребности, смешанные вяжущие, суперпластификатор |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Erkebulan B. Mazhitov, candidate of technical sciences, associate professor, Zhangir Khan West Kazakhstan Agrarian Technical University, Oral, Kazakhstan Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-6155-4865 Andrey Yu. Belyakov, head of laboratory, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0003-0017-1419 Evgeny G. Gulyakov, engineer, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0002-7065-8022 Oleg V. Khokhryakov, doctor of technical sciences, professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-5337-2850 Vadim G. Khozin, doctor of technical sciences, professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0003-0874-316X |
| Title of the article | Low water demand cement – effective clinker-containing binder for modern concrete |
| Abstract. | Problem statement. The need to reduce the clinker content in industrial cements to reduce energy costs and carbon dioxide emissions encourages the wider use of mixed binders with a high content of substituting mineral additives. At the same time, their use is associated not only with a decrease in the share of expensive clinker, but also with the need to impart improved construction and technical properties to concrete (water resistance, frost resistance, crack resistance, corrosion resistance). The authors propose a direction for the most effective use of mineral additives by producing low water demand cements, in which the share of clinker is minimized, and in terms of technical and environmental indicators they surpass not only mixed binders, but also all general construction Portland cements produced by global manufacturers. The aim of the study is to conduct a comparative analysis of the efficiency of traditional Portland cement and low water demand “carbonate” cement in terms of composition of hydration products and physical and mechanical properties in heavy concrete. The research objectives are the comparison of properties of general-purpose Portland cement and low water demand “carbonate” cement; assessment of water demand indicators of concrete mixtures, strength and clinker capacity of heavy concretes based on two types of binders; analysis of compositions of cement hydration products with the possibility of identifying the formation of new compounds. Results. The paper presents comparative results of physical and mechanical tests of cement stone and concrete prepared on the basis of general-purpose Portland cement and low water demand cement (LWC) with carbonate filler. The use of LWC-50 allows reducing the normal density of cement paste by 23.8%, the water-cement ratio of mortar and concrete mixture by 40 and 36.8%, respectively. The increase in strength after 28 days of hardening was the following: cement stone by 39%, cement-sand mortar by 62%, heavy concrete by 23.5%. According to the clinker capacity criterion, which is determined by the ratio of clinker content in the binder accepted per 1 m3 of concrete, LWC-50 is 2.3 times superior to Portland cement CEM I 42.5 N. The method of X-ray phase analysis was used to comparatively assess the composition of crystalline hydrates in the microstructure of cement stone samples. Conclusions. In terms of water demand, strength and clinker capacity criteria, “carbonate” low water demand cements are superior to traditional cement. It has been shown that during the hardening of “carbonate” low water demand cement, calcium hydrocarboaluminates are formed, which obviously contribute to its early intensive hardening and increased activity at the age of 28 days. |
| Keywords. | clinker capacity, carbon dioxide emission, low water demand cement, mixed binders, superplasticizer |
| Для цитирования: | Мажитов Е.Б., Беляков А.Ю., Гуляков Е.Г., Хохряков О.В., Хозин В.Г. Цемент низкой водопотребности – клинкероёмкое вяжущее для современных бетонов // Известия КГАСУ, 2025, № 2(72), с. 133-144, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/72.12, EDN: HJGEVD |
| For citations: | Mazhitov E.B., Belyakov A.Yu., Gulyakov E.G., Khokhryakov O.V., Khozin V.G. Low water demand cement – effective clinker-containing binder for modern concrete // News of KSUAE, 2025, № 2(72), p. 133-144, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/72.12, EDN: HJGEVD |
