Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Шахов Сергей Александрович, доктор технических наук, доцент, Сибирский государственный университет путей сообщения, г.Новосибирск, Российская Федерация E-mail Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ; ORCID: 0000-0003-4981-8359 |
| Название статьи. | Влияние механоакустической активации волластонита на структуру и прочность цементного камня |
| Аннотация. | Постановка задачи. Перспективным способом улучшения свойств цементных композитов, является наполнение матрицы цементного вяжущего высокодисперсными минеральными частицами различного генезиса и морфологии. Эффективность минеральных добавок возрастает, когда такие частицы играют роль затравки, то есть активных центров, вокруг которых группируются вновь образующиеся структурные элементы цементного камня, способствуя упрочнению контактной зоны между цементным камнем и заполнителем. Вместе с тем сведения о состоянии структурирующих добавок в активированных растворах, о влиянии их дисперсности на структуру и прочностные характеристики цементного камня крайне ограничены, что затрудняет разработку научно обоснованных подходов к достижению целевых эффектов улучшения физико-механических свойств бетонных изделий. Цель работы состояла в получении количественной оценки влияния ультразвуковой обработки водных суспензий механически активированного волластонита на изменение структурно-фазовых параметров и прочности цементного камня. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: - изучено влияние ультразвуковой обработки водной суспензии волластонита на размер частиц дисперсной фазы; - исследовано влияние дисперсного состава механоакустически активированного волластонита на фазовый состав, пористость и прочность на сжатие цементного камня. Результаты. В результате последовательной механической и акустической обработки обеспечивается дискретизация дисперсной фазы до размеров менее 1 мкм. Установлено, что использование водных суспензий с механоакустически активированным волластонитом для затворения цемента способствует повышению механической прочности цементного камня по сравнению с контрольным образцом. Механизм упрочняющего действия добавки проясняют результаты ренгенофазового анализа и оценки параметров поровой структуры цементного камня. Полученные данные подтверждают гипотезу о роли частиц волластонита наномасштабного уровня (фракция < 1 мкм) как активных центров кристаллизации, вокруг которых, способствуя упрочнению цементного камня, группируются вновь образующиеся минералы цементного камня. Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли состоит в том, что посредством механоакустической обработки можно повысить активирующий потенциал минеральных добавок используемых для модификации цементов. |
| Ключевые слова. | портландцемент, волластонит, механическая активация, ультразвуковая обработка, фракционный состав, прочность цементного камня. |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Sergey A. Shakhov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Siberian State Transport University, Novosibirsk, Russian Federation E-mail Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ; ORCID: 0000-0003-4981-8359 |
| Title of the article | Effect of mechanoacoustic activation of wollastonite on the structure and strength of cement stone |
| Abstract. | Problem statement. A promising method for improving the properties of cement composites is to fill the matrix of the cement binder with highly dispersed mineral particles of various genesis and morphology. The effectiveness of mineral additives increases when such particles act as a seed, i.e. active centers around which newly formed structural elements of the cement stone are grouped, helping to strengthen the contact zone between the cement stone and the filler. At the same time, information on the state of structuring additives in activated solutions, on the effect of their dispersion on the structure and strength characteristics of the cement stone is extremely limited, which complicates the development of scientifically sound approaches to achieving the target effects of improving the physical and mechanical properties of concrete products. The purpose of the work is to quantitatively assess the effect of ultrasonic treatment of aqueous suspensions of mechanically activated wollastonite on changes in the structural-phase parameters and strength characteristics of the cement stone. The following objectives of the study are distinguished: the effect of sequential mechanical and acoustic treatment on the particle size of the dispersed phase of aqueous suspensions was studied; the effect of the dispersed composition of mechanoacoustically activated wollastonite on the phase composition and strength characteristics of cement stone was investigated. Results. As a result of successive mechanical and acoustic treatment, the dispersed phase is discretized to sizes less than 1 m. It was found that the use of aqueous suspensions with mechanoacoustically activated wollastonite for cement mixing helps to increase the mechanical strength of cement stone compared to the control sample. The mechanism of the strengthening effect of the additive is clarified by the results of X-ray phase analysis and assessment of the parameters of the pore structure of cement stone. The data obtained confirm the hypothesis about the role of nanoscale wollastonite particles as active crystallization centers, around which newly formed minerals of cement stone are grouped, promoting the strengthening of cement stone. Conclusions. The significance of the results for the construction industry is that mechanoacoustic treatment can be used to increase the activating potential of mineral additives used to modify cements. |
| Keywords. | Portland cement, wollastonite, mechanical activation, ultrasonic treatment, fractional composition, strength of cement stone |
| Для цитирования: | Шахов С.А. Влияние механоакустической активации волластонита на структуру и прочность цементного камня // Известия КГАСУ, 2024, № 4(70), с. 8-18, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/70.1, EDN: BKAWQL |
| For citations: | Shakhov S.A. Effect of mechanoacoustic activation of wollastonite on the structure and strength of cement stone // News of KSUAE, 2024, № 4(70), p. 8-18, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/70.1, EDN: BKAWQL |
