Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Сабиров Ильшат Рафаэлевич, аспирант, 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 Рахимова Наиля Равилевна, 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: 0000-0003-1735-1758 Морозов Владимир Петрович, доктор геолого-минералогических наук, профессор, Казанский федеральный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0002-9713-2805 Ескин Алексей Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, Казанский федеральный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0002-7133-2710 Ермилова Елизавета Юрьевна, кандидат технических наук, доцент, 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: 0000-0002-8091-4851 |
| Название статьи. | Влияние термообработки и тонкости помола на реакционную способность монтмориллонитовых глин |
| Аннотация. | Постановка задачи. Согласно общемировым трендам современного развития цементной промышленности, одним из главных способов снижения объемов производства и применения портландцементного клинкера является введение в состав портландцементов активных минеральных добавок и (или) минеральных наполнителей. Это привело к необходимости расширения сырьевой базы последних на принципах распространенности и повсеместной доступности и необходимости разработки теории и технологии новых разновидностей клинкерозамещающих материалов. Цель работы - исследование возможности использования монтмориллонитовых глин различного химико-минералогического и гранулометрического состава в качестве активных минеральных добавок к портландцементу. Задачи: исследования структурных изменений методами рентгенофазового и термического анализа монтмориллонитовых глин при термической активации; изучение особенностей влияния химико-минералогического состава и гранулометрического состава исходных и термоактивированных монтмориллонитовых глин на их пуццолановую активность, свойства портландцементного теста и камня. Результаты. Реакционная способность монтмориллонитовых глин зависит не столько от содержания монтмориллонита, сколько от Al2O3 в исходной глине, и возрастает после термической активации, с увеличением удельной поверхности. Содержание монтмориллонита не коррелирует с содержанием Al2O3 в глине. Повышение реакционной способности монтмориллонитовых глин при термической обработке происходит в результате снижения степени кристаллизации глинистых минералов, частичного разрушения их структуры, образования аморфного SiO2 и реакционноспособного Al2O3. Уменьшение размера частиц термообработанных монтмориллонитовых глин с d90 – 59 мкм до d90 – 50 мкм повышает их реакционную способность 555-642 до 649-751 СаО мг/г в зависимости от состава глины, прочностные характеристики камня смешанного портландцемента и долю клинкерозамещения. Выводы. Установлена пригодность термоактивированных монтмориллонитовых глин с содержанием глинистых минералов 49-70% и d90 50-60 мкм для получения активных минеральных добавок со средней пуццолановой активностью 555-751 СаО мг/г. Показана возможность эффективной замены до 10% портландцемента термоактивированными монтмориллонитовыми глинами в составе смешанного портландцемента при твердении в нормально-влажностных условиях. |
| Ключевые слова. | глина, монтмориллонит, каолинит, портландцемент, активность |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Ilshat R. Sabirov, Postgraduate Student, 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 Nailya R. Rakhimova, 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: 0000-0003-1735-1758 Vladimir P. Morozov, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor, Kazan Federal University, Kazan, Russian Federation Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0002-9713-2805 Alexey A. Eskin, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Associate Professor, Kazan Federal University, Kazan, Russian Federation Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0002-7133-2710 Elizaveta Yu. Ermilova, Candidate of Technical Sciences, Associate 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: 0000-0002-8091-4851 |
| Title of the article | The effect of thermal activation and grinding fineness on the reactivity of montmorillonite clays |
| Abstract. | Problem statement. In line with global trends in the modern development of the cement industry, one of the main ways to reduce the production and use of Portland cement clinker is the introduction of active mineral additives and/or mineral fillers into Portland cements. This has led to the need to expand the raw material base of the latter based on principles of prevalence and widespread availability, as well as the necessity to develop the theory and technology of new types of clinker-replacing materials. The aim of this work is to investigate the possibility of using montmorillonite clays of varying chemical-mineralogical and particle size composition as active mineral additives to Portland cement. Tasks: to study structural changes of montmorillonite clays during thermal activation using X-ray phase and thermal analysis methods; to investigate the influence of the chemical-mineralogical composition and particle size distribution of both raw and thermally activated montmorillonite clays on their pozzolanic activity, as well as on the properties of Portland cement fresh and hardened pastes. Results. The reactivity of montmorillonite clays depends not so much on the montmorillonite content as on the Al2O3 content in the raw clay, and increases after thermal activation with an increase in specific surface area. The montmorillonite content does not correlate with the Al2O3 content in the clay. The increase in reactivity of montmorillonite clays during thermal treatment occurs as a result of a decrease in the degree of crystallinity of clay minerals, partial destruction of their structure, and the formation of amorphous SiO2 and reactive Al2O3. Reducing the particle size of thermally treated montmorillonite clays from d90 – 59 to d90 – 50 increases their reactivity from 555–642 to 649–751 mg CaO/g, depending on the clay composition, as well as improving the strength characteristics of the mixed Portland cement hardened paste and the clinker replacement rate. Conclusions. The suitability of thermally activated montmorillonite clays with a clay mineral content of 49–70% and a particle size d90 of 50–60 for producing active mineral additives with an average pozzolanic activity of 555–751 mg CaO/g has been established. The possibility of effectively replacing up to 10% of Portland cement with thermally activated montmorillonite clays in blended binders under normal moisture curing conditions is demonstrated. |
| Keywords. | clay, montmorillonite, kaolinite, Portland cement, activity |
| Для цитирования: | Сабиров И.Р., Рахимова Н.Р., Морозов В.П., Ескин А.А., Ермилова Е.Ю., Влияние термообработки и тонкости помола на реакционную способность монтмориллонитовых глин// Известия КГАСУ, 2026, № 1 (75), с. 64-75, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/75.6, EDN: FILRWX |
| For citations: | Sabirov I.R., Rakhimova N.R., Morozov V.P., Eskin A.A., Ermilova E.Yu., The effect of thermal activation and grinding fineness on the reactivity of montmorillonite clays// News of KSUAE, 2026, № 1 (75), p. 64-75, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/75.6, EDN: FILRWX |
