The Influence of Organic-Mineral Complex Additives on Strength and Proper Deformations of Alkali-Activated Slag Cements

Abstract

Запропоновано комплексну органо-мінеральну добавку складу «портландцементний клінкер-електроліт-поверхнево-активна речовина», використання якої в шлаколужному цементі забезпечує сповільнення строків тужавлення, підвищення показників міцності і практично відсутність усадки (0,062 мм/м). Показано особливості роботи портландцементного клінкеру у лужному середовищі, вплив добавок солей різного аніонного типу та луговміщуючих аніоноактивних ПАР на водопотребу, синтез міцності та власні деформації при гідратації та формування структури штучного каменя на його основі. Відмічена перспективність запровадження таких органо-мінеральних комплексів в якості додаткових компонентів шлаколужних цементів для регулювання їх технологічними і фізико-механічними властивостями, у т.ч. для зменшення усадки цементного каменя. Ключові слова: шлаколужний цемент, поверхнево-активна речовина, електроліт, аніони, структуроутворення, строки тужавлення, цементний камінь, міцність, усадка. Вступ. Актуальність широкомасштабного використання бетонів та розчинів на основі шлаколужних цементів (ШЛЦ), обумовлена відповідністю сучасним тенденціям сталого розвитку людства в частині ефективного споживання сировини та енергоресурсів, відповідального ставлення до екології оточуючого середовища при забезпеченні високої якості, функціональності та довговічності будівельних матеріалів. Такі матеріали характеризуються підвищеними показниками міцності [1], жаростійкості [2], адгезії до різноманітних основ [3], корозійної стійкості [4] у порівнянні з аналогами на основі клінкерних цементів загальнобудівельного та спеціального призначення. Переваги ШЛЦ в екологічному аспекті пов'язані зі зниженням емісії СО 2 за рахунок використання побічних продуктів і відходів виробництва [5-7], можливості введення промислових стічних вод при отриманні безпечних будівельних матеріалів [8, 9]. Поряд з перевагами ШЛЦ мають свої особливості. Однією з них є підвищені власні деформації, які без належного підходу до проектування складів і догляду за будівельними розчинами або бетонами можуть привести до підвищеного тріщиноутворення та зменшення довговічності конструкцій. Зазначена проблема обумовлює необхідність пошуку ефективних рішень щодо управління власними деформаціями штучного каменя на основі ШЛЦ без негативного впливу на його фізикомеханічні властивості. Аналіз останніх досліджень та публікацій. Відомі засоби управління власними деформаціями традиційних цементів шляхом оксидного та гідросульфоалюмінатного розширення є малоефективними в лужних цементах [10, 11]. Зменшення усадки ШЛЦ є можливим за рахунок використання добавок Na 2 SO 4 [12] та цементного пилу байпасу, характерними складовими якого є вільний СаО та солі (KCl, NaCl, K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , СаSO 4 , K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , тощо) [13]. Однак механізм дії таких добавок