vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2019-46-3-149-158vdgtu-702Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREПОЛУЧЕНИЕ БЕСКЛИНКЕРНЫХ ВЯЖУЩИХ СИНТЕЗОМ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ СИЛИКАТА НАТРИЯ ИЗ КРЕМНЕЗЕМСОДЕРЖАЩИХ ГОРНЫХ ПОРОДOBTAINING CLINKERLESS CEMENTS THROUGH THE SYNTHESIS OF BASIC SOLUTIONS OF SODIUM SILICATE FROM SILICA-CONTAINING ROCKSСаламановаМ. Ш.SalamanovaM. Sh.

кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии строительного производства

364051, г. Грозный, пр.им. Х.А. Исаева, 100

Cand. Sci. (Technical). Assoc. Prof., Department of Construction Technology

100 Isaev Ave., Grozny 364051

madina_salamanova@mail.ruМуртазаевС.-А. Ю.MurtazaevS.-A. Yu.

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии строительного производства

364051, г. Грозный, пр.им. Х.А. Исаева, 100; 364021, г. Грозный, Старопромысловское шоссе, 21 а

Dr. Sci. (Technical). Prof. ,Head of the Department of Construction Technology

100 Isaev Ave., Grozny 364051; 21а Stropromyslovsky Hig., Grozny 364021

s.murtazaev@mail.ruИсмаиловаЗ. Х.IsmailovaZ. H.

кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии строительного производства

364051, г. Грозный, пр.им. Х.А. Исаева, 100

Cand. Sci. (Technical). Assoc. Prof., Department of Construction Technology

100 Isaev Ave., Grozny 364051

z-h-ismailova@mail.ruБисултановР. Г.BisultanovR. G.

кандидат технических наук, доцент, кафедра строительных конструкций

364051, г. Грозный, пр.им. Х.А. Исаева, 100

Cand. Sci. (Technical). Assoc. Prof., Department of Building Structures

100 Isaev Ave., Grozny 364051

ramazan_bisultanov@mail.ruГрозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. МиллионщиковаРоссияAcademician M.D. Millionshchikov Grozny State Oil Technical UniversityRussian FederationГрозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова; Комплексный научно-исследовательский институт имени Х.И. Ибрагимова Российской академии наукРоссияAcademician M.D. Millionshchikov Grozny State Oil Technical University; Kh. Ibragimov Complex Institute of the Russian Academy of SciencesRussian Federation201924112019463149158Copyright © Саламанова М.Ш., Муртазаев С.Ю., Исмаилова З.Х., Бисултанов Р.Г., 20192019Саламанова М.Ш., Муртазаев С.Ю., Исмаилова З.Х., Бисултанов Р.Г.Salamanova M.S., Murtazaev S.Y., Ismailova Z.H., Bisultanov R.G.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/702Цель

Цель. В настоящее время создание бесклинкерных вяжущих материалов, не требующих высокотемпературной обработки и огромного природного ресурса, но обладающих высокими техническими показателями является актуальной задачей. Цементы щелочногозатворения, в которых активной составляющей будут щелочные металлы, способны при гидратации взаимодействовать с минералами алюмосиликатной природы, с образованием прочных и труднорастворимых соединений.

Метод

Метод. В основу получения бетонных композитов на вяжущих щелочной активации положен отечественный и зарубежный опыт применения шлакощелочных  композитов в строительстве.

Результат

Результат. В данной работе проведен энергодисперсионныймикроанализ исследуемых бесклинкерных композиций на основе щелочных силикат натриевых растворов из кремнеземсодержащих горных пород.

Вывод

Вывод. Разработанные рецептуры бесклинкерных вяжущих на основе высокодисперсных порошков различной природы, затворенных щелочным раствором приготовленным мокрым способом при температурах до 95 0С и атмосферном давлении. Данная технология позволит расширить область применения щелочных цементов и получать бетоны с заданными свойствами. 

 Objectives The creation of clinkerless cements that do not require high-temperature processing and significant natural resources, at the same time as exhibiting good technical parameters, seems to be an important research task. Cements of alkaline instillation, in which alkaline metals play an active role, are capable of interacting with minerals of aluminosilicate nature forming strong and insoluble compounds.

Methods Concrete composites from binding substances activated by alkaline were developed on the basis of Russian and foreign experience of using cinder slag composites in construction.

Results In this work, energy-dispersion microanalysis of the developed clinkerless compositions based on alkaline silicate sodium solutions from silica-containing rocks was carried out.

Conclusion Formulations of clinkerless cements based on high-dispersal powders of different natures mixed by the alkaline solution obtained using the wet technique at temperatures of up to 95 °C and atmospheric pressure are proposed. This technology will expand the use of alkaline cements, thus leading to the development of concrete having desired properties. 

жидкое стеклометасиликат натриякремнеземсодержащие добавкищелочные металлыдиспергированиящелочной активаторбесклинкерные вяжущиевысокодисперсные порошкиLiquid glasssodium metasilicatesilica-containing additivesalkaline metalsdispersingalkaline activatorclinkerless cementshigh-dispersal powdersРабота выполнена в рамках исследований по реализацию научного проекта № 18-48200001 «Высококачественные бетоны с повышенными эксплуатационными свойствами на основе местного природного и техногенного сырья», получившего поддержку Российского фонда фундаментальных исследований» (РФФИ).The work was carried out as part of the scientific project No. 18-48-200001 "High-quality concrete with increased operational properties based on local natural and man-made raw materials" supported by the Russian Foundation for Fundamental Research" (RFFR).ReferencesDietz A, Ramroth H, Urban T, Ahrens W, Becher H (2004) Exposure to cement dust, related occupational groups and laryngeal cancer risk: Results of a population based case-control study. Int J Cancer, 108.Dietz A, Ramroth H, Urban T, Ahrens W, Becher H (2004) Exposure to cement dust, related occupational groups and laryngeal cancer risk: Results of a population based case-control study. Int J Cancer, 108.Al-Neaimi YI, Gomes J, Lloyd OL (2001)Respiratory illnesses and ventilator function among workers at a cement Factory in a rapidly developing country. Occup Med (Lond), 51, 367-73.Al-Neaimi YI, Gomes J, Lloyd OL (2001) Respiratory illnesses and ventilator function among workers at a cement Factory in a rapidly developing country. Occup Med (Lond), 51, 367-73.Муртазаев С.-А.Ю., Саламанова М.Ш., Ватаев У.В. Цементная промышленность Чеченской республики / Вестник Академии Наук Чеченской республики № 1 (22) , Грозный 2014, С. 109-114.Murtazayev S.-A.YU., Salamanova M.SH., Vatayev U.V. Tsementnaya promyshlennost' Chechenskoy respubliki / Vestnik Akademii Nauk Chechenskoy respubliki № 1 (22) , Groznyy 2014, S. 109-114. [Murtazaev S.-A.Yu., Salamanova M.Sh., Vataev U.V. The cement industry of the Chechen Republic / Bulletin of the Academy of Sciences of the Chechen Republic No. 1 (22), Grozny 2014, pp 109-114. (In Russ)]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. On effect of superplasticizers and mineral additives on shrink-age of hardened cement paste and concrete // In the collection: MATEC Web of Conferences 27. Ser. "27th R-S-P Seminar, Theoretical Foundation of Civil Engineering (27RSP), TFoCE 2018" 2018.P. 04018.Stelmakh S.A., Nazhuev M.P., Shcherban E.M., Yanovskaya A.V., Cherpakov A.V. Selection of the composition for centrifuged concrete, types of centrifuges and compaction modes of concrete mixtures // Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications (PHENMA 2018) Abstracts & Schedule. Edited by Yun-Hae Kim, I.A. Parinov, S.-H. Chang. 2018. С. 337.Stelmakh S.A., Nazhuev M.P., Shcherban E.M., Yanovskaya A.V., Cherpakov A.V. Selection of the composition for centrifuged concrete, types of centrifuges and compaction modes of concrete mixtures // Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications (PHENMA 2018) Abstracts & Sched-ule. Edited by Yun-Hae Kim, I.A. Parinov, S.-H. Chang. 2018.S. 337.Shuisky A., Stelmakh S., Shcherban E., Torlina E. Recipe-technological aspects of improving the properties of non-autoclaved aerated concrete // MATEC Web of Conferences Сер. "International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment, ICMTMTE 2017" 2017. С. 05011.Shuisky A., Stelmakh S., Shcherban E., Torlina E. Recipe-technological aspects of improving the properties of non-autoclaved aerated concrete // MATEC Web of Conferences Ser. "International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment, ICMTMTE 2017" 2017.P. 05011.Солдатов А.А., Сариев И.В., Жаров М.А., Абдураимова М.А. Строительные материалы на основе жидкого стекла // В сборнике: Актуальные проблемы строительства, транспорта, машиностроения и техносферной безопасности Материалы IV-й ежегодной научно-практической конференции Северо-Кавказского федерального университета. Н.И. Стоянов (ответственный редактор). 2016. – С. – 192-195.Soldatov A.A., Sariyev I.V., Zharov M.A., Abduraimova M.A. Stroitel'nyye materialy na osnove zhidkogo stekla // V sbornike: Aktual'nyye problemy stroitel'stva, transporta, mashinostroyeniya i tekhnosfernoy bezopasnosti Materialy IV-y yezhegodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii Severo-Kavkazskogo federal'nogo universiteta. N.I. Stoyanov (otvetstvennyy redaktor). 2016. – S. – 192-195. [Soldatov A.A., Sariev I.V., Zharov M.A., Abduraimova M.A. Building materials based on liquid glass // In the collection: Actual problems of construction, transport, engineering and technosphere safety Materials of the IVth annual scientific and practical conference of the North Caucasus Federal University. N.I. Stoyanov (executive editor). 2016 . pp. 192-195. (In Russ)]Муртазаев С-А.Ю., Саламанова М.Ш., Сайдумов М.С., Аласханов А.Х. Исследование свойств бетонов на бесклинкерных вяжущих // Перспективы развития топливно-энергического комплекса и современное состояние нефтегазового инженерного образования в России, посвященная 105-летию М. Д. Миллионщикова: материалы Всероссийской научно – практической конференции 11-12 июня 2018 г. – Грозный: ФГБОУ ВО «ГГНТУ», 2018. – С.392 – 399.Murtazayev S-A.YU., Salamanova M.SH., Saydumov M.S., Alaskhanov A.KH. Issledovaniye svoystv beto-nov na besklinkernykh vyazhushchikh // Perspektivy razvitiya toplivno-energicheskogo kompleksa i so-vremennoye sostoyaniye neftegazovogo inzhenernogo obrazovaniya v Rossii, posvyashchennaya 105-letiyu M. D. Millionshchikova: materialy Vserossiyskoy nauchno – prakticheskoy konferentsii 11-12 iyunya 2018 g. – Groznyy: FGBOU VO «GGNTU», 2018. S.392 – 399. [Murtazaev S-A.YU., Salamanova M.Sh., Saidumov M.S., Alashkhanov A.Kh. Study of the properties of concrete on clinkerless binders // Prospects for the development of the fuel and energy complex and the current state of oil and gas engineering education in Russia, dedicated to the 105th anniversary of M.D. Millionshchikov: materials of the AllRussian Scientific and Practical Conference June 11-12, 2018 Terrible: FSBEI HE "GSTU", 2018. pp.392 - 399. (In Russ)]Salamanova M.Sh., Murtazayev S. Yu., Ismailova Z.H The Use of Highly Active Additives for the Production of Clinkerless Binders // Proceedings of the International Symposium “Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research” (ISEES 2018) ISSN Part of series: AER, ISSN: 2352-5401, volume: 177 ISBN 978-946252-637-2, рр. 355-358.Salamanova M.Sh., Murtazayev S. Yu., Ismailova ZH The Use of Highly Active Additives for the Produc-tion of Clinkerless Binders // Proceedings of the International Symposium “Engineering and Earth Scienc-es: Applied and Fundamental Research” (ISEES 2018) ISSN Part of series: AER, ISSN: 2352-5401, volume: 177 ISBN 978-94-6252-637-2, pp. 355-358.Salamanova M.Sh., Murtazayev S. Yu. Clinker-free binders based on finely dispersed mineral components // 20. Internationale Baustofftagung, Tagungsbericht. 12-14 september 2018, Bauhaus-Universitdt Weimar. Band 1 und 2. – Weimar: 2018. Issue.2. pp.707-714.Salamanova M.Sh., Murtazayev S. Yu. Clinker-free binders based on finely dispersed mineral components // 20. Internationale Baustofftagung, Tagungsbericht. 12-14 september 2018, Bauhaus-Universitdt Weimar. Band 1 und 2. - Weimar: 2018. Issue. 2. pp.707-714.Volodchenko, A.A., Lesovik, V.S., Zagorodnjuk, L.H., Volodchenko, A.N. Influence of the inorganic modifier structure on structural composite properties // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Volume 10. Issue 19. Pages 40617-40622.Volodchenko, A.A., Lesovik, V.S., Zagorodnjuk, L.H., Volodchenko, A.N. Influence of the inorganic modifier structure on structural composite properties // International Journal of Applied Engineering Re-search. 2015. Volume 10. Issue 19. Pages 40617-40622.Lesovik, V.S., Zagorodnyuk, L.K., Mestnikov, A.E., Kudinova, A.I., Sumskoi, D.A. Designing of mortar compositions on the basis of dry mixes // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Volume 10. Issue 5. Pages 12383-12390.Lesovik, V.S., Zagorodnyuk, L.K., Mestnikov, A.E., Kudinova, A.I., Sumskoi, D.A. Designing of mortar compositions on the basis of dry mixes // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Volume 10. Issue 5. Pages 12383-12390.Volodchenko, A.A., Lesovik, V.S., Volodchenko, A.N., Zagorodnjuk, L.H., Pukharenko, Y.V. Composite performance improvement based on non-conventional natural and technogenic raw materials // 2016. International Journal of Pharmacy and Technology 2016. 8(3), с. 18856-18867Volodchenko, A.A., Lesovik, V.S., Volodchenko, A.N., Zagorodnjuk, L.H., Pukharenko, Y.V. Composite performance improvement based on non-conventional natural and technogenic raw materials // 2016. International Journal of Pharmacy and Technology 2016.8 (3), p. 18856-18867Davidovitz J. Geopolymer. Chemistry and applications. Saint-Quentin: Institute Geopolymer. 2008/– 592 pp.Davidovitz J. Geopolymer. Chemistry and applications. Saint-Quentin: Institute Geopolymer. 2008 / - 592 pp.Geopolymer technology: The current state of the art// P.Duxson, A. Fernandez, J. Provis / J. Мater. Sci. 2007.–V. 42. P.2917-2933.Geopolymer technology: The current state of the art // P. Duxson, A. Fernandez, J. Provis / J. Mater. Sci. 2007.–V. 42. P.2917-2933.Муртазаев С.-А.Ю. Влияние активных центров поверхности на реакционную способность минеральных добавок / С.-А.Ю. Муртазаев, М.Ш. Саламанова, М.С. Сайдумов, З.Х. Исмаилова // Научный журнал «Современная наука и инновации» (Ставрополь – Пятигорск). – 2017. - №2 (18). -С.168-175.Murtazayev S.-A.YU. Vliyaniye aktivnykh tsentrov poverkhnosti na reaktsionnuyu sposobnost' mine-ral'nykh dobavok / S.-A.YU. Murtazayev, M.SH. Salamanova, M.S. Saydumov, Z.KH. Ismailova // Nauch-nyy zhurnal «Sovremennaya nauka i innovatsii» (Stavropol' – Pyatigorsk). – 2017. - №2 (18). -S.168-175. [Murtazaev S.-A. Yu. The effect of active surface centers on the reactivity of mineral additives / S.-A. Yu. Murtazaev, M.Sh. Salamanova, M.S. Saidumov, Z.Kh. Ismailova // Scientific journal "Modern Science and Innovation" (Stavropol - Pyatigorsk). 2017. No. 2 (18). pp.168175. (In Russ)]С.-А.Ю. Муртазаев, М.Ш. Саламанова Перспективы использования термоактивированного сырья алюмосиликатной природы // Приволжский научный журнал. – 2018. – №2 (Т.46).– С. 65 –70.S.-A.YU. Murtazayev, M.SH. Salamanova Perspektivy ispol'zovaniya termoaktivirovannogo syr'ya alyumosilikatnoy prirody // Privolzhskiy nauchnyy zhurnal. – 2018. – №2 (T.46).– S. 65 –70. [ S.-A.Y. Murtazaev, M.Sh. Salamanova Prospects for the use of thermally activated raw materials of aluminosilicate nature // Volga Scientific Journal. 2018. No. 2 (T.46) pp. 65 –70. (In Russ)]Martschuk V. Untersuchungen zurn Frost-Tausalz-Widerstaud von Mochleistungsbetonen / V. Martschuk, T. Stark //Thesis: Wiss. Z.Bauhaus -Univ. Weirnar. 1998. V.44. No1-2. pp.92-103.Martschuk V. Untersuchungen zurn Frost-Tausalz-Widerstaud von Mochleistungsbetonen / V. Martschuk, T. Stark // Thesis: Wiss. Z.Bauhaus -Univ. Weirnar. 1998. V.44. No1-2. pp. 92-103.Larbi, J.A. Effect of water-cement ratio, quantity and fineness of sand on the evolution of lime in set portland cement systems / J.A. Larbi, J.M. Bijen //Cem. and Concr. Res. - 1990. Vol.20. No. 5. pp. 783-794.Larbi, J.A. Effect of water-cement ratio, quantity and fineness of sand on the evolution of lime in set port-land cement systems / J.A. Larbi, J.M. Bijen // Cem. and concr. Res. - 1990. Vol.20. No. 5. pp. 783-794.Kozhuhova N.I., Zhernovskiy I.V., Osadchaya M.S.,Strokova V.V., Tchizhov R.V. Revisiting a selection of natural and technogenic raw materials for geopolymer binders // International Journal of Applied Engineering Research (IJAER). 2014. Vol. 9. Issue 22. pp. 16945–16955.Kozhuhova N.I., Zhernovskiy I.V., Osadchaya M.S., Strokova V.V., Tchizhov R.V. Revisiting a selection of natural and technogenic raw materials for geopolym

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