Functionality of mortar and concrete mixes is regulated by surfactants, which act as plasticizers. The molecular structure of these admixtures can be changed during hydration of alkali-activated cements (AAC). The objective was to determine the chemical nature of plasticizers effective for property modification of mortars and concretes based on AACs with changing content of granulated blast furnace slag from 0 to 100 %. The admixtures without ester links become more effective than polyesters when content of alkaline component increase. The admixtures effective in high alkaline medium were used in dry mixes for anchoring (consistency of mortar 150 mm by Vicat cone; 1 d tensile strength in bending / compressive strength of mortar 6.6 /30.6 MPa) and in ready-mixed concretes (consistency class changed from S1 to S3, S4 with consistency safety during 60 min; 3 d compressive strength of modified concrete was not less than the reference one without admixtures).
Проаналізовано проблему пластифікації цементів, лужне середовище яких визначає при-сутність сполук лужних металів, та запропоно-вано шляхи її вирішення. В якості альтернативи суперпластифікаторам на основі складних поліе-фірів запропоновано широке коло поверхнево-ак-тивних речовин, придатних для пластифікації лужних цементів. Органічні сполуки системати-зовані за ефективністю дії як пластифікатори лужних цементів Ключові слова: лужний цемент, хімічна добав-ка, поверхнево-активна речовина, гранульований доменний шлак, цементне тісто, пластична міц-ність Проанализирована проблема пластификации цементов, щелочную среду которых определя-ет присутствие соединений щелочных метал-лов, и предложены пути ее решения. В каче-стве альтернативы суперпластификаторам на основе сложных полиэфиров предложен широ-кий круг поверхностно-активных веществ, при-годных для пластификации щелочных цементов. Органические соединения систематизированы по эффективности действия в качестве пластифи-каторов щелочных цементов Ключевые слова: щелочной цемент, химиче-ская добавка, поверхностно-активное вещество, гранулированный доменный шлак, цементное тесто, пластическая прочность UDC 691.5
The paper is devoted to mitigation of steel reinforcement corrosion in alkali-activated slag cement (further, AASC) concretes, based on soluble sodium silicates (further, SSS's), obtained from high consistensy concrete mixes. Enhancement of AASC fine concretes crack resistance due to modification by complex shrinkage-reducing additives (further, SRA's) based on surfactants and trisodium phosphate Na3PO4 . 12H2O (further, TSP) was proposed for mitigation of steel reinforcement corrosion. SSS's were presented by sodium metasilicate (silica modulus 1.0, dry state) and water glass (silica modulus 2.9, density 1400 kg/m 3 ). In case of sodium metasilicate the application of SRA composition "ordinary portland cement clinker -TSP -sodium lignosulphonate -sodium gluconate" provides enhancement of crack resistance starting from early age structure formation with restriction of drying shrinkage from 0,984 to 0,713 mm/m after 80 d. The effect is caused by reduction of water and by higher volume of crystalline hydrates. In turn, SRA presented by compositions "TSP -glycerol" and "TSP -glycerol -polyacrylamide" provide enhancement of AASC fine concretes fracture toughness during late structure formation with increasing ratio of tensile strength in bending to compressive strength up to 37 -49 % if compare with the reference AASC when water glass is used.
Проаналiзовано сутнiсть проблеми власних деформацiй лужних цементiв (ЛЦ), ускладнення якої пов'язано з пiдвищеним вмiстом гелеподiбних гiдратних новоутворень. Як приклади розглянуто типи цементiв дiаметрально протилежнi за композицiйною будовою i вiдповiдно за вмiстом гелеподiбних фаз при гiдратацiї-лужний портландцемент (ЛПЦ) i шлаколужний цемент (ШЛЦ). Запропоновано пiдходи до формування ефективної структури штучного каменя, протидiючою деформацiям усадки, шляхом втручання в структуроутворення при використаннi комплексiв мiнеральних i органiчних сполук. Такi сполуки в складi комплексних органо-мiнеральних добавок сумiсно впливають на iнтенсифiкацiю кристалiзацiйних процесiв, формування ефективної порової структури та морфологiю гiдратних фаз при зменшеннi вмiсту води в штучному каменi. В якостi iнгредiєнтiв запропонованих комплексних добавок-модифiкаторiв розглянуто солi-електролiти рiзного анiонного типу та анiоноактивнi поверхнево-активнi речовини. Виявлено, що для модифiкацiї ЛПЦ найбiльш ефективною є система «сiль-електролiт-поверхнево-активна речовина». Показано, що модифiкацiя ЛПЦ комплексною добавкою цiєї системи на основi NaNO 3 забезпечує зменшення усадки з 0,406 до 0,017 мм/м. Натомiсть використання Na 2 SO 4 забезпечує цьому типу лужного цементу здатнiсть до розширення в межах 0,062 мм/м. Показано, що ефект компенсованої усадки модифiкованого ЛПЦ пов'язаний з бiльшою кристалiзацiєю низькоосновних гiдросилiкатiв (CSH(В)) i гiдроалюмiнатiв кальцiю (CaO•Al 2 O 3 •10H 2 O). Додатковий ефект пов'язаний з утворенням сульфатвмiщуючого натрiєво-кальцiєвого гiдроалюмiнату (для системи на основi Na 2 SO 4) та кристалiчного гiдронiтроалюмiнату кальцiю (для системи на основi NaNO 3) з вiдповiдним напруженням мiкроструктури. В розвиток для модифiкацiї ШЛЦ запропоновано комплексну добавку системи «портландцементний клiнкер-сiль-електролiт-поверхнево-активна речовина», яка забезпечує зменшення усадки з 0,984 мм/м до 0,683 мм/м. Мiнiмiзацiя усадки модифiкованого ШЛЦ пояснено формуванням поряд з низькоосновними гiдросилiкатами кальцiю гiдроалюмосилiкату натрiю типу гмелiнiту ((Na 2 Сa)•Al 2 •Si 4 •O 12 •6H 2 O) з пiдвищеним ступенем закристалiзованостi. При цьому вiдмiчено, що структура цементного каменя характеризується пiдвищеною щiльнiстю, однорiднiстю i монолiтнiстю гiдратних новоутворень Ключовi слова: лужний цемент, сiль-електролiт, комплексна органо-мiнеральна добавка, структуроутворення, власнi деформацiї, усадка
Complex multifunctional additive (further, CA) which consists of aluminum powder, surfactant, salt-electrolyte (NaNO3) and calcium sulfate hemihydrate (CaSO4·0.5H2O) is proposed for ensuring necessary properties of anchoring grouts based on alkali-activated portland cement (further, AAPC) presented by the system «ordinary portland cement clinker - sodium metasilicate». Specified consistency of fresh AAPC mortar along with it strength after hardening are provided by water reducing due to application of modified polyethylene glycol characterized by stability of molecular structure in AAPC hydration medium. CA influence on shrinkage mitigation in AAPC mortar is explained both water-reducing effect and gas release with volume increasing during formation of dispersive-coagulation structure. Expansion of crystallization-condensation structure is ensured due to stress of calcium hydrosulfoaluminate 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O and calcium hydronitroaluminate 3CaO·Al2O3·Ca(NO3)2·10H2O which form due to presence of CaSO4·0,5H2O and NaNO3 in CA. Time matching of gas release with structure formation insures dense microstructure due to filling of pores by hydrated phases that causes lower excess stress during crystallization. CA ensures necessary performances of AAPC anchoring grout: consistency 190 mm; workability retention time 15 min; tensile strength in bending / compressive strength 6.1 / 25.7 MPa and 12.9 / 68.5 MPa in 1 d and 28 d agreeably; adhesion 0.9 MPa; linear extension up to +0.37 mm/m.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.