vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2021-48-4-178-186vdgtu-1011Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREСтроительные растворы на вяжущих щелочной активацииMortars on binding alkaline activationhttps://orcid.org/0000-0002-1293-7090СаламановаМ. Ш.SalamanovaM. Sh.

Саламанова Мадина Шахидовна, кандидат технических наук, доцент, институт строительства, архитектуры и дизайна, кафедра технологии строительного производства

364051, г. Грозный, пр. Исаева,100

364051, г. Грозный, Старопромысловское шоссе, 21

Madina Sh. Salamanova, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Institute of Construction, Architecture and Design, Department of Construction Production Technology 

100 Kh. Isaev Ave., Grozny, 364051

21 Staropromyslovskoe highway, Grozny 364051

madina_salamanova@mail.ruГрозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова; Комплексный научно-исследовательский институт имени Х.И. Ибрагимова Российской академии наукРоссияM.D. Millionshchikov Grozny State Oil Technical University; Kh. Ibragimov Complex Institute of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202112022022484178186Copyright © Саламанова М.Ш., 20222022Саламанова М.Ш.Salamanova M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1011

Цель. Проблемы негативного воздействия карбонатной технологии производства портландцемента остро обсуждаются на многих научных площадках и мировое сообщество стремиться создавать более экологически безопасные и менее энергоемкие вяжущие материалы. Развитие бесклинкерной технологии позволит решать многие проблемы глобального масштаба, а использование вторичного или некондиционного материала расширит сырьевую базу и уменьшит нагрузку на окружающую среду. Метод. Проектируя рецептуры строительных растворов необходимо учитывать соответствие требованиям, предъявляемым ко всем растворам в целом, как к штукатурным, так и к кладочным, отделочным, ремонтным и т.д. Исследование составов строительных растворов проводили стандартными методиками с использованием поверенного и сертифицированного оборудования. Результат. Получены марки растворов М75 – 150, с подвижностью растворной смеси Пк 1-2, сохраняемостью 33-120 минут, с высокой адгезионной прочностью 0,62- 0,71 МПа. Вывод. Предлагаемые составы растворов позволят выполнять штукатурные, кладочные и требующих быстрого схватывания ремонтные работы, а при правильном соблюдении предлагаемых рецептур и методики изготовления строительных растворов можно будет получать качественный и долговечный материал.

Objective. The problems of the negative impact of the carbonate technology for the production of Portland cement are hotly discussed at many scientific sites and the world community is striving to create more environmentally friendly and less energy-intensive binders. The development of clinker-free technology will allow solving many problems of a global scale, and the use of recycled or substandard material will expand the raw material base and reduce the burden on the environment.Method. When designing formulations for building mortars, it is necessary to take into account the compliance with the requirements for all mortars in general, both for plastering and for masonry, finishing, repair, etc. The study of the compositions of mortars was carried out by standard methods using a verified and certified equipment. Result. The paper presents the results of many years of work on the development of building composites based on binders of alkaline activation. Grades of solutions M75 - 150 were obtained, with the mobility of the mortar mixture Pk 1-2, shelf life of 33-120 minutes, with high adhesive strength of 0.62- 0.71 MPa. Conclusion. The proposed mortar compositions will make it possible to perform plastering, masonry and repair work requiring quick setting, and with proper adherence to the proposed recipes and methods for making mortars, it will be possible to obtain high-quality and durable material.

щелочные цементыаспирационная пыльклинкерная пыльщелочной растворминеральный порошоквулканический туфметасиликат натрияalkaline cementsaspiration dustclinker dustalkaline solutionmineral powdervolcanic tuffsodium metasilicateReferencesLopez F.J. Metakaolin-Based Geopolymers for Targeted Adsorbents to Heavy Metal Ion Separation / F.J. Lopez, S. Sugita, M. Tagaya, T. Kobayashi // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. – 2014. – № 2. – Р. 16 – 27.Lopez F.J. Metakaolin-Based Geopolymers for Targeted Adsorbents to Heavy Metal Ion Separation / F.J. Lopez, S. Sugita, M. Tagaya, T. Kobayashi. Journal of Materials Science and Chemical Engineering. 2014; 2: 16 – 27.Муртазаев С-А.Ю., Саламанова М.Ш., Нахаев М.Р. Возможные пути альтернативного решения проблем в цементной индустрии // Строительные материалы. – 2020.– № 1-2.– С.73-77.Murtazaev S.-A.Yu., Salamanova M.Sh., Nahaev M.R. Possible ways of alternative solutions to problems in the cement industry. Stroitel'nye materialy [Stroitelnye materialy]. 2020;1-2:73-77. (In Russ)Chen L., Wang Z., Wang Y. and Feng J. Preparation and Properties of Alkali Activated Metakaolin - Based Geopolymer // Materials – 2016. –Vol. 9. – Р. 767.Chen L., Wang Z., Wang Y. and Feng J. Preparation and Properties of Alkali Activated Metakaolin - Based Geopolymer. Materials. 2016; 9: 767.Krivenko, P. Influence of alkali activation on the structure formation and properties of blastfurnace cement / P. Krivenko, O. Petropavlovskii, M. Mokhort, V. Puchkar // Proceed. 3rd International Symposium "Non-traditional cement&concrete" (Brno). - 2008. - P.400-409.Krivenko, P. Influence of alkali activation on the structure formation and properties of blastfurnace cement / P. Krivenko, O. Petropavlovskii, M. Mokhort, V. Puchkar // Proceed. 3rd International Symposium "Non-traditional cement&concrete" (Brno). 2008;400-409.Рахимова, Н.Р. Прочность камня композиционных шлакощелочных вяжущих с цеолитсодержащими добавками / Н.Р. Рахимова, Р.З. Рахимов // ИзвестияКазГАСУ. - 2008. -№2(10). - С. 131-134.Rakhimova, N.R. Stone strength of composite slag-alkali binders with zeolite-containing additives / N.R. Rakhimova, R.Z. Rakhimov // Izvestiya KazGASU. 2008; 2 (10): 131-134. (In Russ)Саламанова М.Ш., Алиев С.А., Муртазаева Р.С-А. Структура и свойства вяжущих щелочной активации с использованием цементной пыли // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2019. – № 2 (Т.46). – С.148-158.Salamanova M.Sh., Aliev S.A., Murtazaeva R.S.-A. Structure and properties of alkaline activation binders using cement dust [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki] Herald of Daghestan State Technical University. Technical Sciences. 2019;. 46(2): 148-158. (In Russ)Муртазаев С-А.Ю., Саламанова М.Ш. Перспективы использования термоактивированного сырья алюмосиликатной природы // Приволжский научный журнал. – 2018. – №2 (Т.46). – С. 65 –70.Murtazaev S.-A.Yu., Salamanova M.Sh. Prospects for the use of thermally activated raw materials of aluminosilicate nature. Privolzhsky scientific journal. 2018; 46(2): 65–70. (In Russ)Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Alashanov A., Ismailova Z. Features of Production of Fine Concretes Based on Clinkerless Binders of Alkaline Mixing (Особенности получения мелкозернистых бетонов на основе бесклинкерных вяжущих щелочного затворения) 14th International Congress for Applied Mineralogy (ICAM 2019) Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov, 23–27 September 2019, Belgorod: 2019. – рр.385-388.Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Alashanov A., Ismailova Z. Features of Production of Fine Concretes Based on Clinkerless Binders of Alkaline Mixing (Особенности получения мелкозернистых бетонов на основе бесклинкерных вяжущих щелочного затворения) 14th International Congress for Applied Mineralogy (ICAM 2019) V. G. Shukhov Belgorod State Technological University, 23–27 September 2019, Belgorod: 2019;385-388. (In Russ)Zhang Z., Provis J.L., Zou J., Reid A., Wang Toward an indexing approach to evaluate fly ashes for geopolymer manufacture // Cement and Concrete Research – 2016. – Р.163 – 173.Zhang Z., Provis J.L., Zou J., Reid A., Wang Toward an indexing approach to evaluate fly ashes for geopolymer manufacture . Cement and Concrete Research. 2016;163 – 173.Рахимова H.P. Состояние и перспективные направления развития исследований и производства композиционных шлакощелочных вяжущих, растворов и бетонов // Строительные материалы. – 2008. – №9. – С.77 – 80.Rakhimova H.P. State and promising directions of development of research and production of composite slag-alkali binders, solutions and concretes. [Stroitel'nye materialy] Construction Materials. 2008; 9:77 - 80. (In Russ)Hardjito, D. On the development of fly ash-based geopolymer concrete / D. Hardjito, S. Wallah, D. Sumajouw, B. Rangan // ACJ Materials Journal. – 2004. – vol.101.– рр. 467– 472.Hardjito, D. On the development of fly ash-based geopolymer concrete / D. Hardjito, S. Wallah, D. Sumajouw, B. Rangan. ACJ Materials Journal. 2004;101:467– 472.Davidovitz, J. Geopolymer. Chemistry and applications. Saint-Quentin: Institute Geopolymer. – 2008 .– 592 pp.Davidovitz, J. Geopolymer. Chemistry and applications. Saint-Quentin: Institute Geopolymer. 2008; 592.Fadhil Nuruddin M. Effect of Superplasticizer and NaOH molarity on workability, compressive strength and Microstructure Properties of Self- Compacting Geopolymer Concrete / M. Fadhil Nuruddin, S. Demie, M. Fareed Ahmed, Nasir Shafiq. // World Academy of Science, Engineering and Technology. 2011. – № 75. – P.908 – 914.Fadhil Nuruddin M. Effect of Superplasticizer and NaOH molarity on workability, compressive strength and Microstructure Properties of Self- Compacting Geopolymer Concrete / M. Fadhil Nuruddin, S. Demie, M. Fareed Ahmed, Nasir Shafiq. World Academy of Science, Engineering and Technology. 2011; 75: 908 – 914.Рахимова Н.Р. Композиционные шлакощелочные вяжущие с минеральными добавками различного типа активности / Н.Р. Рахимова, Р.З. Рахимов // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. – 2013. – № 16. – С. 204 – 216.Rakhimova N.R. Composite slag-alkali binders with mineral additives of various types of activity / N.R. Rakhimova, R.Z. Rakhimov. Bulletin of the Volga Regional Branch of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences. 2013; 16: 204 - 216. (In Russ)Villa C., Pecina E.T., Torres R., Gomez L. Geopolymer synthesis using alkaline activation of natural zeolite // Construction and Building Materials. – 2010. Vol. 24. – P. 2084 – 2090.Villa C., Pecina E.T., Torres R., Gomez L. Geopolymer synthesis using alkaline activation of natural zeolite. Construction and Building Materials. 2010; 24: 2084 – 2090.Alex T.C., Nath S.K., Kumar S., Kalinkin A.M., Gurevich B.I., Kalinkina E.V., Tyukavkina V.V. Utilization of zinc slag through geopolymerization: influence of milling atmosphere // International Journal of Mineral Processing. – 2013. – Т. 216. – С. 102 –107.Alex T.C., Nath S.K., Kumar S., Kalinkin A.M., Gurevich B.I., Kalinkina E.V., Tyukavkina V.V. Utilization of zinc slag through geopolymerization: influence of milling atmosphere. International Journal of Mineral Processing. 2013; 216: 102 – 107.Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Mintsaev M.Sh., Bisultanov R.G Fine-Grained Concretes with Clinker-Free Binders on an Alkali Gauging (Мелкозернистые бетоны на основе вяжущих щелочной активации) Proceedings of the International Symposium "Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research" dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019. Vol.1. – Р.500 – 503.Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Mintsaev M.Sh., Bisultanov R.G Fine-Grained Concretes with Clinker-Free Binders on an Alkali Gauging (Мелкозернистые бетоны на основе вяжущих щелочной активации) Proceedings of the International Symposium "Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research" dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019;1:500 – 503.Bataev D.K-S., S- A. Yu. Murtazayev, Salamanova M.Sh., Viskhanov S.S. Utilization of Cement Kiln Dust in Production of Alkali-Activated Clinker-Free Binders (Использование цементной пыли в производстве бесклинкерных вяжущих щелочной активации) / Proceedings of the International Symposium "Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research" dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019. Vol.1. – Р. 457 – 460.Bataev D.K-S., S- A. Yu. Murtazayev, Salamanova M.Sh., Viskhanov S.S. Utilization of Cement Kiln Dust in Production of Alkali-Activated Clinker-Free Binders (Использование цементной пыли в производстве бесклинкерных вяжущих щелочной активации) / Proceedings of the International Symposium "Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research" dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019; 1: 457 – 460.Рахимов М.М., Хабибуллина Н.Р., Рахимов Р.З. Механизм отверждения боратных солевых растворов шлакощелочными вяжущими // Цемент и его применение. – 2016. – № 3. – С. 96 – 99.Rakhimov M.M., Khabibullina N.R., Rakhimov R.Z. The mechanism of curing borate salt solutions with slag-alkali binders. Cement and its application. 2016; 3: 96 - 99.Ушеров-Маршак А.В., Першина Л.А., Циак М. Совместимость цементов с химическими и минеральными добавками. Ч. 1 // Цемент. 2002. № 6. С. 6–9Usherov-Marshak AV, Pershina LA, Tsiak M. Compatibility of cements with chemical and mineral additives. Part 1 Cement and its application. 2002; 6: 6–9Dombrowski K., Buchwald A., Weil The Influence of Calcium Content on the Structure and Thermal Performance of Fly Ash Based Geopolymers // Journal of Materials Science. – Vol. 42. – №. 9. – 2007. – P. 3033 – 3043.Dombrowski K., Buchwald A., Weil The Influence of Calcium Content on the Structure and Thermal Performance of Fly Ash Based Geopolymers . Journal of Materials Science. 2007; 42(9): 3033 – 3043.Pawlasova S., Skvara F. High-Temperature Properties of Geopolymer Materials // Аkali Activated Materials. – 2008. – P. 523 – 525.Pawlasova S., Skvara F. High-Temperature Properties of Geopolymer Materials // Аkali Activated Materials. 2008; 523 – 525.Khater H.M. Effect of firing temperatures on alkali activated Geopolymer mortar doped with MWCNT // Advances in Nano Research. – 2015. – Vol. 3. – №. 4. – P.225 – 242.Khater H.M. Effect of firing temperatures on alkali activated Geopolymer mortar doped with MWCNT // Advances in Nano Research. 2015; 3(4):225 – 242.Khater H.M., El Nagar A.M., Ezzat M. Optimization of Alkali Activated Grog/Ceramic Wastes Geopolymer Bricks // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. – 2016. – Vol. 5. – Issue 1. – P. 37– 46.Khater H.M., El Nagar A.M., Ezzat M. Optimization of Alkali Activated Grog/Ceramic Wastes Geopolymer Bricks. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2016; 5(1): 37– 46.Nagajothi S., Elavenil S. Strength assessment of geopolymer concrete using M-sand // Int. J. Chem. Sci. – 2016. – № 14(S1). – P. 115 – 126.Nagajothi S., Elavenil S. Strength assessment of geopolymer concrete using M-sand. Int. J. Chem. Sci. 2016; 14(S1): 115 – 126.Саламанова М.Ш., Нахаев М.Р., Исмаилова З.Х. Закономерности протекания процессов формирования структуры и прочности бесклинкерного вяжущего щелочной активации //Международный научно-исследовательский журнал «Строительные материалы и изделия». – 2020. – Т.3. – №1. – С. 21-29.Salamanova M.Sh., Nakhaev M.R., Ismailova Z.Kh. Regularities of the processes of formation of the structure and strength of the linker-free binder with alkaline activation. International research journal "Building materials and products". 2020; 3(1): 21-29. (In Russ)Murtazayev S-A. Yu., Salamanova M.Sh., Ismailova Z. Kh., Ibragimov S. Kh. Wastes recycling in the construction (Повторное использование отходов промышленности в строительстве) // ETSaP-2019 «Углеводороды и минералы: извлечение, транспортировка, хранение и обработка» в серии IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. - V.663. -№1. – Р.1-7.Murtazayev S-A. Yu., Salamanova M.Sh., Ismailova Z. Kh., Ibragimov S. Kh. Wastes recycling in the construction. ETSaP- 2019 IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;663(1):1-7.Nesvetaev G., Koryanova Y., Zhilnikova T. Оn effect of superplasticizers and mineral additives on shrinkage of hardened cement paste and concrete //В сборнике: MATEC Web of Conferences 27. Сер. "27th R-S-P Seminar, Theoretical Foundation of Civil Engineering (27RSP), TFoCE 2018" 2018. С. 04018.Nesvetaev G., Koryanova Y., Zhilnikova T. Оn effect of superplasticizers and mineral additives on shrinkage of hardened cement paste and concrete. MATEC Web of Conferences 27. Сер. "27th R-S-P Seminar, Theoretical Foundation of Civil Engineering (27RSP), TFoCE 2018" 2018; 04018.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.