Выполнены эксперименты по модифицированию цементного камня (цемент – вода) наночастицами SiO2. Наночастицы SiO2 вводили в цементное тесто в составе золя кремнезема, полученного по разработанной технологии на основе гидротермального раствора. Массовая доля SiO2 составляла 1,15% относительно расхода цемента, доза суперпластификатора 1,4%, водоцементное отношение 0,26. Установлены пределы повышения прочности при сжатии модифицированного цементного камня. На срезах сечения образцов модифицированного цементного камня обнаружены выраженные поровые включения белого цвета. Методами рентгенофазового и микрозондового анализов изучен вещественный и минерально-фазовый состав включений. Белое вещество в поре представлено в основном кальциевыми соединениями в виде сросшихся и одиночных пластин и крупных призматических образований. Сделан вывод, что включения являются продуктом активного взаимодействия наночастиц SiO2 с портландитом Ca(OH)2. Основной элементный состав белого вещества в поре: Ca, Si, Al, C и O. Состав характеризует наличие гидросиликатов, портландита и алюминатов кальция. Вероятно, это сгруппированные монокристаллы, сросшиеся в процессе гидратации, которые в электронном аналитическом пучке зонда дают смесевую картину. Результаты исследований важны с точки зрения механизма влияния наночастиц на характеристики модифицированного бетона.
Experiments on modification of cement stone (cement-water) by SiO2 nanoparticles were carried out. SiO2 nanoparticles were introduced in cement paste by addition of sol obtaining from hydrothermal solution by developed technological regime. Dose of SiO2 was 1.15 mas.% relatively cement expenduture, dose of superplistisizer was 1.14 mas.%, water cement relation was 0.26. Limits of rising compressive strength of modified cement stone were determined. On the cuts of section of modified cement stone samples expressed pores inclusions of white colour were found. By methods of X-Ray and microprobe analyses mater and minerals composition of inclusions were studied. White substance in pores is mainly of calcium combinations of plates grow together or in separate disposition and large prismatic formations. Conclision was made that inclusions are the product of active interaction of SiO2 with portlandit Ca(OH)2. Basic element composition of white substance in pores: Ca, Si, Al, C and O. Composition of white substance includes presence such minerals as hydrosilicates, portlandit and calcium aluminate. Probably these are monocristals grouping grow together in hydration process which show mixed picture in electron analysed beam. Results of researchings are important from the point of view of mechanism of nanoparticles influence on characterestics of modified concrete.
1. Суздалев И.П. Нанотехнология: Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов: изд. 2, испр. / И.П. Суздалев. – М.: Техносфера, 2009. – 592 с.
2. Потапов В.В., Грушевская Е.Н., Леонович С.Н. Модифицирование гидротермальным нанокремнеземом материалов на основе цемента // Строительные материалы. – 2017. – № 7. – С. 4–9.
3. Flores-Vivian I., Pradoto R. G.K, Moini M., Kozhukhova M., Potapov V., Sobolev K. The effect of SiO2 nanoparticles derived from hydrothermal solutions on the performance of portland cement based materials // Frontiers of Structural and Civil Engineering. – 2017. – P. 1–10.
4. Мелихов И.В. Физико-химическая эволюция твердого вещества / И.В. Мелихов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 309 с.
5. Кравцов А.В., Цыбакин С.В., Евсеева Т.М., Соболев К.Г., Потапов В.В. Литые бетоны с использованием отходов медеплавильного производства и нанокремнезема // Вестник МГСУ. – 2017. – Т. 12, № 9 (108). – С. 1010–1018.
6. Нанотехнологии. Азбука для всех / под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 368 с.