Development of solutions concerning regulation of proper deformations in alkali-activated cements

Abstract

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

Design of slag cement, activated by Na (K) salts of strong acids, for concrete reinforced with steel fittings

“…This can be explained by the fact that, first, the high content of alkaline metal compounds does not necessarily define the high pH values of a porous solution, as, for example, it is emphasized in work [39]. Second, sodium silicates are characterized by greater activation capacity relative to GBFS [41].…”

Prevention of steel reinforcement corrosion in alkali-activated slag cement concrete mixed with seawater

“…This phenomena is caused by salts of strong acids (further, SSA's), like chlorides and sulfates, dissolved in seawater [29,30]. At that, seawater ensures increasing of AASC concrete consistency [31] and concrete strength [32] that is explained by effect of SSA's [33,34].…”

Enhancement of alkali-activated slag cement concretes crack resistance for mitigation of steel reinforcement corrosion

“…AASC concretes along with high strength are characterized by increased drying shrinkage and fracturing [22,23,24] due to high content of gel during initial structure formation. The drying shrinkage causes heterogeneous structure of concrete during further structure formation and as a result the unstable characteristics of artificial stone [25].…”

“…Specified method was proposed for mitigation of steel reinforcement corrosion in high consistency AASC concretes, modified with SRA's based on salts-electrolytes, i.e. Na2SO4 and NaNO3 [24,49,50]. The effectiveness of these SRA's was explained by their co-acting in crystallization processes, alteration of porous structure as well as morphology of hydrated phases.…”