Nanomodified Solutions Based on Composite Sulphoaluminate Binding Substances

В статті розглядаються питання розробки розчинів і впливу нанодобавок і ПАР на процеси структуроутворення сульфоалюмінатних фаз. За результатами дослідження введення нанодобавок є неможливим без ПАР. Вплив модифікаторів визначали на основі експериментальних досліджень сумішей чистих мінералів С₃А і ГЦ, ГЦГ. Тому запропоновано технологію дисперґації нанодобавок і введення їх у процесі приготування суміші. На основі методів планування повнофакторного експерименту та проведення експериментальних досліджень розроблено ряд експериментально-статистичних моделів, визначено ряд складів розчинів на основі компонентів глиноземистих і гіпсових зв'язувальних речовин, що містять максимальну кількість етрингіту (17,1% глиноземистого цементу, 7,32% гіпсу, 0,4% пластифікатора, 0,18% нанотрубок, 75% піску) та забезпечують міцність системи у 40,2 МПа. Оптимальним складом, який забезпечує міцність системи у 37,8 МПа, є: 16,7% глиноземистого цементу, 7,15% гіпсу, 0,4% пластифікатора, 0,75% тауриту та 75% піску. Зразки з діоксидом Силіцію, оптимальний вміст якого становить 1%, мають міцність системи у 42,8 МПа і складаються з 16,52% глиноземистого цементу, 8,48% гіпсу, 0,4% пластифікатора, 1% тауриту та 75% піску. Формування міцної структури розчинів пов'язане з утворенням драглистої фази та гідроалюмінатів кубічної синґонії С₃АН₆, а також стійкої етрингітової фази. За допомогою наномодифікаторів сформовані блоки вільно зрощуються в цементній матриці, що приводить до зменшення внутрішніх напружень у ще несформованій цементній системі. Крім того, припущено леґування кристалів С₃AṤH₃₂ та С₃AṤH₁₂. Внутрішні напруження, що призводять до пониження міцности ще неутвореної структури, не виникають внаслідок того, що зрощення блоків відбувається у вільному просторі. У разі, коли процес гідратації йде топохемічно, швидкість формування структури буде залежати від ґранулометричного складу компонентів і швидкости дифузії всередині зерна. Змінюючи умови введення різних добавок у систему розчину, можна впливати на форму, розмір, кількість кристалів і, відповідно, на формування просторової структури з метою одержання продукту з потрібними властивостями.