RESEARCH OF PROPERTIES OF PORTLAND CEMENT WITH ACTIVE MINERAL ADDITIVE ON THE BASIC OF TRIPOLI
Authors: ЕРОФЕЕВ В.Т. , РОДИН А.И. , БИКБАЕВ Р.Р. , ПИКСАЙКИНА А.А. 
Published: July 2024

В настоящее время производители неорганических вяжущих как России, так и за рубежом выпускают разнообразные цементы: гидрофобный, сульфатостойкий, тампонажный, расширяющийся, кислотоупорный, глиноземистый и другие, выбираемые для применения с учетом эксплуатационных условий в зданиях и сооружениях. Расширение минеральносырьевой базы при производстве смешанных вяжущих за счет использования местных осадочных горных пород (диатомит, трепел, опока) актуальная задача современного строительного материаловедения. Данные породы, как правило, содержат кремнезем, цеолиты, кварц, известняк, компоненты в виде слюд и др., а следовательно, активность данных пород в цементах может иметь комплексное действие. Цель данной работы получение цементов с активными минеральными добавками на основе трепела месторождения близ с. Енгалычево Дубенского района Республики Мордовия, а также подтверждение комплексного характера активности данной добавки. В результате расчета tкритерия активности трепела в соответствии с ГОСТ 2509494 установлено, что рассматриваемая добавка может быть эффективно использована в качестве активной минеральной при производстве портландцемента. Методами термического анализа выявлены особенности фазовых превращений в цементном камне в зависимости от времени гидратации модифицированных цементов. В ходе проведенного термического анализа гидратированных цементов идентифицированы эндоэффект при температуре около 200 С, который соответствует образовавшемуся в результате взаимодействия гидроксида кальция с гейландитом гидроалюмосиликату кальция типа C2ASH8, а также экзотермический эффект при температуре около 900 С, соответствующий кристаллизации силикатов и алюминатов кальция. Установленные особенности гидратации цемента с активной минеральной добавкой подтверждают ее комплексный характер активности . Определены физикомеханические свойства модифицированных цементов, цементных паст и композитов на их основе. Установлено, что рациональное содержание трепела в составе портландцемента должно находиться в пределах 1020 от массы вяжущего. Максимальный предел прочности при сжатии в данном случае равен 54,5 МПа, при изгибе 7,7 МПа, что на 36 больше предела прочности при сжатии и почти на 10 больше предела прочности при изгибе бездобавочного состава.

Manufacturers of inorganic binders, both in Russia and abroad, are currently producing a variety of cements: hydrophobic, sulfateresistant, grouting, expanding, acidresistant, alumina and a number of others selected depending on the operating conditions in buildings and structures. The expansion of mineral resource base in the production of mixed binders through the use of local sedimentary rocks (diatomite, tripoli, flask) is an urgent task of modern construction materials science. These rocks usually contain silica, zeolites, quartz, limestone, components in the form of mica, etc. Therefore, the activity of these rocks in cements can have a complex effect. The aim of this work was to obtain cements with active mineral additives on the basis of diatomaceous earth deposits near the village of Engalychevo, Dubensky district, the Republic of Mordovia, as well as confirmation of the complex nature of the activity of this additive. As a result of calculation of tcriterion of tripoli activity in accordance with GOST 2509494, it has been found out that the considered additive can be effectively used as an active mineral in the production of Portland cement. The features of phase transformations in cement stone depending on the hydration time of modified cements are revealed by the methods of thermal analysis. During the performed thermal analysis of hydrated cements, the endoeffect at 200 C has been revealed. It corresponds to the result of the interaction of calcium hydroxide with heulandite hydroaluminate of calcium type C2ASH8. Additionally exothermic effect at about 900 C corresponds to crystallization of silicates and aluminates of calcium. The revealed features of cement hydration with active mineral additive confirm its complex nature of activity. Physical and mechanical properties of modified cements, cement pastes and composites based on them have been determined. It has been established that the rational content of the diatomaceous earth in the composition of the Portland cement must be within 1020 by weight of the binder. The maximum compressive strength in this case is 54.5 MPa, bending 7.7MPa, which is 36 more than the compressive strength and almost 10 more than the bending strength of the nonadditive composition.