Теоретические аспекты влияния наноуглеродосодержащей добавки на продукты реакции цемента с водой

Abstract

В материале статьи изложены результаты исследований влияния отечественной комплексной химической добавки («УКД-1»), содержащей структурированный углеродный наноматериал (УНМ) и характеризующейся совмещенным (ускоряющим твердение и пластифицирующим) эффектом, на продукты реакции цемента с водой. С использованием стандартизированных методик экспериментально выявлено отсутствие структурно-морфологических изменений в продуктах гидратации цемента под влиянием вещества добавки «УКД-1» и ее составляющих. Был осуществлен рентгенофазовый анализ проб затвердевшего цемента (цементного камня), и определено количество химически связанной цементом воды (ХСВ), что позволяет оценить степень гидратации вяжущего. С целью выявления роли углеродного наноматериала (УНМ) исследовали пробы, включая «исходный цемент» (т. е. без добавок); пробы, содержащие ускоряющий компонент (1% Na2SO4 или СН); комплексную добавку (0,5% Na2SO4 + 0,5% СП), включающую оба эти компонента, но не содержащую УНМ, а также пробы с добавкой «УКД-1» (0,35% СП+0,6% СН+0,05% УНМ). Результаты исследований проб затвердевшего цементного камня, полученные на рентгеновском дифрактометре, свидетельствуют о том, что все эти пробы имеют идентичный «фазовый» минералогический состав. Отсутствие морфологических изменений в продуктах гидратации цемента подтверждает гипотезу о физической природе влияния вещества УНМ в добавке «УКД-1» на процессы взаимодействия цемента с водой затворения. Результаты исследований также свидетельствуют о более глубоком развитии процессов гидролиза-гидратации цемента в присутствии добавки «УКД-1». Следствием является рост плотности и прочности цементного камня, а на этой основе, следует ожидать, и цементного бетона. The results of researches of influence of domestic complex chemical additive («UKD-1»), containing the structured carbon nanomaterial (CNM) characterized by the combined (the accelerating curing and plasticizer) effect on kinetics of curing of concrete in technology of monolithic concreting technology without warming up are expounded in the article. Standardized methods has reviled the absence of the structural-morphological changes in the products of cement hydration under the influence of substances additive «UKD-1» and its components. Was carried out x-ray phase analysis of samples of hardened cement (cement stone) and determine the number of chemically bound with cement water, which allows to estimate the degree of hydration of the binder. To identify the role of carbon nanomaterial, tested the samples, including the «original cement»; samples, containing the accelerating component (1% Na2SO4); complex additive (0,5% Na2SO4 + 0,5% SP), that includes both of these components, but not containing CNM, and samples with the addition of «UKD-1» (0,35% SP+0,6% Na2SO4+0,05% CNM). The results of the research of hardened cement stone, held in the x-ray diffractometer suggests that all these samples have the same «phase» of the mineralogical composition. The lack of morphological changes in the hydration products of the cements confirms the hypothesis about the physical nature of the effect of a substance CNM in the additive «UKD-1» on the processes of interaction of cement with the mixing water. The research results also indicate a deeper development of the processes of hydrolysis of cement hydration in the presence of additive «UKD-1». The consequence is the increase in density and strength of cement stone, and on this basis, we should expect, and cement concrete.