Концепція наномодифікування цементуючих систем для швидкотверднучих високофункціональних бетонів

Автори: 
Марущак У. Д. / Marushchak U. D

Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра будівельного виробництва

The article shows that one of the innovative ways of obtaining of High performance rapid-hardening concretes is the use of nanotechnology techniques related to the directed process of structure formation by modifying of nanoscale elements. The strategies for the implementation of nanotechnology in the manufacture of concrete - the adding of primary specially synthesized nanoscale components or direct synthesis of nanoscale objects in the space of material and on the boundary interface are analysed. The packing particles optimizing of Portland cement systems by ultrafine mineral additives determines the density of the primary system, and the availability of energy-active ultrafine particles in mineral additives stimulate nucleation processes in the intergranular space, causing acceleration pozzolanic reactions of ultrafine additives with formation a fibrous CSH-phase in unclinker part of the cement matrix. It was shown that ultrafine particles are characterized by high values of specific interfacial area and “excess surface energy”, promoted more complete synergic effect of other components activity and provided directed control by processes of early structure formation of cementations systems, obtaining high early strength of nanomodified concretes.

1. Ковалёв А. И. Становление нанонауки отдельной отраслью знаний / А. И. Ковалёв // Интернет-журнал “Науковедение”. – 2013. – № 4. – С. 1–9.
2. Сергеев Г.Б. Размерные эффекты в нанохимии // Российский химический журнал. – 2002. – Т. 46. – № 5. – С. 22–29.
3. Толмачев С. Н. Применение углеродных коллоидных наночастиц в мелкозернистых цементных бетонах / С. Н. Толмачев, Е. А. Беличенко. – Харьков: ХНАДУ, 2014. – 152 с.
4. Зимон А. Д. Коллоидная химия наночастиц / А. Д. Зимон. – М.: Научный мир, 2012. – 224 с.
5. www.allbeton.ru Королев Е. В. Нанотехнологии в строительной отрасли
6. Middendorf B., Singh N. B. Nanoscience and nanotechnology in cement materials // Cement International. – № 1. – 2008. – Р. 56–64.
7. Сучасні будівельні матеріали і конструктивні системи для зведення доступного житла та об’єктів інфраструктури / К. К. Пушкарьова та ін. – К.: Вік-принт, 2015. – 280 с.
8. Sakulich A. R., Li V.C. Nanoscale characterization of engineered cementitious composites (ECC). – 2010. – Р. 169–175.
9. Баженов Ю. М. Модифицированные высококачественные бетоны / Ю. М. Баженов, В. С. Демьянова, В. И. Калашников. – М. : Изд-во АСВ, 2006. – 368 с.
10. Nanotechnology in Concrete Materials Synopsis / B. Birgisson at al. - № E-C170, 2012. – 44 р.
11. Kanchanason V., Plank J. C-S-H − PCE Nanocomposites for Enhancement of Early Strength of Cement. – 19. Internationale Baustofftagung, 2015. – Weimar. Bundesrepublik Deutschland. – Band 1. – P. 759–766.
12. Konsta-Gdoutos MS, Metaxa ZS, Shah SP. Highly dispersed carbon nanotube reinforced cement based materials. Cem. Concr. Res. 2010;40(7):1052.
13. Hajok D. Gdy liczy się jakość i szybkość wiązania / David Hajok // Polski cement. Budownictwo, technologie, architektura. – 2011. – № 3 (55). – S. 42–43.
14. Конструкційні матеріали нового покоління та технології їх впровадження в будівництво / Р. Ф. Рунова, В. І. Гоц, М. А. Саницький та ін. – К.: УВПК “ЕксОб”, 2008. – 360 с.
15. Пат. WO 2014148944 A1. Способ производства наноцемента и наноцемент / М. Я. Бикбау. – № PCT/RU2013/000917. – Заявл. 17.10.2013. Опубл. 25.09.2014.
16. Chatterjee A. K. Chemistry and engineering of the clinkerization process – Incremental advances and lack of breakthroughs Cement and Concrete Research Vol. 41 Issue: 7, 201. – Р. 624–641.
17. Jo B.-W., Kim C.-H., Tае G., Park J.-B. Characteristics of cement mortar with nano-SiO2 particles / Construction and Building Materials. – 2007. – № 21. – P. 1351–1355.
18. High Performance concretes based on Portland cements modified ultrafine supplementary cementitious materials / M. Sanytsky, B Rusyn, U. Marushchak, I. Kirakevych // 19 Internationale Baustofftagung, 2015. – Weimar.– Band 2. – P. 1051–1058.
19. Rapid hardening concrete modified ultrafine additives / M. Sanytsky, U. Маrushchak, B. Rusyn, T. Mazurak // XV International Scientific Conference “Current issues of civil and environmental engineering and architecture”. – 2015. – P. 74–75.
20. Саницький М. А., Марущак У. Д., Мазурак Т. А. Наномодифіковані портландцементні композиції з високою міцністю у ранньому віці / Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка. – Наук.-техн. зб. – 2016. – Вип. 57. – С. 147–154.
21. Швидкотверднучі бетони на основі портландцементів, модифікованих ультрадисперсними добавками / У. Д. Марущак, Б. Г. Русин, Т. А. Мазурак, Ю. В. Олевич. – Будівельні матеріали і вироби. – 2015. – № 3. – С. 36–39.
22. Високоміцні самоущільнювальні бетони на основі дисперсно-армованих цементуючих систем / М. А. Саницький, У. Д. Марущак, І. І. Кіракевич, М. С. Стечишин // Будівельні матеріали і вироби. – 2015. – № 1. – C. 10–14.