Строительные растворы на вяжущих щелочной активации

Цель. Комплексные исследования древних бетонов установили присутствие в них цеолитподобных минералов, являющихся аналогами существующих в природе соединений, содержащих в своем составе щелочи. В работе приводятся разработки направленные на получение соединений, подобных существующим минералам земной коры, и наталкивают исследователей на развитие вяжущих систем щелочного затворения, для использования наилучших результатов в ходе ремонтно-реставрационных работ исторических объектов архитектуры. В ходе проведения эксперимента исследовались такие важные для ремонтных составов свойства как плотность, пластичность, адгезия, жизнеспособность и прочность.
Метод. Исследования проводились согласно нормативным документам ГОСТ 12730.3–2020 Бетоны. Методы определения водопоглощения; ГОСТ 5802–86 Растворы строительные. Методы испытаний; ГОСТ 31356–2013 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний.
Результат. Полученные результаты соответствуют по своим техническим характеристикам продукции на портландцементе; достигнуты марки раствора по прочности М75–150, по подвижности Пк1 и Пк2, жизнеспособность достаточная для проведения ремонтных и штукатурных работ 33 минут – 1,5 часа, высокая адгезионная прочность 0,62–0,72 МПа.
Вывод. Составы растворных смесей позволят качественно выполнять разновидный фронт работ: ремонтных, штукатурных, отделочных. Стабильные свойства компонентов, строгое соблюдение составов и технологии изготовления смесей позволят в дальнейшем синтезировать природоподобные и прочные минералы в структуре качественного и долговечного материала.

1. Lopez F.J., Sugita S., Tagaya M., Kobayashi T. Metakaolin-Based Geopolymers for Targeted Adsorbents to Heavy Metal Ion Separation // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. 2014. № 2. Рр. 16 – 27. DOI: 10.4236/msce.2014.27002.

2. 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. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-73-77

3. Chen L., Wang Z., Wang Y. and Feng J. Preparation and Properties of Alkali Activated MetakaolinBased Geopolymer // Materials. 2016. Vol. 9. Рр. 767. doi: 10.3390/ma9090767.

4. Zhang Z., Provis J.L., Zou J., Reid A., Wang H. Toward an indexing approach to evaluate fly ashes for geopolymer manufacture // Cement and Concrete Research. 2016. Рр. 163 – 173. DOI: 10.1016/j.cemconres.2016.04.007.

5. Рахимова H.P. Состояние и перспективные направления развития исследований и производства композиционных шлакощелочных вяжущих, растворов и бетонов // Строительные материалы. 2008. №9. С.77 – 80.

6. Hardjito D., Wallah S., Sumajouw D., Rangan B. On the development of fly ash-based geopolymer concrete // ACJ Materials Journal. 2004. Vol.101. Рр. 467– 472.

7. Davidovitz J. Geopolymer. Chemistry and applications. Saint-Quentin: Institute Geopolymer. 2008.592p.

8. Fadhil Nuruddin M., Demie S., Fareed Ahmed M., Nasir Shafiq Effect of Superplasticizer and NaOH molarity on workability, compressive strength and Microstructure Properties of Self- Compacting Geopolymer Concrete. World Academy of Science, Engineering and Technology. 2011. № 75. р. 908–914.

9. 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. Vol. 216. Рр. 102–107. DOI: 10.1016/j.minpro.2013.06.001.

10. Villa C., Pecina E.T., Torres R., Gomez L. Geopolymer synthesis using alkaline activation of natural zeolite // Construction and Building Materials. 2010. Vol. 24. Рр. 2084 – 2090. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.04.052.

11. Рахимова Н.Р., Рахимов Р.З. Композиционные шлакощелочные вяжущие с минеральными добавками различного типа активности // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. 2013. № 16. С. 204 – 216.

12. Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Mintsaev M.Sh., Bisultanov R.G. Fine-Grained Concretes with Clinker-Free Binders on an Alkali Gauging // 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. Рр.500 – 503. https://www.atlantis-press.com/proceedings/isees-19/125914231

13. Bataev D.K-S., Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Viskhanov S.S. Utilization of Cement Kiln Dust in Production of Alkali-Activated Clinker-Free Binders // 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. Рр. 457 – 460. https://www.atlantis-press.com/proceedings/isees-19/125914222

14. 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.

15. Dombrowski K. The Influence of Calcium Content on the Structure and Thermal Performance of Fly Ash Based Geopolymers // Journal of Materials Science. Vol. 42. №. 9. 2007. Рр. 3033 – 3043. DOI: 10.1007/s10853-006-0532-7.

16. Pawlasova S., Skvara F. High-Temperature Properties of Geopolymer Materials // Аkali Activated Materials. 2008. Рр. 523 – 525.

17. Khater H.M. Effect of firing temperatures on alkali activated Geopolymer mortar doped with MWCNT // Advances in Nano Research. 2015. Vol. 3. №. 4. Рр.225 – 242.

18. 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. Рр. 37– 46. DOI: 10.15680/IJIRSET.2015.0501001.

19. Nagajothi S., Elavenil S. Strength assessment of geopolymer concrete using M-sand // Int. J. Chem. Sci. 2016. № 14(Vol.1). Рр. 115 – 126.

20. Amer I., Kohail M., El-Feky M.S., Rashad A. and Khalaf M. A. A Review on Alkali-Activated Slag Concrete. // Ain Shams Engineering Journal. 2021;12: 1475-1499.