Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Введение в состав цементной композиции слабо раскристаллизованного иванюкита в количестве 1-4 мас. % повышает прочность после 1 сут твердения на 39-59 %, через 28 сут — на 12-21 % по сравнению с контрольным составом [ 8 ]. Степень разложения органического красителя, нанесенного на поверхность цементного камня, модифицированного иванюкитом, составила 100 % при УФ-облучении, 90 % — при облучении видимым светом [10]. Поскольку состав мелкозернистого бетона отличается от состава цементных композиций наличием заполнителя, то оптимальное количество добавки, соответствующее цементному тесту, не будет являться таковым для бетона. Задача данного исследования состояла в разработке мелкозернистого бетона, модифицированного отходом получения титаносиликатного сорбента, со структурой, подобной минералу иванюкиту (TS), обладающему самоочищающейся поверхностью и повышенной прочностью. Химический, фазовый составы и поверхностные свойства используемой титаносиликатной добавки приведены в работе [ 8 ]. Содержание добавки в бетонной смеси составляло 0,5-3 мас. %. Для равномерного распределения добавки в объеме цементной смеси и снижения водопотребности TS в бетонную смесь вводили совместно с пластификатором (СП) на основе поликарболксилатного эфира Glenium® 51(FM) / (BV). В качестве заполнителя использовали кварцевый песок с модулем крупности 2,3 по ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия». Соотношение цемент : песок составляло 1 : 3. В качестве вяжущего использовали портландцемент типа CEM I 52,5Н (ООО «Хайдельберг Цемент Рус», г. Стерлитамак, Башкортостан). Для предотвращения агломерации наночастицы TiO 2 — SiO 2 предварительно подвергали ультразвуковому диспергированию (УЗД) при помощи ультразвукового диспергатора УЗД 2-0,1/22 в водной среде в течение 10 мин. Прочность мелкозернистого бетона определяли через 3, 7, 28 и 180 сут твердения. Результаты исследований прочностных свойств сравнивали с бездобавочным составом (контрольным) (табл. 1 ). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 265-270. Transactions of the to la Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 265-270. Таблица 1 Прочностные показатели бетона, модифицированного титаносиликатной добавкой № пробы Количество добавки, мас. % СП, мас. % В / Ц Прочность, МПа при изгибе через ... сут твердения при сжатии через ... сут твердения 3 7 28 3 7 28 180 Контр. 0 - 0,45 4,5 6,4 6,4 27,9 31,3 45,9 42,5 TS 1 0 , 2 2 0,45 6 , 1 7,1 8 , 2 47,1 50,3 55,8 63,7 TS 2 0,24 0,45 5,0 6 , 0 6,3 40,3 46,2 50,2 55,1 TS 3 0,29 0,45 5,0 5,3 5,4 40,5 46,0 47,4 52,9 Как видно из представленных в табл. 1 данных, введение добавки TS в составе бетона повышает прочность на сжатие и прочность на изгиб для всех образцов и во все сроки твердения по сравнению с контрольным составом. Максимальный прирост прочности наблюдается при содержании добавки в количестве 1 мас. %, при этом прочность увеличивается на 6 8 , 60, 32 и 50 %, на 3, 7, 28, 180-е сут твердения соответственно по сравнению с контрольным составом. Значение прочности при изгибе выше контрольного состава на 35, 11 и 28 % на 3, 7 и 28-е сут твердения соответственно. При введении добавки более 1 мас. % прочность бетона при сжатии и изгибе понижается. Имеются работы [11, 12], в которых отмечено, что повышение прочности бетона, содержащего TiO 2 , отмечается лишь на ранних сроках твердения, а после достижения марочной прочности (28 дней) прочностные свойства снижаются. Полученные нами результаты по кинетике твердения бетона, модифицированного титаносиликатной добавкой, показали, что прочность продолжает расти после 28 сут твердения относительно контрольного состава, прирост прочности на 180-е сут составил 24-50 %. Увеличение прочности обусловлено хорошей пуццолановой активностью SiO 2 . Фотокаталитическую активность используемой титаносиликатной добавки определяли методом фотоколометрии [10]. Степень разложения органического красителя метиленового синего (МС) при облучении УФ и видимым светом водного раствора TS составила 98 и 8 8 % соответственно. Предположено, что такая высокая фотокаталитическая активность обусловлена особенностями фазового состава и высокой удельной поверхностью TS (50,2 м 2 / г) [ 8 ]. © Цырятьева А. В., Тюкавкина В. В., 2022 266