vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2021-48-2-103-112vdgtu-940Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREИсследование физикохимических процессов, сопровождающих коррозию цементов («слёживание») во влажном воздухе, содержащем углекислотуResearch of physical and chemical processes associated with corrosion of cements (“Caking”) in dampy wet airКрутилинА. А.KrutilinA. A.

Александр Александрович Крутилин, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21

Alexander A.Krutilin, Cand. Sci. (Technical), Assoc. Prof., Department of Building Materials and Special Technologies

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343

kotyra84@bk.ruКрапчетоваТ. В.KrapchetovaT. V.

Татьяна Владимировна Крапчетова, инженер-аналитик

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Индустриальная 2

Tatiana V. Krapchetova, Analytical Engineer

2 Industrial'naya Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343

iwankra@mail.ruИньковаН. А.InkovaN. A.

Надежда Александровна Инькова, старший преподаватель, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21

Nadezhda A.Inkova, Senior Lecturer, Department of Building Materials and Special Technologies

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343

coyote@bk.ruПахомоваО. К.PakhomovaO. K.

Олеся Константиновна Пахомова, старший преподаватель, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21

Olesya K.Pakhomova, Senior Lecturer, Department of Building Materials and Special Technologies

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343

pahomovaolesia@yandex.ruВолгоградский государственный технический университет (Себряковский филиал)РоссияVolgograd State Technical University (Sebryakov Branch)Russian FederationАО «Себряковцемент»РоссияSebryakovtsement JSCRussian Federation202131072021482103112Copyright © Крутилин А.А., Крапчетова Т.В., Инькова Н.А., Пахомова О.К., 20212021Крутилин А.А., Крапчетова Т.В., Инькова Н.А., Пахомова О.К.Krutilin A.A., Krapchetova T.V., Inkova N.A., Pakhomova O.K.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/940

Целью работы является изучение механизма и кинетики процессов, приводящих к слёживанию цементов. Метод. Для определения фазового состава использовались современные физико-химические методы: РФА, дериватография и электронная микроскопия. Результат. Полученные данные показывают, что «лежалость» цемента при его вынужденном хранении во влажном воздухе через адсорбцию паров воды, а затем и СО2 связана с процессами гидролиза, гидратации в поверхностных слоях частиц, в первую очередь, для наиболее реакционно способных минералов портландцементного клинкера. Углубление этих процессов зависит и от состояния корродированной поверхности минералов. Вывод. В результате проведённой работы можно предварительно определить условия хранения свежемолотых портладцементов (по кинетике сорбции – продолжительность хранения, по изотермам – допустимую относительную влажность), при которых величина п.п.п. товарного цемента остается стабильной в необходимое минимальное время.

Objective. The paper is aimed at clarifying the mechanism and kinetics of the processes leading to cement caking. Methods. To determine phase composition, the following modern physical and chemical methods were used: XRF, derivatography and electron microscopy. Results. The data obtained show that the “aging” of cements during their forced storage in humid air through the adsorption of water vapor, and then CO2, is associated with the processes of hydrolysis, hydration in surface layers of particles, is primarily relevant for the most reactive minerals of Portland cement clinker. The deepening of these processes also depends on the state of the corroded surface of minerals. Conclusion. The work carried out makes it is possible to preliminarily outline storage conditions for freshly ground Portland cements (according to the kinetics of sorption – the storage duration, according to isotherms – the permissible relative humidity), at which the LOI value of commercial cement remains stable for the required minimum time.

механизм и кинетика процессовфазовый составфизико-химические методыдериватографияэлектронная микроскопиясорбцияmechanism and kinetics of processesphase compositionphysical and chemical methodsderivatographyelectron microscopysorptionReferencesАндреева А.В., Буренина О.Н., Давыдова Н.Н., Даваасенгэ С.С., Саввинова М.Е. Повышение эффективности залежалого цемента путем механоактивации. Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии. XVII Международная научно-практическая конференция: сборник статей. Редактор: В. А. Селезнев, И. А. Лушкин. 2015. С. 15-19.Andreyeva A.V., Burenina O.N., Davydova N.N., Davaasenge S.S., Savvinova M.Ye. Povysheniye effektivnosti zalezhalogo tsementa putem mekhanoaktivatsii. [Andreeva A.V., Burenina O.N., Davydova N.N., Davaasenge S.S., Savvinova M.E. Increasing the efficiency of stale cement by mechanical activation. In the collection: Cities of Russia: problems of construction, engineering, improvement and ecology. XVII International Scientific and Practical Conference: collection of articles. editor: V. A. Seleznev, I. A. Lushkin. 2015.pp. 15-19. (In Russ)]Головизнина Т.Е. Влияние длительного хранения на свойства цементов. В сборнике: Наукоемкие технологии и инновации. Сб. докл. межд. научно-практической конференции. 2016. С. 70-74.Goloviznina T.Ye. Vliyaniye dlitel'nogo khraneniya na svoystva tsementov. V sbornike: Naukoyemkiye tekhnologii i innovatsii. Sbornik dokladov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Goloviznina T.E. The influence of long-term storage on the properties of cements. In the collection: Science-intensive technologies and innovations. Collection of reports of the international scientific and practical conference. 2016. pp. 70- 74. (In Russ)]Ильина Л.В. Повышение прочностных характеристик цементных композитов на основе цемента длительного хранения. Фундаментальные исследования. 2011. № 12 (часть 1). C. 112-116.Il'ina L.V. Povysheniye prochnostnykh kharakteristik tsementnykh kompozitov na osnove tsementa dlitel'nogo khraneniya. Fundamental'nyye issledovaniya [Ilyina L.V. Improving the strength characteristics of cement composites based on long-term storage cement. Basic research. 2011. No. 12 (part 1). pp. 112-116. (In Russ)]Классен В.К., Михин А.С. Анализ изменения активности клинкера на ОАО "Себряковцемент". Фундаментальные исследования. 2006. № 2. С. 63.Klassen V.K., Mikhin A.S. Analiz izmeneniya aktivnosti klinkera na OAO "Sebryakovtsement". Fundamental'nyye issledovaniya. [Klassen V.K., Mikhin A.S. Analysis of changes in the activity of clinker at JSC "Sebryakovcement". Basic research. 2006. No. 2.P. 63. (In Russ)]Козлова В.К., Григорьев В.Г., Малова Е.Ю., Божок Е.В., Мануйлов Е.В. Сравнительные результаты определения фазового состава и микроструктуры клинкеров методами физико-химического анализа. Цемент и его применение. 2013. № 3. С. 34-38.Kozlova V.K., Grigor'yev V.G., Malova Ye.YU., Bozhok Ye.V., Manuylov Ye.V. Sravnitel'nyye rezul'taty opredeleniya fazovogo sostava i mikrostruktury klinkerov metodami fiziko-khimicheskogo analiza. Tsement i yego primeneniye. [Kozlova V.K., Grigoriev V.G., Malova E.Yu., Bozhok E.V., Manuylov E.V. Comparative results of determining the phase composition and microstructure of clinkers by methods of physical and chemical analysis. Cement and its application. 2013. No. 3. pp. 34-38. (In Russ)]Лотов В.А. Изменение фазового состава системы цемент-вода при гидратации и твердении. Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. № 3. С. 42-45.Lotov V.A. Izmeneniye fazovogo sostava sistemy tsement-voda pri gidratatsii i tverdenii. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. [Lotov V.A. Change in the phase composition of the cement-water system during hydration and hardening. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2012. T. 321. No. 3. pp. 42-45. (In Russ)]Назимов С.А., Чиркин Д.Б. Определение показателей качества цемента при помощи автоматических анализаторов. Цемент и его применение. 2017. № 2. С. 63-65.Nazimov S.A., Chirkin D.B. Opredeleniye pokazateley kachestva tsementa pri pomoshchi avtomaticheskikh analizatorov. Tsement i yego primeneniye. [Nazimov S.A., Chirkin D.B. Determination of cement quality indicators using automatic analyzers. Cement and its application. 2017. No. 2. pp. 63-65. (In Russ)]Саввинова М.Е. Исследование прочности образцов из залежалого цемента. В сборнике: Перспективные научные исследования: опыт, проблемы и перспективы развития. Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции. 2019. С. 48-51.Savvinova M.Ye. Issledovaniye prochnosti obraztsov iz zalezhalogo tsementa. V sbornike: Perspektivnyye nauchnyye issledovaniya: opyt, problemy i perspektivy razvitiya. Sbornik statey po materialam mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. [Savvinova M.E. Investigation of the strength of samples from stagnant cement. In the collection: Perspective scientific research: experience, problems and development prospects. Collection of articles based on the materials of the international scientific and practical conference. 2019.pp. 48-51. (In Russ)]Тутов Е.А., Голощапов Д.Л., Гребенкин С.Д., Артамонова О.В. Сорбция паров воды на поверхностномодифицированном портландцементе. В сборнике: Физико-химические основы ионообменных и хроматографических процессов - "Иониты-2017". Материалы XV Международной научно-практической конференции, посвященной 115-летию открытия хроматографии и 100-летию Воронежского государственного университета. Редактор: В.Ф. Селеменев. 2017. С. 318-320.Tutov Ye.A., Goloshchapov D.L., Grebenkin S.D., Artamonova O.V. Sorbtsiya parov vody na poverkhnostnomodifitsirovannom portlandtsemente. V sbornike: Fiziko-khimicheskiye osnovy ionoobmennykh i khromatograficheskikh protsessov - "Ionity-2017". [Tutov E.A., Goloshchapov D.L., Grebenkin S.D., Artamonova O.V. Sorption of water vapor on surface-modified Portland cement. In the collection: Physical and chemical foundations of ion exchange and chromatographic processes - "ion exchangers-2017". Materials of the XV International Scientific and Practical Conference dedicated to the 115th anniversary of the discovery of chromatography and the 100th anniversary of Voronezh State University. Editor: V.F. Selemenev. 2017.pp. 318-320. (In Russ)]Чулкова И.Л., Галдина В.Д. Влияние состава жидкой фазы на процесс твердения цементов. Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 12. С. 48-54.Chulkova I.L., Galdina V.D. Vliyaniye sostava zhidkoy fazy na protsess tverdeniya tsementov. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel'stvo. [Chulkova I.L., Galdina V.D. Influence of the composition of the liquid phase on the process of hardening of cements. Industrial and civil construction. 2019.No. 12. pp. 48-54. (In Russ)]

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