Application of Nanomodified Composite Sulfoaluminate Cements with Enhanced Functional Properties

В. Дерев’янко; А. Гришко; Є. Заяць; О. Ватажишин

doi:10.15407/scine21.05.089

Автор(и)

В. Дерев’янко Український державний університет науки і технологій, Навчально-науковий інститут «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» https://orcid.org/0000-0002-9733-9558
А. Гришко Український державний університет науки і технологій, Навчально-науковий інститут «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» https://orcid.org/0009-0002-3872-6555
Є. Заяць Український державний університет науки і технологій, Навчально-науковий інститут «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» https://orcid.org/0000-0002-7382-919X
О. Ватажишин Український державний університет науки і технологій, Навчально-науковий інститут «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» https://orcid.org/0009-0004-5127-0315

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine21.05.089

Ключові слова:

композиційне в’яжуче,, розчин,, нанодобавка,, етрингіт,, стабілізація етрингітової фази,, алюмінатні цементи,, сульфоалюмінатні цементи

Анотація

Вступ. При дії іонізуючого випромінювання відбувається утворення дефектів у решітці кристалів гідрооксиду кальцію, що спричиняє радіаційну усадку. У результаті анізотропії форми і деформацій заповнювачів нерівномірні деформації передаються на скелет бетону.
Проблематика. У межах розв’язання науково-технічних проблем проведено аналіз потенційних резервів фізико-механічних властивостей в’яжучих систем СаО—Аl₂O₃—SO₃. Враховуючи відсутність сировини для виробництва глиноземистого цементу та вартість імпортних цементів спеціального призначення (25—35 тис. грн/т) виконання теоретичних і експериментальних досліджень щодо розробки теоретичних положень і композиційних в’яжучих є актуальним.
Мета. Розробка теоретичних положень покращення спеціальних властивостей розчинів на основі наномодифікованих композиційних в’яжучих речовин системи СаО—Аl₂O₃—SO₃, стабілізації етрингітової фази та технології введення нонодобавок.
Матеріали й методи. Для реалізації експериментальної частини було застосовано сучасний набір методик, зокрема рентгенівську дифрактометрію, растрову електронну мікроскопію, низькотемпературну дилатометрію.
Результати. Отримали подальший розвиток теоретичні положення розробки будівельних (спеціальних) розчинів для іонозахисних покриттів на основі мінеральних композиційних речовин системи СаО—Аl₂O₃—SO₃—H₂O, які містять у своєму складі підвищену кількість хімічно-зв’язаної води (до 42 %) за рахунок вмісту етрингіту та шляхом модифікації сульфатних і сульфоалюмінатних фаз вуглецевими нанотрубками.
Висновки. Вперше розроблено теоретичні положення і підтверджено експериментальними дослідженнями механізм стабілізації етрингітової фази цементів спеціального призначення за рахунок введення функціональних нанотрубок діаметром 5—25 нм. Механізм передбачає легування та наноармування структури етрингітової фази і забезпечує її стабільність у процесі експлуатації виробів.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Pushkarova, K., Sukhanevych, M., Marsikh, A. (2016). Using of untreated carbon nanotubes in cement composition. Materials Science Forum, 865, 6—11. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.865.6

Punetha, V. D., Rana, S., Yoo, H. J., Chaurasiam A., McLeskeyn Jr. J. T., Ramasamy, M. S., Sahoo, N. G., Cho, J. W. (2017). Functionalization of carbon nanomaterials for advanced polymer nanocomposites: a comparison study between CNT and grapheme. Progress in Polymer Science, 67, 1—47. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2016.12.010

Kononiuk, A. Ye. (2012). Generalized Modelling Theory. Principles. B. 1 was checked. Pt.1. Kyiv.

Kryvenko, P. V., Pushkariova, K. K., Baranovskyi, V. B., Kochevyh, M. O., Hasan, Ye. G., Konstantynivskyi, B. Ya., Raksha, V. O. (2015). Materials Science in Construction: Textbook. (Ed. P. V. Kryvenko). Kyiv.

Pashchenko, A. A., Serbin, V., P., Starchevskaya, Ye. A. (1985). Binding Materials. Kyiv.

Pushkariova, K. K., Kochevykh, M.O. (2018). Materials Science for Architects and Designers: Textbook. Kyiv.

Derevianko, V., Hryshko, H., Zaiats, Y., Drozd, A. (2025). Identifying the influence of nanomodifiers on the structure formation process regularities in the gypsum-alumina cement system. Eastern-European Journal of Enterprise Tech no logies, 1(6(133)), 42—52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323295

Petrunin, S. Y., Zakrevska, L. V., Vaganov, V. Ye. The effect of nanoscale modifier on the strength of cement composite. Conference Proceedings “Starodubov Readings. Construction, Materials Science, and Engineering” (19—21 April, Dnipro, Ukraine), 64, 35—39. Dnipro.

Hryshko, H. (2025). Design of protective solutions based on a nanomodified gypsum alumina cement system and investigation of their properties. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12(134)), 25—32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.324424

Derevianko, V. M., Hryshko, H. M., Zaiats, Ye. I., Dubov, T. M. (2025). Theoretical and experimental justification of the principles of modifying compositions of CaO—Al2 O3 —SO3 —H2 O systems. Himia Fizika ta Tehnologia Poverhni, 16(1), 51—62. https://doi.org/10.15407/hftp16.01.051

Kharybina, Yu., Pitak, Ya. (2016). Researching of existence of the phases in the system Al2 O3 —SiO2 —CaO—Р2 O5 . III Ukrainian scientific-technical conference: “Modern trends in production and silicate materials” (September 5—8, 2016. Lviv), 52—54.

Surface Physics and Chemistry. Book I: Surface Physics. (2015). (Eds. M. T. Kartel and V. V. Lobanov). Kyiv