THE EFFECT OF ULTRA-LOW DOSES OF SURFACTANTS ON THE STRENGTH OF AN ARTIFICIAL STONE OBTAINED ON A MIXTURE OF NANOPOWDERS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/2415-8151.2023.28.14

Keywords:

cement, calcium carbonate, surfactants, strength, catalysis

Abstract

This article describes the results of determining the effect of ultra-small doses of surface-active substances on the strength of artificial stone obtained from a mixture of nanopowders Goal. To determine the effectiveness of the use of surface-active substances in ultra-small doses during the hardening of a mixture of cement nanopowder and calcium carbonate nanopowder. Methodology. It includes the following methods: compositional and functional analysis; analysis of studies on the use of nanopowders and surface-active substances; formalization method; standard methods of testing building materials; comparative analysis; systematization and generalization of foreign and domestic experience. The results. As a result of the research, the influence of surface-active substances applied in ultra-small doses on the strength of the artificial stone formed as a result of the hardening of nanopowder of calcium carbonate and cement was determined. The international experience of using surface-active substances and nanopowders is analyzed. It has been proven that in this case, the action of ultrasmall doses of surface-active substances consists in reducing the number of open pores in the cement stone. Experimental studies have confirmed that molecules of surface-active substances, such as hyperplasticizers or others, significantly change the pH of the water used to make concrete. Increasing the mechanical strength of the obtained artificial stone allows replacing part of the cement nanopowder with a cheaper mineral nanopowder. It was established that an increase in the water-cement ratio in the mixture of nanopowders leads to an increase in the effectiveness of ultrasmall doses of surface-active substances in the formation of compressive strength. The highlighted scientific materials became the starting point for understanding the researched issue. Scientific novelty. The effect of ultra-small doses of surface-active substances on the strength of artificial stone obtained from a mixture of nanopowders was identified and substantiated. Practical significance. The results of the research can be used in the production of concrete and reinforced concrete products and structures.

References

Беліченко О.А., Толмачев С.М. Дослідження фізико-хімічних властивостей водних суспензій мікронаповнювачів з суперпластифікаторами. Збірник наукових праць Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Рівне. 2020. 38. с. 66-79.

Вандоловський О. Г., Шептун С. Ю. Реологічні особливості ущільнення дрібнозернистої бетонної суміші в палях, які формують в попередньо сформованих свердловинах. Науковий вісник будівництва. 2020. Т. 99. № 1. С. 42-48.

Вандоловский О. Г. Міцнісні властивості особливо дрібнозернистого бетону на відходах гірничо-збагачувальних комбінатів у ролі заповнювача. Збірник наукових праць УкрДУЗТ, 2016. 160. с. 17-24.

Шишкін О. О. Особливості дисперсної системі «гідравлічне в’яжуче-комплексна гідрофільна поверхнево-активна речовина» Resource- and energysaving technologies in the chemical industry: Scientific monograph. Riga, Latvia: “Baltija Publishing”, 2022. с. 117-143.

Шишкіна, О. Шишкін, О. Дослідження впливу комплексних наномодифікаторів на міцність дрібнозернистого бетону. Східно-Європейський журнал корпоративних технологій, 2018, (6/92), с. 29-33.

Шишкіна, О. Шишкін, О. Застосування ефекту малої концентрації у технології бетону. Серія конференцій IOP: Матеріалознавство та інженерія, 2020, 907 (1), 012038

Шишкіна О.О., Шишкін О.О. Вплив температури та вологості навколишнього середовища, в якому відбувається твердіння бетону, на ефективність застосування поверхневого мікродозування. Серія конференцій IOP: Матеріалознавчий форум, 2022, 1066, с. 169-174.

Шишкіна О.О. Керування морфологією будівельних об’єктів. Кривий Ріг: Чернявский Д.О, 2021 – 284 с.

Шишкіна О.О. Керування структурою води, призначеної для виготовлення дрібнозернистого бетону. Науковий вісник будівництва, 2020, т. 101, № 3. С. 133-141.

Collepardi M. The new concrete. Italy, 2006. – 421 s.

Cortas R., Rozière E., Staquet S., Loukili A., Delplancke-Ogletree M.-P. Effect of the water saturation of aggregates on the shrinkage induced cracking risk of concrete at early age. Cement and Concrete Composites, 2014. Vol. 50. р. 1-9.

Derevianko V. N., Hryshko H. M., Moroz W. Yu. The effect of nanoadditives on the hydration of gypsum binding agents. Collection of scientific works of UkrDUZT, 2018, issue 178. р. 88-97.

Schmidt M. Vonder nanotechnologiezum ultrahochfesben beton. 16 Intern. Baustoff. Konf., Weimar, 2006, р. 2-1405…2-1416.

Tam C.M., Tam V.W.Y., Ng K.M. Assessing drying shrinkage and water permeability of reactive powder concrete produced in Hong Kong. Construction and Building Materials. 2012. Vol. 26. Issue 1. 2012. р. 79-89.

Wang Y., Yan H. Effect of naphthalene compounded superplasticizer on strength and shrinkage of ready-mixed concrete. Applied Mechanics and Materials. 2012. Vol. 174-177. 2012. р. 488-495.

Termkhajornkit, P. Nawa T., Nakai M., Saito T. Effect of fly ash on autogenous shrinkage. Cement and Concrete Research. 2005. Vol. 35, Issue 3. р. 473-482.

Yang, Y. Sato R., Kawai K. Autogenous shrinkage of high-strength concrete containing silica fume under drying at early ages. Cement and Concrete Research. 2005. Vol. 35, Issue 3. P. 449-456.

Published

2023-06-16

Issue

Section

АRCHITECTURE AND CONSTRUCTION